JP7438951B2 - Surgical discharge sensing and motor control - Google Patents

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JP7438951B2 JP2020536010A JP2020536010A JP7438951B2 JP 7438951 B2 JP7438951 B2 JP 7438951B2 JP 2020536010 A JP2020536010 A JP 2020536010A JP 2020536010 A JP2020536010 A JP 2020536010A JP 7438951 B2 JP7438951 B2 JP 7438951B2
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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、「SURGICAL EVACUATION SENSING AND MOTOR CONTROL」と題する2018年6月28日出願の米国仮特許出願第62/691,219号の優先権の利益を主張する。
(Cross reference to related applications)
This application is a United States Provisional Application filed June 28, 2018, entitled "SURGICAL EVACUATION SENSING AND MOTOR CONTROL," the entire disclosure of which is incorporated herein by reference under 35 U.S.C. 119(e). Claims priority benefit of patent application no. 62/691,219.

本出願は、米国特許法第119条(e)の下で、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、「SURGICAL SYSTEMS WITH OPTIMIZED SENSING CAPABILITIES」と題する2018年3月30日出願の米国仮特許出願第62/650,887号、「SURGICAL SMOKE EVACUATION SENSING AND CONTROLS」と題する2018年3月30日出願の米国仮特許出願第62/650,877号、「SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」と題する2018年3月30日出願の米国仮特許出願第62/650,882号、及び「CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARABLE ARRAY ELEMENTS」と題する2018年3月30日出願の米国仮特許出願第62/650,898号の優先権の利益を主張する。 This application is filed under 35 U.S.C. Provisional Patent Application No. 62/650,887, entitled “SURGICAL SMOKE EVACUATION SENSING AND CONTROLS,” filed March 30, 2018, U.S. Provisional Patent Application No. 62/650,877, “SMOKE EVACUATION MODULE FO R INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM” and U.S. Provisional Patent Application No. 62/650,882, filed March 30, 2018, entitled “CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARABLE ARRAY ELEMENTS.” No./650,898 claims priority.

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

本出願は更に、米国特許法第119条(e)の下で、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、「INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」と題する2017年12月28日出願の米国仮特許出願第62/611,341号、「CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS」と題する2017年12月28日出願の米国仮特許出願第62/611,340号、及び「ROBOT ASSISTED SURGICAL PLATFORM」と題する2017年12月28日出願の米国仮特許出願第62/611,339号の優先権の利益を主張する。 This application further relates to a United States provisional patent filed December 28, 2017 entitled "INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM," each disclosure of which is hereby incorporated by reference in its entirety under 35 U.S.C. 119(e). Applications 62/611, 341, and "CLOUD -BASED MEDICAL Analytics" Applications on December 28, 2017. 2017 1217 entitled "LATFORM" Claims priority benefit of U.S. Provisional Patent Application No. 62/611,339, filed May 28th.

本発明は、外科システム及びその排出器に関する。外科用排煙器は、手術部位から煙、並びに流体及び/又は微粒子を排出するように構成されている。例えば、エネルギー装置を伴う外科処置中に、手術部位で煙が発生することがある。 The present invention relates to a surgical system and its ejector. Surgical smoke evacuators are configured to evacuate smoke, as well as fluids and/or particulates, from a surgical site. For example, during surgical procedures involving energy devices, smoke may be generated at the surgical site.

様々な実施形態では、外科用排出システムは、ポンプと、ポンプを駆動するように構成されたモータと、ハウジングと、を備える。ハウジングは、入口ポートと、出口ポートと、入口ポートから出口ポートまでハウジングを通って画定された流路と、を含む。ポンプは、流路に沿って配置されている。外科用排出システムは、流路に沿って配置されたセンサを更に備える。センサは、センサを通過して移動する流体の体積中の微粒子濃度を検出するように構成されている。外科用排出システムは、流体の体積中の微粒子濃度を示す信号をセンサから受信するように構成された制御回路を更に備える。制御回路は、センサからの信号に基づいてモータの速度を自動的に変更するためのモータへの駆動信号を送信するように更に構成されている。 In various embodiments, a surgical evacuation system includes a pump, a motor configured to drive the pump, and a housing. The housing includes an inlet port, an outlet port, and a flow path defined through the housing from the inlet port to the outlet port. A pump is arranged along the flow path. The surgical drainage system further includes a sensor positioned along the flow path. The sensor is configured to detect particulate concentration in a volume of fluid moving past the sensor. The surgical drainage system further includes a control circuit configured to receive a signal from the sensor indicative of a particulate concentration in the volume of fluid. The control circuit is further configured to send a drive signal to the motor to automatically change the speed of the motor based on the signal from the sensor.

様々な実施形態では、コンピュータ可読命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体が開示される。実行されると、コンピュータ可読命令は、マシンに、外科用排出システムのセンサから信号を受信させる。外科用排出システムは、ポンプと、ポンプを駆動するように構成されたモータと、入口ポート及び出口ポートを有するハウジングと、入口ポートから出口ポートまでハウジングを通って画定された流路と、を更に含む。センサは、流路に沿って配置されており、センサを通過して移動する流体の体積中の微粒子濃度を検出するように構成されている。コンピュータ可読命令は、実行されると、更にマシンに、センサからの信号に基づいてモータの速度を変更するためのモータへの駆動信号を自動的に送信させる。 In various embodiments, a non-transitory computer-readable medium storing computer-readable instructions is disclosed. When executed, the computer readable instructions cause the machine to receive a signal from a sensor of the surgical evacuation system. The surgical evacuation system further includes a pump, a motor configured to drive the pump, a housing having an inlet port and an outlet port, and a flow path defined through the housing from the inlet port to the outlet port. include. A sensor is disposed along the flow path and configured to detect a particulate concentration in a volume of fluid moving past the sensor. The computer readable instructions, when executed, further cause the machine to automatically send a drive signal to the motor to change the speed of the motor based on the signal from the sensor.

様々な実施形態では、外科用排出システムは、ポンプと、ポンプを駆動するように構成されたモータと、フィルタレセプタクルと、ハウジングと、を備える。ハウジングは、入口ポートと、出口ポートと、ハウジングを通って画定された流路と、を含む。流路は、入口ポート、フィルタレセプタクル、ポンプ、及び出口ポートを流体連結する。外科用排出システムは、フィルタレセプタクルの上流で流路内に配置された第1のセンサを更に備える。第1のセンサは、流路を通って移動する流体中の微粒子を検出するように構成されている。外科用排出システムは、フィルタレセプタクルの下流で流路内に配置された第2のセンサを更に備える。第2のセンサは、流路を通って移動する流体中の微粒子の濃度を検出するように構成されている。外科用排出システムは、第1のセンサから第1の信号を受信するように構成された制御回路を更に備える。第1の信号は、フィルタレセプタクルの上流の流体中に存在する微粒子濃度を示す。制御回路は、第2のセンサから第2の信号を受信するように更に構成されている。第2の信号は、フィルタレセプタクルの下流の流体中に存在する微粒子濃度を示す。制御回路は、第1の信号及び第2の信号のうちの少なくとも1つに基づいてモータの速度を変更するための駆動信号を送信するように更に構成されている。 In various embodiments, a surgical evacuation system includes a pump, a motor configured to drive the pump, a filter receptacle, and a housing. The housing includes an inlet port, an outlet port, and a flow path defined through the housing. A flow path fluidly couples the inlet port, filter receptacle, pump, and outlet port. The surgical drainage system further includes a first sensor disposed within the flow path upstream of the filter receptacle. The first sensor is configured to detect particulates in a fluid moving through the flow path. The surgical drainage system further includes a second sensor positioned within the flow path downstream of the filter receptacle. The second sensor is configured to detect a concentration of particulates in a fluid moving through the flow path. The surgical evacuation system further includes a control circuit configured to receive a first signal from the first sensor. The first signal is indicative of the particulate concentration present in the fluid upstream of the filter receptacle. The control circuit is further configured to receive a second signal from a second sensor. The second signal is indicative of the particulate concentration present in the fluid downstream of the filter receptacle. The control circuit is further configured to send a drive signal to change the speed of the motor based on at least one of the first signal and the second signal.

様々な態様の特徴が、添付された特許請求の範囲で詳細に説明される。ただし、機構、及び動作の方法の両方についての様々な態様は、それらの更なる目的及び利点と共に、以降の添付図面と併せて、以下の説明を参照することにより最もよく理解することができる。
本開示の少なくとも1つの態様による、外科用排出システムの排出器ハウジングの斜視図である。 本開示の少なくとも1つの態様による、外科用排出電気外科用ツールの斜視図である。 本開示の少なくとも1つの態様による、電気外科用ペンシルに解除可能に固定された外科用排出ツールの立面図である。 本開示の少なくとも1つの態様による、外科用排出システムの排出器ハウジング内の内部構成要素を示す概略図である。 本開示の少なくとも1つの態様による、排煙器を含む電気外科システムの概略図である。 本開示の少なくとも1つの態様による、外科用排出システムの概略図である。 本開示の少なくとも1つの態様による、外科用排出システムを含む外科システムの斜視図である。 本開示の少なくとも1つの態様による、図7の外科用排出システムの排出器ハウジングの斜視図である。 本開示の少なくとも1つの態様による、図8に示す平面に沿った図8の排出器ハウジング内のソケットの立面断面図である。 本開示の少なくとも1つの態様による、排出システムのフィルタの斜視図である。 本開示の少なくとも1つの態様による、フィルタの中央長手方向平面に沿って取られた図10のフィルタの斜視断面図である。 本開示の少なくとも1つの態様による、図7の外科用排出システムなどの外科用排出システムのポンプである。 本開示の少なくとも1つの態様による、外科用排出システムの一部分の斜視図である。 本開示の少なくとも1つの態様による、図13の外科用排出システムの流体トラップの正面斜視図である。 本開示の少なくとも1つの態様による、図14の流体トラップの背面斜視図である。 本開示の少なくとも1つの態様による、図14の流体トラップの立面断面図である。 本開示の少なくとも1つの態様による、明確にするために一部分が除去された状態の図14の流体トラップの立面断面図であり、流体トラップ内に捕捉された液体及び流体トラップを通って流れる煙を示している。 本開示の少なくとも1つの態様による、排出システムの排出器ハウジングの概略図である。 本開示の少なくとも1つの態様による、別の排出システムの排出器ハウジングの概略図である。 本開示の少なくとも1つの態様による、外科用排出システムの光電センサの概略図である。 本開示の少なくとも1つの態様による、外科用排出システムの別の光電センサの概略図である。 本開示の少なくとも1つの態様による、外科用排出システムのイオン化センサの概略図である。 本開示の少なくとも1つの態様による、(A)経時的な粒子数のグラフ表示、及び(B)外科用排出システムの経時的なモータ速度のグラフ表示である。 本開示の少なくとも1つの態様による、第1の位置にあるダイバータ弁を示す、外科用排出システムのダイバータ弁の断面図である。 本開示の少なくとも1つの態様による、第2の位置にある図24Aのダイバータ弁の断面図である。 本開示の少なくとも1つの態様による、(A)経時的な空気流流体含有量、及び(B)外科用排出システムの経時的なデューティサイクルのグラフ表示である。 本開示の少なくとも1つの態様による、外科用排出システムの調整アルゴリズムを示すフローチャートである。 本開示の少なくとも1つの態様による、外科用排出システムの調整アルゴリズムを示すフローチャートである。 本開示の少なくとも1つの態様による、外科用排出システムの調整アルゴリズムを示すフローチャートである。 本開示の少なくとも1つの態様による、外科システムの調整アルゴリズムを示すフローチャートである。 本開示の少なくとも1つの態様による、外科システムの斜視図である。 本開示の少なくとも1つの態様による、外科用排出システムの効率データを表示するためのアルゴリズムを示すフローチャートである。 本開示の少なくとも1つの態様による、外科用排出システムの調整アルゴリズムを示すフローチャートである。 本開示の少なくとも1つの態様による、(A)経時的な粒子数、及び(B)外科システムの経時的なRF電流と電圧との比のグラフ表示である。 本開示の少なくとも1つの態様による、外科システムの調整アルゴリズムを示すフローチャートである。 本開示の少なくとも1つの態様による、排出システムの第1のセンサから受信した第1の信号及び排出システムの第2のセンサから受信した第2の信号のうちの少なくとも1つに基づいてモータを制御するためのフローチャートである。 本開示の少なくとも1つの態様による、(A)経時的に計数された粒子、(B)経時的な発生器の電力及び電圧、並びに(C)排出システムの経時的なモータ速度のグラフ表示である。 本開示の少なくとも1つの態様による、第1のセンサで検出された圧力と第2のセンサで検出された圧力との比、及び経時的な排出システムのモータのパルス幅変調デューティサイクルのグラフ表示である。 本開示の少なくとも1つの態様による、(A)経時的に計数された粒子、及び(C)排出システムの経時的な空気流速のグラフ表示である。 本開示の少なくとも1つの態様による、コンピュータ実装インタラクティブ外科システムのブロック図である。 本開示の少なくとも1つの態様による、手術室内で外科処置を実行するために使用される外科システムである。 本開示の少なくとも1つの態様による、可視化システム、ロボットシステム、及びインテリジェント器具とペアリングされた外科用ハブである。 本開示の少なくとも1つの態様による、外科用ハブ筐体、及び外科用ハブ筐体のドロアー内に摺動可能に受容可能な組み合わせ発生器モジュールの部分斜視図である。 本開示の少なくとも1つの態様による、双極、超音波、及び単極接点、並びに排煙構成要素を備える組み合わせ発生器モジュールの斜視図である。 本開示の少なくとも1つの態様による、複数のモジュールを受容するように構成された横方向モジュール式ハウジングの複数の横方向ドッキングポートの個々の電力バスアタッチメントを示す。 本開示の少なくとも1つの態様による、複数のモジュールを受容するように構成された垂直モジュール式ハウジングを示す。 本開示の少なくとも1つの態様による、医療施設の1つ以上の手術室、又は外科処置のための専門設備を備えた医療施設内の任意の部屋に配置されたモジュール式装置をクラウドに接続するように構成されたモジュール式通信ハブを備える外科用データネットワークを示す。 本開示の少なくとも1つの態様による、コンピュータ実装インタラクティブ外科システムを示す。 本開示の少なくとも1つの態様による、モジュール式制御タワーに連結された複数のモジュールを備える外科用ハブを示す。 本開示の少なくとも1つの態様による、ユニバーサルシリアルバス(Universal Serial Bus、USB)ネットワークハブ装置の一態様を示す。 本開示の少なくとも1つの態様による、外科用器具又はツールの制御システムの論理図を示す。 本開示の少なくとも1つの態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された制御回路を示す。 本開示の少なくとも1つの態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された組み合わせ論理回路を示す。 本開示の少なくとも1つの態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された順序論理回路を示す。 本開示の少なくとも1つの態様による、様々な機能を実行するために起動され得る複数のモータを備える外科用器具又はツールを示す。 本開示の少なくとも1つの態様による、本明細書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の概略図である。 本開示の少なくとも1つの態様による、変位部材の遠位並進を制御するようにプログラムされた外科用器具のブロック図を示す。 本開示の少なくとも1つの態様による、様々な機能を制御するように構成された外科用器具の概略図である。 本開示の少なくとも1つの態様による、他の利点の中でも、インダクタレス同調を提供するように構成された発生器の簡略ブロック図である。 本開示の少なくとも1つの態様による、図20の発生器の1つの形態である発生器の一例を示す。 本開示の1つの態様による、外科用ハブの状況認識を示す時間線である。
The features of various aspects are set forth in detail in the appended claims. However, various aspects of both the mechanism and the method of operation, together with further objects and advantages thereof, can best be understood by reference to the following description, taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG.
1 is a perspective view of an ejector housing of a surgical evacuation system in accordance with at least one aspect of the present disclosure; FIG. 1 is a perspective view of a surgical evacuation electrosurgical tool in accordance with at least one aspect of the present disclosure; FIG. FIG. 3 is an elevational view of a surgical evacuation tool releasably secured to an electrosurgical pencil in accordance with at least one aspect of the present disclosure. 1 is a schematic diagram illustrating internal components within an ejector housing of a surgical evacuation system in accordance with at least one aspect of the present disclosure; FIG. 1 is a schematic diagram of an electrosurgical system including a smoke evacuator, according to at least one aspect of the present disclosure. FIG. 1 is a schematic diagram of a surgical evacuation system according to at least one aspect of the present disclosure. FIG. 1 is a perspective view of a surgical system including a surgical evacuation system in accordance with at least one aspect of the present disclosure; FIG. 8 is a perspective view of an ejector housing of the surgical evacuation system of FIG. 7, in accordance with at least one aspect of the present disclosure; FIG. 9 is an elevational cross-sectional view of the socket in the ejector housing of FIG. 8 taken along the plane shown in FIG. 8, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. FIG. 1 is a perspective view of a filter of an evacuation system in accordance with at least one aspect of the present disclosure; FIG. 11 is a perspective cross-sectional view of the filter of FIG. 10 taken along a central longitudinal plane of the filter, in accordance with at least one aspect of the present disclosure; FIG. 8 is a pump for a surgical evacuation system, such as the surgical evacuation system of FIG. 7, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. 1 is a perspective view of a portion of a surgical drainage system in accordance with at least one aspect of the present disclosure; FIG. 14 is a front perspective view of a fluid trap of the surgical drainage system of FIG. 13, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. FIG. 15 is a rear perspective view of the fluid trap of FIG. 14 in accordance with at least one aspect of the present disclosure. FIG. 15 is an elevational cross-sectional view of the fluid trap of FIG. 14 in accordance with at least one aspect of the present disclosure. FIG. 15 is an elevational cross-sectional view of the fluid trap of FIG. 14 with portions removed for clarity, with liquid trapped within the fluid trap and smoke flowing through the fluid trap, in accordance with at least one aspect of the present disclosure; FIG. It shows. 1 is a schematic illustration of an ejector housing of an evacuation system in accordance with at least one aspect of the present disclosure; FIG. FIG. 3 is a schematic illustration of an ejector housing of another evacuation system in accordance with at least one aspect of the present disclosure. 1 is a schematic diagram of a photoelectric sensor of a surgical evacuation system in accordance with at least one aspect of the present disclosure; FIG. FIG. 3 is a schematic illustration of another photoelectric sensor of a surgical evacuation system in accordance with at least one aspect of the present disclosure. 1 is a schematic illustration of an ionization sensor for a surgical evacuation system in accordance with at least one aspect of the present disclosure; FIG. 2A and 2B are graphical representations of (A) particle count over time and (B) motor speed of a surgical evacuation system over time, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. 1 is a cross-sectional view of a diverter valve of a surgical drainage system showing the diverter valve in a first position in accordance with at least one aspect of the present disclosure; FIG. 24B is a cross-sectional view of the diverter valve of FIG. 24A in a second position, according to at least one aspect of the present disclosure. FIG. 2 is a graphical representation of (A) airflow fluid content over time and (B) duty cycle of a surgical drainage system over time, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. 3 is a flowchart illustrating a regulation algorithm for a surgical evacuation system in accordance with at least one aspect of the present disclosure. 3 is a flowchart illustrating a regulation algorithm for a surgical evacuation system in accordance with at least one aspect of the present disclosure. 3 is a flowchart illustrating a regulation algorithm for a surgical evacuation system in accordance with at least one aspect of the present disclosure. 3 is a flowchart illustrating a surgical system adjustment algorithm in accordance with at least one aspect of the present disclosure. 1 is a perspective view of a surgical system in accordance with at least one aspect of the present disclosure. FIG. 3 is a flowchart illustrating an algorithm for displaying efficiency data for a surgical drainage system in accordance with at least one aspect of the present disclosure. 3 is a flowchart illustrating a regulation algorithm for a surgical evacuation system in accordance with at least one aspect of the present disclosure. 2 is a graphical representation of (A) particle count over time and (B) RF current to voltage ratio of a surgical system over time, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. 3 is a flowchart illustrating a surgical system adjustment algorithm in accordance with at least one aspect of the present disclosure. Controlling a motor based on at least one of a first signal received from a first sensor of the evacuation system and a second signal received from a second sensor of the evacuation system, according to at least one aspect of the present disclosure. This is a flowchart for 2 is a graphical representation of (A) particles counted over time, (B) generator power and voltage over time, and (C) motor speed of an evacuation system over time, according to at least one aspect of the present disclosure. . A graphical representation of a ratio of a pressure detected at a first sensor to a pressure detected at a second sensor and a pulse width modulation duty cycle of a motor of an evacuation system over time in accordance with at least one aspect of the present disclosure. be. 3 is a graphical representation of (A) particles counted over time and (C) air flow rate over time of an evacuation system, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. 1 is a block diagram of a computer-implemented interactive surgical system in accordance with at least one aspect of the present disclosure. FIG. 1 is a surgical system used to perform a surgical procedure within an operating room, according to at least one aspect of the present disclosure. A surgical hub paired with a visualization system, a robotic system, and an intelligent instrument according to at least one aspect of the present disclosure. 1 is a partial perspective view of a surgical hub housing and a combination generator module slidably receivable within a drawer of the surgical hub housing, in accordance with at least one aspect of the present disclosure; FIG. 1 is a perspective view of a combination generator module with bipolar, ultrasonic, and monopolar contacts and smoke evacuation components in accordance with at least one aspect of the present disclosure; FIG. FIG. 6 illustrates individual power bus attachments of a plurality of lateral docking ports of a lateral modular housing configured to receive a plurality of modules in accordance with at least one aspect of the present disclosure. 2 illustrates a vertical modular housing configured to receive a plurality of modules in accordance with at least one aspect of the present disclosure. Connecting a modular device located in one or more operating rooms of a medical facility, or any room within a medical facility with specialized equipment for surgical procedures, to the cloud in accordance with at least one aspect of the present disclosure. 1 illustrates a surgical data network with a modular communications hub configured in FIG. 1 illustrates a computer-implemented interactive surgical system according to at least one aspect of the present disclosure. 3 illustrates a surgical hub with multiple modules coupled to a modular control tower in accordance with at least one aspect of the present disclosure; FIG. 1 illustrates one aspect of a Universal Serial Bus (USB) network hub device in accordance with at least one aspect of the present disclosure. 1 illustrates a logic diagram of a surgical instrument or tool control system in accordance with at least one aspect of the present disclosure. 1 illustrates a control circuit configured to control aspects of a surgical instrument or tool in accordance with at least one aspect of the present disclosure. 2 illustrates a combinational logic circuit configured to control aspects of a surgical instrument or tool in accordance with at least one aspect of the present disclosure. 3 illustrates a sequential logic circuit configured to control aspects of a surgical instrument or tool in accordance with at least one aspect of the present disclosure. 1 illustrates a surgical instrument or tool with multiple motors that can be activated to perform various functions, according to at least one aspect of the present disclosure. 1 is a schematic illustration of a robotic surgical instrument configured to manipulate the surgical tools described herein, according to at least one aspect of the present disclosure. FIG. FIG. 3 illustrates a block diagram of a surgical instrument programmed to control distal translation of a displacement member in accordance with at least one aspect of the present disclosure. 1 is a schematic illustration of a surgical instrument configured to control various functions in accordance with at least one aspect of the present disclosure; FIG. 1 is a simplified block diagram of a generator configured to provide inductorless tuning, among other advantages, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. FIG. 21 illustrates an example generator that is one form of the generator of FIG. 20, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. 3 is a timeline illustrating situational awareness of a surgical hub, according to one aspect of the present disclosure.

本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、2018年6月29日出願の以下の米国特許出願を所有する。
・「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、
・「SYSTEMS FOR DETECTING PROXIMITY OF SURGICAL END EFFECTOR TO CANCEROUS TISSUE」と題する米国特許出願第_______号、代理人整理番号、END8543USNP5/170760-5、
・「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、米国特許出願第_______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 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 United States patent applications filed June 29, 2018, the disclosures of each of which are incorporated herein by reference in their entirety.
- U.S. Patent Application No. _____, Attorney Docket No. END8542USNP/170755, entitled "CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARABLE ARRAY ELEMENTS";
- United States Patent Application No. _____, Attorney Docket No. END8543USNP/170760, entitled "CONTROLLING A SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO SENSED CLOSURE PARAMETERS";
- U.S. Patent Application No. ``SYSTEMS FOR ADJUSTING END EFFECTOR PARAMETERS BASED ON PERIOPERATIVE INFORMATION,'' Attorney Docket No. END8543USNP1/170760- 1,
- United States Patent Application No. _____, Attorney Docket No. END8543USNP2/170760-2, entitled "SAFETY SYSTEMS FOR SMART POWERED SURGICAL STAPLING";
- United States 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. _____ entitled "SYSTEMS FOR DETECTING PROXIMITY OF SURGICAL END EFFECTOR TO CANCEROUS TISSUE," Attorney Docket No. END8543USNP5/170760-5;
- United States Patent Application No. _____, Attorney Docket No. END8543USNP6/170760-6, entitled "SURGICAL INSTRUMENT CARTRIDGE SENSOR ASSEMBLIES";
- United States Patent Application No. _____, Attorney Docket No. END8543USNP7/170760-7, entitled "VARIABLE OUTPUT CARTRIDGE SENSOR ASSEMBLY";
- United States Patent Application No. _____, Attorney Docket No. END8544USNP/170761, entitled "SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE ELECTRODE";
- U.S. Patent Application No. _____, entitled "SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE CIRCUIT," Attorney Docket No. END8544USNP1/170761-1;
- U.S. Patent Application No. _____, entitled "SURGICAL INSTRUMENT WITH A TISSUE MARKING ASSEMBLY," Attorney Docket No. END8544USNP2/170761-2;
- United States Patent Application No. _____, Attorney Docket No. END8544USNP3/170761-3, entitled "SURGICAL SYSTEMS WITH PRIORITIZED DATA TRANSMISSION CAPABILITIES";
- U.S. Patent Application No. _____, entitled "SURGICAL EVACUATION SENSOR ARRANGEMENTS," Attorney Docket No. END8545USNP1/170762-1;
- United States Patent Application No. _____, Attorney Docket No. END8545USNP2/170762-2, entitled "SURGICAL EVACUATION FLOW PATHS";
- United States 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'';
・“COMMUNICATION OF SMOKE EVACUATION SYSTEM PARAMETERS TO HUB OR CLOUD IN SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL P U.S. Patent Application No. ``LATFORM'', Attorney Docket No. END8546USNP/170763;
- U.S. Patent Application No. ``SMOKE EVACUATION SYSTEM INCLUDING A SEGMENTED CONTROL CIRCUIT FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM,'' Attorney Docket No. END 85 46USNP1/170763-1
・“SURGICAL EVACUATION SYSTEM WITH A COMMUNICATION CIRCUIT FOR COMMUNICATION BETWEEN A FILTER AND A SMOKE EVACUATION DEVICE” United States Patent Application No. _____, Attorney Docket No. END8547USNP/170764, and ``DUAL IN-SERIES LARGE AND SMALL DROPLET FILTERS'' ”, United States Patent Application 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仮特許出願を所有する。
・「A METHOD OF USING REINFORCED FLEX CIRCUITS WITH MULTIPLE SENSORS WITH ELECTROSURGICAL DEVICES」と題する米国仮特許出願第62/691,228号、
・「CONTROLLING A SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO SENSED CLOSURE PARAMETERS」と題する米国仮特許出願第62/691,227号、
・「SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE ELECTRODE」と題する米国仮特許出願第62/691,230号、
・「SURGICAL EVACUATION SENSING AND MOTOR CONTROL」と題する米国仮特許出願第62/691,219号、
・「COMMUNICATION OF SMOKE EVACUATION SYSTEM PARAMETERS TO HUB OR CLOUD IN SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」と題する米国仮特許出願第62/691,257号、
・「SURGICAL EVACUATION SYSTEM WITH A COMMUNICATION CIRCUIT FOR COMMUNICATION BETWEEN A FILTER AND A SMOKE EVACUATION DEVICE」と題する米国仮特許出願第62/691,262号、及び
・「DUAL IN-SERIES LARGE AND SMALL DROPLET FILTERS」と題する米国仮特許出願第62/691,251号。
The applicant of this application owns the following United States Provisional Patent Applications filed June 28, 2018, the disclosures of each of which are incorporated herein by reference in their entirety.
- 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 EVACUATION SYSTEM PARAMETERS TO HUB OR CLOUD IN SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL P U.S. Provisional Patent Application No. 62/691,257 entitled ``LATFORM'';
・“SURGICAL EVACUATION SYSTEM WITH A COMMUNICATION CIRCUIT FOR COMMUNICATION BETWEEN A FILTER AND A SMOKE EVACUATION DEVICE” U.S. Provisional Patent Application No. 62/691,262 entitled ``DUAL 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 United States patent applications filed March 29, 2018, the disclosures of each of which are incorporated herein by reference in their entirety.
- U.S. Patent Application No. 15/940,641 entitled "INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH ENCRYPTED COMMUNICATION CAPABILITIES";
- U.S. Patent Application No. 15/940,648 entitled "INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH CONDITION HANDLING OF DEVICES AND DATA CAPABILITIES";
- U.S. Patent Application No. 15/940,656 entitled "SURGICAL HUB COORDINATION OF CONTROL AND COMMUNICATION OF OPERATING ROOM DEVICES";
- U.S. Patent Application No. 15/940,666 entitled "SPATIAL AWARENESS OF SURGICAL HUBS IN OPERATING ROOMS";
- 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 No. 15/940,632 entitled "DATA STRIPPING METHOD TO INTERROGATE PATIENT RECORDS AND CREATE ANONYMIZED RECORD";
・“COMMUNICATION HUB AND STORAGE DEVICE FOR STORING PARAMETERS AND STATUS OF A SURGICAL DEVICE TO BE SHARED WITH CLOUDS BASED U.S. Patent Application No. 15/940,640 entitled ``ANALYTICS SYSTEMS'';
- U.S. Patent Application No. 15/940,645 entitled "SELF DESCRIBING DATA PACKETS GENERATED AT AN ISSUING INSTRUMENT";
- U.S. Patent Application No. 15/940,649 entitled "DATA PAIRING TO INTERCONNECT A DEVICE MEASURED PARAMETER WITH AN OUTCOME";
- U.S. Patent Application No. 15/940,654 entitled "SURGICAL HUB SITUATIONAL AWARENESS";
- U.S. Patent Application No. 15/940,663 entitled "SURGICAL SYSTEM DISTRIBUTED PROCESSING";
- U.S. Patent Application No. 15/940,668 entitled "AGGREGATION AND REPORTING OF SURGICAL HUB DATA";
- U.S. Patent Application No. 15/940,671 entitled "SURGICAL HUB SPATIAL AWARENESS TO DETERMINE DEVICES IN OPERATING THEATER";
- U.S. Patent Application No. 15/940,686 entitled "DISPLAY OF ALIGNMENT OF STAPLE CARTRIDGE TO PRIOR LINEAR 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 No. 15/940,704 entitled "USE OF LASER LIGHT AND RED-GREEN-BLUE COLORATION TO DETERMINE PROPERTIES OF BACK SCATTERED LIGHT";
U.S. Patent Application No. 15/940,722 entitled "CHARACTERIZATION OF TISSUE IRREGULARITIES THROUGH THE USE OF MONO-CHROMATIC LIGHT REFRACTIVITY" U.S. Patent Application No. 15/940,742 entitled ``UAL CMOS ARRAY IMAGING''.

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

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

本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、2018年3月28日出願の以下の米国仮特許出願を所有する。
・「INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH ENCRYPTED COMMUNICATION CAPABILITIES」と題する米国仮特許出願第62/649,302号、
・「DATA STRIPPING METHOD TO INTERROGATE PATIENT RECORDS AND CREATE ANONYMIZED RECORD」と題する米国仮特許出願第62/649,294号、
・「SURGICAL HUB SITUATIONAL AWARENESS」と題する米国仮特許出願第62/649,300号、
・「SURGICAL HUB SPATIAL AWARENESS TO DETERMINE DEVICES IN OPERATING THEATER」と題する米国仮特許出願第62/649,309号、
・「COMPUTER IMPLEMENTED INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS」と題する米国仮特許出願第62/649,310号、
・「USE OF LASER LIGHT AND RED-GREEN-BLUE COLORATION TO DETERMINE PROPERTIES OF BACK SCATTERED LIGHT」と題する米国仮特許出願第62/649,291号、
・「ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL DEVICES」と題する米国仮特許出願第62/649,296号、
・「CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR CUSTOMIZATION AND RECOMMENDATIONS TO A USER」と題する米国仮特許出願第62/649,333号、
・「CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR SECURITY AND AUTHENTICATION TRENDS AND REACTIVE MEASURES」と題する米国仮特許出願第62/649,327号、
・「DATA HANDLING AND PRIORITIZATION IN A CLOUD ANALYTICS NETWORK」と題する米国仮特許出願第62/649,315号、
・「CLOUD INTERFACE FOR COUPLED SURGICAL DEVICES」と題する米国仮特許出願第62/649,313号、
・「DRIVE ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」と題する米国仮特許出願第62/649,320号、
・「AUTOMATIC TOOL ADJUSTMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」と題する米国仮特許出願第62/649,307号、及び
・「SENSING ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」と題する米国仮特許出願第62/649,323号。
The applicant of this application owns the following United States Provisional Patent Applications filed March 28, 2018, the disclosures of each of which are incorporated herein by reference in their entirety.
- 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 STRIPPING 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,” and ・“SENSING ARRANGEMENTS FOR ROBOT-A U.S. Provisional Patent Application No. 62/649,323 entitled “SSISTED SURGICAL PLATFORMS” 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仮特許出願を所有する。
・「METHOD OF HUB COMMUNICATION」と題する米国仮特許出願第62/659,900号。
The applicant of this application owns the following United States Provisional Patent Applications filed April 19, 2018, the disclosures of each of which are incorporated herein by reference in their entirety.
- U.S. Provisional Patent Application No. 62/659,900 entitled "METHOD OF HUB COMMUNICATION."

外科用装置及び発生器の様々な態様を詳細に説明する前に、例示される実施例は、適用又は用途において、添付の図面及び説明で示される部品の構造及び配置の詳細に限定されないことに留意すべきである。例示的な実施例は、他の態様、変形形態、及び修正で実施されるか、又はそれらに組み込まれてもよく、様々な方法で実施又は実行されてもよい。更に、特に明記しない限り、本明細書で用いられる用語及び表現は、読者の便宜のために例示的な実施例を説明する目的で選択されたものであり、それらを限定するためのものではない。更に、以下に記述される態様、態様の具現、及び/又は実施例のうち1つ以上を、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 the surgical device and generator in detail, it should be noted that the illustrated embodiments are not limited in application or use to the details of construction and arrangement of parts shown in the accompanying drawings and description. It should be kept in mind. The example embodiments may be implemented or incorporated into other aspects, variations, and modifications and may be practiced or carried out in various ways. Furthermore, unless otherwise stated, the terms and expressions used herein have been selected for the convenience of the reader to describe exemplary embodiments and are not intended to be limiting. . Furthermore, one or more of the aspects, implementations of the aspects, and/or examples described below may be combined with any one or more of the other aspects, implementations of the aspects, and/or examples described below. It should be understood that it can be combined with

エネルギー装置及び排煙
本開示は、手術部位から煙並びに/又は他の流体及び/若しくは微粒子を排出するためのエネルギー装置及びインテリジェント外科用排出システムに関する。煙は、1つ以上のエネルギー装置を利用する外科処置中に発生することが多い。エネルギー装置は、エネルギーを使用して、組織に影響を及ぼす。エネルギー装置では、エネルギーは、発生器によって供給される。エネルギー装置としては、1つ以上の高周波(radio frequency、RF)電極を有する電気外科用装置などの組織接触電極を有する装置、及び超音波ブレードを有する超音波装置などの振動表面を有する装置が挙げられる。電気外科用装置に関して、発生器は、振動電流を発生させて、電極に通電するように構成されている。超音波装置に関して、発生器は、超音波振動を発生させて、超音波ブレードに通電するように構成されている。発生器については、本明細書で更に説明する。
Energy Devices and Smoke Evacuation The present disclosure relates to energy devices and intelligent surgical evacuation systems for evacuating smoke and/or other fluids and/or particulates from a surgical site. Smoke is often generated during surgical procedures that utilize one or more energy devices. Energy devices use energy to affect tissue. In energy devices, energy is supplied by a generator. Energy devices include devices with tissue contacting electrodes, such as electrosurgical devices with one or more radio frequency (RF) electrodes, and devices with vibrating surfaces, such as ultrasound devices with ultrasound blades. It will be done. For electrosurgical devices, the generator is configured to generate an oscillating current to energize the electrodes. For ultrasonic devices, the generator is configured to generate ultrasonic vibrations and energize the ultrasonic blade. Generators are described further herein.

超音波エネルギーは、凝固及び組織を切断するために利用することができる。超音波エネルギーは、組織と接触するエネルギー送達表面(例えば、超音波ブレード)を振動させることによって組織を凝固及び切断する。超音波ブレードは、振動エネルギーを超音波変換器から伝達する導波路に連結することができ、超音波変換器は、機械的振動を生成し、発生器によって電力供給される。高周波(例えば、毎秒55,500回)で振動することにより、超音波ブレードは、ブレードと組織との間、すなわち、組織内のタンパク質を変性させて粘着性の凝塊を形成する、ブレード-組織界面で、摩擦及び熱を発生させる。ブレード表面によって組織に及ぼされる圧力により、血管が崩壊され、凝塊が止血封止を形成することを可能にする。切断及び凝固の精度は、例えば、臨床医の技術によって、並びに電力レベル、ブレードの刃、組織牽引、及びブレード圧力を調整することによって制御することができる。 Ultrasonic energy can be utilized to coagulate and cut tissue. Ultrasonic energy coagulates and cuts tissue by vibrating an energy delivery surface (eg, an ultrasound blade) in contact with the tissue. The ultrasonic blade can be coupled to a waveguide that transmits vibrational energy from an ultrasonic transducer that generates mechanical vibrations and is powered by a generator. By vibrating at a high frequency (e.g., 55,500 times per second), the ultrasonic blade creates a vibration between the blade and the tissue, denaturing proteins within the tissue and forming a sticky coagulum. Friction and heat are generated at the interface. The pressure exerted on the tissue by the blade surface causes the blood vessel to collapse, allowing the clot to form a hemostatic seal. The precision of cutting and coagulation can be controlled, for example, by clinician technique and by adjusting power level, blade edge, tissue traction, and blade pressure.

超音波外科用器具は、このような器具の特殊な性能特性によって、外科手技におけるますます広範囲にわたる用途が見出されている。特定の器具構成及び動作パラメータに応じて、超音波外科用器具は、組織の切断及び凝固による止血を実質的に同時にもたらすことができ、望ましくは、患者の外傷を最小限に抑えることができる。切断動作は、典型的には、超音波器具の遠位端においてエンドエフェクタ又はブレード先端によって実現される。超音波エンドエフェクタは、超音波エネルギーをエンドエフェクタと接触させた組織に伝達する。このような性質の超音波器具は、例えば、ロボット支援手術を含む開腹手術用途、腹腔鏡手術又は内視鏡手術用に構成することができる。 Ultrasonic surgical instruments are finding increasingly widespread use in surgical procedures due to the special performance characteristics of such instruments. Depending on the particular instrument configuration and operating parameters, ultrasonic surgical instruments can provide tissue cutting and coagulation hemostasis substantially simultaneously, desirably minimizing trauma to the patient. The cutting action is typically accomplished by an end effector or blade tip at the distal end of the ultrasonic instrument. Ultrasonic end effectors transmit ultrasonic energy to tissue in contact with the end effector. Ultrasonic instruments of this nature may be configured, for example, for open surgical applications, including robot-assisted surgery, laparoscopic surgery or endoscopic surgery.

電気エネルギーもまた、凝固及び/又は切断のために利用することができる。電気外科用装置は、典型的には、ハンドピースと、遠位端に取り付けられたエンドエフェクタ(例えば、1つ以上の電極)を有する器具と、を含む。エンドエフェクタは、組織に電流が導入されるように組織に対して及び/又は隣接して配置することができる。電気外科手術は、広く使用され、凝固及び切断の両方のための単一の外科器具の使用を含む、多くの利点をもたらす。 Electrical energy can also be utilized for coagulation and/or cutting. Electrosurgical devices typically include a handpiece and an instrument having an end effector (eg, one or more electrodes) attached to a distal end. The end effector can be positioned against and/or adjacent tissue such that electrical current is introduced into the tissue. Electrosurgery is widely used and offers many advantages, including the use of a single surgical instrument for both coagulation and cutting.

電気外科用装置の電極又はチップは、焼灼によって組織を凝固させる及び/又は切断する外科的効果を生み出すために、高電流密度を有する高周波電流を発生させるように、患者との接触点においては小さいものとなっている。戻り電極は、同じ高周波信号を、患者を通過した後、電気外科用発生器に戻して搬送し、したがって、RF信号のための戻り経路を提供する。 The electrode or tip of the electrosurgical device is small at the point of contact with the patient so as to generate a high frequency current with a high current density to produce the surgical effect of coagulating and/or cutting tissue by cautery. It has become a thing. The return electrode carries the same radio frequency signal back to the electrosurgical generator after passing through the patient, thus providing a return path for the RF signal.

電気外科用装置は、双極又は単極動作用に構成することができる。双極動作中、電流はそれぞれ、エンドエフェクタの作動電極によって組織に導入され、エンドエフェクタの戻り電極によって組織から戻される。単極動作中、電流は、エンドエフェクタの活性電極によって組織に導入され、患者の身体に又は身体に対して別個に位置する戻り電極(例えば、接地パッド)を介して戻される。組織を流れる電流によって生成される熱は、組織内及び/又は組織間の止血封止を形成する場合があり、したがって、例えば、血管を封止するために特に有用な場合がある。電気外科用装置のエンドエフェクタは、組織を離断するための、組織及び電極に対して移動可能な切断部材も含み得る。 Electrosurgical devices can be configured for bipolar or monopolar operation. During bipolar operation, current is introduced into the tissue by the end effector's working electrode and returned from the tissue by the end effector's return electrode, respectively. During monopolar operation, electrical current is introduced into the tissue by the active electrode of the end effector and returned through a return electrode (eg, a ground pad) located separately at or relative to the patient's body. The heat generated by the electrical current flowing through tissue may form a hemostatic seal within and/or between tissues, and thus may be particularly useful, for example, for sealing blood vessels. The end effector of the electrosurgical device may also include a cutting member movable relative to the tissue and the electrode to transect the tissue.

印加中、電気外科用装置は、組織を通じて低周波数RF電流を伝達することができ、これはイオン撹拌又は摩擦(即ち抵抗加熱)を生じさせ、これによって組織の温度を上昇させる。罹患組織と周囲組織との間に境界が作り出されるため、臨床医は、隣接する非標的組織を犠牲にすることなく、高レベルの正確性及び制御で手術することができる。RFエネルギーの低動作温度は、軟組織を除去、収縮、又は成形しながら、同時に血管を封止するために有用である。RFエネルギーは、主にコラーゲンから構成されかつ熱に接触した際に収縮する、結合組織に対して特に良好に作用することができる。他の電気外科用器具として、限定はしないが、とりわけ、不可逆性及び/若しくは可逆性電気穿孔法、並びに/又はマイクロ波技術が挙げられる。本明細書で開示する技術は、とりわけ、超音波、双極及び/若しくは単極のRF(電気外科的)、不可逆性及び/若しくは可逆性電気穿孔、並びに/又はマイクロ波に基づく外科用器具に適用可能である。 During application, the electrosurgical device can transmit low frequency RF current through the tissue, which creates ion agitation or friction (ie, resistive heating), thereby increasing the temperature of the tissue. A boundary is created between the diseased tissue and the surrounding tissue, allowing the clinician to operate with a high level of precision and control without sacrificing adjacent non-target tissue. The low operating temperature of RF energy is useful for removing, shrinking, or shaping soft tissue while simultaneously sealing blood vessels. RF energy can work particularly well on connective tissue, which is primarily composed of collagen and contracts when exposed to heat. Other electrosurgical instruments include, but are not limited to, irreversible and/or reversible electroporation, and/or microwave techniques, among others. The techniques disclosed herein apply to ultrasound, bipolar and/or monopolar RF (electrosurgical), irreversible and/or reversible electroporation, and/or microwave based surgical instruments, among others. It is possible.

電気外科用装置によって印加された電気エネルギーは、発生器から器具に伝達することができる。発生器は、組織に影響を及ぼすために電極に伝達される振動電流からなる高周波波形に電気を変換するように構成されている。電流は、組織を通過して、組織を症灼(組織に対する電流アークが組織炭化を生成する凝固の形態)、乾燥(細胞の水を追い出す直接エネルギー印加)、及び/又は切断(細胞液を気化させて細胞爆発を引き起こす間接エネルギー印加)する。電流に対する組織の応答は、組織の抵抗、組織を通過する電流密度、電力出力、及び電流印加の持続時間の関数である。特定の例では、本明細書に更に記載されるように、電流波形は、異なる手術機能に影響を及ぼすように、及び/又は異なる特性の組織に適応するように調整することができる。例えば、異なる種類の組織-血管組織、神経組織、筋肉、皮膚、脂肪、及び/又は骨は、同じ波形に対して異なって反応することがある。 Electrical energy applied by the electrosurgical device can be transferred from the generator to the instrument. The generator is configured to convert electricity into a high frequency waveform consisting of an oscillating current that is transmitted to the electrodes to affect tissue. The electric current is passed through the tissue to cauterize the tissue (a form of coagulation in which a current arc against the tissue produces tissue charring), desiccate (direct energy application that drives out cellular water), and/or cut (vaporize cellular fluids). (indirect energy application that causes cell explosion). Tissue response to electrical current is a function of tissue resistance, current density passing through the tissue, power output, and duration of current application. In certain examples, the current waveform can be adjusted to affect different surgical functions and/or to accommodate tissues of different characteristics, as further described herein. For example, different types of tissue - vascular tissue, neural tissue, muscle, skin, fat, and/or bone may respond differently to the same waveform.

電気エネルギーは、EN60601-2-2:2009+A11:2011,Definition201.3.218-HIGH FREQUENCYに記載される周波数範囲内であり得るRFエネルギーの形態であってもよい。例えば、単極RF用途における周波数は、典型的には、高周波漏れ電流に関連する問題を最小限に抑えるために、5MHz未満に制限される。200kHz超の周波数は、典型的には、低周波数の電流の使用から生じる神経及び筋肉の不必要な刺激を避けるために、モノポーラ用途に使用され得る。 The electrical energy may be in the form of RF energy, which may be within the frequency range described in EN60601-2-2:2009+A11:2011, Definition 201.3.218-HIGH FREQUENCY. For example, frequencies in unipolar RF applications are typically limited to less than 5 MHz to minimize problems associated with high frequency leakage currents. Frequencies above 200 kHz may be used for monopolar applications, typically to avoid unnecessary stimulation of nerves and muscles resulting from the use of low frequency currents.

双極RF用途において、周波数は、ほぼどのような周波数であってもよい。リスク分析が、神経筋刺激の可能性が許容可能なレベルにまで緩和されたと示す場合などの特定の例では、より低い周波数を双極技術に使用することができる。一般に、10mAが、組織への熱効果の下側閾値であると認識されている。双極技術の場合には、より高い周波数を使用することもできる。 In bipolar RF applications, the frequency can be almost any frequency. Lower frequencies may be used for bipolar techniques in certain instances, such as when risk analysis indicates that the potential for neuromuscular stimulation has been mitigated to an acceptable level. It is generally recognized that 10 mA is the lower threshold for thermal effects on tissue. Higher frequencies can also be used in the case of bipolar technology.

特定の例では、発生器は、デジタル的に出力波形を生成して、外科用装置に提供し、これにより、外科用装置が種々の組織効果のために波形を利用することができるように構成することができる。発生器は、単極発生器、双極発生器、及び/又は超音波発生器であってもよい。例えば、単一の発生器は、単極装置、双極装置、超音波装置、又は複合型電気外科/超音波装置にエネルギーを供給することができる。発生器は、波形整形を介して組織特異的効果を促進することができ、かつ/又はRFエネルギー及び超音波エネルギーを同時に及び/若しくは順次、単一の外科用器具若しくは複数の外科用器具に駆動することができる。 In certain examples, the generator is configured to digitally generate and provide an output waveform to the surgical device so that the surgical device can utilize the waveform for various tissue effects. can do. The generator may be a monopolar generator, a bipolar generator, and/or an ultrasound generator. For example, a single generator can supply energy to a monopolar device, a bipolar device, an ultrasound device, or a combined electrosurgical/ultrasound device. The generator can promote tissue-specific effects through waveform shaping and/or drive RF energy and ultrasound energy simultaneously and/or sequentially into a single surgical instrument or multiple surgical instruments. can do.

一例では、外科システムは、超音波外科用器具、RF電気外科用器具、及び複合型超音波/RF電気外科用器具を含む、発生器及びそれと共に使用可能な様々な外科用器具を含むことができる。発生器は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる2016年9月14日出願の「TECHNIQUES FOR OPERATING GENERATOR FOR DIGITALLY GENERATING ELECTRICAL SIGNAL WAVEFORMS AND SURGICAL INSTRUMENTS」と題された米国特許出願第15/265,279号(現在は米国特許出願公開第2017/0086914号)に更に記載されているように、様々な外科用器具と共に使用するように構成可能であってもよい。 In one example, a surgical system may include a generator and various surgical instruments usable therewith, including ultrasonic surgical instruments, RF electrosurgical instruments, and hybrid ultrasound/RF electrosurgical instruments. can. The generator is described in TECHNIQUES FOR OPERATING GENERATOR FOR DIGITALLY GENERATING ELECTRICAL SIGNAL WAVEFORMS AND SUR, filed September 14, 2016, which is hereby incorporated by reference in its entirety. U.S. Patent Application No. 15/265 entitled ``GICAL INSTRUMENTS'', No. 279, now U.S. Patent Application Publication No. 2017/0086914, may be configurable for use with a variety of surgical instruments.

本明細書に記載されるように、組織を切断する及び/又は血管を焼灼する医療処置は、多くの場合、発生器によって生成され、臨床医によって操作される電極を介して患者の組織に伝達されるRF電気エネルギーを利用することによって行われる。電極は、電極に隣接した患者の身体の細胞質に放電を送達する。この放電が細胞質を加熱させて、組織を切断する、及び/又は血管を焼灼する。 As described herein, medical procedures that cut tissue and/or cauterize blood vessels are often produced by a generator and delivered to a patient's tissue via electrodes operated by a clinician. This is done by utilizing RF electrical energy. The electrode delivers an electrical discharge to the cytoplasm of the patient's body adjacent to the electrode. This electrical discharge heats the cytoplasm, cutting tissue and/or cauterizing blood vessels.

電気外科手術に伴う高温は、電極に隣接した組織の熱壊死を引き起こし得る。電気外科手術に伴う高温に組織が曝露される時間がより長いと、組織が熱壊死を起こす可能性がより高くなる。特定の例では、組織の熱壊死は、組織を切断する速度を低下させ、切断部位から離れて位置する組織への熱損傷の発生率を増加させるだけでなく、術後の合併症、焼痂生成及び治癒時間を増加させる可能性がある。 The high temperatures associated with electrosurgery can cause thermal necrosis of tissue adjacent to the electrodes. The longer the tissue is exposed to the high temperatures associated with electrosurgery, the more likely the tissue will undergo thermal necrosis. In certain instances, thermal necrosis of tissue not only reduces the speed of cutting tissue and increases the incidence of thermal damage to tissues located away from the cutting site, but also increases the risk of post-operative complications, eschar. May increase generation and healing time.

RFエネルギー放電の集中は、電極が組織を切断することができる効率、及び切断部位から離れた組織損傷の可能性の両方に影響を及ぼす。標準的な電極形状では、RFエネルギーは、意図される切開部位に隣接する比較的大きい領域にわたって均一に分布する傾向がある。RFエネルギー放電の概ね均一な分布は、周囲組織への外来電荷損失の可能性を増加させ、これは、周囲組織における望ましくない組織損傷の可能性を増加させ得る。 The concentration of the RF energy discharge affects both the efficiency with which the electrode can cut tissue and the potential for tissue damage away from the cutting site. With standard electrode shapes, RF energy tends to be evenly distributed over a relatively large area adjacent the intended incision site. The generally uniform distribution of RF energy discharge increases the likelihood of extraneous charge loss to surrounding tissue, which can increase the likelihood of unwanted tissue damage in the surrounding tissue.

典型的な電気外科用発生器は、様々な動作周波数のRF電気エネルギー及び出力電力レベルを生成する。発生器の特定の動作周波数及び電力出力は、使用される特定の電気外科用発生器及び電気外科処置中の医師の必要性に基づいて変動する。特定の動作周波数及び電力出力レベルは、臨床医又は他の手術室職員によって発生器上で手動で調整することができる。これらの種々の設定を適切に調整するには、臨床医又は他の職員の膨大な知識、スキル、及び注意を要する。臨床医が発生器上の様々な設定に対して所望の調整を行うと、発生器は、電気外科手術中にそれらの出力パラメータを維持することができる。一般に、電気外科手術に使用される波形発生器は、切断モードで1~300W及び凝固モードで1~120Wの範囲の出力電力、並びに300~600kHzの範囲の周波数を有するRF波を生成するように適合されている。典型的な波形発生器は、電気外科手術中に選択された設定を維持するように適合されている。例えば、臨床医が発生器の出力電力レベルを50Wに設定し、次いで電極を患者に接触させて電気外科手術を実施した場合、発生器の電力レベルは、急速に上昇し、50Wに維持されることになる。電力レベルを50Wなどの特定の設定に設定すると、臨床医が患者の組織を切断することを可能にすることになるが、そのような高電力レベルを維持することにより、患者の組織の熱壊死の可能性を増加させる。 Typical electrosurgical generators produce RF electrical energy at various operating frequencies and output power levels. The specific operating frequency and power output of the generator will vary based on the particular electrosurgical generator used and the needs of the physician during the electrosurgical procedure. The specific operating frequency and power output level can be adjusted manually on the generator by the clinician or other operating room personnel. Properly adjusting these various settings requires a great deal of knowledge, skill, and care on the part of the clinician or other personnel. Once the clinician makes the desired adjustments to the various settings on the generator, the generator can maintain those output parameters during the electrosurgical procedure. Generally, waveform generators used in electrosurgery are designed to generate RF waves with output powers ranging from 1 to 300 W in cutting mode and 1 to 120 W in coagulation mode, and frequencies ranging from 300 to 600 kHz. compliant. Typical waveform generators are adapted to maintain selected settings during electrosurgery. For example, if a clinician sets the output power level of the generator to 50W and then performs electrosurgery by contacting the electrode with the patient, the power level of the generator will rapidly increase and remain at 50W. It turns out. Setting the power level to a particular setting, such as 50W, would allow the clinician to cut the patient's tissue, but maintaining such high power levels could result in thermal necrosis of the patient's tissue. increase the possibility of

いくつかの形態では、発生器は、RFエネルギー放電の集中を増加させる電極に関連して電気外科手術を効果的に実行するのに十分な電力を提供し、同時に望ましくない組織損傷を制限し、術後合併症を低減し、より迅速な治癒を促進するように構成されている。例えば、発生器からの波形は、外科処置全体にわたって制御回路によって最適化することができる。しかし、本明細書において特許請求される主題は、いずれかの不利益を解消する、又は上述したものなどの環境においてのみ動作する態様に限定されるものではない。むしろ、この背景技術は単に、本明細書に記載されるいくつかの態様が実施され得る、技術分野の一例を例示するために提示される。 In some forms, the generator provides sufficient power to effectively perform electrosurgery in conjunction with an electrode that increases the concentration of the RF energy discharge while limiting undesirable tissue damage; Constructed to reduce post-operative complications and promote faster healing. For example, the waveform from the generator can be optimized by control circuitry throughout the surgical procedure. However, the subject matter claimed herein is not limited to aspects that eliminate any disadvantages or that operate only in environments such as those described above. Rather, this background is provided merely to illustrate an example of a technical field in which certain aspects described herein may be practiced.

本明細書で提供されるように、エネルギー装置は、組織を治療するために(例えば、標的組織内及び/又は標的組織付近で、組織を切断する、血管を焼灼する、及び/又は組織を凝固させるために)標的組織に機械的及び/又は電気エネルギーを送達する。組織の切断、焼灼、及び/又は凝固により、流体及び/又は微粒子が空気中に放出されることになり得る。外科処置中に放出されるそのような流体及び/又は微粒子は、例えば、空気中に浮遊する炭素粒子及び/又は他の粒子を含み得る、煙を構成することがある。換言すれば、流体は、煙及び/又は他の流体物質を含み得る。内視鏡及び切開手術の約90%は、なんらかのレベルの煙を発生させる。煙は、臨床医(単数又は複数)、助手(単数又は複数)、及び/又は患者(単数又は複数)の嗅覚にとって不快であることがあり、手術部位の臨床医(単数又は複数)の視界を遮る場合があり、特定の例では吸入すると健康に悪い場合がある。例えば、電気外科処置中に発生した煙は、アクロレイン、アセトニトリル、アクリロニトリル、アセチレン、アルキルベンゼン、ベンゼン、ブタジエン、ブテン、一酸化炭素、クレオソール、エタン、エチレン、ホルムアルデヒド、フリーラジカル、シアン化水素、イソブテン、メタン、フェノール、多環芳香族炭化水素、プロペン、プロピレン、ピリデン、ピロール、スチレン、トルエン、及びキシレン、並びに死んだ及び生きている細胞物質(血液断片を含む)、及びウイルスを含む、有毒化学物質を含有することがある。外科的煙中に特定されている特定の物質は、既知の発癌性物質として特定されている。電気外科処置中に焼灼された1グラムの組織は、フィルタの付いていないタバコ6本の毒性物質及び発癌性物質と同等であり得ることが推定される。加えて、電気外科処置中に放出された煙への曝露は、医療従事者に眼及び肺の炎症を引き起こすことが報告されている。 As provided herein, energy devices can be used to treat tissue (e.g., to cut tissue, cauterize blood vessels, and/or coagulate tissue in and/or near a target tissue). delivering mechanical and/or electrical energy to the target tissue. Cutting, cauterizing, and/or coagulating tissue can result in the release of fluid and/or particulates into the air. Such fluids and/or particulates released during surgical procedures may constitute smoke, which may include, for example, airborne carbon particles and/or other particles. In other words, the fluid may include smoke and/or other fluid substances. Approximately 90% of endoscopic and open surgeries generate some level of smoke. Smoke can be unpleasant to the olfactory senses of the clinician(s), assistant(s), and/or patient(s), and may impede the clinician(s)' visibility of the surgical site. In certain cases, it may be harmful to your health if inhaled. For example, smoke generated during electrosurgical procedures can contain acrolein, acetonitrile, acrylonitrile, acetylene, alkylbenzenes, benzene, butadiene, butenes, carbon monoxide, creosol, ethane, ethylene, formaldehyde, free radicals, hydrogen cyanide, isobutene, methane, Contains toxic chemicals, including phenol, polycyclic aromatic hydrocarbons, propene, propylene, pylidene, pyrrole, styrene, toluene, and xylene, as well as dead and living cell material (including blood fragments), and viruses. There are things to do. Certain substances that have been identified in surgical smoke have been identified as known carcinogens. It is estimated that one gram of tissue ablated during an electrosurgical procedure can be equivalent to six unfiltered cigarettes of toxic and carcinogenic substances. Additionally, exposure to smoke emitted during electrosurgical procedures has been reported to cause eye and lung irritation in medical personnel.

外科的煙中の物質に関連する毒性及び臭気に加えて、外科的煙中の粒子状物質のサイズは、臨床医(単数又は複数)、助手(単数又は複数)、及び/又は患者(単数又は複数)の呼吸器系に有害であり得る。特定の例では、微粒子は、非常に小さいことがある。特定の例では、非常に小さな粒子状物質の繰り返し吸入は、急性及び慢性の呼吸状態をまねく場合がある。 In addition to the toxicity and odor associated with substances in surgical smoke, the size of particulate matter in surgical smoke can be May be harmful to the respiratory system. In certain instances, microparticles may be very small. In certain instances, repeated inhalation of very small particulate matter can lead to acute and chronic respiratory conditions.

多くの電気外科システムは、外科処置から生じる煙を捕捉し、捕捉された煙をフィルタ及び排気ポートを介して臨床医(単数又は複数)及び/又は患者から離れる方向に向ける、外科用排出システムを用いる。例えば、排出システムは、電気外科処置中に発生する煙を排出するように構成することができる。読者は、そのような排出システムを「排煙システム」と呼ぶことができるが、そのような排出システムは、手術部位から煙のみを排出するのではないように構成することができることを理解するであろう。本開示全体をとおして、排出システムによって排出される「煙」は、単に煙に限定されない。むしろ、本明細書に開示される排煙システムは、液体、ガス、蒸気、煙、水蒸気、又はそれらの組み合わせを含む様々な流体を排出するために使用することができる。流体は、生物由来であってもよく、かつ/又は処置中に外部供給源から手術部位に導入することができる。流体としては、例えば、水、生理食塩水、リンパ液、血液、滲出液、及び/又は化膿性排出物を挙げることができる。更に、流体は、排出システムによって排出される微粒子又は他の物質(例えば、細胞質又は破片)を含むことができる。例えば、そのような微粒子は、流体中に浮遊することがある。 Many electrosurgical systems include a surgical exhaust system that captures smoke resulting from a surgical procedure and directs the captured smoke away from the clinician(s) and/or patient through a filter and exhaust port. use For example, the exhaust system can be configured to exhaust fumes generated during electrosurgical procedures. Although the reader may refer to such an evacuation system as a "smoke evacuation system," it is understood that such an evacuation system may be configured to not only exhaust smoke from the surgical site. Probably. Throughout this disclosure, "smoke" emitted by an evacuation system is not limited to just smoke. Rather, the smoke evacuation systems disclosed herein can be used to evacuate a variety of fluids, including liquids, gases, vapors, smoke, water vapor, or combinations thereof. The fluid may be of biological origin and/or may be introduced to the surgical site from an external source during the procedure. Fluids can include, for example, water, saline, lymph, blood, exudate, and/or purulent discharge. Additionally, the fluid can include particulates or other materials (eg, cytoplasm or debris) that are ejected by the evacuation system. For example, such particulates may be suspended in a fluid.

排出システムは、多くの場合、ポンプ及びフィルタを含む。ポンプは、フィルタの中へと煙を引き込む吸引を発生させる。例えば、吸引は、手術部位から導管開口部に、排出導管を通って、排出システムの排出器ハウジング内に煙を引き込むように構成することができる。外科用排出システム50000の排出器ハウジング50018を図1に示す。本開示の一態様では、ポンプ及びフィルタは、排出器ハウジング50018内に配置される。排出器ハウジング50018内に引き込まれた煙は、吸引導管50036を介してフィルタに移動し、有害な毒性物質及び不快な臭気は、フィルタを通って移動する際に煙から濾過される。吸引導管は、例えば、真空導管及び/若しくは排出導管並びに/又は真空管及び/若しくは排出管とも呼ばれることがある。次いで、濾過された空気は、排気として外科用排出システムを出ることができる。特定の例では、本明細書に開示される様々な排出システムはまた、手術部位などの所望の位置に流体を送達するように構成することができる。 Evacuation systems often include pumps and filters. The pump creates suction that draws smoke into the filter. For example, suction can be configured to draw smoke from the surgical site to the conduit opening, through the evacuation conduit, and into the ejector housing of the evacuation system. The ejector housing 50018 of the surgical evacuation system 50000 is shown in FIG. In one aspect of the disclosure, the pump and filter are located within the ejector housing 50018. Smoke drawn into the ejector housing 50018 travels to the filter via the suction conduit 50036, and harmful toxic substances and unpleasant odors are filtered from the smoke as it travels through the filter. A suction conduit may for example also be referred to as a vacuum conduit and/or a discharge conduit and/or a vacuum tube and/or a discharge conduit. The filtered air can then exit the surgical evacuation system as exhaust air. In certain examples, the various drainage systems disclosed herein can also be configured to deliver fluid to a desired location, such as a surgical site.

ここで図2を参照すると、排出器ハウジング50018(図1)からの吸引導管50036は、ハンドピース50032などのハンドピースで終端してもよい。ハンドピース50032は、電極チップ50034と、電極チップ50034付近の及び/又は電極チップ50034に隣接する排出導管開口部とを含む電気外科用器具を備える。排出導管開口部は、外科処置中に放出される流体及び/又は微粒子を捕捉するように構成されている。そのような例では、排出システム50000は、電気外科用器具50032に一体化される。更に図2を参照すると、煙Sは、吸引導管50036内に引き込まれている。 Referring now to FIG. 2, a suction conduit 50036 from ejector housing 50018 (FIG. 1) may terminate in a handpiece, such as handpiece 50032. Handpiece 50032 includes an electrosurgical instrument that includes an electrode tip 50034 and a drainage conduit opening near and/or adjacent to electrode tip 50034. The drainage conduit opening is configured to capture fluid and/or particulates released during a surgical procedure. In such an example, evacuation system 50000 is integrated into electrosurgical instrument 50032. Still referring to FIG. 2, smoke S has been drawn into suction conduit 50036.

特定の例では、排出システム50000は、導管開口部を備え、かつシステム内に煙を吸引するように構成された、別個の外科用ツールを含むことができる。更に他の例では、排出導管及び開口部を備えるツールは、図3に示すような電気外科用ツール上にスナップ嵌めすることができる。例えば、吸引導管51036の一部分は、電極チップ51034の周りに(又はそれに隣接して)配置されてもよい。一例では、吸引導管51036は、クリップ又は他の締結具を有する電極チップ51034を備える電気外科用ツールのハンドピース51032に解除可能に固定されてもよい。 In certain examples, the evacuation system 50000 can include a separate surgical tool with a conduit opening and configured to draw smoke into the system. In yet another example, the tool with the evacuation conduit and opening can be snapped onto an electrosurgical tool such as that shown in FIG. For example, a portion of suction conduit 51036 may be disposed around (or adjacent to) electrode tip 51034. In one example, the suction conduit 51036 may be releasably secured to an electrosurgical tool handpiece 51032 that includes an electrode tip 51034 with a clip or other fastener.

排出器ハウジング50518の様々な内部構成要素を図4に示す。様々な例では、図4の内部構成要素はまた、図1の排出器ハウジング50018に組み込むことができる。主に図4を参照すると、排出システム50500は、排出器ハウジング50518と、フィルタ50502と、排気機構50520と、ポンプ50506と、を含む。排出システム50500は、入口ポート50522及び出口ポート50524を有する排出器ハウジング50518を通る流路50504を画定する。フィルタ50502、排気機構50520、及びポンプ50506は、入口ポート50522と出口ポート50524との間の排出器ハウジング50518を通って流路50504と一列に連続して配置される。入口ポート50522は、例えば、図1の吸引導管50036などの吸引導管に流体連結することができ、吸引導管は、手術部位に配置可能な遠位導管開口部を備えることができる。 Various internal components of ejector housing 50518 are shown in FIG. In various examples, the internal components of FIG. 4 can also be incorporated into the ejector housing 50018 of FIG. 1. Referring primarily to FIG. 4, the evacuation system 50500 includes an ejector housing 50518, a filter 50502, an evacuation mechanism 50520, and a pump 50506. The evacuation system 50500 defines a flow path 50504 through an ejector housing 50518 having an inlet port 50522 and an outlet port 50524. Filter 50502, evacuation mechanism 50520, and pump 50506 are disposed in series and in line with flow path 50504 through ejector housing 50518 between inlet port 50522 and outlet port 50524. Inlet port 50522 can be fluidly coupled to a suction conduit, such as suction conduit 50036 of FIG. 1, for example, and the suction conduit can include a distal conduit opening positionable at the surgical site.

ポンプ50506は、機械的動作によって流路50504内に圧力差を生成するように構成されている。圧力差は、手術部位から入口ポート50522内へ、かつ流路50504に沿って煙50508を引き込むように構成されている。煙50508がフィルタ50502を通って移動した後、煙50508は、濾過された煙又は空気50510であると考えることができ、これは、流路50504を通って進み続け、出口ポート50524を通って排出される。流路50504は、第1のゾーン50514と、第2のゾーン50516と、を含む。第1のゾーン50514は、ポンプ50506から上流にある。第2のゾーン50516は、ポンプ50506から下流にある。ポンプ50506は、第2のゾーン50516内の流体が第1のゾーン50514内の流体よりも高い圧力を有するように、流路50504内の流体を加圧するように構成されている。モータ50512がポンプ50506を駆動する。様々な好適なモータについては、本明細書で更に説明する。排気機構50520は、出口ポート50524で排出システム50500を出る濾過された煙50510の速度、方向、及び/又は他の特性を制御することができる機構である。 Pump 50506 is configured to create a pressure differential within flow path 50504 through mechanical action. The pressure differential is configured to draw smoke 50508 from the surgical site into the inlet port 50522 and along the flow path 50504. After smoke 50508 travels through filter 50502, smoke 50508 can be considered filtered smoke or air 50510, which continues through flow path 50504 and exits through exit port 50524. be done. Flow path 50504 includes a first zone 50514 and a second zone 50516. A first zone 50514 is upstream from pump 50506. A second zone 50516 is downstream from pump 50506. The pump 50506 is configured to pressurize the fluid in the flow path 50504 such that the fluid in the second zone 50516 has a higher pressure than the fluid in the first zone 50514. Motor 50512 drives pump 50506. Various suitable motors are described further herein. Exhaust mechanism 50520 is a mechanism that can control the speed, direction, and/or other characteristics of filtered smoke 50510 exiting exhaust system 50500 at exit port 50524.

排出システム50500を通る流路50504は、流路50504を通って移動する流体を実質的に収容し、かつ/又は流路50504の外側の流体から分離する、管又は他の導管から構成することができる。例えば、流路50504の第1のゾーン50514は、流路50504がフィルタ50502とポンプ50506との間に延びる管を含んでもよい。流路50504の第2のゾーン50516も、流路50504がポンプ50506と排気機構50520との間に延びる管を含んでもよい。流路50504はまた、流路50504が入口ポート50522から出口ポート50524まで連続的に延びるように、フィルタ50502、ポンプ50506、及び排気機構50520を通って延びる。 The flow path 50504 through the evacuation system 50500 may be comprised of a tube or other conduit that substantially contains fluid moving through the flow path 50504 and/or separates it from fluid outside the flow path 50504. can. For example, the first zone 50514 of the flow path 50504 may include a tube through which the flow path 50504 extends between the filter 50502 and the pump 50506. A second zone 50516 of the flow path 50504 may also include a tube through which the flow path 50504 extends between the pump 50506 and the evacuation mechanism 50520. The flow path 50504 also extends through the filter 50502, the pump 50506, and the evacuation mechanism 50520 such that the flow path 50504 extends continuously from the inlet port 50522 to the outlet port 50524.

動作中、煙50508は、入口ポート50522でフィルタ50502内に流入することができ、煙50508がフィルタ50502内に引き込まれるように、ポンプ50506によって流路50504を通ってポンプ圧送することができる。次いで、濾過された煙50510は、排気機構50520を通って、排出システム50500の出口ポート50524から外へポンプ圧送することができる。出口ポート50524で排出システム50500を出る濾過された煙50510は、排気であり、排出システム50500を通過した濾過されたガスからなることができる。 In operation, smoke 50508 can enter the filter 50502 at the inlet port 50522 and can be pumped through the flow path 50504 by the pump 50506 such that the smoke 50508 is drawn into the filter 50502. The filtered smoke 50510 can then be pumped out of the outlet port 50524 of the exhaust system 50500 through an exhaust mechanism 50520. Filtered smoke 50510 exiting exhaust system 50500 at exit port 50524 is exhaust gas and can consist of filtered gas that passed through exhaust system 50500.

様々な例では、本明細書に開示される排出システム(例えば、排出システム50000及び排出システム50500)は、例えば、システム100(図39)又はシステム200(図47)などの、コンピュータ実装インタラクティブ外科システムに組み込むことができる。本開示の一態様では、例えば、コンピュータ実装外科システム100は、少なくとも1つのハブ106と、クラウド104とを含むことができる。主に図41を参照すると、ハブ106は、排煙モジュール126を含む。排煙モジュール126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によって制御することができる。コンピュータ実装外科システム100及び200、並びにそのための状況認識については、本明細書で更に説明する。 In various examples, the evacuation systems disclosed herein (e.g., evacuation system 50000 and evacuation system 50500) can be integrated into a computer-implemented interactive surgical system, such as, e.g., system 100 (FIG. 39) or system 200 (FIG. 47). can be incorporated into. In one aspect of the disclosure, for example, computer-implemented surgical system 100 can include at least one hub 106 and a cloud 104. Referring primarily to FIG. 41, the hub 106 includes a smoke evacuation module 126. The operation of the smoke evacuation module 126 may be controlled by the hub 106 based on its situational awareness and/or feedback from its components and/or based on information from the cloud 104. Computer-implemented surgical systems 100 and 200, and situational awareness therefor, are further described herein.

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判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を包含する。情報は、実行されている処置の種類、手術されている組織の種類、又は処置の対象である体腔を含むことができる。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、かつ外科処置の過程でコンテキスト化した情報又は提案を臨床医に提供するモジュール式装置(例えば、排煙システム)を制御する方法を改善することができる。状況認識については、本明細書、及びその全体が参照により本明細書に組み込まれる、「INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」と題する2017年12月28日出願の米国仮特許出願第62/611,341号に更に記載されている。 Situational awareness encompasses the ability of some aspects of a surgical system to determine or infer information relevant to a surgical procedure from data received from a database and/or instruments. The 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 allows the surgical system, for example, to control modular equipment (e.g., a smoke evacuation system) connected to it and that provides contextualized information or suggestions to the clinician during the course of the surgical procedure. The method can be improved. Situational awareness is further discussed herein and in U.S. Provisional Patent Application No. 62/611,341, filed December 28, 2017, entitled "INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM," which is incorporated herein by reference in its entirety. Are listed.

様々な例では、本明細書に開示される外科システム及び/又は排出システムは、プロセッサを含むことができる。プロセッサは、例えば、感知及び/若しくは集約されたデータ並びに/又は1つ以上のユーザ入力に基づいて、外科システム及び/又は排出システムの1つ以上の動作パラメータを制御するようにプログラムすることができる。図5は、プロセッサ50308を含む電気外科システム50300の概略図である。電気外科システム50300は、120V又は240Vのいずれかの交流を提供するAC電源50302によって電力供給される。AC電源50302によって供給される電圧は、120V又は240Vの交流を360Vの直流に変換するAC/DC変換器50304に向けられる。次いで、360Vの直流は、電力変換器50306(例えば、バックコンバータ)に向けられる。電力変換器50306は、逓降DC/DC変換器である。電力変換器50306は、入力360Vを0~150Vの範囲内の所望のレベルまで逓減させるように適合されている。 In various examples, the surgical systems and/or evacuation systems disclosed herein can include a processor. The processor may be programmed to control one or more operating parameters of the surgical system and/or evacuation system based on, for example, sensed and/or aggregated data and/or one or more user inputs. . FIG. 5 is a schematic diagram of an electrosurgical system 50300 that includes a processor 50308. The electrosurgical system 50300 is powered by an AC power source 50302 that provides either 120V or 240V alternating current. The voltage provided by the AC power source 50302 is directed to an AC/DC converter 50304 that converts 120V or 240V alternating current to 360V direct current. The 360V DC is then directed to a power converter 50306 (eg, a buck converter). Power converter 50306 is a step-down DC/DC converter. Power converter 50306 is adapted to step down the input 360V to a desired level within the range of 0-150V.

プロセッサ50308は、電気外科システム50300の様々な様相、機能、及びパラメータを調整するようにプログラムすることができる。例えば、プロセッサ50308は、例えば、図2の電極チップ50034及び/又は図3の電極チップ51034と多くの点で類似し得る電極チップ50334における所望の出力電力レベルを判定し、所望の出力電力を提供するように、電圧を指定されたレベルまで逓減するように電力変換器50306に指示することができる。プロセッサ50308は、電気外科システム50300及び/又はそのサブシステムを動作させる機械実行可能命令を記憶するように構成されたメモリ50310に連結される。 Processor 50308 can be programmed to adjust various aspects, functions, and parameters of electrosurgical system 50300. For example, processor 50308 determines a desired output power level at electrode tip 50334, which may be similar in many respects to electrode tip 50034 of FIG. 2 and/or electrode tip 51034 of FIG. 3, for example, and provides the desired output power. The power converter 50306 can be instructed to step down the voltage to a specified level to do so. Processor 50308 is coupled to memory 50310 configured to store machine-executable instructions for operating electrosurgical system 50300 and/or its subsystems.

プロセッサ50308と電力変換器50306との間には、デジタル-アナログ変換器(digital-to-analog converter、「DAC」)50312が接続されている。DAC50312は、プロセッサ50308によって生成されたデジタルコードをアナログ信号(電流、電圧、又は電荷)に変換するように適合されており、このアナログ信号は、電力変換器50306によって実行される電圧逓減を統制する。電力変換器50306が360Vをプロセッサ50308が判定したレベルまで逓減すると、所望の出力電力レベルを提供することになり、逓減した電圧は、患者の組織の電気外科処置を達成するために電極チップ50334に向けられ、次いで、戻り電極又は接地電極50335に向けられる。電圧センサ50314及び電流センサ50316は、電気外科用回路内に存在する電圧及び電流を検出し、検出されたパラメータをプロセッサ50308に通信するように適合されており、それにより、プロセッサ50308は、出力電力レベルを調整するかどうかを判定することができる。本明細書で言及したように、典型的な波形発生器は、電気外科処置全体にわたって選択された設定を維持するように適合されている。他の例では、発生器の動作パラメータは、本明細書に更に記載されるように、例えば、外科用ハブ、クラウド、及び/又は状況認識モジュールからの入力などの、プロセッサ5308への1つ以上の入力に基づいて、外科処置中に最適化することができる。 A digital-to-analog converter (“DAC”) 50312 is connected between the processor 50308 and the power converter 50306. DAC 50312 is adapted to convert the digital code generated by processor 50308 into an analog signal (current, voltage, or charge) that governs the voltage step-down performed by power converter 50306. . When the power converter 50306 steps down 360V to the level determined by the processor 50308, providing the desired output power level, the reduced voltage is applied to the electrode tip 50334 to accomplish electrosurgical treatment of the patient's tissue. and then to the return or ground electrode 50335. Voltage sensor 50314 and current sensor 50316 are adapted to detect voltages and currents present within the electrosurgical circuit and communicate the sensed parameters to processor 50308, thereby causing processor 50308 to determine the output power. You can determine whether to adjust the level. As mentioned herein, typical waveform generators are adapted to maintain selected settings throughout the electrosurgical procedure. In other examples, the generator operating parameters may be input to the processor 5308 by one or more inputs, e.g., from a surgical hub, a cloud, and/or a situational awareness module, as further described herein. can be optimized during the surgical procedure based on input.

プロセッサ50308は、ネットワークを介して通信するために通信装置50318に連結される。通信装置は、物理的ワイヤを介して又は無線で通信するように構成された送受信機50320を含む。通信装置50318は、1つ以上の追加の送受信機を更に含んでもよい。送受信機としては、セルラーモデム、無線メッシュネットワーク送受信機、Wi-Fi(登録商標)送受信機、低電力ワイドエリア(low power wide area、LPWA)送受信機、及び/又は近距離通信送受信機(near field communications transceiver、NFC)を挙げることができるが、これらに限定されない。通信装置50318は、携帯電話、センサシステム(例えば、環境、位置、動きなど)及び/又はセンサネットワーク(有線及び/又は無線)、コンピューティングシステム(例えば、サーバ、ワークステーションコンピュータ、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(例えば、iPad(登録商標)、GalaxyTab(登録商標)など)、ウルトラポータブルコンピュータ、ウルトラモバイルコンピュータ、ネットブックコンピュータ、及び/又はサブノートコンピュータ、など)を含むことができる、又はこれらと通信するように構成することができる。本開示の少なくとも1つの態様では、これらの装置のうちの1つは、コーディネータノードであってもよい。 Processor 50308 is coupled to communication device 50318 for communicating over a network. The communication device includes a transceiver 50320 configured to communicate via physical wires or wirelessly. Communication device 50318 may further include one or more additional transceivers. The transceiver may include a cellular modem, a wireless mesh network transceiver, a Wi-Fi transceiver, a low power wide area (LPWA) transceiver, and/or a near field communication transceiver. communication transceiver (NFC), but is not limited to these. The communication device 50318 can include a mobile phone, a sensor system (e.g., environment, location, movement, etc.) and/or a sensor network (wired and/or wireless), a computing system (e.g., server, workstation computer, desktop computer, laptop, etc.). computers, tablet computers (e.g., iPad®, Galaxy Tab®, etc.), ultra-portable computers, ultra-mobile computers, netbook computers, and/or sub-notebook computers, etc.); can be configured to communicate with. In at least one aspect of this disclosure, one of these devices may be a coordinator node.

送受信機50320は、プロセッサ50308から対応するUARTを介してシリアル送信データを受信し、シリアル送信データをRF搬送波上に変調し、送信RF信号を生成し、送信RF信号を対応するアンテナを介して送信するように構成することができる。送受信機(単数又は複数)は、対応するアンテナを介してシリアル受信データで変調されたRF搬送波を含む受信RF信号を受信し、シリアル受信データを抽出するために受信RF信号を復調し、プロセッサに提供するためにシリアル受信データを対応するUARTに提供するように更に構成されている。各RF信号は、関連する搬送波周波数及び関連するチャネル帯域幅を有する。チャネル帯域幅は、搬送波周波数、送信データ、及び/又は受信データに関連付けられる。各RF搬送波周波数及びチャネル帯域幅は、送受信機(単数又は複数)50320の動作周波数範囲(単数又は複数)に関連する。各チャネル帯域幅は、送受信機(単数又は複数)50320が準拠し得る無線通信規格及び/又はプロトコルに更に関連する。換言すれば、各送受信機50320は、選択された無線通信規格及び/又はプロトコル、例えば、Wi-Fi(登録商標)用のIEEE802.11a/b/g/n及び/又はZigbeeルーティングを使用した無線メッシュネットワーク用のIEEE802.15.4の実装に対応することができる。 Transceiver 50320 receives serial transmission data from processor 50308 via a corresponding UART, modulates the serial transmission data onto an RF carrier, generates a transmit RF signal, and transmits the transmit RF signal via a corresponding antenna. It can be configured to: The transceiver(s) receives a received RF signal including an RF carrier modulated with serially received data via a corresponding antenna, demodulates the received RF signal to extract the serially received data, and transmits the received RF signal to the processor. The UART is further configured to provide serially received data to a corresponding UART for providing. Each RF signal has an associated carrier frequency and an associated channel bandwidth. Channel bandwidth may be related to carrier frequency, transmitted data, and/or received data. Each RF carrier frequency and channel bandwidth is associated with an operating frequency range(s) of transceiver(s) 50320. Each channel bandwidth is further associated with a wireless communication standard and/or protocol to which transceiver(s) 50320 may comply. In other words, each transceiver 50320 uses a selected wireless communication standard and/or protocol, such as IEEE 802.11a/b/g/n for Wi-Fi and/or Zigbee routing. It can support implementation of IEEE802.15.4 for mesh networks.

プロセッサ50308は、排煙器50326に連結された感知及びインテリジェント制御装置50324に連結される。排煙器50326は、1つ以上のセンサ50327を含むことができ、また、ポンプと、モータドライバ50328によって制御されるポンプモータとを含むことができる。モータドライバ50328は、プロセッサ50308、及び排煙器50326内のポンプモータに通信可能に連結される。感知及びインテリジェント制御装置50324は、排煙器50326と他の装置との間の通信を容易にして、それらの制御プログラムを適合させる、センサアルゴリズム50321及び通信アルゴリズム50322を含む。感知及びインテリジェント制御装置50324は、本明細書に更に記載されるように、例えば、排出導管50336を介して抽出された流体、微粒子、及びガスを評価して、煙抽出効率を改善する及び/又は装置の煙出力を低減するように構成されている。特定の例では、感知及びインテリジェント制御装置50324は、排煙器50326内の1つ以上のセンサ50327、1つ以上の内部センサ50330、及び/又は電気外科システム50300の1つ以上の外部センサ50332に通信可能に連結される。 Processor 50308 is coupled to a sensing and intelligent control device 50324 coupled to smoke evacuator 50326. The smoke evacuator 50326 can include one or more sensors 50327 and can also include a pump and a pump motor controlled by a motor driver 50328. A motor driver 50328 is communicatively coupled to the processor 50308 and a pump motor within the smoke evacuator 50326. Sensing and intelligent control device 50324 includes sensor algorithms 50321 and communication algorithms 50322 that facilitate communication between smoke evacuator 50326 and other devices to adapt their control programs. Sensing and intelligent controller 50324 can, for example, evaluate fluids, particulates, and gases extracted via exhaust conduit 50336 to improve smoke extraction efficiency and/or as further described herein. Configured to reduce smoke output of the device. In certain examples, the sensing and intelligent control device 50324 is connected to one or more sensors 50327 within the smoke evacuator 50326, one or more internal sensors 50330, and/or one or more external sensors 50332 of the electrosurgical system 50300. communicatively connected.

特定の例では、プロセッサは、外科用排出システムの排出器ハウジング内に配置することができる。例えば、図6を参照すると、プロセッサ50408及びそのためのメモリ50410は、外科用排出システム50400の排出器ハウジング50440内に配置される。プロセッサ50408は、モータドライバ50428、様々な内部センサ50430、ディスプレイ50442、メモリ50410、及び通信装置50418と信号通信する。通信装置50418は、図5に関して上述した通信装置50318と多くの点で類似している。通信装置50418は、外科用排出システム50400内のプロセッサ50408が、外科システム内の他の装置と通信することを可能にすることができる。例えば、通信装置50418は、1つ以上の外部センサ50432、1つ以上の外科用装置50444、1つ以上のハブ50448、1つ以上のクラウド50446、並びに/又は1つ以上の追加の外科システム及び/若しくはツールへの有線及び/又は無線通信を可能にすることができる。特定の例では、図6の外科用排出システム50400は、図5の電気外科システム50300に組み込むことができることを、読者は容易に理解するであろう。外科用排出システム50400はまた、そのポンプモータ50451を含むポンプ50450と、排出導管50436と、排気口50452と、を含む。様々なポンプ、排出導管、及び排気口については、本明細書で更に説明する。外科用排出システム50400はまた、例えば、感知及びインテリジェント制御装置50324と多くの点で類似し得る、感知及びインテリジェント制御装置を含むことができる。例えば、そのような感知及びインテリジェント制御装置は、プロセッサ50408、並びに/又はセンサ50430及び/若しくは外部センサ50432のうちの1つ以上と信号通信することができる。 In certain examples, the processor may be located within an ejector housing of a surgical evacuation system. For example, referring to FIG. 6, processor 50408 and memory 50410 therefor are located within ejector housing 50440 of surgical evacuation system 50400. Processor 50408 is in signal communication with motor driver 50428, various internal sensors 50430, display 50442, memory 50410, and communication device 50418. Communication device 50418 is similar in many respects to communication device 50318 described above with respect to FIG. Communication device 50418 can enable processor 50408 within surgical evacuation system 50400 to communicate with other devices within the surgical system. For example, the communication device 50418 may communicate with one or more external sensors 50432, one or more surgical devices 50444, one or more hubs 50448, one or more clouds 50446, and/or one or more additional surgical systems and and/or may enable wired and/or wireless communication to the tool. In certain examples, the reader will readily appreciate that the surgical evacuation system 50400 of FIG. 6 can be incorporated into the electrosurgical system 50300 of FIG. 5. Surgical evacuation system 50400 also includes a pump 50450 including its pump motor 50451, an evacuation conduit 50436, and an exhaust port 50452. Various pumps, evacuation conduits, and vents are described further herein. Surgical evacuation system 50400 may also include a sensing and intelligent control device, which may be similar in many respects to sensing and intelligent control device 50324, for example. For example, such sensing and intelligent control devices can be in signal communication with processor 50408 and/or one or more of sensors 50430 and/or external sensors 50432.

電気外科システム50300(図5)及び/又は外科用排出システム50400(図6)は、外科システムの1つ以上のパラメータを監視するようにプログラムすることができ、プロセッサ50308及び/又は50408と信号通信するメモリに記憶された1つ以上のアルゴリズムに基づいて、手術機能に影響を及ぼすことができる。本明細書に開示される様々な例示的態様は、例えば、そのようなアルゴリズムによって実施することができる。 Electrosurgical system 50300 (FIG. 5) and/or surgical evacuation system 50400 (FIG. 6) can be programmed to monitor one or more parameters of the surgical system and are in signal communication with processor 50308 and/or 50408. Surgical functions can be influenced based on one or more algorithms stored in memory that perform the surgical operation. Various example aspects disclosed herein can be implemented by, for example, such algorithms.

本開示の一態様では、プロセッサ50308及び50408並びにそれらと通信する対応するセンサシステム(図5及び図6)などのプロセッサ及びセンサシステムは、例えば、排煙システム、並びに/又は電気外科システム、エネルギー装置、及び/若しくは発生器などの排煙システムと連携して使用される外部装置及び/若しくはシステムのパラメータを調整するために、真空源を通る空気流を感知するように構成されている。本開示の一態様では、センサシステムは、外科用排出システムの空気流経路に沿って配置された複数のセンサを含むことができる。センサは、センサの間にあるシステムの状態又は状況を検出するために、排出システム内の圧力差を測定することができる。例えば、2つのセンサ間のシステムは、フィルタであってもよく、圧力差を使用して、システムを通る流量を維持するために、フィルタを通る流れが低減された際にポンプモータの速度を増加させることができる。別の実施例として、システムは、排出システムの流体トラップであってもよく、排出システムを通る空気流経路を判定するために圧力差を使用することができる。更に別の実施例では、システムは、排出システムの入口及び出口(又は排気口)であってもよく、圧力差を使用して、最大吸引負荷を閾値未満に維持するために、排出システム内の最大吸引負荷を判定することができる。 In one aspect of the disclosure, processors and sensor systems, such as processors 50308 and 50408 and corresponding sensor systems in communication therewith (FIGS. 5 and 6), may be used, for example, in smoke evacuation systems, and/or electrosurgical systems, energy devices, etc. and/or configured to sense airflow through the vacuum source to adjust parameters of external devices and/or systems used in conjunction with the smoke evacuation system, such as a generator. In one aspect of the disclosure, a sensor system can include a plurality of sensors positioned along an airflow path of a surgical evacuation system. The sensor can measure a pressure difference within the exhaust system to detect a state or condition of the system between the sensors. For example, the system between two sensors may be a filter, which uses the pressure difference to increase the speed of the pump motor when the flow through the filter is reduced in order to maintain the flow rate through the system. can be done. As another example, the system may be a fluid trap for an evacuation system, and the pressure differential may be used to determine the air flow path through the evacuation system. In yet another example, the system may be an inlet and an outlet (or outlet) of the evacuation system, using a pressure differential to maintain the maximum suction load below a threshold. The maximum suction load can be determined.

本開示の一態様では、プロセッサ50308及び50408並びにそれらと通信する対応するセンサシステム(図5及び図6)などのプロセッサ及びセンサシステムは、手術部位から抽出された流体中のエアロゾル又は炭化微粒子、すなわち煙の比率を検出するように構成されている。例えば、感知システムは、排出システムを通る空気流経路を選択するために使用される、粒子のサイズ及び/又は組成を検出するセンサを含んでもよい。そのような例では、排出システムは、異なる特性を有することができる、第1の濾過経路又は第1の濾過状態、及び第2の濾過経路又は第2の濾過状態を含むことができる。一例では、第1の経路は、微粒子フィルタのみを含み、第2の経路は、流体フィルタ及び微粒子フィルタの両方を含む。特定の例では、第1の経路は、微粒子フィルタを含み、第2の経路は、直列に配置された微粒子フィルタ及びより細かい微粒子フィルタを含む。追加及び/又は代替の濾過経路もまた想定される。 In one aspect of the present disclosure, processors and sensor systems, such as processors 50308 and 50408 and corresponding sensor systems in communication therewith (FIGS. 5 and 6), detect aerosols or carbonized particulates in fluid extracted from a surgical site, i.e. Configured to detect the proportion of smoke. For example, the sensing system may include a sensor that detects particle size and/or composition used to select an airflow path through the exhaust system. In such an example, the evacuation system can include a first filtration path or first filtration state and a second filtration path or second filtration state that can have different characteristics. In one example, the first path includes only a particulate filter and the second path includes both a fluid filter and a particulate filter. In a particular example, the first path includes a particulate filter and the second path includes a particulate filter and a finer particulate filter arranged in series. Additional and/or alternative filtration paths are also envisioned.

本開示の一態様では、プロセッサ50308及び50408並びにそれらと通信する対応するセンサシステム(図5及び図6)などのプロセッサ及びセンサシステムは、患者の腹部空洞内から排出された粒子に対して化学分析を行うように構成されている。例えば、感知及びインテリジェント制御装置50324は、超音波ブレードを誘導してより少ない煙を発生させるために、超音波発生器の電力レベルを調整するために、粒子数及び種類を感知してもよい。別の実施例では、センサシステムは、排出された流体の粒子数、温度、流体含有量、及び/又は汚染の割合を検出するためのセンサを含んでもよく、発生器の出力を調整するために、検出された特性(単数又は複数)を発生器に通信することができる。例えば、排煙器50326及び/又はそのための感知及びインテリジェント制御装置50324は、排出流量及び/又はポンプのモータ速度を既定の微粒子レベルに調整するように構成されていてもよく、エンドエフェクタによって発生する煙を低減するように発生器の出力電力又は波形に動作可能に影響を及ぼしてもよい。 In one aspect of the present disclosure, processors and sensor systems, such as processors 50308 and 50408 and corresponding sensor systems in communication therewith (FIGS. 5 and 6), perform chemical analysis on particles expelled from within the abdominal cavity of a patient. is configured to do so. For example, the sensing and intelligent controller 50324 may sense the number and type of particles to adjust the power level of the ultrasonic generator to guide the ultrasonic blade to generate less smoke. In another example, the sensor system may include a sensor to detect the particle number, temperature, fluid content, and/or rate of contamination of the discharged fluid and to adjust the output of the generator. , the detected characteristic(s) may be communicated to the generator. For example, the smoke evacuator 50326 and/or the sensing and intelligent control device 50324 therefor may be configured to adjust the exhaust flow rate and/or pump motor speed to a predetermined particulate level generated by the end effector. The output power or waveform of the generator may be operatively influenced to reduce smoke.

本開示の一態様では、プロセッサ50308及び50408並びにそれらの対応するセンサシステム(図5及び図6)などのプロセッサ及びセンサシステムは、周囲空気及び/又は排出器ハウジングからの排気中の1つ以上の特性を評価することによって、手術室における粒子数及び汚染を評価するように構成されている。粒子数及び/又は空気品質は、例えば、情報を臨床医に通信するために、及び/又は排煙システム及びそのフィルタ(単数又は複数)の有効性を確立するために、排出器ハウジング上などの排煙システム上に表示されてもよい。 In one aspect of the disclosure, processors and sensor systems, such as processors 50308 and 50408 and their corresponding sensor systems (FIGS. 5 and 6), are configured to detect one or more of the ambient air and/or exhaust air from the ejector housing. The apparatus is configured to evaluate particle counts and contamination in an operating room by evaluating the characteristics. Particle counts and/or air quality can be measured, e.g. on ejector housings, to communicate information to clinicians and/or to establish the effectiveness of the smoke extraction system and its filter(s). May be displayed on the smoke extraction system.

本開示の一態様では、例えば、プロセッサ50308又はプロセッサ50408(図5及び図6)などのプロセッサは、相関を判定する及び/又はポンプの毎分回転数(revolutions-per-minute、RPM)の速度を調整するために、内視鏡から得られたサンプル速度画像を感知システム(例えば、感知及びインテリジェント制御装置50324)からの排出器の粒子数と比較するように構成されている。一例では、発生器の起動は、排煙器に通信されてもよく、それにより、予想される必要な排煙速度を実施することができる。発生器の起動は、例えば、外科用ハブ、クラウド通信システム、及び/又は直接接続を介して、外科用排出システムに通信されてもよい。 In one aspect of the disclosure, a processor, such as processor 50308 or processor 50408 (FIGS. 5 and 6), determines the correlation and/or the revolutions-per-minute (RPM) speed of the pump. The sample velocity image obtained from the endoscope is configured to compare the sample velocity image obtained from the endoscope to the ejector particle count from the sensing system (eg, sensing and intelligent controller 50324). In one example, activation of the generator may be communicated to the smoke evacuator so that the expected required smoke evacuation rate can be implemented. Activation of the generator may be communicated to the surgical evacuation system via, for example, a surgical hub, a cloud communication system, and/or a direct connection.

本開示の一態様では、排煙システム(例えば、図5及び図6を参照)のセンサシステム及びアルゴリズムは、排煙器を制御するように構成することができ、所与の時間における手術野の必要性に基づいて、排煙器の濾過効率を調整するために、そのモータパラメータを適合させることができる。一例では、排煙器の入口に入る及び/又は排煙器の出口若しくは排気口から出る感知された微粒子に基づいてモータポンプ速度を自動的に変更するための、適応空気流ポンプ速度アルゴリズムが提供される。例えば、感知及びインテリジェント制御装置50324(図5)は、例えば、ユーザ選択可能速度及び自動モード速度を含むことができる。自動モード速度では、排出システムを通る空気流は、排出システムに入る煙及び/又は排煙システムから出る濾過された粒子の欠如に基づいて、スケール変更可能であってもよい。特定の例では、自動モード速度は、腹腔鏡モードの自動感知及び補償を提供することができる。 In one aspect of the present disclosure, the sensor system and algorithms of the smoke evacuation system (see, e.g., FIGS. 5 and 6) can be configured to control the smoke evacuation device and the extent of the surgical field at a given time. Based on the needs, the smoke evacuator's motor parameters can be adapted to adjust its filtration efficiency. In one example, an adaptive airflow pump speed algorithm is provided to automatically change motor pump speed based on sensed particulates entering the smoke evacuator inlet and/or exiting the smoke evacuator outlet or exhaust port. be done. For example, sensing and intelligent control 50324 (FIG. 5) can include, for example, user selectable speeds and automatic mode speeds. At automatic mode speeds, the airflow through the exhaust system may be scalable based on the lack of smoke entering the exhaust system and/or filtered particles exiting the smoke exhaust system. In certain examples, automatic mode speeds can provide automatic sensing and compensation for laparoscopic mode.

本開示の一態様では、排出システムは、外科用ハブ及びクラウドとの双方向性を改善するために、データ収集及び通信機能を提供する電気及び通信アーキテクチャ(例えば、図5及び図6を参照)を含むことができる。一実施例では、外科用排出システム、並びに/又は、例えば、プロセッサ50308(図5)及びプロセッサ50408(図6)などのそのプロセッサは、システムのエラー、短絡、及び/又は安全チェックを確認するために段階的方法で通電されるセグメント化された制御回路を含むことができる。セグメント化された制御回路はまた、通電された部分と、通電された部分が第1の機能を実行するまで通電されない部分とを有するように構成することができる。セグメント化された制御回路は、ステータス更新を識別して、取り付けられた構成要素のユーザに表示するための回路素子を含むことができる。セグメント化された制御回路はまた、モータがユーザによって起動される第1の状態、及びモータがユーザによって起動されていないが、ポンプをより静かに、かつより遅い速度で動作させる第2の状態でモータを動作させるための回路素子を含む。セグメント化された制御回路は、例えば、排煙器を段階的に通電することを可能にすることができる。 In one aspect of the present disclosure, the evacuation system includes an electrical and communications architecture (see, e.g., FIGS. 5 and 6) that provides data collection and communication capabilities to improve interactivity with the surgical hub and the cloud. can include. In one example, the surgical evacuation system and/or its processors, such as processor 50308 (FIG. 5) and processor 50408 (FIG. 6), are configured to check for system errors, shorts, and/or safety checks. may include a segmented control circuit that is energized in a stepwise manner. The segmented control circuit may also be configured to have a portion that is energized and a portion that is not energized until the energized portion performs the first function. The segmented control circuit may include circuit elements for identifying and displaying status updates to a user of the attached component. The segmented control circuit also provides a first state in which the motor is activated by the user, and a second state in which the motor is not activated by the user but causes the pump to operate more quietly and at a slower speed. Contains circuit elements for operating the motor. A segmented control circuit may allow, for example, to energize the smoke evacuator in stages.

排出システムの電気及び通信アーキテクチャ(例えば、図5及び図6を参照)はまた、相互作用並びにクラウドとのデータの通信のために、外科用ハブ内の他の構成要素との排煙器の相互接続性を提供することができる。外科用排出システムパラメータの外科用ハブ及び/又はクラウドへの通信は、他の取り付けられた装置の出力又は動作に影響を及ぼすために提供することができる。パラメータは、動作可能であってもよく、又は感知されてもよい。動作パラメータとしては、空気流、圧力差、及び空気品質が挙げられる。感知されるパラメータとしては、微粒子濃度、エアロゾルの割合、及び化学分析が挙げられる。 The electrical and communications architecture of the evacuation system (see, e.g., Figures 5 and 6) also facilitates the interaction of the smoke evacuator with other components within the surgical hub for interaction and communication of data with the cloud. Connectivity can be provided. Communication of surgical evacuation system parameters to the surgical hub and/or cloud may be provided to influence the output or operation of other attached devices. The parameter may be operable or sensed. Operating parameters include air flow, pressure differential, and air quality. Sensed parameters include particulate concentration, aerosol fraction, and chemical analysis.

本開示の一態様では、例えば、外科用排出システム50400などの排出システムはまた、筐体と、交換可能な構成要素と、制御部と、ディスプレイとを含むことができる。そのような交換可能な構成要素間でセキュリティ識別(identification、ID)を通信するための回路素子が提供される。例えば、フィルタと排煙電子機器との間の通信は、構成要素の信頼性、残りの寿命を検証するために、構成要素内のパラメータを更新するために、エラーを記録するために、並びに/又はシステムによって識別することができる構成要素の数及び/若しくは種類を制限するために、提供することができる。様々な例では、通信回路は、構成パラメータを有効化及び/又は無効化するための特徴を認証することができる。通信回路は、構成要素と排煙電子機器との間のセキュリティ及び独自の関係を管理するために、暗号化及び/又はエラー処理スキームを採用することができる。使い捨て式/再使用可能な構成要素は、特定の例に含まれる。 In one aspect of the present disclosure, an evacuation system, such as, for example, surgical evacuation system 50400, can also include a housing, replaceable components, controls, and a display. Circuitry is provided for communicating security identification (ID) between such interchangeable components. For example, communication between filters and smoke evacuation electronics may be used to verify component reliability, remaining life, to update parameters within components, to log errors, and/or or may be provided to limit the number and/or types of components that can be identified by the system. In various examples, the communication circuitry can authenticate features for enabling and/or disabling configuration parameters. The communication circuitry may employ encryption and/or error handling schemes to manage security and proprietary relationships between the components and the smoke evacuation electronics. Disposable/reusable components are included in particular examples.

本開示の一態様では、排出システムは、流体管理並びに抽出フィルタ及び空気流構成を提供することができる。例えば、流体捕捉機構を含む外科用排出システムが提供され、流体捕捉機構は、抽出又は空気流制御機構の第1及び第2の組を有し、これらは、互いに直列であり、大きい流体液滴及び小さい流体液滴それぞれを抽出する。特定の例では、空気流経路は、主流体管理チャンバの排気ポートの下流から一次リサーバに戻る再循環チャネル又は二次流体チャネルを含むことができる。 In one aspect of the present disclosure, the evacuation system can provide fluid management as well as extraction filters and airflow configurations. For example, a surgical evacuation system is provided that includes a fluid capture mechanism, the fluid capture mechanism having first and second sets of extraction or air flow control mechanisms, which are in series with each other and which are arranged to form large fluid droplets. and a small fluid droplet, respectively. In certain examples, the air flow path may include a recirculation channel or a secondary fluid channel from downstream of the exhaust port of the main fluid management chamber back to the primary reservoir.

本開示の一態様では、高性能パッドを、電気外科システムに連結することができる。例えば、電気外科システム50300(図5)の接地電極50335は、容量結合を維持しながらパッドに一体化された局所的な感知を有する高性能パッドを含むことができる。例えば、容量結合性戻り経路パッドは、単極チップの神経束への近接を検出するために、選択した解剖学的位置の神経制御信号及び/又は移動を感知するために使用することができる、小さい分離可能なアレイ要素を有することができる。 In one aspect of the present disclosure, a high performance pad can be coupled to an electrosurgical system. For example, the ground electrode 50335 of the electrosurgical system 50300 (FIG. 5) can include a high performance pad with local sensing integrated into the pad while maintaining capacitive coupling. For example, capacitively coupled return path pads can be used to sense neural control signals and/or movement of selected anatomical locations to detect the proximity of a monopolar tip to a nerve bundle. It can have small separable array elements.

電気外科システムは、信号発生器と、電気外科用器具と、戻り電極と、外科用排出システムとを含むことができる。発生器は、RF電気エネルギーを生成するRF波発生器であってもよい。電気外科用器具に接続されるのは、ユーティリティ導管である。ユーティリティ導管は、信号発生器から電気外科用器具に電気エネルギーを伝達するケーブルを含む。ユーティリティ導管はまた、捕捉/収集された煙及び/又は流体を手術部位から離れる方向に搬送する真空ホースを含む。そのような例示的電気外科システム50601を図7に示す。より具体的には、電気外科システム50601は、発生器50640と、電気外科用器具50630と、戻り電極50646と、排出システム50600とを含む。電気外科用器具50630は、ハンドル50632と、排出システム50600の吸引ホース50636に流体連結された遠位導管開口部50634とを含む。電気外科用器具50630はまた、発生器50640によって電力供給される電極を含む。第1の電気接続部50642、例えば、ワイヤは、電気外科用器具50630から発生器50640まで延びる。第2の電気接続部50644、例えば、ワイヤは、電気外科用器具50630から電極、すなわち戻り電極50646まで延びる。他の例では、電気外科用器具50630は、双極電気外科用器具であってもよい。電気外科用器具50630上の遠位導管開口部50634は、排出システム50600の排出器ハウジング50618内に設置されたフィルタのフィルタエンドキャップ50603に延びる吸引ホース50636に流体連結される。 The electrosurgical system can include a signal generator, an electrosurgical instrument, a return electrode, and a surgical evacuation system. The generator may be an RF wave generator that generates RF electrical energy. Connected to the electrosurgical instrument is a utility conduit. The utility conduit includes a cable that transfers electrical energy from the signal generator to the electrosurgical instrument. The utility conduit also includes a vacuum hose that conveys captured/collected smoke and/or fluid away from the surgical site. Such an exemplary electrosurgical system 50601 is shown in FIG. More specifically, electrosurgical system 50601 includes a generator 50640, an electrosurgical instrument 50630, a return electrode 50646, and an evacuation system 50600. Electrosurgical instrument 50630 includes a handle 50632 and a distal conduit opening 50634 fluidly coupled to suction hose 50636 of evacuation system 50600. Electrosurgical instrument 50630 also includes electrodes powered by generator 50640. A first electrical connection 50642, eg, a wire, extends from electrosurgical instrument 50630 to generator 50640. A second electrical connection 50644, eg, a wire, extends from the electrosurgical instrument 50630 to an electrode, ie, a return electrode 50646. In other examples, electrosurgical instrument 50630 may be a bipolar electrosurgical instrument. A distal conduit opening 50634 on the electrosurgical instrument 50630 is fluidly connected to a suction hose 50636 that extends to a filter end cap 50603 of a filter installed within the ejector housing 50618 of the evacuation system 50600.

他の例では、排出システム50600の遠位導管開口部50634は、電気外科用器具50630とは別個のハンドピース又はツール上にあってもよい。例えば、排出システム50600は、発生器50640に連結されていない、かつ/又は組織に通電する表面を含まない外科用ツールを含むことができる。特定の例では、排出システム50600の遠位導管開口部50634は、電気外科用ツールに解除可能に取り付けられてもよい。例えば、排出システム50600は、遠位導管開口部で終端するクリップオン又はスナップ式導管を含むことができ、これは外科用ツールに解除可能に取り付けられてもよい(例えば、図3を参照)。 In other examples, the distal conduit opening 50634 of the evacuation system 50600 may be on a separate handpiece or tool from the electrosurgical instrument 50630. For example, the evacuation system 50600 can include a surgical tool that is not coupled to the generator 50640 and/or does not include a tissue-conducting surface. In certain examples, the distal conduit opening 50634 of the evacuation system 50600 may be releasably attached to an electrosurgical tool. For example, the evacuation system 50600 can include a clip-on or snap-on conduit terminating in a distal conduit opening, which may be releasably attached to a surgical tool (see, eg, FIG. 3).

電気外科用器具50630は、本明細書に記載されているように、組織を切断するために、並びに/又は標的組織の中及び/若しくは付近の血管を焼灼するために、患者の標的組織に電気エネルギーを送達するように構成されている。具体的には、電極チップに密着又は隣接した患者の細胞質の加熱を引き起こすために、放電が電極チップによって患者に提供される。組織の加熱は、電気外科用器具50630を使用して電気外科手術を実行することが可能となるように、適度に高い温度で生じる。回路を完成させ、かつ患者の身体に進入するエネルギーのための発生器50640への戻り電気経路を設けるために、戻り電極50646が(戻り電極のタイプに応じて)患者に適用される、又は患者に近接して配置されるのいずれかがなされる。 Electrosurgical instrument 50630 applies electricity to a target tissue of a patient to cut tissue and/or cauterize blood vessels in and/or near the target tissue, as described herein. configured to deliver energy. Specifically, an electrical discharge is provided to the patient by the electrode tip to cause heating of the patient's cytoplasm in close contact with or adjacent to the electrode tip. Heating of the tissue occurs at a suitably high temperature so that electrosurgical procedures can be performed using electrosurgical instrument 50630. A return electrode 50646 is applied to the patient (depending on the type of return electrode) to complete the circuit and provide a return electrical path to the generator 50640 for energy entering the patient's body. either placed in close proximity to.

電極チップによる患者の細胞質の加熱、又は出血を防ぐための血管の焼灼は、多くの場合、本明細書に更に記載されるように、焼灼が行われるところで煙を放出させることになる。そのような例では、排出導管開口部50634が電極チップ付近にあるため、排出システム50600は、外科処置中に放出される煙を捕捉するように構成されている。真空吸引によって、煙は、電気外科用器具50630を介して導管開口部50634の中へ、また排出システム50600の排出器ハウジング50618に向かって吸引ホース50636の中へと引き込むことができる。 Heating a patient's cytoplasm with an electrode tip, or ablating blood vessels to prevent bleeding, often results in the release of smoke where the ablation is performed, as further described herein. In such instances, the evacuation system 50600 is configured to capture smoke emitted during the surgical procedure because the evacuation conduit opening 50634 is near the electrode tip. Vacuum suction may draw smoke through the electrosurgical instrument 50630 into the conduit opening 50634 and into the suction hose 50636 toward the ejector housing 50618 of the evacuation system 50600.

ここで図8を参照すると、排出システム50600(図7)の排出器ハウジング50618が示されている。排出器ハウジング50618は、フィルタを受容するように寸法決めされ構造化されたソケット50620を含む。排出器ハウジング50618は、排出器ハウジング50618の内部構成要素を完全に又は部分的に包囲することができる。ソケット50620は、第1のレセプタクル50622及び第2のレセプタクル50624を含む。遷移表面50626は、第1のレセプタクル50622と第2のレセプタクル50624との間に延びる。 Referring now to FIG. 8, the ejector housing 50618 of the evacuation system 50600 (FIG. 7) is shown. Ejector housing 50618 includes a socket 50620 sized and structured to receive a filter. The ejector housing 50618 can fully or partially enclose internal components of the ejector housing 50618. Socket 50620 includes a first receptacle 50622 and a second receptacle 50624. A transition surface 50626 extends between the first receptacle 50622 and the second receptacle 50624.

ここで主に図9を参照すると、ソケット50620は、図8に示す断面平面に沿って描かれている。ソケット50620は、フィルタを受容するように開放された第1の端部50621と、排出器ハウジング50618を通る流路50699と連通する第2の端部50623とを含む。フィルタ50670(図10及び図11)は、ソケット50620と取り外し可能に配置されてもよい。例えば、フィルタ50670は、ソケット50620の第1の端部50621に挿入され、また第1の端部から取り外されてもよい。第2のレセプタクル50624は、フィルタ50670の接続ニップルを受容するように構成されている。 Referring now primarily to FIG. 9, socket 50620 is depicted along the cross-sectional plane shown in FIG. Socket 50620 includes a first end 50621 open to receive a filter and a second end 50623 that communicates with a flow path 50699 through ejector housing 50618. Filter 50670 (FIGS. 10 and 11) may be removably disposed with socket 50620. For example, filter 50670 may be inserted into and removed from first end 50621 of socket 50620. Second receptacle 50624 is configured to receive a connecting nipple of filter 50670.

外科用排出システムは、多くの場合、フィルタを使用して、煙が排気として放出される前に煙から不要な汚染物質を除去する。特定の例では、フィルタは、交換可能であってもよい。図10及び図11に示すフィルタ50670は、本明細書に開示される様々な排出システムで使用することができることを、読者は理解するであろう。フィルタ50670は、交換可能な及び/又は使い捨て式フィルタであってもよい。 Surgical exhaust systems often use filters to remove unwanted contaminants from smoke before it is released as exhaust air. In certain examples, the filter may be replaceable. The reader will appreciate that the filter 50670 shown in FIGS. 10 and 11 can be used in a variety of evacuation systems disclosed herein. Filter 50670 may be a replaceable and/or disposable filter.

フィルタ50670は、前部キャップ50672と、後部キャップ50674と、それらの間に配置されたフィルタ本体50676と、を含む。前部キャップ50672は、特定の例では吸引ホース50636(図7)又は他の煙源から直接煙を受容するように構成されている、フィルタ入口50678を含む。本開示のいくつかの態様では、前部キャップ50672は、煙を煙源から直接向け、そこから流体の少なくとも一部分を除去した後、部分的に処理された煙を更に処理するためにフィルタ本体50676内に通す、流体トラップ(例えば、図14~図17に示す流体トラップ50760)によって置き換えることができる。例えば、フィルタ入口50678は、流体トラップ50760(図14~図17)のポート50766などの流体トラップの排気ポートを介して煙を受容して、部分的に処理された煙をフィルタ50670に伝達するように構成することができる。 Filter 50670 includes a front cap 50672, a rear cap 50674, and a filter body 50676 disposed therebetween. Front cap 50672 includes a filter inlet 50678 that is configured to receive smoke directly from suction hose 50636 (FIG. 7) or other smoke source in certain examples. In some aspects of the present disclosure, the front cap 50672 directs the smoke from the smoke source and removes at least a portion of the fluid therefrom, after which the filter body 50672 is used to further process the partially treated smoke. may be replaced by a fluid trap (eg, fluid trap 50760 shown in FIGS. 14-17), which is passed through the fluid trap. For example, filter inlet 50678 may be configured to receive smoke through an exhaust port of a fluid trap, such as port 50766 of fluid trap 50760 (FIGS. 14-17), to transmit partially treated smoke to filter 50670. It can be configured as follows.

煙がフィルタ50670に入ると、フィルタ本体50676内に収容された構成要素によって、煙を濾過することができる。次いで、濾過された煙は、フィルタ50670の後部キャップ50674内に画定されたフィルタ排気口50680を通ってフィルタ50670を出ることができる。フィルタ50670が排出システムに関連付けられている場合、排出システム50600の排出器ハウジング50618内で生成された吸引は、フィルタ排気口50680を介してフィルタ50670に伝達されて、フィルタ50670の内部濾過構成要素を介して煙を引き込むことができる。フィルタは、多くの場合、微粒子フィルタ及び炭フィルタを含む。微粒子フィルタは、例えば、高効率微粒子空気(high-efficiency particulate air、HEPA)フィルタ又は超低浸透空気(ultra-low penetration air、ULPA)フィルタとすることができる。ULPA濾過は、迷路と同様のデプスフィルタを利用する。微粒子は、以下の方法のうちの少なくとも1つを使用して濾過することができる:直接遮断(1.0ミクロンを越える粒子が、メディアフィルタの繊維を通過するのに大きすぎるために捕捉される)、慣性衝突(0.5~1.0ミクロンの粒子が繊維と衝突してそこに留まる)、及び拡散遮断(粒子が繊維を「探索」して線維に付着する際のブラウンランダム熱運動の影響によって0.5ミクロン未満の粒子が捕捉される)。 Once smoke enters filter 50670, it can be filtered by components housed within filter body 50676. The filtered smoke can then exit the filter 50670 through a filter outlet 50680 defined in the rear cap 50674 of the filter 50670. When the filter 50670 is associated with an evacuation system, suction generated within the ejector housing 50618 of the evacuation system 50600 is communicated to the filter 50670 via the filter outlet 50680 to filter the internal filtration components of the filter 50670. Smoke can be drawn in through. Filters often include particulate filters and charcoal filters. The particulate filter may be, for example, a high-efficiency particulate air (HEPA) filter or an ultra-low penetration air (ULPA) filter. ULPA filtration utilizes a depth filter similar to a maze. Particulates can be filtered using at least one of the following methods: Direct interception (particles larger than 1.0 microns are trapped because they are too large to pass through the fibers of the media filter. ), inertial collisions (0.5-1.0 micron particles collide with fibers and remain there), and diffusional blockade (Brownian random thermal motion as particles “search” and attach to fibers). particles smaller than 0.5 microns are captured by the impact).

炭フィルタは、外科的煙によって発生した毒性ガス及び/又は臭気を除去するように構成されている。様々な例では、炭は、活性吸収部位を露出させるために加熱プロセスで処理されていることを意味する「活性化」されていてもよい。炭は、例えば、活性化された未使用の椰子殻からのものであってもよい。 The charcoal filter is configured to remove toxic gases and/or odors generated by surgical smoke. In various examples, the charcoal may be "activated," meaning that it has been treated with a heating process to expose active absorption sites. The charcoal may, for example, be from activated virgin coconut shells.

ここで図11を参照すると、フィルタ50670は、粗いメディアフィルタ層50684、続いて細かな微粒子フィルタ層50686を含む。他の例では、フィルタ50670は、単一のタイプのフィルタからなってもよい。更に他の例では、フィルタ50670は、3つ以上のフィルタ層、及び/又は3つ以上の異なる種類のフィルタ層を含むことができる。粒子状物質がフィルタ層50684及び50686によって除去された後、煙は、例えば、揮発性有機化合物などの煙中のガス状汚染物質を除去するために、フィルタ50670内の炭素リザーバ50688を介して引き込まれる。様々な例では、炭素リザーバ50688は、炭フィルタを含むことができる。濾過された煙は、ここで粒子状物質及びガス状汚染物質を実質的に含まず、フィルタ排気口50680を通って、更なる処理及び/又は除去のために排出システム50600内に引き込まれる。 Referring now to FIG. 11, filter 50670 includes a coarse media filter layer 50684 followed by a fine particulate filter layer 50686. In other examples, filter 50670 may consist of a single type of filter. In yet other examples, filter 50670 can include more than two filter layers and/or more than two different types of filter layers. After particulate matter is removed by filter layers 50684 and 50686, smoke is drawn through a carbon reservoir 50688 within filter 50670 to remove gaseous contaminants in the smoke, such as volatile organic compounds, for example. It will be done. In various examples, carbon reservoir 50688 can include a charcoal filter. The filtered smoke, now substantially free of particulate matter and gaseous contaminants, is drawn through the filter outlet 50680 into the exhaust system 50600 for further processing and/or removal.

フィルタ50670は、フィルタ本体50676の構成要素間に複数のダムを含む。例えば、第1のダム50690は、例えば、フィルタ入口50678(図10)と粗いメディアフィルタ50684などの第1の微粒子フィルタとの中間に配置される。第2のダム50692は、例えば、細かい微粒子フィルタ50686などの第2の微粒子フィルタと炭素リザーバ50688との中間に配置される。加えて、第3のダム50694は、炭素リザーバ50688とフィルタ排気口50680との中間に配置される。ダム50690、50692、及び50694は、ガスケット又はOリングを含むことができ、これはフィルタ本体50676内の構成要素の移動を防止するように構成されている。様々な例では、ダム50690、50692、及び50694のサイズ及び形状は、印加された吸引の方向のフィルタ構成要素の膨張を防止するように選択することができる。 Filter 50670 includes multiple dams between components of filter body 50676. For example, a first dam 50690 is positioned intermediate a filter inlet 50678 (FIG. 10) and a first particulate filter, such as a coarse media filter 50684, for example. A second dam 50692 is positioned intermediate a second particulate filter, such as, for example, a fine particulate filter 50686 and a carbon reservoir 50688. Additionally, a third dam 50694 is positioned intermediate the carbon reservoir 50688 and filter outlet 50680. Dams 50690, 50692, and 50694 can include gaskets or O-rings that are configured to prevent movement of components within filter body 50676. In various examples, the size and shape of dams 50690, 50692, and 50694 can be selected to prevent expansion of the filter component in the direction of applied suction.

粗いメディアフィルタ50684は、例えば、10μmより大きい粒子状物質の大部分を除去するように構成された、ガラス繊維、ポリエステル、及び/又はプリーツ付きフィルタなどの低空気抵抗フィルタ材料を含むことができる。本開示のいくつかの態様では、これは、10μmより大きい粒子状物質の少なくとも85%、10μmより大きい粒子状物質の90%超、10μmより大きい粒子状物質の95%超、10μmより大きい粒子状物質の99%超、10μmより大きい粒子状物質の99.9%超、又は10μmより大きい粒子状物質の99.99%超を除去するフィルタを含む。 Coarse media filter 50684 can include, for example, a low air resistance filter material, such as a fiberglass, polyester, and/or pleated filter, configured to remove most particulate matter larger than 10 μm. In some aspects of the disclosure, this includes at least 85% of the particulate matter larger than 10 μm, greater than 90% of the particulate matter larger than 10 μm, greater than 95% of the particulate matter larger than 10 μm, A filter that removes more than 99% of substances, more than 99.9% of particulate matter larger than 10 μm, or more than 99.99% of particulate matter larger than 10 μm.

加えて又は代わりに、粗いメディアフィルタ50684は、1μmより大きい粒子状物質の大部分を除去する低空気抵抗フィルタを含むことができる。本開示のいくつかの態様では、これは、1μmより大きい粒子状物質の少なくとも85%、1μmより大きい粒子状物質の90%超、1μmより大きい粒子状物質の95%超、1μmより大きい粒子状物質の99%超、1μmより大きい粒子状物質の99.9%超、又は1μmより大きい粒子状物質の99.99%超を除去するフィルタを含む。 Additionally or alternatively, coarse media filter 50684 can include a low air resistance filter that removes most particulate matter larger than 1 μm. In some aspects of the disclosure, this includes at least 85% of the particulate matter larger than 1 μm, greater than 90% of the particulate matter larger than 1 μm, greater than 95% of the particulate matter larger than 1 μm, A filter that removes more than 99% of substances, more than 99.9% of particulate matter larger than 1 μm, or more than 99.99% of particulate matter larger than 1 μm.

細かい微粒子フィルタ50686は、粗いメディアフィルタ50684よりも高い効率の任意のフィルタを含むことができる。これは、例えば、粗いメディアフィルタ50684と同じサイズの粒子のより高い割合を濾過することができ、かつ/又は粗いメディアフィルタ50684よりも小さいサイズの粒子を濾過することができるフィルタを含む。本開示のいくつかの態様では、細かい微粒子フィルタ50686は、HEPAフィルタ又はULPAフィルタを含むことができる。加えて又は代わりに、細かい微粒子フィルタ50686は、その表面積を増加させるためにプリーツが付いていてもよい。本開示のいくつかの態様では、粗いメディアフィルタ50684は、プリーツ付きHEPAフィルタを含み、細かい微粒子フィルタ50686は、プリーツ付きULPAフィルタを含む。 Fine particulate filter 50686 can include any filter with higher efficiency than coarse media filter 50684. This includes, for example, a filter that can filter a higher percentage of particles of the same size as coarse media filter 50684 and/or that can filter particles of a smaller size than coarse media filter 50684. In some aspects of the present disclosure, fine particulate filter 50686 can include a HEPA filter or a ULPA filter. Additionally or alternatively, fine particulate filter 50686 may be pleated to increase its surface area. In some aspects of the present disclosure, coarse media filter 50684 includes a pleated HEPA filter and fine particulate filter 50686 includes a pleated ULPA filter.

微粒子濾過後、煙は、炭素リザーバ50688を含むフィルタ50670の下流部分に入る。炭素リザーバ50688は、中間ダム50692と末端ダム50694それぞれとの間に配置された多孔質仕切り50696及び50698によって画定される。本開示のいくつかの態様では、多孔質仕切り50696及び50698は、剛性かつ/又は非可撓性であり、炭素リザーバ50688のための一定の空間容積を画定する。 After particulate filtration, the smoke enters a downstream portion of filter 50670 that includes carbon reservoir 50688. Carbon reservoir 50688 is defined by porous partitions 50696 and 50698 disposed between intermediate dam 50692 and terminal dam 50694, respectively. In some aspects of the present disclosure, porous partitions 50696 and 50698 are rigid and/or inflexible and define a spatial volume for carbon reservoir 50688.

炭素リザーバ50688は、ガス状汚染物質を除去するために、炭素粒子と累積的に、又は炭素粒子から独立して作用する、追加の吸着剤を含むことができる。追加の吸着剤としては、例えば、酸化マグネシウム及び/又は酸化銅などの吸着剤を挙げることができ、例えば、これは、例えば、一酸化炭素、エチレンオキシド、及び/又はオゾンなどのガス状汚染物質を吸着するように作用することができる。本開示のいくつかの態様では、追加の吸着剤は、リザーバ50688全体にわたって分散され、かつ/又はリザーバ50688の上方、下方、若しくは内部の別個の層に配置される。 The carbon reservoir 50688 can include additional adsorbents that act cumulatively with the carbon particles or independently from the carbon particles to remove gaseous contaminants. Additional adsorbents may include, for example, adsorbents such as magnesium oxide and/or copper oxide, which can, for example, absorb gaseous pollutants such as carbon monoxide, ethylene oxide, and/or ozone. It can act as an adsorbent. In some aspects of the present disclosure, additional adsorbent is distributed throughout the reservoir 50688 and/or disposed in a separate layer above, below, or within the reservoir 50688.

再び図4を参照すると、排出システム50500は、排出器ハウジング50518内にポンプ50506を含む。同様に、図7に示す排出システム50600は、手術部位から吸引ホース50636を通って、及びフィルタ50670(図10及び図11)を通って煙を引き込む吸引を生成することができる、排出器ハウジング50618内に配置されたポンプを含むことができる。動作中、ポンプは、煙をフィルタ50670内に移動させ、かつ流路の出口で排気機構(例えば、図4の排気機構50520)から排出させる、排出器ハウジング50618内の圧力差を生成することができる。フィルタ50670は、煙から有害な、汚染した、又はそうでなければ不要な微粒子を抽出するように構成されている。 Referring again to FIG. 4, the evacuation system 50500 includes a pump 50506 within an ejector housing 50518. Similarly, the evacuation system 50600 shown in FIG. 7 includes an ejector housing 50618 that can generate suction to draw smoke from the surgical site through the suction hose 50636 and through the filter 50670 (FIGS. 10 and 11). The pump may include a pump disposed within the pump. During operation, the pump can create a pressure differential within the ejector housing 50618 that moves smoke into the filter 50670 and out the evacuation mechanism (e.g., evacuation mechanism 50520 of FIG. 4) at the outlet of the flow path. can. Filter 50670 is configured to extract harmful, contaminated, or otherwise unwanted particulates from smoke.

ポンプは、排出器ハウジング50618を通る流路と一列に配置されてもよく、それにより、排出器ハウジング50618を通って流れるガスは、一方の端部でポンプに入り、他方の端部でポンプを出る。ポンプは、封止された容積式流路を提供することができる。様々な例では、ポンプは、ガスがポンプを通って移動する際に、第1の体積のガスを捕捉(封止)し、かつその体積を第2のより小さい体積に減少させることによって、封止された容積式流路を生成することができる。捕捉されたガスの体積を減少させることにより、ガスの圧力が増加する。第2の加圧された体積のガスは、ポンプ出口でポンプから放出することができる。例えば、ポンプは、圧縮機であってもよい。より具体的には、ポンプは、ハイブリッド再生ブロワ、クローポンプ、ローブ圧縮機、及び/又はスクロール圧縮機を含んでもよい。容積式圧縮機は、排出システム50600によって生成される振動及び騒音を制限しながら、改善された圧縮比及び動作圧力を提供することができる。加えて又は代わりに、排出システム50600は、流体を移動させるためのファンを含むことができる。 The pump may be placed in line with the flow path through the ejector housing 50618 such that gas flowing through the ejector housing 50618 enters the pump at one end and exits the pump at the other end. Get out. The pump can provide a sealed positive displacement flow path. In various examples, the pump seals by trapping (sealing) a first volume of gas and reducing that volume to a second, smaller volume as the gas moves through the pump. A closed positive displacement flow path can be created. By reducing the volume of trapped gas, the pressure of the gas increases. A second pressurized volume of gas can be discharged from the pump at a pump outlet. For example, the pump may be a compressor. More specifically, the pump may include a hybrid regenerative blower, a claw pump, a lobe compressor, and/or a scroll compressor. Positive displacement compressors can provide improved compression ratios and operating pressures while limiting vibration and noise generated by the exhaust system 50600. Additionally or alternatively, the evacuation system 50600 can include a fan to move fluid.

容積式圧縮機、例えば、スクロール圧縮機ポンプ50650の一例を図12に示す。スクロール圧縮機ポンプ50650は、固定子スクロール50652と移動スクロール50654とを含む。固定子スクロール50652は、移動スクロール50654が偏心して周回している間、定位置に固定することができる。例えば、移動スクロール50654は、固定子スクロール50652の中心長手方向軸の周りを回転するように、偏心して周回することができる。図12に示すように、固定子スクロール50652及び移動スクロール50654の中心長手方向軸は、スクロール50652、50654の視野平面に対して垂直に延びる。固定子スクロール50652及び移動スクロール50654は、互いに交互配置されて、別個の封止された圧縮チャンバ50656を形成する。 An example of a positive displacement compressor, such as a scroll compressor pump 50650, is shown in FIG. Scroll compressor pump 50650 includes a stator scroll 50652 and a moving scroll 50654. Stator scroll 50652 can be fixed in place while moving scroll 50654 orbits eccentrically. For example, moving scroll 50654 can orbit eccentrically to rotate about a central longitudinal axis of stator scroll 50652. As shown in FIG. 12, the central longitudinal axes of stator scroll 50652 and moving scroll 50654 extend perpendicular to the viewing plane of scrolls 50652, 50654. Stator scroll 50652 and moving scroll 50654 are interleaved with each other to form separate sealed compression chambers 50656.

使用中、ガスは、入口50658でスクロール圧縮機ポンプ50650に入ることができる。移動スクロール50654が固定子スクロール50652に対して周回すると、入口ガスは、最初に圧縮チャンバ50656内に捕捉される。圧縮チャンバ50656は、スクロール50652及び50654の螺旋形状に沿って、スクロール圧縮機ポンプ50650の中心に向かって別個の体積のガスを移動させるように構成されている。圧縮チャンバ50656は、ガスが存在する密閉空間を画定する。更に、移動スクロール50654が捕捉されたガスを固定子スクロール50652の中心に向かって移動させると、圧縮チャンバ50656は、容積が減少する。この容積の減少により、圧縮チャンバ50656内のガスの圧力を増加させる。封止された圧縮チャンバ50656内のガスは、容積が減少している間に捕捉され、したがって、ガスを加圧する。加圧されたガスがスクロール圧縮機ポンプ50650の中心に到達すると、加圧されたガスは、出口50659を通って放出される。 In use, gas can enter scroll compressor pump 50650 at inlet 50658. As moving scroll 50654 orbits relative to stator scroll 50652, inlet gas is initially captured within compression chamber 50656. Compression chamber 50656 is configured to move a discrete volume of gas along the helical shape of scrolls 50652 and 50654 toward the center of scroll compressor pump 50650. Compression chamber 50656 defines an enclosed space in which gas is present. Furthermore, as moving scroll 50654 moves the trapped gas toward the center of stator scroll 50652, compression chamber 50656 decreases in volume. This reduction in volume increases the pressure of the gas within compression chamber 50656. Gas within the sealed compression chamber 50656 is trapped during the volume reduction, thus pressurizing the gas. Once the pressurized gas reaches the center of scroll compressor pump 50650, the pressurized gas is discharged through outlet 50659.

ここで図13を参照すると、排出システム50700の一部分が示されている。排出システム50700は、排出システム50600(図7)に多くの点で類似していてもよい。例えば、排出システム50700は、排出器ハウジング50618及び吸引ホース50636を含む。再び図7を参照すると、排出システム50600は、吸引を生成し、それによって吸引ホース50636の遠位端から、処理するために排出器ハウジング50618内に煙を引き込むように構成されている。特に、吸引ホース50636は、図13のフィルタエンドキャップ50603を介して排出器ハウジング50618に接続されていない。むしろ、吸引ホース50636は、流体トラップ50760を介して排出器ハウジング50618に接続される。フィルタ50670と同様のフィルタは、流体トラップ50760の背後の排出器ハウジング50618のソケット内に配置することができる。 Referring now to FIG. 13, a portion of evacuation system 50700 is shown. Evacuation system 50700 may be similar in many respects to evacuation system 50600 (FIG. 7). For example, evacuation system 50700 includes ejector housing 50618 and suction hose 50636. Referring again to FIG. 7, the evacuation system 50600 is configured to generate suction and thereby draw smoke from the distal end of the suction hose 50636 into the ejector housing 50618 for processing. Notably, the suction hose 50636 is not connected to the ejector housing 50618 through the filter end cap 50603 of FIG. Rather, suction hose 50636 is connected to ejector housing 50618 via fluid trap 50760. A filter similar to filter 50670 can be placed in a socket in ejector housing 50618 behind fluid trap 50760.

流体トラップ50760は、更なる処理及び濾過のために部分的に処理された煙を排出システム50700に中継する前に、流体(例えば液体)の少なくとも一部分を煙から抽出して保持する第1の処理点である。排出システム50700は、本明細書に記載されるように、手術室(又は他の動作環境)における煙発生に関連する不快な臭気若しくは他の問題を低減又は除去するために、煙を処理、濾過、及び別の方法で清浄するように構成されている。特定の例では、排出システム50700によって更に処理される前に、煙から液滴及び/又はエアロゾルを抽出することによって、流体トラップ50760は、とりわけ、排出システム50700の効率を増加させ、かつ/又はそれと関連付けられたフィルタの寿命を増加させることができる。 Fluid trap 50760 performs a first process of extracting and retaining at least a portion of a fluid (e.g., liquid) from the smoke before relaying the partially treated smoke to exhaust system 50700 for further processing and filtration. It is a point. The exhaust system 50700 processes and filters smoke to reduce or eliminate unpleasant odors or other problems associated with smoke production in an operating room (or other operating environment), as described herein. , and otherwise configured to clean. In certain examples, by extracting droplets and/or aerosols from the smoke before being further processed by the evacuation system 50700, the fluid trap 50760 increases the efficiency of the evacuation system 50700 and/or is used in conjunction with the evacuation system 50700, among other things. The lifespan of associated filters can be increased.

主に図14~図17を参照すると、流体トラップ50760は、排出器ハウジング50618(図13)から取り外されて示されている。流体トラップ50760は、流体トラップ50760の前側カバー又は表面50764に画定された入口ポート50762を含む。入口ポート50762は、吸引ホース50636(図13)を解除可能に受容するように構成することができる。例えば、吸引ホース50636の端部は、入口ポート50762内に少なくとも部分的に挿入することができ、それらの間に締まり嵌めで固定することができる。様々な例では、締まり嵌めは、吸引ホース50636を通過する煙の実質的に全てが流体トラップ50760内に移送されるように、流体密及び/又は気密嵌合であってもよい。場合によっては、例えば、ラッチベースの圧縮嵌合、Oリング、吸引ホース50636を入口ポート50762とネジ止めにより連結すること、及び/又は他の連結機構などの吸引ホース50636を入口ポート50762に連結又は接合するための他の機構を用いることができる。 Referring primarily to FIGS. 14-17, fluid trap 50760 is shown removed from ejector housing 50618 (FIG. 13). Fluid trap 50760 includes an inlet port 50762 defined in a front cover or surface 50764 of fluid trap 50760. Inlet port 50762 can be configured to releasably receive suction hose 50636 (FIG. 13). For example, the end of suction hose 50636 can be at least partially inserted into inlet port 50762 and secured therebetween with an interference fit. In various examples, the interference fit may be a fluid-tight and/or air-tight fit such that substantially all of the smoke passing through the suction hose 50636 is transferred into the fluid trap 50760. In some cases, coupling the suction hose 50636 to the inlet port 50762, such as, for example, a latch-based compression fit, an O-ring, a threaded connection of the suction hose 50636 to the inlet port 50762, and/or other coupling mechanisms. Other mechanisms for joining can be used.

様々な例では、吸引ホース50636と流体トラップ50760との間の流体密及び/又は気密嵌合は、これらの構成要素の接合部又はその付近で排出された煙中の流体及び/又は他の物質が漏出するのを防ぐように構成されている。場合によっては、吸引ホース50636は、例えば、Oリング及び/又はアダプタなどの中間連結装置を介して入口ポート50762と関連付けられて、吸引ホース50636と流体トラップ50760との間の気密及び/又は流体密接続を更に確実にすることができる。 In various examples, the fluid-tight and/or gas-tight fit between the suction hose 50636 and the fluid trap 50760 prevents fluids and/or other substances in the smoke expelled at or near the junction of these components. It is constructed to prevent leakage. In some cases, the suction hose 50636 is associated with the inlet port 50762 via an intermediate coupling device, such as an O-ring and/or an adapter, to provide an air-tight and/or fluid-tight connection between the suction hose 50636 and the fluid trap 50760. The connection can be made more secure.

上述のように、流体トラップ50760は、排気ポート50766を含む。排気ポートは、流体トラップ50760の裏カバー又は表面50768から離れる方向に延びる。排気ポート50766は、流体トラップ50760の内部チャンバ50770と外部環境との間に開放チャネルを画定する。場合によっては、排気ポート50766は、外科用排出システム又はその構成要素と緊密に関連付けられるようなサイズにされ成形される。例えば、排気ポート50766は、流体トラップ50760から排出器ハウジング50618(図13)内に収容されたフィルタまでの少なくとも部分的に処理された煙に関連付けられ、かつこれを伝達するようなサイズにされ成形されてもよい。特定の例では、排気ポート50766は、流体トラップ50760の前部プレート、上面、又は側面から離れる方向に延びることができる。 As mentioned above, fluid trap 50760 includes exhaust port 50766. The exhaust port extends away from the back cover or surface 50768 of the fluid trap 50760. Exhaust port 50766 defines an open channel between interior chamber 50770 of fluid trap 50760 and the external environment. In some cases, exhaust port 50766 is sized and shaped to be closely associated with a surgical exhaust system or component thereof. For example, exhaust port 50766 is sized and shaped to associate with and transmit at least partially treated smoke from fluid trap 50760 to a filter contained within ejector housing 50618 (FIG. 13). may be done. In certain examples, the exhaust port 50766 can extend away from the front plate, top surface, or side of the fluid trap 50760.

特定の例では、排気ポート50766は、排気ポート50766を排出器ハウジング50618から離間させる膜を含む。そのような膜は、空気、水、及び/又は蒸気が排出器ハウジング50618内に自由に入ることを可能にしながら、流体トラップ50760内に収集された水又は他の液体が排気ポート50766を通過し排出器ハウジング50618内に入るのを防止するように作用することができる。例えば、高流量微孔質ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を、排気ポート50766の下流かつポンプの上流に配置して、排出システム50700のポンプ又は他の構成要素を損傷及び/又は汚染から保護することができる。 In certain examples, exhaust port 50766 includes a membrane that spaces exhaust port 50766 from ejector housing 50618. Such a membrane allows water or other liquid collected within the fluid trap 50760 to pass through the exhaust port 50766 while allowing air, water, and/or steam to freely enter the ejector housing 50618. It can act to prevent entry into the ejector housing 50618. For example, high flow microporous polytetrafluoroethylene (PTFE) may be placed downstream of exhaust port 50766 and upstream of the pump to protect the pump or other components of exhaust system 50700 from damage and/or contamination. I can do it.

流体トラップ50760はまた、ユーザが流体トラップ50760を取り扱うのを、並びに/又は流体トラップ50760を吸引ホース50636及び/若しくは排出器ハウジング50618と接続するのを支援するように配置され寸法決めされた把持領域50772を含む。把持領域50772は、細長い凹部であるように描かれている。しかしながら、読者は、把持領域50772が、例えば、少なくとも1つの凹部、溝、突出部、タッセル、及び/又はリングを含んでもよく、これは、ユーザの指に対応するような、又は他の方法で把持面を提供するようなサイズにされ成形されてもよいことを容易に理解するであろう。 Fluid trap 50760 also includes a gripping area positioned and dimensioned to assist a user in handling fluid trap 50760 and/or connecting fluid trap 50760 with suction hose 50636 and/or ejector housing 50618. Contains 50772. Grasping region 50772 is depicted as being an elongated recess. However, the reader should note that the gripping area 50772 may include, for example, at least one recess, groove, protrusion, tassel, and/or ring, which may correspond to a user's finger or otherwise. It will be readily appreciated that it may be sized and shaped to provide a gripping surface.

ここで主に図16及び図17を参照すると、流体トラップ50760の内部チャンバ50770が示されている。入口ポート50762及び排気ポート50766の相対的な配置は、煙が流体トラップ50760内に入るときの煙からの流体の抽出及び保持を促進するように構成されている。特定の例では、入口ポート50762は、ノッチ付き円筒形状を有することができ、これは、煙及び付随する流体を流体トラップ50760の流体リザーバ50774に向かって、又は別の方法で指向的に排気ポート50766から離れる方向に向けることができる。そのような流体の流れの例を、図17の矢印A、B、C、D、及びEで示す。 16 and 17, an internal chamber 50770 of fluid trap 50760 is shown. The relative placement of inlet port 50762 and exhaust port 50766 is configured to facilitate extraction and retention of fluid from smoke as it enters fluid trap 50760. In certain examples, the inlet port 50762 can have a notched cylindrical shape, which directs the smoke and associated fluid toward the fluid reservoir 50774 of the fluid trap 50760 or otherwise directs the exhaust port to the exhaust port. It can be directed away from 50766. Examples of such fluid flow are shown by arrows A, B, C, D, and E in FIG.

図示のように、煙は、入口ポート50762を通って流体トラップ50760に入り(矢印Aによって示される)、排気ポート50766を通って流体トラップ50760を出る(矢印Eによって示される)。入口ポートの幾何学的形状(例えば、より長い上側側壁50761及びより短い下側側壁50763)に少なくとも部分的に起因して、入口ポート50762に入る煙は、最初に流体トラップ50760の流体リザーバ50774内へと主に下向きに向けられる(矢印Bによって示される)。煙が矢印A及びBに沿って流体トラップ50760内へと下向きに引き込まれ続けるにつれて、最初に下向きに向けられた煙は、下向きに回転し、その供給源から横方向に離れる方向に向けられ、流体トラップ50760の上部に向かって、実質的に反対だが平行な経路で排気ポート50766の外へと移動する(矢印D及びEによって示される)。 As shown, smoke enters fluid trap 50760 through inlet port 50762 (indicated by arrow A) and exits fluid trap 50760 through exhaust port 50766 (indicated by arrow E). Due at least in part to the geometry of the inlet port (e.g., longer upper sidewall 50761 and shorter lower sidewall 50763), smoke entering inlet port 50762 initially enters fluid reservoir 50774 of fluid trap 50760. (indicated by arrow B). As the smoke continues to be drawn downward into the fluid trap 50760 along arrows A and B, the smoke that was initially directed downward rotates downward and is directed laterally away from its source; toward the top of fluid trap 50760 and out of exhaust port 50766 in substantially opposite but parallel paths (indicated by arrows D and E).

流体トラップ50760を通る煙の方向的流れは、煙中の液体が流体トラップ50760の下部(例えば、流体リザーバ50774)内に抽出され保持されることを確実にすることができる。更に、流体トラップ50760が直立位置にあるときの入口ポート50762の垂直上方の排気ポート50766の相対的な配置は、流体トラップ50760の内外への流体の流れを実質的に妨げないと同時に、煙の流れによって排気ポート50766を介して液体が意図せず運ばれることを抑制するように構成されている。加えて、特定の例では、入口ポート50762及び出口ポート50766の構成、並びに/又は流体トラップ50760自体のサイズ及び形状は、流体トラップ50760が密封性であることを可能にすることができる。 Directional flow of smoke through fluid trap 50760 can ensure that liquid in the smoke is extracted and retained within the lower portion of fluid trap 50760 (eg, fluid reservoir 50774). Additionally, the relative placement of the exhaust port 50766 vertically above the inlet port 50762 when the fluid trap 50760 is in the upright position does not substantially impede the flow of fluid into and out of the fluid trap 50760, while at the same time preventing smoke from flowing. The flow is configured to inhibit unintentional transport of liquid through the exhaust port 50766. Additionally, in certain examples, the configuration of the inlet port 50762 and outlet port 50766, and/or the size and shape of the fluid trap 50760 itself, can enable the fluid trap 50760 to be hermetic.

様々な例では、排出システムは、例えば、図5及び図6に関して本明細書で更に説明するように、複数のセンサ及びインテリジェント制御部を含むことができる。本開示の一態様では、排出システムは、1つ以上の温度センサ、1つ以上の流体検出センサ、1つ以上の圧力センサ、1つ以上の粒子センサ、及び/又は1つ以上の化学センサを含むことができる。温度センサは、外科用排出システムを通って移動する、及び/又は外科用排出システムから手術室内に排出される、手術部位における流体の温度を検出するように配置することができる。圧力センサは、排出器ハウジング内などの排出システム内の圧力を検出するように配置することができる。例えば、圧力センサは、フィルタの上流、フィルタとポンプとの間、及び/又はポンプの下流に配置することができる。特定の例では、圧力センサは、排出システムの外側の周囲環境内の圧力を検出するように配置することができる。同様に、粒子センサは、排出器ハウジング内などの排出システム内の粒子を検出するように配置することができる。粒子センサは、例えば、フィルタの上流、フィルタとポンプとの間、及び/又はポンプの下流にあってもよい。様々な例では、粒子センサは、例えば、手術室内の空気品質を判定するために、周囲環境内の粒子を検出するように配置することができる。 In various examples, the evacuation system can include multiple sensors and intelligent controls, for example, as described further herein with respect to FIGS. 5 and 6. In one aspect of the disclosure, the evacuation system includes one or more temperature sensors, one or more fluid detection sensors, one or more pressure sensors, one or more particle sensors, and/or one or more chemical sensors. can be included. The temperature sensor may be arranged to detect the temperature of fluid at the surgical site traveling through the surgical drainage system and/or being discharged from the surgical drainage system into the operating room. A pressure sensor may be arranged to detect pressure within the evacuation system, such as within the ejector housing. For example, a pressure sensor can be placed upstream of the filter, between the filter and the pump, and/or downstream of the pump. In certain examples, the pressure sensor may be arranged to detect pressure within the ambient environment outside of the evacuation system. Similarly, a particle sensor can be positioned to detect particles within an evacuation system, such as within an ejector housing. The particle sensor may be, for example, upstream of the filter, between the filter and the pump, and/or downstream of the pump. In various examples, particle sensors can be arranged to detect particles in the surrounding environment, for example, to determine air quality within an operating room.

排出システム50800の排出器ハウジング50818を、図18に概略的に示す。排出器ハウジング50818は、例えば、排出器ハウジング50018及び/又は50618と多くの点で類似していてもよく、かつ/又は本明細書に開示される様々な排出システムに組み込むことができる。排出器ハウジング50818は、本明細書で更に説明する多数のセンサを含む。特定の排出器ハウジングは、図18に示す各センサを含まなくてもよく、かつ/又は追加のセンサ(単数又は複数)を含んでもよいことを読者は理解するであろう。本明細書に開示される排出器ハウジング50018及び50618と同様に、図18の排出器ハウジング50818は、入口50822及び出口50824を含む。流体トラップ50860、フィルタ50870、及びポンプ50806は、入口50822と出口50824との間の排出器ハウジング50818を通る流路50804に沿って連続して整列される。 The ejector housing 50818 of the evacuation system 50800 is shown schematically in FIG. Ejector housing 50818 may be similar in many respects to ejector housings 50018 and/or 50618, for example, and/or may be incorporated into various evacuation systems disclosed herein. Ejector housing 50818 includes a number of sensors as further described herein. The reader will appreciate that a particular ejector housing may not include each sensor shown in FIG. 18 and/or may include additional sensor(s). Similar to ejector housings 50018 and 50618 disclosed herein, ejector housing 50818 of FIG. 18 includes an inlet 50822 and an outlet 50824. Fluid trap 50860, filter 50870, and pump 50806 are sequentially aligned along a flow path 50804 through ejector housing 50818 between inlet 50822 and outlet 50824.

排出器ハウジングは、本明細書で更に説明するように、モジュール式及び/又は交換可能な構成要素を含むことができる。例えば、排出器ハウジングは、モジュール式流体トラップ及び/又は交換可能なフィルタを受容するように寸法決めされたソケット又はレセプタクル50871を含むことができる。特定の例では、図18に示すように、流体トラップ及びフィルタは、単一の交換式モジュール50859に組み込むことができる。より具体的には、流体トラップ50860及びフィルタ50870は、モジュール式及び/又は交換可能であり得る交換式モジュール50859を形成し、排出器ハウジング50818内のレセプタクル50871内に取り外し可能に設置することができる。他の例では、流体トラップ50860及びフィルタ50870は、分離した、かつ別個のモジュール式構成要素とすることができ、これは、排出器ハウジング50818内に一緒に組み立てる、及び/又は別個に設置することができる。 The ejector housing may include modular and/or replaceable components, as further described herein. For example, the ejector housing can include a socket or receptacle 50871 sized to receive a modular fluid trap and/or a replaceable filter. In certain examples, the fluid traps and filters can be incorporated into a single replaceable module 50859, as shown in FIG. More specifically, the fluid trap 50860 and filter 50870 form a replaceable module 50859, which may be modular and/or replaceable, and may be removably installed within a receptacle 50871 within the ejector housing 50818. . In other examples, fluid trap 50860 and filter 50870 can be separate and distinct modular components that can be assembled together within ejector housing 50818 and/or installed separately. I can do it.

排出器ハウジング50818を更に参照すると、排出器ハウジング50818は、内部の様々なパラメータ及び/又は周囲環境のパラメータを検出するための複数のセンサを含む。加えて又は代わりに、排出器ハウジング50818内に設置された1つ以上のモジュール式構成要素は、1つ以上のセンサを含むことができる。例えば、図18を更に参照すると、交換式モジュール50859は、内部の様々なパラメータを検出するための複数のセンサを含む。 With further reference to the ejector housing 50818, the ejector housing 50818 includes a plurality of sensors for detecting various internal parameters and/or parameters of the surrounding environment. Additionally or alternatively, one or more modular components installed within the ejector housing 50818 can include one or more sensors. For example, with further reference to FIG. 18, replaceable module 50859 includes a plurality of sensors for detecting various parameters therein.

様々な例では、排出器ハウジング50818及び/又は排出器ハウジング50818と適合するモジュール式構成要素(単数又は複数)は、1つ以上のセンサからの入力を受信し、かつ/又は1つ以上のシステム及び/若しくはドライバに出力を通信するように構成されている、プロセッサ50308及び50408(それぞれ図5及び図6)などのプロセッサを含むことができる。排出器ハウジング50818と共に使用するための様々なプロセッサは、本明細書で更に説明する。 In various examples, ejector housing 50818 and/or modular component(s) compatible with ejector housing 50818 receive input from one or more sensors and/or receive input from one or more systems. and/or a driver, such as processors 50308 and 50408 (FIGS. 5 and 6, respectively), configured to communicate output to the driver. Various processors for use with ejector housing 50818 are described further herein.

動作中、手術部位からの煙を、入口50822から流体トラップ50860を介して排出器ハウジング50818に引き込むことができる。図18の排出器ハウジング50818を通る流路50804は、様々な一列に並んだ構成要素の間に延びる封止された導管又は管50805を含むことができる。様々な例では、煙は、流体検出センサ50830及び化学センサ50832を通過して、本明細書に更に記載されるダイバータ弁50834に流れることができる。センサ50830などの流体検出センサは、煙中の流体粒子を検出することができる。一例では、流体検出センサ50830は、連続性センサとすることができる。例えば、流体検出センサ50830は、2つの離間した電極と、それらの間の連続性の程度を検出するためのセンサとを含むことができる。例えば、流体が存在しない場合、連続性は、ゼロ又は実質的にゼロであり得る。化学センサ50832は、煙の化学的特性を検出することができる。 In operation, smoke from the surgical site can be drawn from the inlet 50822 through the fluid trap 50860 and into the ejector housing 50818. The flow path 50804 through the ejector housing 50818 of FIG. 18 can include sealed conduits or tubes 50805 extending between the various in-line components. In various examples, smoke can flow through a fluid detection sensor 50830 and a chemical sensor 50832 to a diverter valve 50834, which is further described herein. A fluid detection sensor, such as sensor 50830, can detect fluid particles in smoke. In one example, fluid detection sensor 50830 can be a continuity sensor. For example, fluid detection sensor 50830 can include two spaced apart electrodes and a sensor for detecting the degree of continuity therebetween. For example, if no fluid is present, continuity may be zero or substantially zero. Chemical sensor 50832 can detect chemical characteristics of smoke.

ダイバータ弁50834において、流体を、流体トラップ50860の凝縮器50835内に向けることができ、煙は、フィルタ50870に向かって進み続けることができる。バッフル50864は、煙からの流体液滴の流体トラップ50860内のリザーバへの凝縮を促進するように、凝縮器50835内に配置される。流体検出センサ50836は、排出器ハウジング内の任意の流体が完全に、又は少なくとも実質的に流体トラップ50860内に捕捉されることを確実にすることができる。 At the diverter valve 50834, fluid can be directed into the condenser 50835 of the fluid trap 50860 and the smoke can continue toward the filter 50870. A baffle 50864 is positioned within the condenser 50835 to facilitate condensation of fluid droplets from the smoke into a reservoir within the fluid trap 50860. Fluid detection sensor 50836 can ensure that any fluid within the ejector housing is completely or at least substantially captured within fluid trap 50860.

更に図18を参照すると、煙は、その後、交換式モジュール50859のフィルタ50870に流入するように向けることができる。フィルタ50870への入口では、煙は、粒子センサ50838及び圧力センサ50840を通過して流れることができる。一形態では、粒子センサ50838は、本明細書で更に説明するように、レーザー粒子カウンタを含むことができる。煙は、図18に示すように、プリーツ付き超低浸透空気(ULPA)フィルタ50842及び炭フィルタ50844を介して濾過することができる。 Still referring to FIG. 18, the smoke can then be directed into filter 50870 of replaceable module 50859. At the entrance to filter 50870, smoke can flow past particle sensor 50838 and pressure sensor 50840. In one form, particle sensor 50838 can include a laser particle counter, as described further herein. Smoke can be filtered through a pleated ultra-low permeability air (ULPA) filter 50842 and a charcoal filter 50844, as shown in FIG.

フィルタを出ると、濾過された煙は、圧力センサ50846を通過して流れることができ、次いで、排出器ハウジング50818内の流路50804に沿ってポンプ50806に向かって進み続けることができる。ポンプ50806を通って移動すると、濾過された煙は、出口の粒子センサ50848及び圧力センサ50850を通過して排出器ハウジング50818に流れることができる。一形態では、粒子センサ50848は、本明細書で更に説明するように、レーザー粒子カウンタを含むことができる。図18の排出器ハウジング50818はまた、手術室内の環境などの周囲環境の様々な特性を検出するために、空気品質粒子センサ50852及び周囲圧力センサ50854を含む。少なくとも1つの形態では、空気品質粒子センサ又は外部/周囲空気粒子センサ50852は、レーザー粒子カウンタを含むことができる。図18に示す様々なセンサについては、本明細書で更に説明する。更に、様々な例では、代替的な感知手段を、本明細書に開示される排煙システムに利用することができる。例えば、粒子を計数するための、及び/又は流体中の微粒子濃度を判定するための代替的なセンサが、本明細書で更に開示される。 Upon exiting the filter, the filtered smoke can flow past a pressure sensor 50846 and then continue along flow path 50804 within ejector housing 50818 toward pump 50806. Traveling through the pump 50806, the filtered smoke can flow through the outlet particle sensor 50848 and pressure sensor 50850 to the ejector housing 50818. In one form, particle sensor 50848 can include a laser particle counter, as described further herein. The ejector housing 50818 of FIG. 18 also includes an air quality particle sensor 50852 and an ambient pressure sensor 50854 to detect various characteristics of the surrounding environment, such as the environment within an operating room. In at least one form, the air quality particle sensor or external/ambient air particle sensor 50852 can include a laser particle counter. The various sensors shown in FIG. 18 are discussed further herein. Additionally, in various examples, alternative sensing means may be utilized with the smoke evacuation systems disclosed herein. Further disclosed herein are alternative sensors for counting particles and/or determining particulate concentration in a fluid, for example.

様々な例では、図18に示す流体トラップ50860は、捕捉された流体の流出及び/又は漏出を防止するように構成することができる。例えば、流体トラップ50860の幾何学的形状は、捕捉された流体が流出及び/又は漏出するのを防止するように選択されてもよい。特定の例では、流体トラップ50860は、捕捉された流体が流体トラップ50860から飛び散るのを防止するためのバッフル及び/又はスクリーン50862などのスプラッタスクリーンを含むことができる。1つ以上の例では、流体トラップ50860は、流体トラップ内の流体の体積を検出し、かつ/又は流体トラップ50860が容量まで充填されているかどうかを判定するためのセンサを含むことができる。流体トラップ50860は、流体をそこから空にするための弁を含んでもよい。読者は、様々な代替的な流体トラップ構成及び幾何学的形状を用いて、排出器ハウジング50818内に引き込まれた流体を捕捉することができることを容易に理解するであろう。 In various examples, the fluid trap 50860 shown in FIG. 18 can be configured to prevent escape and/or leakage of the trapped fluid. For example, the geometry of fluid trap 50860 may be selected to prevent trapped fluid from escaping and/or leaking. In certain examples, fluid trap 50860 can include a baffle and/or splatter screen, such as screen 50862, to prevent captured fluid from splashing out of fluid trap 50860. In one or more examples, fluid trap 50860 can include a sensor to detect the volume of fluid within the fluid trap and/or determine whether fluid trap 50860 is filled to capacity. Fluid trap 50860 may include a valve for emptying fluid therefrom. The reader will readily appreciate that a variety of alternative fluid trap configurations and geometries may be used to capture fluid drawn into the ejector housing 50818.

特定の例では、フィルタ50870は、追加の及び/又はより少ない濾過レベルを含むことができる。例えば、フィルタ50870は、粗いメディアフィルタ、細かいメディアフィルタ、及び吸着剤ベースのフィルタの群から選択される1つ以上の濾過層を含むことができる。粗いメディアフィルタは、例えば、ガラス繊維、ポリエステル、及び/又はプリーツフィルタで構成することができる低空気抵抗フィルタであってもよい。細かいメディアフィルタは、高効率微粒子空気(HEPA)フィルタ及び/又はULPAフィルタであってもよい。吸着剤ベースのフィルタは、例えば、活性炭フィルタであってもよい。読者は、様々な代替的フィルタ構成及び幾何学的形状を用いて、排出器ハウジング50818を通る流路に沿って引き込まれた煙を濾過することができることを容易に理解するであろう。 In certain examples, filter 50870 can include additional and/or fewer filtration levels. For example, filter 50870 can include one or more filtration layers selected from the group of coarse media filters, fine media filters, and sorbent-based filters. The coarse media filter may be a low air resistance filter, which may be constructed of, for example, fiberglass, polyester, and/or pleated filters. The fine media filter may be a high efficiency particulate air (HEPA) filter and/or a ULPA filter. The adsorbent-based filter may be, for example, an activated carbon filter. The reader will readily appreciate that a variety of alternative filter configurations and geometries may be used to filter the smoke drawn along the flow path through the ejector housing 50818.

1つ以上の例では、図18に示すポンプ50806は、例えば、ハイブリッド再生ブロワ、クローポンプ、及び/又はローブ圧縮機などの、別の圧縮機及び/若しくはポンプに置き換える、かつ/又はこれらと組み合わせて使用することができる。読者は、様々な代替的なポンプ構成及び幾何学的形状を用いて、流路50804内に吸引を生成して、煙を排出器ハウジング50818内に引き込むことができることを容易に理解するであろう。 In one or more examples, the pump 50806 shown in FIG. 18 may be replaced with and/or combined with another compressor and/or pump, such as, for example, a hybrid regenerative blower, a claw pump, and/or a lobe compressor. can be used. The reader will readily appreciate that a variety of alternative pump configurations and geometries can be used to create suction within the flow path 50804 to draw smoke into the ejector housing 50818. .

図18に示すセンサなどの排出システム内の様々なセンサは、プロセッサと通信することができる。プロセッサは、排出システムに組み込むことができ、かつ/又は別の外科用器具及び/若しくは外科用ハブの構成要素であってもよい。様々なプロセッサについては、本明細書で更に説明する。オンボードプロセッサは、センサ(単数又は複数)からの入力に基づいて、排出器システム(例えば、ポンプ50806のためのモータ)の1つ以上の動作パラメータを調整するように構成することができる。加えて又は代わりに、オンボードプロセッサは、センサ(単数又は複数)からの入力に基づいて、電気外科用ツール及び/又は撮像装置などの別の装置の1つ以上の動作パラメータを調整するように構成することができる。 Various sensors within the evacuation system, such as the sensor shown in FIG. 18, may communicate with the processor. The processor may be integrated into the evacuation system and/or may be a component of another surgical instrument and/or surgical hub. Various processors are described further herein. The onboard processor can be configured to adjust one or more operating parameters of the ejector system (eg, a motor for pump 50806) based on input from the sensor(s). Additionally or alternatively, the onboard processor is configured to adjust one or more operating parameters of another device, such as an electrosurgical tool and/or an imaging device, based on input from the sensor(s). Can be configured.

ここで図19を参照すると、排出システム50900の別の排出器ハウジング50918が示されている。図19の排出器ハウジング50918は、図18の排出器ハウジング50818と多くの点で類似していてもよい。例えば、排出器ハウジング50918は、排出器ハウジング50918への入口50922と排出器ハウジング50918の出口50924との間の流路50904を画定する。入口50922と出口50924との中間に、流体トラップ50960と、フィルタ50970と、ポンプ50906とが連続して配置される。排出器ハウジング50918は、例えば、レセプタクル50871と同様に、モジュール式流体トラップ及び/又は交換可能なフィルタを受容するように寸法決めされたソケット又はレセプタクル50971を含むことができる。ダイバータ弁50934において、流体を、流体トラップ50960の凝縮器50935内に向けることができ、煙は、フィルタ50970に向かって進み続けることができる。特定の例では、流体トラップ50960は、例えば、捕捉された流体が流体トラップ50960から飛び散るのを防止するためのバッフル50964などのバッフル及び/又はスクリーン50962などのスプラッタスクリーンを含むことができる。フィルタ50970は、プリーツ付き超低浸透空気(ULPA)フィルタ50942及び炭フィルタ50944を含む。封止された導管又は管50905は、様々な一列に並んだ構成要素の間に延びる。排出器ハウジング50918はまた、本明細書で更に説明し、かつ図18及び図19に示す、センサ50830、50832、50836、50838、50840、50846、50848、50850、50852、及び50854を含む。 Referring now to FIG. 19, another ejector housing 50918 of evacuation system 50900 is shown. The ejector housing 50918 of FIG. 19 may be similar in many respects to the ejector housing 50818 of FIG. For example, the ejector housing 50918 defines a flow path 50904 between an inlet 50922 to the ejector housing 50918 and an outlet 50924 of the ejector housing 50918. A fluid trap 50960, a filter 50970, and a pump 50906 are arranged in series intermediate the inlet 50922 and the outlet 50924. Ejector housing 50918 can include, for example, a socket or receptacle 50971, similar to receptacle 50871, sized to receive a modular fluid trap and/or a replaceable filter. At the diverter valve 50934, fluid can be directed into the condenser 50935 of the fluid trap 50960 and the smoke can continue toward the filter 50970. In certain examples, fluid trap 50960 can include a baffle, such as baffle 50964, and/or a splatter screen, such as screen 50962, to prevent captured fluid from splattering from fluid trap 50960, for example. Filter 50970 includes a pleated ultra-low permeability air (ULPA) filter 50942 and a charcoal filter 50944. Sealed conduits or tubes 50905 extend between the various in-line components. Ejector housing 50918 also includes sensors 50830, 50832, 50836, 50838, 50840, 50846, 50848, 50850, 50852, and 50854, described further herein and shown in FIGS. 18 and 19.

図19を更に参照すると、排出器ハウジング50918はまた、遠心ブロワ構成50980及び再循環弁50990を含む。再循環弁50990は、流体トラップ50960を通って流体を再循環させるために、選択的に開閉することができる。例えば、流体検出センサ50836が流体を検出した場合、流体がフィルタ50970から離れて戻って流体トラップ50960内に戻るように向けられるように、再循環弁50990を開放することができる。流体検出センサ50836が流体を検出しない場合、煙がフィルタ50970内に向けられるように、弁50990を閉じることができる。再循環弁50990を介して流体が再循環されるとき、流体は、再循環導管50982を通って引き込まれてもよい。遠心ブロワ構成50980は、再循環導管50982と係合して、再循環導管50982内に再循環吸引力を発生させる。より具体的には、再循環弁50990が開放され、ポンプ50906が起動されると、フィルタ50970の下流のポンプ50906によって生成された吸引力は、第1の遠心ブロワ又はかご形50984の回転を発生させることができ、これは、再循環弁50990を通って流体トラップ50960内に再循環される流体を引き込む、第2の遠心ブロワ又はかご形50986に伝達することができる。 Still referring to FIG. 19, the ejector housing 50918 also includes a centrifugal blower arrangement 50980 and a recirculation valve 50990. Recirculation valve 50990 can be selectively opened and closed to recirculate fluid through fluid trap 50960. For example, if fluid detection sensor 50836 detects fluid, recirculation valve 50990 can be opened such that fluid is directed away from filter 50970 and back into fluid trap 50960. If fluid detection sensor 50836 does not detect fluid, valve 50990 can be closed so that smoke is directed into filter 50970. When fluid is recirculated through recirculation valve 50990, fluid may be drawn through recirculation conduit 50982. Centrifugal blower arrangement 50980 engages recirculation conduit 50982 to generate recirculation suction within recirculation conduit 50982. More specifically, when the recirculation valve 50990 is opened and the pump 50906 is activated, the suction generated by the pump 50906 downstream of the filter 50970 causes rotation of the first centrifugal blower or squirrel cage 50984. This can be communicated to a second centrifugal blower or squirrel cage 50986 that draws fluid to be recycled into the fluid trap 50960 through a recirculation valve 50990.

本開示の様々な態様では、図5及び図6の制御部概略図は、図18及び図19の様々なセンサシステム及び排出器ハウジングと共に利用することができる。 In various aspects of the present disclosure, the control schematics of FIGS. 5 and 6 may be utilized with the various sensor systems and ejector housings of FIGS. 18 and 19.

手術部位から排出される煙は、液体、エアロゾル、及び/若しくはガスを含むことができ、並びに/又は、例えば、異なるサイズ及び/若しくは密度の粒子状物質及び粒子などの異なる化学的及び/若しくは物理的特性の物質を含むことができる。手術部位から排出される異なる種類の物質は、外科用排出システム及びそのポンプの効率に影響を及ぼし得る。更に、特定の種類の物質は、ポンプが過度の電力を引き込むことを必要とすることがあり、かつ/又はポンプのためのモータを損傷させる恐れがあり得る。 The smoke emitted from the surgical site may contain liquids, aerosols, and/or gases and/or contain different chemical and/or physical components, such as particulate matter and particles of different sizes and/or densities. can contain substances with specific properties. Different types of substances evacuated from a surgical site can affect the efficiency of a surgical drainage system and its pump. Additionally, certain types of materials may require the pump to draw excessive power and/or may damage the motor for the pump.

ポンプに供給される電力は、流路に沿った1つ以上のセンサからの入力に基づいて、排出システムを通る煙の流量を制御するように変調することができる。センサからの出力は、例えば、排煙システムの状態若しくは品質、並びに/又は、物質の種類(単数又は複数)及び比率、化学的特性、密度、及び/若しくは微粒子のサイズなどの排出された煙の1つ以上の特性を示すことができる。本開示の一態様では、排出システム内の2つの圧力センサ間の圧力差は、例えば、フィルタ、流体トラップ、及び/又はシステム全体の状態などの、それらの間の領域の状態を示すことができる。センサ入力に基づいて、モータ速度を変更するように構成されている、モータに供給される電流及び/又はデューティサイクルを変更することによって、ポンプのモータの動作パラメータを調整することができる。 The power supplied to the pump can be modulated to control the flow of smoke through the evacuation system based on input from one or more sensors along the flow path. The output from the sensor may, for example, be indicative of the condition or quality of the smoke extraction system and/or of the emitted smoke, such as the substance(s) and proportions, chemical properties, density, and/or size of particulates. Can exhibit one or more characteristics. In one aspect of the present disclosure, a pressure difference between two pressure sensors within an evacuation system can be indicative of the condition of an area therebetween, such as, for example, the condition of a filter, fluid trap, and/or the overall system. . Based on the sensor input, operating parameters of the pump motor can be adjusted by changing the current and/or duty cycle supplied to the motor, which is configured to change the motor speed.

本開示の一態様では、排出システムを通る煙の流量を調整することによって、フィルタの効率を改善することができ、及び/又はモータを焼損から保護することができる。 In one aspect of the present disclosure, adjusting the flow rate of smoke through the exhaust system can improve filter efficiency and/or protect the motor from burnout.

外科用排出システムは、煙中の微粒子のサイズ及び/又は濃度を検出するための1つ以上の粒子カウンタ又は粒子センサを含むことができる。再び図18及び図19を参照すると、粒子センサ50838及び50848が示されている。読者は、様々な粒子測定手段が可能であることを容易に理解するであろう。例えば、粒子センサは、光学センサ、レーザーセンサ、光電センサ、イオン化センサ、静電センサ、及び/又はこれらの組み合わせであってもよい。様々な粒子センサについては、本明細書で更に説明する。 The surgical evacuation system may include one or more particle counters or particles sensors for detecting the size and/or concentration of particulates in the smoke. Referring again to FIGS. 18 and 19, particle sensors 50838 and 50848 are shown. The reader will readily appreciate that a variety of particle measurement means are possible. For example, the particle sensor may be an optical sensor, a laser sensor, a photoelectric sensor, an ionization sensor, an electrostatic sensor, and/or a combination thereof. Various particle sensors are further described herein.

様々な例では、モータの速度、及びしたがって、ポンプの速度は、外科用排出システム内の1つ以上の粒子センサによって検出される微粒子濃度に基づいて調整されてもよい。例えば、粒子センサ(単数又は複数)が、流路内の煙の量の増加に対応することができる、流路内の粒子濃度の増加を検出すると、モータの速度を増加させて、ポンプの速度を増加させ、より多くの流体を手術部位から排煙システム内に引き込むことができる。同様に、粒子センサ(単数又は複数)が、流路内の煙の量の減少に対応することができる、流路内の粒子濃度の減少を検出すると、モータの速度を減少させて、ポンプの速度を減少させ、手術部位からの吸引を低減することができる。外科用排出システムのための追加の及び代替的な調整アルゴリズムについては、本明細書で更に説明する。更に、特定の例では、排煙システムからのセンサデータに基づいて、外科システム内の発生器は、本明細書に更に記載されるように、手術部位で発生した煙の量を調整するように制御されてもよい。 In various examples, the speed of the motor, and therefore the speed of the pump, may be adjusted based on the particulate concentration detected by one or more particle sensors within the surgical evacuation system. For example, when the particle sensor(s) detects an increase in particle concentration in the flow path, which may correspond to an increase in the amount of smoke in the flow path, the motor speed is increased to increase the pump speed. , allowing more fluid to be drawn from the surgical site into the smoke evacuation system. Similarly, when the particle sensor(s) detects a decrease in the particle concentration in the flow path, which may correspond to a decrease in the amount of smoke in the flow path, the motor speed is decreased to reduce the pump speed. The speed can be reduced to reduce suction from the surgical site. Additional and alternative regulation algorithms for surgical drainage systems are described further herein. Additionally, in certain instances, based on sensor data from the smoke evacuation system, a generator within the surgical system is configured to adjust the amount of smoke generated at the surgical site, as further described herein. May be controlled.

外科用排出システムの流路に沿って配置された粒子センサに加えて、システムは、周囲室、例えば、手術室又は手術室内の微粒子濃度を検出するための1つ以上のセンサを含むことができる。再び図18及び図19を参照すると、空気品質粒子センサ50852は、排出器ハウジング50818の外面上に設置されている。空気品質粒子センサ50852の代替的な位置も想定される。 In addition to the particle sensors disposed along the flow path of the surgical drainage system, the system can include one or more sensors for detecting particulate concentrations within the surrounding room, e.g., the operating room or operating room. . Referring again to FIGS. 18 and 19, an air quality particle sensor 50852 is mounted on the exterior surface of the ejector housing 50818. Alternative locations for air quality particle sensor 50852 are also envisioned.

少なくとも1つの例では、粒子センサは、フィルタの下流に配置することができ、特定の例では、フィルタの出口又はその付近に配置することができる。例えば、粒子センサ50848は、排煙システム50800内のフィルタ50870及びポンプ50806の下流に配置され、排煙システム50900内のフィルタ50970及びポンプ50906の下流に配置される。粒子センサ50848がフィルタ(単数又は複数)50870、50970の下流に配置されているため、粒子センサは、フィルタ(単数又は複数)50870、50970が煙から十分な微粒子を除去したことを確認するように構成されている。様々な例では、そのようなセンサは、排出器ハウジング50818、50918の排気出口50824、50924それぞれに隣接していてもよい。本開示の一態様では、静電粒子センサを利用することができる。例えば、排気出口50824、50924は、排気が濾過システムの下流を通過し、手術室内に排気される前に流れる、静電微粒子センサを含むことができる。 In at least one example, the particle sensor can be placed downstream of the filter, and in certain examples, at or near the outlet of the filter. For example, particle sensor 50848 is located downstream of filter 50870 and pump 50806 in smoke evacuation system 50800 and downstream of filter 50970 and pump 50906 in smoke evacuation system 50900. Because the particle sensor 50848 is positioned downstream of the filter(s) 50870, 50970, the particle sensor is configured to ensure that the filter(s) 50870, 50970 has removed sufficient particulates from the smoke. It is configured. In various examples, such sensors may be adjacent to exhaust outlets 50824, 50924 of ejector housings 50818, 50918, respectively. In one aspect of the present disclosure, electrostatic particle sensors can be utilized. For example, the exhaust outlet 50824, 50924 can include an electrostatic particulate sensor through which the exhaust passes downstream of the filtration system and before being exhausted into the operating room.

外科用排出システムの1つ以上のセンサによって検出される微粒子濃度は、多くの異なる方法で臨床医に通信されてもよい。例えば、排出器ハウジング50818、50918及び/又は排出装置(例えば、図2の電気外科用器具50032)は、1つ以上のライト及び/又はディスプレイスクリーンなどのインジケータを含むことができる。例えば、排出器ハウジング50818、50819上のLEDは、センサ(単数又は複数)によって検出された粒子の体積に応じて(例えば、青色から赤色へと)色を変更することができる。他の例では、インジケータは、例えば、触覚的、聴覚的、及び/又は視覚的であってもよい、アラーム又は警告を含むことができる。そのような例では、空気品質センサ(例えば、粒子センサ50852)によって検出された周囲空気中の微粒子濃度が閾値量を上回ると、手術室内の臨床医(単数又は複数)が、インジケータ(単数又は複数)によって通知され得る。 Particulate concentrations detected by one or more sensors of a surgical drainage system may be communicated to a clinician in many different ways. For example, the ejector housing 50818, 50918 and/or the ejector (eg, electrosurgical instrument 50032 of FIG. 2) can include indicators such as one or more lights and/or a display screen. For example, the LEDs on the ejector housings 50818, 50819 can change color (eg, from blue to red) depending on the volume of particles detected by the sensor(s). In other examples, indicators may include alarms or warnings, which may be tactile, audible, and/or visual, for example. In such an example, when the concentration of particulates in the ambient air as detected by an air quality sensor (e.g., particle sensor 50852) exceeds a threshold amount, the clinician(s) within the operating room may activate the indicator(s). ) may be notified.

特定の例では、外科用排出システムは、光学センサを含んでもよい。光学センサは、光又は光の変化を電子信号にコバート(covert)する電子センサを含むことができる。光学センサは、煙中の粒子の濃度を判定するために、煙中の粒子を検出して計数する光散乱法を利用することができる。様々な例では、光は、レーザーに基づく。例えば、一例では、レーザー光源は、粒子が検出チャンバを通って移動する際に粒子を照明するように構成されている。粒子がレーザーのビームを通過するとき、光源は、覆い隠される、方向転換される、及び/又は吸収される。散乱光は、光検出器によって記録され、記録された光は、分析される。例えば、記録された光は、煙中の微粒子濃度に対応する粒子のサイズ及び量を示す電気信号に変換することができる。煙中の微粒子濃度は、例えば、レーザー光学センサによってリアルタイムで計算することができる。本開示の一態様では、粒子センサ50838、50848、50852のうちの少なくとも1つは、レーザー光学センサである。 In certain examples, surgical evacuation systems may include optical sensors. Optical sensors can include electronic sensors that covert light or changes in light into electronic signals. Optical sensors can utilize light scattering methods to detect and count particles in smoke to determine the concentration of particles in smoke. In various examples, the light is laser-based. For example, in one example, the laser light source is configured to illuminate the particles as they move through the detection chamber. As the particles pass through the laser beam, the light source is obscured, deflected, and/or absorbed. The scattered light is recorded by a photodetector and the recorded light is analyzed. For example, the recorded light can be converted into an electrical signal indicative of the size and amount of particles corresponding to the particulate concentration in the smoke. The particulate concentration in smoke can be calculated in real time, for example by a laser optical sensor. In one aspect of the disclosure, at least one of particle sensors 50838, 50848, 50852 is a laser optical sensor.

煙中の粒子を検出するための光電センサは、通過型ビームセンサ、反射型センサ、又は拡散型センサであってもよい。反射型光電センサ51000を、図20に示す。図20を参照すると、反射型光電センサ51000は、光源51006からレンズ51012を通って放射された光ビーム51002が光検出器又はフォトセル51004からオフセットしている、光散乱センサである。例えば、図20の光検出器51004は、光源51006から90度オフセットしている。煙Sが光源51006と光キャッチャ51008との中間の光ビーム51002を覆い隠すと、光は反射され、反射光51010は、レンズ51014に向かって、及び光検出器51004上に散乱される。光検出器51004は、光を煙S中の微粒子濃度に対応する電気信号(電流)に変換する。出力信号は、図5及び図6にそれぞれ示すプロセッサ50308及び/又は50408と多くの点で類似していてもよいプロセッサ51016に提供することができ、プロセッサ51016は、電気信号及び対応する微粒子濃度に基づいてモータの動作パラメータに影響を及ぼすことができる。例えば、反射型光電センサ51000からの出力信号は、モータのための制御アルゴリズムへの入力及び/又は外科用ハブへの入力であってもよい。 The photoelectric sensor for detecting particles in smoke may be a through-beam sensor, a reflective sensor, or a diffuse sensor. A reflective photoelectric sensor 51000 is shown in FIG. Referring to FIG. 20, a reflective photoelectric sensor 51000 is a light scattering sensor in which a light beam 51002 emitted from a light source 51006 through a lens 51012 is offset from a photodetector or photocell 51004. For example, photodetector 51004 in FIG. 20 is offset 90 degrees from light source 51006. When the smoke S obscures the light beam 51002 intermediate the light source 51006 and the light catcher 51008, the light is reflected and the reflected light 51010 is scattered towards the lens 51014 and onto the photodetector 51004. The photodetector 51004 converts the light into an electrical signal (current) corresponding to the concentration of particulates in the smoke S. The output signal may be provided to a processor 51016, which may be similar in many respects to processors 50308 and/or 50408 shown in FIGS. Based on this, the operating parameters of the motor can be influenced. For example, the output signal from the reflective photoelectric sensor 51000 may be an input to a control algorithm for a motor and/or an input to a surgical hub.

通過型光電センサ51100を図21に示す。図21に示すように、光源51102と光検出器51104との間に見通し線が延びている。そのような例では、光検出器51104に到達する光の強度は、煙S中の微粒子濃度に対応する電気信号(電流)に変換することができる。出力信号は、図5及び図6に示すプロセッサ50308及び/又は50408と多くの点で類似していてもよい、24Vの直流電源に連結されたプロセッサ51106に提供することができる。プロセッサ51106は、電気信号及び対応する微粒子濃度に基づいてモータの動作パラメータに影響を及ぼすことができる。例えば、光電センサ51100からの出力信号は、モータのための制御アルゴリズムへの入力及び/又は外科用ハブへの入力であってもよい。 A passing type photoelectric sensor 51100 is shown in FIG. As shown in FIG. 21, a line of sight extends between the light source 51102 and the photodetector 51104. In such an example, the intensity of light reaching the photodetector 51104 can be converted into an electrical signal (current) corresponding to the particulate concentration in the smoke S. The output signal may be provided to a processor 51106 coupled to a 24V DC power supply, which may be similar in many respects to processors 50308 and/or 50408 shown in FIGS. 5 and 6. The processor 51106 can affect motor operating parameters based on the electrical signal and the corresponding particulate concentration. For example, the output signal from the photoelectric sensor 51100 may be an input to a control algorithm for a motor and/or an input to a surgical hub.

図20のセンサ51000及び/又は図21のセンサ51100などの外科用排出システムの光電センサでは、他の種類の煙を無視しながら、特定の種類の煙に対してセンサ51000を調整するように、光の波長を選択することができる。特定の例では、複数のセンサ及び/又は複数の波長を使用して、センサ51000を正しい組み合わせ(単数又は複数)に調整することができる。水蒸気、更に濃い水蒸気は、特定の波長の光を吸収する。例えば、水蒸気は、赤外光を反射する代わりに吸収する。水蒸気のこれらの吸収特性に起因して、赤外光は、水蒸気の存在下では、外科用排出システム内の流体中の粒子を正確に計数するために有用であり得る。 In a photoelectric sensor of a surgical evacuation system, such as sensor 51000 of FIG. 20 and/or sensor 51100 of FIG. The wavelength of light can be selected. In certain examples, multiple sensors and/or multiple wavelengths may be used to tune the sensor 51000 to the correct combination(s). Water vapor, even denser water vapor, absorbs light at specific wavelengths. For example, water vapor absorbs infrared light instead of reflecting it. Due to these absorption properties of water vapor, infrared light, in the presence of water vapor, can be useful for accurately counting particles in fluids within surgical drainage systems.

特定の例では、イオン化センサを使用して、煙中の粒子を検出することができる。イオン化センサは、2つの電極、並びに空気分子を陽イオン及び負イオンに変換する放射性物質を含む。陽イオンは負極に向かって移動し、負イオンは正極に向かって移動する。煙が電極間を通過すると、煙はイオンと結合し、これにより回路を遮断する。回路を通る電流の低下は、電極間を通過する煙の体積に対応する電気信号(電流)に変換することができる。 In certain examples, ionization sensors can be used to detect particles in smoke. Ionization sensors include two electrodes and a radioactive material that converts air molecules into positive and negative ions. Cations move toward the negative electrode, and negative ions move toward the positive electrode. When the smoke passes between the electrodes, it combines with the ions, thereby breaking the circuit. The drop in current through the circuit can be converted into an electrical signal (current) corresponding to the volume of smoke passing between the electrodes.

イオン化センサ51200を、図22に示す。イオン化センサ51200は、アメリシウム241を利用して、密閉区域内で空気をイオン化する。センサ51200は、離間した2つの電極51204を有する小型のイオン化チャンバ51202を含む。イオン化チャンバ51202は、例えば、ポリ塩化ビニル又はポリスチレンで作製することができ、電極51204は、例えば、イオン化チャンバ51202内で約1cm離間していることができる。アメリシウム241源51208は、イオン化チャンバ51202にアメリシウム241を提供することができる。約0.3μgのアメリシウム241は、例えば、銀バッキングとパラジウム積層体の2マイクロの厚さの層との間に挟まれた金箔マトリックス内に埋め込むことができる。アメリシウム241は、432年の半減期を有し、アルファ線51206を放射することによって減衰することができる。金箔マトリックスは、放射性物質を保持する一方で、依然としてアルファ線51206が通過することを可能にするように構成されている。様々な例では、アルファ線は、空気粒子を容易にイオン化し、低い透過能を有し、かつ容易に封じ込めることができるため、ベータ線及びガンマ波よりも好ましい。 Ionization sensor 51200 is shown in FIG. Ionization sensor 51200 utilizes americium-241 to ionize air within an enclosed area. Sensor 51200 includes a compact ionization chamber 51202 with two spaced apart electrodes 51204. The ionization chamber 51202 can be made of polyvinyl chloride or polystyrene, for example, and the electrodes 51204 can be spaced about 1 cm apart within the ionization chamber 51202, for example. An americium-241 source 51208 can provide americium-241 to the ionization chamber 51202. Approximately 0.3 μg of americium-241 can be embedded, for example, in a gold foil matrix sandwiched between a silver backing and a 2 micron thick layer of palladium laminate. Americium-241 has a half-life of 432 years and can be decayed by emitting alpha radiation 51206. The gold foil matrix is configured to retain the radioactive material while still allowing alpha radiation 51206 to pass through. In various instances, alpha radiation is preferred over beta radiation and gamma radiation because it easily ionizes air particles, has low penetrating power, and can be easily contained.

イオン化中、電子が酸素分子及び窒素分子から叩き落され、これにより、荷電イオンを生成する。荷電イオンは、逆荷電電極に誘引され、したがって、チャンバ内に電流を形成する。煙微粒子51210は空気分子よりも大きいため、イオン化粒子は、煙微粒子と衝突し結合する。結合した粒子は、再結合中心として作用し、イオンを中和し、これにより、イオン化チャンバ51202内のイオン化粒子の量を低減させ、全体的な電流を低減させる。電流の低下は、電極51204間を通過する煙の体積に対応する電気信号に変換することができる。出力信号は、例えば、モータの動作パラメータに影響を及ぼすことができる、図5及び図6それぞれに示すプロセッサ50308及び/又はプロセッサ50408などのプロセッサに提供することができる。例えば、イオン化センサ51200からの出力信号は、本明細書で更に説明するように、モータのための制御アルゴリズムへの入力及び/又は外科用ハブへの入力であってもよい。 During ionization, electrons are knocked off oxygen and nitrogen molecules, thereby creating charged ions. Charged ions are attracted to the oppositely charged electrodes, thus creating an electrical current within the chamber. Because the smoke particles 51210 are larger than air molecules, the ionized particles collide and bond with the smoke particles. The bound particles act as recombination centers and neutralize the ions, thereby reducing the amount of ionized particles within the ionization chamber 51202 and reducing the overall current. The drop in current can be converted into an electrical signal corresponding to the volume of smoke passing between the electrodes 51204. The output signal can be provided to a processor, such as processor 50308 and/or processor 50408 shown in FIGS. 5 and 6, respectively, that can, for example, affect operating parameters of the motor. For example, the output signal from the ionization sensor 51200 may be an input to a control algorithm for a motor and/or an input to a surgical hub, as further described herein.

様々な例では、二重イオン化チャンバを使用することができる。感知チャンバとして作用する第1のチャンバは、大気に開放され、粒子状物質、湿度、及び大気圧によって影響を受けることがある。第2のチャンバは、煙及び粒子状物質から隔離することができる。第2のチャンバは、煙流路の外側に配置されているが、依然として湿度及び大気圧によって影響を受ける。2つのチャンバを使用することによって、両方のチャンバからの出力が等しく影響を受け、互いに相殺されるため、湿度及び大気圧の変化を最小限に抑えることができる。例えば、外科処置の種類、使用される外科用装置(単数又は複数)、及び遭遇する組織の種類に応じて、外科処置中に湿度及び圧力が著しく変化することがあるため、二重イオン化チャンバは、圧力及び湿度の変動を補償するために排煙システムにおいて有用であり得る。 In various examples, dual ionization chambers can be used. The first chamber, which acts as a sensing chamber, is open to the atmosphere and can be affected by particulate matter, humidity, and atmospheric pressure. The second chamber can be isolated from smoke and particulate matter. The second chamber is located outside the smoke flow path but is still influenced by humidity and atmospheric pressure. By using two chambers, changes in humidity and atmospheric pressure can be minimized because the output from both chambers is affected equally and cancels each other out. For example, depending on the type of surgical procedure, the surgical device(s) used, and the type of tissue encountered, dual ionization chambers , may be useful in smoke extraction systems to compensate for pressure and humidity fluctuations.

特定の例では、煙中の微粒子濃度を判定するために組み合わせ手法を利用することができる。例えば、複数の異なる種類の煙検出器又はセンサを利用することができる。そのようなセンサは、流路と直列に一列に配置することができる。例えば、複数の粒子センサは、図18の流路50804及び/又は図19の流路50904に沿って配置することができる。様々なセンサは、本明細書に記載される様々な調整アルゴリズムなどのポンプモータ制御アルゴリズムへの入力を提供することができる。 In certain examples, a combinatorial approach can be utilized to determine particulate concentration in smoke. For example, multiple different types of smoke detectors or sensors may be utilized. Such sensors can be arranged in line in series with the flow path. For example, multiple particle sensors can be placed along flow path 50804 in FIG. 18 and/or flow path 50904 in FIG. 19. Various sensors can provide input to pump motor control algorithms, such as the various regulation algorithms described herein.

特定の例では、外科用排出システムは、煙中の微粒子をより正確に検出するようにセンサパラメータを調整するように構成することができる。センサパラメータの調整は、外科用装置の種類、外科処置の種類、及び/又は組織の種類に依存し得る。外科用装置は、多くの場合、予測可能な種類の煙を生成する。例えば、特定の処置では、予測可能な種類の煙は、高い水蒸気含量を有する煙であり得る。そのような例では、赤外線は水蒸気によって実質的に吸収され、反射されないため、赤外線光電センサを用いることができる。加えて又は代わりに、予測可能な種類の煙は、特定のサイズ又は濃度の粒子を有する煙であり得る。粒子の予想されるサイズに基づいて、センサは、煙中の微粒子濃度をより正確に判定するように調整することができる。 In certain examples, the surgical evacuation system can be configured to adjust sensor parameters to more accurately detect particulates in smoke. Adjustment of sensor parameters may depend on the type of surgical device, type of surgical procedure, and/or type of tissue. Surgical devices often produce a predictable type of smoke. For example, for certain treatments, a predictable type of smoke may be smoke with high water vapor content. In such instances, infrared photoelectric sensors can be used since infrared radiation is substantially absorbed by water vapor and not reflected. Additionally or alternatively, a predictable type of smoke may be smoke having particles of a particular size or concentration. Based on the expected size of the particles, the sensor can be adjusted to more accurately determine the particulate concentration in the smoke.

特定の例では、状況認識は、センサパラメータの調整を容易にすることができる。状況認識に関連する情報は、臨床医、外科用排出システムと信号通信するインテリジェント電気外科用器具、ロボットシステム、ハブ、及び/又はクラウドによって、外科用排出システムに提供することができる。例えば、ハブは、例えば、排煙システムを含む、様々なセンサシステム及び/又は入力システムからのデータを集約することができる、状況認識モジュールを含むことができる。コンピュータ実装インタラクティブ外科システム全体にわたるセンサ及び/又は入力を用いて、例えば、外科処置に利用される外科用装置、外科処置の種類及び/若しくは工程、並びに/又は組織の種類を判定及び/又は確認することができる。特定の例では、状況認識は、特定の時間に生じることになる煙の種類を予測することができる。例えば、状況認識モジュールは、どの種類の煙が発生する可能性が高いかを判定するために、外科処置の種類及びその中の工程を判定することができる。予想される煙の種類に基づいて、センサを調整することができる。 In certain examples, situational awareness can facilitate adjustment of sensor parameters. Information related to situational awareness may be provided to the surgical evacuation system by a clinician, an intelligent electrosurgical instrument in signal communication with the surgical evacuation system, a robotic system, a hub, and/or the cloud. For example, the hub can include a situational awareness module that can aggregate data from various sensor systems and/or input systems, including, for example, a smoke evacuation system. Sensors and/or inputs throughout the computer-implemented interactive surgical system are used to determine and/or confirm, for example, the surgical device, surgical procedure type and/or step, and/or tissue type utilized in the surgical procedure. be able to. In certain examples, situational awareness can predict the type of smoke that will occur at a particular time. For example, the situational awareness module can determine the type of surgical procedure and steps therein to determine what type of smoke is likely to occur. The sensor can be adjusted based on the type of smoke expected.

特定の例では、本明細書に開示される粒子センサのうちの1つ以上は、流体検出センサであり得る。例えば、粒子センサは、エアロゾル及び/又は液滴が排出された煙中に存在するかどうかを判定するように配置して構成することができる。本開示の一態様では、検出された粒子のサイズ及び/又は濃度は、エアロゾル、液滴、固体物質、及び/又はこれらの組み合わせに対応し得る。特定の例では、状況認識は、検出された粒子がエアロゾル又は固体物質であるかどうかを判定及び/又は確認することができる。例えば、プロセッサ(例えば、図5のプロセッサ50308及び/又は図6のプロセッサ50408)と信号通信する状況認識モジュールは、流体中の粒子の識別を通知することができる。 In certain examples, one or more of the particle sensors disclosed herein can be a fluid detection sensor. For example, particle sensors can be arranged and configured to determine whether aerosols and/or droplets are present in the expelled smoke. In one aspect of the present disclosure, the size and/or concentration of the detected particles may correspond to an aerosol, droplet, solid material, and/or a combination thereof. In certain examples, situational awareness can determine and/or confirm whether a detected particle is an aerosol or a solid material. For example, a situational awareness module in signal communication with a processor (eg, processor 50308 of FIG. 5 and/or processor 50408 of FIG. 6) can notify the identification of particles in the fluid.

ここで図23を参照すると、例えば、外科用排出システム50400(図6)などの外科用排出システムの経時的な粒子数51300及びモータ速度51302のグラフ表示が示されている。目標モータ速度51304は、予め規定されており、モータと信号通信しているプロセッサのメモリ(例えば、図5及び図6を参照)に記憶されてもよい。様々な例では、プロセッサは、通常の動作条件下で目標モータ速度51304を維持するように構成することができる。例えば、目標モータ速度51304は、メモリ50410(図6)に記憶されてもよく、プロセッサ50408(図6)は、通常の動作条件下で目標モータ速度51304を維持するように構成することができる。そのような例では、外科用排出システム50400(図6)が起動されると、モータ50451は、目標モータ速度51304で動作することができ、1つ以上の条件が検出され、かつ/又はプロセッサ50408に通信されない限り、目標モータ速度51304で動作し続けることができる。 Referring now to FIG. 23, shown is a graphical representation of particle count 51300 and motor speed 51302 over time for a surgical evacuation system, such as, for example, surgical evacuation system 50400 (FIG. 6). The target motor speed 51304 may be predefined and stored in the memory of a processor in signal communication with the motor (see, eg, FIGS. 5 and 6). In various examples, the processor may be configured to maintain target motor speed 51304 under normal operating conditions. For example, target motor speed 51304 may be stored in memory 50410 (FIG. 6), and processor 50408 (FIG. 6) may be configured to maintain target motor speed 51304 under normal operating conditions. In such an example, when surgical evacuation system 50400 (FIG. 6) is activated, motor 50451 may operate at target motor speed 51304, one or more conditions are detected, and/or processor 50408 may continue to operate at the target motor speed 51304 unless otherwise communicated.

特定の例では、プロセッサ50408は、リアルタイムで吸気煙中の微粒子濃度を検出するように構成された粒子センサと信号通信することができる。レーザー粒子カウンタセンサなどの微粒子濃度センサの様々な例が、本明細書に記載される。本開示の一態様では、図18のフィルタ50870への入口及び図19のフィルタ50970への入口に配置された粒子センサ50838(図18及び図19)は、プロセッサ50408(図6)と信号通信することができる。例えば、レーザー粒子センサ50838は、図6のセンサ50430のうちの1つに対応することができる。 In particular examples, processor 50408 can be in signal communication with a particle sensor configured to detect particulate concentration in inspired smoke in real time. Various examples of particulate concentration sensors are described herein, such as laser particle counter sensors. In one aspect of the disclosure, a particle sensor 50838 (FIGS. 18 and 19) located at an inlet to filter 50870 in FIG. 18 and an inlet to filter 50970 in FIG. 19 is in signal communication with processor 50408 (FIG. 6). be able to. For example, laser particle sensor 50838 can correspond to one of sensors 50430 in FIG. 6.

様々な例では、粒子センサ50838(図18及び図19)が、微粒子濃度(例えば、流体中の粒子状物質の百万分率)が閾値量51306を下回って低下していることを検出すると、プロセッサ50408は、モータ50451の速度を低減するようにモータドライバ50428に指示することができる。例えば、図23の時間tでは、粒子数又は微粒子濃度51300は、閾値量51306を下回って低下している。粒子数51300が閾値量51306を下回って低下しているため、モータ速度51302は、目標モータ速度51304を下回るまで低減されてもよい。その後、粒子数51300が時間tなどで閾値量51306を再び上回ることを粒子センサ50838(図18及び図19)が検出した場合、プロセッサ50408は、モータ50451の速度を増加させて目標モータ速度51304を再開するようにモータドライバ50428に指示することができる。微粒子濃度は、煙中の粒子のサイズに対応することができる。例えば、煙は、時間tと時間tとの間により小さい粒子を含有し得る。モータ50451の速度を低減させることにより、ポンプ50450によって生成された吸引を低減することができ、これにより、より小さい粒子が外科用排出システム50400のフィルタを通して吸引されないことを確実にすることができる。例えば、モータ速度を低減させる、又はポンプの圧力を低減させることにより、濾過システムが微粒子を捕捉するのに適切な時間及び能力を有することを確実にし、かつ細かいメディアフィルタがより小さい粒子を捕捉することができることを確実にすることができる。換言すれば、より遅い速度により、外科用排出システム50400の濾過効率を改善することができる。 In various examples, when the particle sensor 50838 (FIGS. 18 and 19) detects that the particulate concentration (e.g., parts per million of particulate matter in the fluid) has decreased below the threshold amount 51306; Processor 50408 may instruct motor driver 50428 to reduce the speed of motor 50451. For example, at time t 1 of FIG. 23, the particle number or particulate concentration 51300 has decreased below a threshold amount 51306. Since the number of particles 51300 has fallen below the threshold amount 51306, the motor speed 51302 may be reduced below the target motor speed 51304. Thereafter, if particle sensor 50838 (FIGS. 18 and 19) detects that particle number 51300 again exceeds threshold amount 51306, such as at time t2 , processor 50408 increases the speed of motor 50451 to reach target motor speed 51304. The motor driver 50428 can be instructed to restart the motor driver 50428. Particulate concentration can correspond to the size of particles in the smoke. For example, smoke may contain smaller particles between time t1 and time t2 . By reducing the speed of motor 50451, the suction generated by pump 50450 can be reduced, which can ensure that smaller particles are not aspirated through the filter of surgical evacuation system 50400. For example, by reducing motor speed or reducing pump pressure, you ensure that the filtration system has adequate time and capacity to capture particulates, and that fine media filters capture smaller particles. You can be sure that you can. In other words, slower speeds can improve the filtration efficiency of the surgical drainage system 50400.

特定の例では、ポンプ50450を駆動するモータ50451の速度は、フィルタの下流に配置された粒子センサに基づいて調整することができる。例えば、図18及び図19を再び参照すると、粒子センサ50848は、図18のフィルタ50870の下流、及び図19のフィルタ50970の下流に配置されている。粒子センサ50848は、フィルタアセンブリの下流に配置されているため、粒子センサ50848は、例えば、外科用排出システム50800又は排出システム50900からの排気中の微粒子を検出するように構成されている。換言すれば、そのような粒子センサ50848は、排出器ハウジング50818、50918を通過して、周囲空気中に排出される微粒子を検出するように構成されている。粒子センサ50848は、排出器ハウジング50818、50918の出口50824、50924それぞれに隣接して配置される。一例では、排気中の微粒子濃度(例えば、粒子センサ50848によって検出された微粒子濃度)が既定の閾値量を上回ると、プロセッサ50308(図5)及び/又はプロセッサ50408(図6)は、ポンプに対する調整を実施することができる。例えば、再び図6を参照すると、モータ50451の速度を調整して、外科用排出システム50400の濾過効率を改善することができる。 In certain examples, the speed of motor 50451 driving pump 50450 can be adjusted based on a particle sensor located downstream of the filter. For example, referring again to FIGS. 18 and 19, particle sensor 50848 is positioned downstream of filter 50870 in FIG. 18 and downstream of filter 50970 in FIG. 19. Particle sensor 50848 is positioned downstream of the filter assembly such that particle sensor 50848 is configured to detect particulates in the exhaust from, for example, surgical evacuation system 50800 or evacuation system 50900. In other words, such particle sensor 50848 is configured to detect particulates that pass through the ejector housing 50818, 50918 and are emitted into the ambient air. A particle sensor 50848 is positioned adjacent the outlet 50824, 50924 of the ejector housing 50818, 50918, respectively. In one example, when the particulate concentration in the exhaust air (e.g., the particulate concentration detected by particle sensor 50848) exceeds a predetermined threshold amount, processor 50308 (FIG. 5) and/or processor 50408 (FIG. 6) makes adjustments to the pump. can be carried out. For example, referring again to FIG. 6, the speed of motor 50451 can be adjusted to improve the filtration efficiency of surgical evacuation system 50400.

モータ速度は、モータに供給される電流を制限すること、及び/又はモータのデューティサイクルを変更することによって調整することができる。例えば、パルス変調回路は、パルス幅変調及び/又はパルス周波数変調を用いて、パルスの長さ及び/又は周波数を調整することができる。 Motor speed can be adjusted by limiting the current supplied to the motor and/or by changing the motor duty cycle. For example, a pulse modulation circuit can use pulse width modulation and/or pulse frequency modulation to adjust the length and/or frequency of the pulse.

加えて又は代わりに、排気中の粒子数が、手術室内の操作者(単数又は複数)及び臨床医(単数又は複数)に危険又は有害であり得る既定の閾値量を上回る場合、排出された流体を、外科用排出システム内の1つ以上のフィルタを介して方向転換することができる。例えば、粒子センサ50838が、閾値量を上回る排気中の粒子数を検出した場合、プロセッサ50308(図5)及び/又はプロセッサ50408(図6)は、フィルタの下流の弁を開くことができ、これにより、排気を再循環し、再循環された排気をフィルタの上流で流路内に注入することができる。特定の例では、弁は、例えば、再循環された排気を1つ以上の追加の及び/又は異なるフィルタを含む代替の流路内に注入することができる。 Additionally or alternatively, if the number of particles in the exhaust exceeds a predetermined threshold amount that may be dangerous or harmful to the operator(s) and clinician(s) in the operating room, the expelled fluid can be diverted through one or more filters within the surgical drainage system. For example, if particle sensor 50838 detects a number of particles in the exhaust gas that exceeds a threshold amount, processor 50308 (FIG. 5) and/or processor 50408 (FIG. 6) may open a valve downstream of the filter, which The exhaust gas can be recirculated and the recirculated exhaust gas can be injected into the flow path upstream of the filter. In certain examples, the valve may, for example, inject the recirculated exhaust air into an alternative flow path that includes one or more additional and/or different filters.

特定の例では、外科用排出システムは、設定閾値を上回るにもかかわらず、排出システムが動作し続ける、かつ/又は既定の電力レベルで動作し続ける、オーバーライドオプションを含むことができる。例えば、オーバーライドモードでは、フィルタの下流の粒子センサが閾値量を上回る微粒子濃度を検出した場合であっても、外科用排出システムは、動作し続けて、粒子を排気することができる。手術室の操作者は、例えば、排出器ハウジング上のスイッチ、トグル、ボタン、若しくは他のアクチュエータを起動させることによって、及び/又は外科用ハブへの入力によって、オーバーライド機能又はオーバーライドモードを起動することができる。 In certain examples, the surgical evacuation system may include an override option that causes the evacuation system to continue operating and/or continue operating at a predetermined power level despite exceeding a set threshold. For example, in override mode, the surgical evacuation system may continue to operate and evacuate particles even if a particle sensor downstream of the filter detects a particle concentration above a threshold amount. The operating room operator may activate the override function or mode, for example, by activating a switch, toggle, button, or other actuator on the ejector housing and/or by input to the surgical hub. I can do it.

ここで図27を参照すると、外科用排出システムの調整アルゴリズム52300を示すフローチャートが示されている。本明細書に開示される様々な外科用排出システムは、図27の調整アルゴリズム52300を利用することができる。更に、読者は、特定の例では、調整アルゴリズム52300を、本明細書に記載される1つ以上の追加の調整アルゴリズムと組み合わせることができることを容易に理解するであろう。外科用排出システムに対する調整は、排出器ポンプのモータと信号通信するプロセッサによって実施することができる(例えば、図5及び図6のプロセッサ及びポンプを参照)。例えば、プロセッサ50408は、調整アルゴリズム52300を実施することができる。そのようなプロセッサはまた、外科用排出システム内の1つ以上のセンサと信号通信することができる。 Referring now to FIG. 27, a flowchart illustrating a surgical evacuation system adjustment algorithm 52300 is shown. Various surgical evacuation systems disclosed herein can utilize the adjustment algorithm 52300 of FIG. 27. Furthermore, the reader will readily appreciate that in certain examples, adjustment algorithm 52300 can be combined with one or more additional adjustment algorithms described herein. Adjustments to the surgical evacuation system may be performed by a processor in signal communication with the ejector pump motor (see, eg, the processor and pump of FIGS. 5 and 6). For example, processor 50408 may implement adjustment algorithm 52300. Such a processor may also be in signal communication with one or more sensors within the surgical evacuation system.

様々な例では、外科用排出システムは、最初に、図27に示すようにスタンバイモード52302で動作することができ、このモードでは、モータは、手術部位から流体をサンプリングするために、ブロック52310に示すように低電力で動作する。例えば、スタンバイモード52302では、少量の流体サンプルを外科用排出システムによって手術部位から排出することができる。スタンバイモード52302は、排出システムのデフォルトモードとすることができる。 In various examples, the surgical evacuation system may initially operate in a standby mode 52302 as shown in FIG. Operates at low power as shown. For example, in standby mode 52302, a small fluid sample may be evacuated from the surgical site by a surgical evacuation system. Standby mode 52302 may be the default mode for the evacuation system.

フィルタの上流の粒子センサ(例えば、粒子センサ50838)が、ブロック52312に示すように閾値Xより大きい粒子数又は微粒子濃度を検出した場合、外科用排出システムは、自動排出モード52304になることができる。自動排出モード52304では、ブロック52314でモータ速度を増加させて、手術部位から追加の煙を引き込むことができる。例えば、粒子数又は微粒子濃度は、電気外科処置が開始されるときに、又は特定の電気外科用電力レベルが起動されたときに、閾値量Xを上回って増加し得る。特定の例では、検出された微粒子濃度に基づいて、自動排出モード52304中にモータの速度を調整することができる。例えば、粒子センサ50838によって検出される微粒子濃度が増加するにつれて、モータ速度は、それに応じて増加することができる。特定の例では、既定のモータ速度は、粒子センサ50838によって検出された微粒子濃度の既定の範囲に対応することができる。 If a particle sensor upstream of the filter (e.g., particle sensor 50838) detects a particle number or particulate concentration greater than a threshold X, as shown at block 52312, the surgical evacuation system may enter automatic evacuation mode 52304 . In automatic evacuation mode 52304, the motor speed may be increased at block 52314 to draw additional smoke from the surgical site. For example, the particle number or particulate concentration may increase above a threshold amount, X, when an electrosurgical procedure is initiated or when a particular electrosurgical power level is activated. In certain examples, the speed of the motor can be adjusted during automatic evacuation mode 52304 based on the detected particulate concentration. For example, as the particulate concentration detected by particle sensor 50838 increases, the motor speed can increase accordingly. In certain examples, the predetermined motor speed may correspond to a predetermined range of particulate concentrations detected by particle sensor 50838.

更に図27を参照すると、フィルタの下流の粒子センサ(例えば、粒子センサ50848)がブロック52316で閾値量Y未満の粒子数又は微粒子濃度を検出した場合、モータは、ブロック52310で低電力モードを再開することができる、及び/又は本明細書で提供されるようにブロック52314で更に調整することができる。更に、下流の粒子センサ50848がブロック52318で閾値量Yよりも大きく、かつ閾値量Z未満の粒子数又は微粒子濃度を検出した場合、ブロック52320でモータ速度を減少させて、フィルタの効率を改善することができる。例えば、閾値YとZとの間の粒子センサ50848によって検出される微粒子濃度は、排煙システムのフィルタを通過する小さい粒子に対応することができる。 Still referring to FIG. 27, if a particle sensor downstream of the filter (e.g., particle sensor 50848) detects a particle number or particulate concentration less than a threshold amount Y at block 52316, the motor resumes low power mode at block 52310. and/or further adjusted at block 52314 as provided herein. Additionally, if the downstream particle sensor 50848 detects a particle number or particulate concentration greater than the threshold amount Y and less than the threshold amount Z at block 52318, then the motor speed is decreased at block 52320 to improve filter efficiency. be able to. For example, a particulate concentration detected by particle sensor 50848 between thresholds Y and Z may correspond to small particles passing through a filter of a smoke extraction system.

更に図27を参照すると、フィルタの下流の粒子センサ50848がブロック52318で閾値量Zよりも大きい粒子数を検出した場合、ブロック52322でモータをオフにして、排出処置を終了させることができ、外科用排出システムは、オーバーライドモード52306になることができる。例えば、閾値Zは、手術室内の臨床医及び/又は他の職員に対する空気品質リスクに対応することができる。特定の例では、操作者は、本明細書で更に提供されるように、シャットダウン機能を選択的にオーバーライドすることができ、それにより、モータは、ブロック52310で動作し続ける。例えば、外科用排出システムは、流体のサンプルが手術部位から排出され、外科用排出システムによって監視される、スタンバイモード52302に戻ることができる。 Still referring to FIG. 27, if the particle sensor 50848 downstream of the filter detects a particle number greater than the threshold amount Z at block 52318, the motor may be turned off at block 52322 to terminate the evacuation procedure and the surgical The evacuation system can be in override mode 52306. For example, the threshold Z may correspond to an air quality risk to clinicians and/or other personnel within the operating room. In certain examples, the operator may selectively override the shutdown function, as further provided herein, so that the motor continues to operate at block 52310. For example, the surgical drainage system can return to standby mode 52302, where a sample of fluid is drained from the surgical site and monitored by the surgical drainage system.

特定の例では、ポンプの電力レベルは、外科用排出システムの少なくとも一部分にわたる圧力差の関数であってもよい。例えば、外科用排出システムは、少なくとも2つの圧力センサを含むことができる。再び図18及び図19を参照すると、周囲圧力センサ50854は、周囲室内の圧力を検出するように構成されている。圧力センサ50840は、図18の流体トラップ50860とフィルタ又は濾過システム50870との中間の流路50804内の圧力を検出するように、かつ図19の流体トラップ50960とフィルタシステム50970との中間の流路50904内の圧力を検出するように構成されている。加えて、圧力センサ50846は、図18の濾過システム50870とポンプ50806との中間の流路50804及び図19の濾過システム50970とポンプ50906との中間の流路50904内の圧力を検出するように構成されている。最後に、圧力センサ50850は、排気ポート又は出口50824及び50924それぞれにおける流路50804及び50904内の圧力を検出するように構成されている。読者は、特定の排煙システムが、図18及び図19に示す4つの圧力センサ50840、50846、50850、及び50854よりも少ない又はそれよりも多い圧力センサを含むことができることを容易に理解するであろう。更に、圧力センサは、外科用排出システム全体にわたって代替的な位置に配置することができる。例えば、1つ以上の圧力センサは、例えば、排出器とハウジングとの間に延びる排出導管に沿って排煙器装置内に、及び流体トラップの上流及び/又は濾過システムの中間の異なる層などのハウジング内に配置することができる。 In certain examples, the power level of the pump may be a function of the pressure differential across at least a portion of the surgical evacuation system. For example, a surgical evacuation system can include at least two pressure sensors. Referring again to FIGS. 18 and 19, ambient pressure sensor 50854 is configured to detect pressure within the ambient chamber. Pressure sensor 50840 is configured to detect pressure in flow path 50804 intermediate fluid trap 50860 and filter or filtration system 50870 in FIG. 18, and fluid trap 50960 and filter system 50970 in FIG. 50904. In addition, pressure sensor 50846 is configured to detect pressure in flow path 50804 intermediate filtration system 50870 and pump 50806 of FIG. 18 and flow path 50904 intermediate filtration system 50970 and pump 50906 of FIG. has been done. Finally, pressure sensor 50850 is configured to detect the pressure within flow paths 50804 and 50904 at exhaust ports or outlets 50824 and 50924, respectively. The reader will readily appreciate that a particular smoke evacuation system may include fewer or more pressure sensors than the four pressure sensors 50840, 50846, 50850, and 50854 shown in FIGS. 18 and 19. Probably. Additionally, pressure sensors can be placed in alternative locations throughout the surgical drainage system. For example, one or more pressure sensors may be located within the smoke evacuator device, e.g. along the exhaust conduit extending between the ejector and the housing, and at different layers upstream of the fluid trap and/or in between the filtration system. can be placed within the housing.

ここで図28を参照すると、外科用排出システムの調整アルゴリズム52400を示すフローチャートが示されている。様々な例では、本明細書に開示される外科用排出システムは、図28の調整アルゴリズムを利用することができる。更に、読者は、特定の例では、図28の調整アルゴリズム52400を、本明細書に記載される1つ以上の追加の調整アルゴリズムと組み合わせることができることを容易に理解するであろう。外科用排出システムに対する調整は、排出器ポンプのモータと信号通信するプロセッサによって実施することができる(例えば、図5及び図6のプロセッサ及びポンプを参照)。例えば、プロセッサ50408は、調整アルゴリズム52400を実施することができる。プロセッサはまた、外科用排出システム内の1つ以上の圧力センサと信号通信することができる。 Referring now to FIG. 28, a flow chart illustrating a surgical evacuation system adjustment algorithm 52400 is shown. In various examples, the surgical evacuation systems disclosed herein can utilize the adjustment algorithm of FIG. 28. Additionally, the reader will readily appreciate that in certain examples, adjustment algorithm 52400 of FIG. 28 can be combined with one or more additional adjustment algorithms described herein. Adjustments to the surgical evacuation system may be performed by a processor in signal communication with the ejector pump motor (see, eg, the processor and pump of FIGS. 5 and 6). For example, processor 50408 may implement adjustment algorithm 52400. The processor may also be in signal communication with one or more pressure sensors within the surgical evacuation system.

様々な例では、プロセッサ50408は、ブロック52402で第1の圧力センサから圧力測定値P1を取得し、ブロック52404で第2の圧力センサから第2の圧力測定値P2を取得するように構成されている。第1及び第2の圧力センサは、例えば、図6のセンサ50430によって提供されてもよい。プロセッサ50408は、ブロック52406で測定値P1及びP2を比較して、第1の圧力センサと第2の圧力センサとの間の圧力差を判定するように構成されている。一例では、ブロック52408でなど、圧力差が閾値量X以下である場合、ポンプの速度を維持することができる。逆に、ブロック52410でなど、圧力差が閾値量Xよりも大きい場合、ポンプの速度を調整することができる。モータの動作パラメータに対する調整は、ポンプの速度を調整するように構成されている。調整アルゴリズム52400は、連続的に及び/又は規則的な間隔で繰り返すことができる。特定の例では、臨床医は、調整アルゴリズム52400の実施をトリガすることができる。 In various examples, the processor 50408 is configured to obtain a pressure measurement P1 from a first pressure sensor at block 52402 and obtain a second pressure measurement P2 from a second pressure sensor at block 52404. There is. The first and second pressure sensors may be provided by, for example, sensor 50430 of FIG. 6. The processor 50408 is configured to compare measurements P1 and P2 at block 52406 to determine a pressure difference between the first pressure sensor and the second pressure sensor. In one example, if the pressure difference is less than or equal to a threshold amount X, such as at block 52408, the speed of the pump may be maintained. Conversely, if the pressure difference is greater than the threshold amount X, such as at block 52410, the speed of the pump may be adjusted. Adjustments to the operating parameters of the motor are configured to adjust the speed of the pump. Adjustment algorithm 52400 can be repeated continuously and/or at regular intervals. In certain examples, a clinician can trigger implementation of adjustment algorithm 52400.

排出システムを通る煙の流量は、圧力差の関数であり得る。一例では、排出システムにわたる圧力差が著しく増加する場合、システムを通る流量も増加し得る。実際の流量は、圧力差及びモータ速度に基づいて予測することができる。したがって、圧力差を監視することによって、流量をより正確に判定することができる。 The flow rate of smoke through the exhaust system can be a function of the pressure difference. In one example, if the pressure differential across the exhaust system increases significantly, the flow rate through the system may also increase. Actual flow rate can be predicted based on pressure differential and motor speed. Therefore, by monitoring the pressure difference, the flow rate can be determined more accurately.

加えて、流路内の閉塞は、圧力差の増加に対応することができる。例えば、フィルタが煙から粒子を捕捉するにつれて、フィルタにわたる圧力差は、所与のポンプ速度に対して増加し得る。フィルタにわたる既定の圧力低下に応じて、モータの速度及び対応するポンプの速度を増加させて、フィルタ内の閉塞にもかかわらず、システムを通る煙の流量を維持することができる。例えば、図18及び図19を再び参照すると、第1の圧力センサ(例えば、圧力センサ50840)は、フィルタの上流に配置することができ、第2の圧力センサ(例えば、圧力センサ50846)は、フィルタの下流に配置することができる。圧力センサ50840と圧力センサ50846との間の圧力差は、フィルタにわたる圧力低下に対応することができる。フィルタが煙中の粒子を捕捉するにつれて、捕捉された粒子は、流路を閉塞することがあり、これにより、フィルタにわたる圧力差を増加させることがある。圧力差の増加に応じて、プロセッサは、システムにわたる流量を維持するためにモータの動作パラメータを調整することができる。例えば、モータの速度及び対応するポンプの速度は、流路内の部分的に閉塞されたフィルタを補償するために増加させることができる。 Additionally, a blockage within the flow path can correspond to an increase in pressure differential. For example, as the filter captures particles from the smoke, the pressure differential across the filter may increase for a given pump speed. Depending on the predetermined pressure drop across the filter, the motor speed and corresponding pump speed can be increased to maintain smoke flow through the system despite blockages in the filter. For example, referring back to FIGS. 18 and 19, a first pressure sensor (e.g., pressure sensor 50840) can be placed upstream of the filter, and a second pressure sensor (e.g., pressure sensor 50846) can be placed upstream of the filter. It can be placed downstream of the filter. The pressure difference between pressure sensor 50840 and pressure sensor 50846 can correspond to a pressure drop across the filter. As the filter traps particles in the smoke, the trapped particles can block the flow path, thereby increasing the pressure differential across the filter. In response to the increase in pressure differential, the processor may adjust motor operating parameters to maintain flow through the system. For example, the motor speed and corresponding pump speed can be increased to compensate for a partially blocked filter in the flow path.

他の例では、既定の圧力低下は、排出導管内の閉塞に対応することができる。一実施例では、例えば、排出導管が組織で閉塞されたときに組織損傷を回避するために、モータの速度及び対応するポンプの速度を減少させることができる。そのような例でポンプの速度を減少させることは、潜在的な組織外傷を回避するように構成することができる。 In other examples, the predetermined pressure drop may correspond to a blockage in the exhaust conduit. In one example, the speed of the motor and the speed of the corresponding pump may be reduced, for example, to avoid tissue damage when the evacuation conduit becomes occluded with tissue. Reducing the pump speed in such instances can be configured to avoid potential tissue trauma.

別の例では、第1の圧力センサは、流体トラップの上流に配置することができ、第2の圧力センサは、流体トラップの下流に配置することができる(例えば、圧力センサ50840)。センサ間の圧力差は、流体トラップにわたる圧力低下に対応することができ、これは、流体トラップを通る流量及び/又は流路に対応することができる。流体トラップ全体にわたる圧力差はまた、流体排出システム内の他のセンサによって推定することができる。特定の例では、煙が下流のフィルタ(単数又は複数)及びポンプに入る前に煙からの液体の十分な除去を確実にするために、流体トラップを通る流量を低減することが望ましい。そのような例では、圧力差は、モータの速度及び対応するポンプの速度を低減することによって低減されてもよい。 In another example, a first pressure sensor can be placed upstream of the fluid trap and a second pressure sensor can be placed downstream of the fluid trap (eg, pressure sensor 50840). The pressure difference between the sensors can correspond to a pressure drop across the fluid trap, which can correspond to a flow rate and/or flow path through the fluid trap. The pressure differential across the fluid trap can also be estimated by other sensors within the fluid evacuation system. In certain instances, it is desirable to reduce the flow rate through the fluid trap to ensure sufficient removal of liquid from the smoke before it enters downstream filter(s) and pumps. In such instances, the pressure differential may be reduced by reducing the motor speed and the corresponding pump speed.

更に他の例では、第1の圧力センサは、外科用排出システム又はその排出器ハウジングへの入口に配置することができ、第2の圧力センサは、外科用排出システムの出口に配置することができる(例えば、圧力センサ50850)。センサ間の圧力差は、外科用排出システムにわたる圧力低下に対応することができる。特定の例では、システムにわたる圧力低下を監視することによって、システムの最大吸引負荷を閾値未満に維持することができる。圧力低下が閾値量を上回ると、プロセッサは、圧力差を低減するために、モータの動作パラメータを調整する(例えば、モータを減速させる)ことができる。 In yet other examples, the first pressure sensor can be located at the inlet to the surgical evacuation system or its ejector housing, and the second pressure sensor can be located at the outlet of the surgical evacuation system. (e.g., pressure sensor 50850). The pressure difference between the sensors can correspond to a pressure drop across the surgical drainage system. In certain examples, the maximum suction load of the system can be maintained below a threshold by monitoring the pressure drop across the system. If the pressure drop exceeds a threshold amount, the processor may adjust operating parameters of the motor (eg, slow the motor) to reduce the pressure difference.

一例では、化学センサ50832は、例えば、センサ50832上に飛び散った流体などの、センサと物理的に接触している物質のpHを検出することができる。本開示の一態様では、化学センサ50832は、流体中のグルコース含量及び/又は酸素含量を検出することができる。特定の例では、化学センサ50382は、癌性副生成物を検出するように構成することができる。癌性副生成物が検出された場合、そのような副生成物が手術室に入る可能性を低減するために、排出システムのパラメータを調整することができる。一例では、例えば、排出システム内のフィルタの効率を改善するために、ポンプ速度を低減することができる。他の例では、癌性副生成物が手術室内に排出されないことを確実にするために、排出システムの電源を切ることができる。 In one example, chemical sensor 50832 can detect the pH of a substance that is in physical contact with the sensor, such as, for example, a fluid splashed onto sensor 50832. In one aspect of the disclosure, chemical sensor 50832 can detect glucose content and/or oxygen content in a fluid. In certain examples, chemical sensor 50382 can be configured to detect cancerous byproducts. If cancerous byproducts are detected, the parameters of the drainage system can be adjusted to reduce the likelihood of such byproducts entering the operating room. In one example, pump speed can be reduced, for example, to improve the efficiency of a filter in the evacuation system. In other examples, the evacuation system can be turned off to ensure that cancerous byproducts are not ejected into the operating room.

外科用排出システムによって手術部位から抽出された流体は、液体及び様々な微粒子を含んでもよい。排気された流体中の異なる種類及び/又は状態の物質の組み合わせは、排気された流体を濾過することを困難にすることがある。加えて又は代わりに、特定の種類及び/又は状態の物質は、特定のフィルタにとって有害であり得る。例えば、煙中の液滴の存在は、特定のフィルタを損傷する可能性があり、煙中のより大きな微粒子の存在は、特定の細かな微粒子フィルタを閉塞することがある。 Fluid extracted from a surgical site by a surgical drainage system may include liquid and various particulates. The combination of different types and/or states of substances in the evacuated fluid can make it difficult to filter the evacuated fluid. Additionally or alternatively, certain types and/or conditions of substances may be harmful to certain filters. For example, the presence of droplets in smoke can damage certain filters, and the presence of larger particulates in smoke can clog certain fine particulate filters.

センサは、排出システムを通って移動する流体のパラメータを検出するように構成することができる。センサ(単数又は複数)によって検出されたパラメータに基づいて、外科用排出システムは、排出された流体を適切な流路に沿って向けることができる。例えば、特定の閾値パラメータを上回る割合の液滴を含有する流体は、流体トラップを介して向けることができる。別の実施例として、閾値サイズを上回る微粒子を含有する流体は、粗いメディアフィルタを介して向けることができ、閾値サイズ未満の微粒子を含有する流体は、粗いメディアフィルタをバイパスして、細かいメディアフィルタに向けることができる。 The sensor can be configured to detect parameters of fluid moving through the drainage system. Based on the parameters detected by the sensor(s), the surgical evacuation system can direct the ejected fluid along an appropriate flow path. For example, fluid containing a proportion of droplets above a certain threshold parameter can be directed through a fluid trap. As another example, fluid containing particulates above a threshold size can be directed through a coarse media filter, and fluid containing particulates below a threshold size can bypass the coarse media filter and filter through a fine media filter. can be directed to.

外科用排出システムを通る代替的な流路を提供することにより、外科用排出システム及びそのフィルタ(単数又は複数)は、より効率的に動作し、損傷及び/又は閉塞をより受けにくくすることができる。フィルタの使用可能寿命もまた延長することができる。本明細書で提供されるように、フィルタは、1つ以上の濾過層を含むことができ、特定の例では、濾過システムは、1つ以上のフィルタを含むことができる。 By providing an alternative flow path through the surgical drainage system, the surgical drainage system and its filter(s) may operate more efficiently and be less susceptible to damage and/or blockage. can. The usable life of the filter can also be extended. As provided herein, a filter can include one or more filtration layers, and in certain examples, a filtration system can include one or more filters.

外科用排出システムのダイバータ弁52934を、図24A及び図24Bに詳細に示す。本開示の一態様では、図18及び図19の外科用排出システム50800及び50900それぞれに示すダイバータ弁50834及び50934は、ダイバータ弁52934を含むことができる。ダイバータ弁52934は、入口経路52942から第1の経路52940又は第2の経路52938のいずれかに沿って流体を向けるように動作可能に構成されたボール弁52396を含む。様々な例では、ボール弁52396は、コントローラを備える電気作動式ボール弁であってもよい。例えば、プロセッサ50408(図6)などの外科用排出システムのプロセッサは、ボール弁コントローラに信号を送って、ボール弁52396の回転を開始して、煙の流路を変更することができる。ダイバータ弁52934が第1の位置(図24A)にあるときには、ダイバータ弁52934を介した煙の吸気は、第1の経路52940に沿って向けられる。ダイバータ弁52934が第2の位置(図24B)にあるときには、ダイバータ弁52934を介した煙の吸気は、第2の経路52938に沿って向けられる。 The diverter valve 52934 of the surgical drainage system is shown in detail in FIGS. 24A and 24B. In one aspect of the present disclosure, diverter valves 50834 and 50934 shown in surgical drainage systems 50800 and 50900, respectively, of FIGS. 18 and 19 can include diverter valve 52934. Diverter valve 52934 includes a ball valve 52396 operably configured to direct fluid from inlet path 52942 along either first path 52940 or second path 52938. In various examples, ball valve 52396 may be an electrically operated ball valve with a controller. For example, a processor of the surgical evacuation system, such as processor 50408 (FIG. 6), can send a signal to a ball valve controller to initiate rotation of ball valve 52396 to change the smoke flow path. When the diverter valve 52934 is in the first position (FIG. 24A), smoke intake through the diverter valve 52934 is directed along a first path 52940. When diverter valve 52934 is in the second position (FIG. 24B), smoke intake through diverter valve 52934 is directed along second path 52938.

第1の経路52940は、煙中に液体が検出されていない場合の、又は検出された液ガス比又はエアロゾルの割合が閾値未満である場合の流路に対応することができる。第2の経路52938は、煙中に液体、例えば、エアロゾルが検出された場合の、又は検出された液ガス比又はエアロゾルの割合が閾値以上である場合の流路に対応することができる。本開示の特定の態様では、第1の経路52940は、流体トラップをバイパスすることができ、第2の経路52938は、煙がフィルタ内に向けられる前に煙から流体を捕捉するために、煙を流体トラップを通して向けることができる。エアロゾルの割合に基づいて流路を選択することにより、外科用排出システムの効率を改善することができる。 The first path 52940 may correspond to a flow path when no liquid is detected in the smoke or when the detected liquid-gas ratio or aerosol fraction is below a threshold. The second path 52938 can correspond to a flow path when a liquid, e.g., an aerosol, is detected in the smoke, or when the detected liquid-gas ratio or aerosol proportion is greater than or equal to a threshold. In certain aspects of the present disclosure, the first pathway 52940 can bypass the fluid trap and the second pathway 52938 can be used to capture fluid from the smoke before the smoke is directed into the filter. can be directed through the fluid trap. By selecting the flow path based on aerosol proportion, the efficiency of the surgical drainage system can be improved.

他の例では、ダイバータ弁52934は、3つ以上の流体経路出口を含むことができる。更に、流体経路は、流体の検出されたパラメータに応じて、流体トラップに対して流体をバイパス/再循環すること、かつ/又は流体トラップ、凝縮器、及び/若しくは微粒子フィルタの異なる構成を含む異なる濾過経路に沿って煙を向けることができる。 In other examples, diverter valve 52934 can include more than two fluid path outlets. Additionally, the fluid path may be different depending on the detected parameters of the fluid, including bypassing/recirculating the fluid to the fluid trap and/or different configurations of the fluid trap, condenser, and/or particulate filter. Smoke can be directed along the filtration path.

再び図18及び図19を参照すると、流体検出センサ50830は、煙中のエアロゾルの存在又は液ガス比を検出するように構成されている。例えば、図18の流体検出センサ50830は、排出器ハウジング50818の入口50822に配置される。他の例では、流体検出センサ50830は、入口50822付近に、並びに/又はフィルタ50870及び/若しくはフィルタ50870を受容するためのソケットの上流の位置に配置することができる。流体検出センサの例については、本明細書で更に説明する。例えば、流体検出センサ50830は、本明細書で更に開示される粒子センサのうちの1つ以上を含むことができる。加えて又は代わりに、本開示の一態様では、流体検出センサ50830は、連続性センサを含む。 Referring again to FIGS. 18 and 19, fluid detection sensor 50830 is configured to detect the presence of aerosol or liquid-gas ratio in smoke. For example, fluid detection sensor 50830 of FIG. 18 is located at inlet 50822 of ejector housing 50818. In other examples, the fluid detection sensor 50830 can be positioned near the inlet 50822 and/or upstream of the filter 50870 and/or the socket for receiving the filter 50870. Examples of fluid detection sensors are described further herein. For example, fluid detection sensor 50830 can include one or more of the particle sensors further disclosed herein. Additionally or alternatively, in one aspect of the disclosure, fluid detection sensor 50830 includes a continuity sensor.

一例では、流体検出センサ50830が閾値以上の液ガス比を検出した場合、吸気は、微粒子フィルタに入る前に、凝縮器に迂回させることができる。凝縮器は、流路内の小さな液滴を凝結するように構成することができる。様々な例では、凝縮器は、ハニカム構造を含むことができる。凝縮器は、液体が凝結するように構成されている、複数のバッフル又は他の構造体を含むことができる。煙が凝縮器を通過して流れると、液体は、内部のバッフル上で凝結することができ、流体リザーバ内に下方に滴下するように向けることができる。 In one example, if the fluid detection sensor 50830 detects a liquid-gas ratio above a threshold, the intake air can be diverted to a condenser before entering the particulate filter. The condenser can be configured to condense small droplets within the flow path. In various examples, the condenser can include a honeycomb structure. A condenser may include a plurality of baffles or other structures configured to cause liquid to condense. As smoke flows through the condenser, liquid can condense on internal baffles and be directed to drip downward into a fluid reservoir.

主に図18を参照すると、内部のダイバータ弁50834は、煙がフィルタ50870に直接流れるように、凝縮器50835をバイパスするように煙の吸気を向けるように配置されている。凝縮器50835をバイパスする際、外科用排出システム50800は、ポンプを駆動するモータによる少ない電力を必要とすることができる(例えば、図6のモータ50451及びポンプ50450を参照)。ここで図19を参照すると、ダイバータ弁50934は、煙がフィルタ50970内に流れる前に、流体トラップ50960内の凝縮器50935内に煙を向けるように配置されている。逆に、流体検出センサ50830が閾値未満の液ガス比を検出した場合、吸気は、凝縮器50935をバイパスし、フィルタ50970に直接向けることができる。 Referring primarily to FIG. 18, internal diverter valve 50834 is positioned to direct smoke intake to bypass condenser 50835 so that smoke flows directly to filter 50870. When bypassing condenser 50835, surgical evacuation system 50800 may require less power from the motor driving the pump (see, eg, motor 50451 and pump 50450 in FIG. 6). Referring now to FIG. 19, diverter valve 50934 is positioned to direct smoke into condenser 50935 within fluid trap 50960 before the smoke flows into filter 50970. Conversely, if the fluid detection sensor 50830 detects a liquid-gas ratio below the threshold, the intake air can bypass the condenser 50935 and be directed directly to the filter 50970.

様々な例では、流体検出センサ50830は、流路内の煙の存在を検出することができる。例えば、流体検出センサ50830は、粒子センサを含むことができる。粒子の検出、又は閾値を上回る微粒子濃度の検出は、煙が流路内に存在することを示すことができる。特定の例では、流体検出センサは、固体粒子(例えば、炭素)とエアロゾル粒子とを区別しない場合がある。他の例では、流体検出センサ50830はまた、エアロゾルの存在を検出することができる。例えば、流体検出センサは、例えば、検出された粒子がエアロゾルであるかどうかを判定することができる、本明細書に記載されるような、連続性センサを含むことができる。 In various examples, fluid detection sensor 50830 can detect the presence of smoke within the flow path. For example, fluid detection sensor 50830 can include a particle sensor. Detection of particles, or detection of a particulate concentration above a threshold, can indicate that smoke is present within the flow path. In certain examples, fluid detection sensors may not distinguish between solid particles (eg, carbon) and aerosol particles. In other examples, fluid detection sensor 50830 can also detect the presence of aerosol. For example, a fluid detection sensor can include a continuity sensor, such as those described herein, that can, for example, determine whether a detected particle is an aerosol.

様々な例では、外科用排出システムは、追加又は代替の流路を含むことができる。例えば、外科用排出システムは、高微粒子流路及び低微粒子流路を含むことができる。例えば、粒子センサ50838(図18及び図19)などの粒子センサが、閾値弁以上の微粒子濃度を検出した場合、吸気煙は、微粒子フィルタに迂回させることができる。逆に、レーザー粒子センサが閾値未満の微粒子濃度を検出した場合、吸気煙は、微粒子フィルタをバイパスすることができる。同様に、異なる流路は、異なるサイズ及び/又は種類の粒子に対応することができる。例えば、粒子センサ50838によってより大きい粒子が検出された場合、煙は、より小さい粒子が検出された場合とは異なる経路に沿って向けることができる。例えば、外科用排出システムは、異なる種類の微粒子フィルタ(例えば、大きいメディアフィルタ及び細かいメディアフィルタ)を含むことができ、粒子の検出されたサイズ(又はサイズ範囲)に基づいて、直接遮断、慣性衝突、及び拡散遮断などの異なる濾過方法を利用することができる。異なる流路は、モータに対する電力引き込み及び/又は応力を最小限に抑えながら、煙の流体抽出及び/又は微粒子濾過を最適化するように選択することができる。特定の例では、既定の流路は、より直接的な流路とすることができ、閾値限界を上回る流体パラメータを検出すると、流体は、より直接的でない流路に迂回させることができる。より直接的でない流路は、より多くの電力を必要とする場合がある。 In various examples, the surgical drainage system may include additional or alternative flow paths. For example, a surgical drainage system can include a high particulate flow path and a low particulate flow path. For example, if a particle sensor, such as particle sensor 50838 (FIGS. 18 and 19), detects a particulate concentration above a threshold valve, inhaled smoke can be diverted to a particulate filter. Conversely, if the laser particle sensor detects a particulate concentration below the threshold, the inhaled smoke may bypass the particulate filter. Similarly, different flow paths can accommodate different sizes and/or types of particles. For example, if larger particles are detected by particle sensor 50838, smoke may be directed along a different path than if smaller particles were detected. For example, a surgical evacuation system can include different types of particulate filters (e.g., large media filters and fine media filters), and based on the detected size (or size range) of the particles, direct blocking, inertial impingement, etc. Different filtration methods can be utilized, such as , diffusion blocking, and diffusion blocking. Different flow paths can be selected to optimize smoke fluid extraction and/or particulate filtration while minimizing power draw and/or stress on the motor. In certain examples, the default flow path may be a more direct flow path, and upon detection of a fluid parameter above a threshold limit, fluid may be diverted to a less direct flow path. Less direct flow paths may require more power.

様々な例では、外科用排出システムのモータは、吸気煙及び/又は外科用排出システム内に設置されたフィルタの特性に基づいて調整されてもよい。再び図6に示す概略図を参照すると、プロセッサ50408は、ポンプ50450のためのモータ50451に連結されたモータドライバ50428と信号通信する。プロセッサ50408は、煙及び/又は設置されたフィルタの特性に基づいてモータ50451を調整するように構成することができる。一例では、プロセッサ50408は、煙中に浮遊するエアロゾルの体積に対応する、及び/又は外科用排出システムの配管と接触している若しくはそこに静止している液滴の体積を含む流路内の液体体積に対応する入力を受信することができる。例えば、連続性センサなどの吸気煙の流体密度を検出するための様々なセンサについては、本明細書で更に説明する。 In various examples, the motor of the surgical evacuation system may be adjusted based on the characteristics of the inhaled smoke and/or the filter installed within the surgical evacuation system. Referring again to the schematic diagram shown in FIG. 6, a processor 50408 is in signal communication with a motor driver 50428 coupled to a motor 50451 for a pump 50450. Processor 50408 may be configured to adjust motor 50451 based on characteristics of the smoke and/or installed filter. In one example, the processor 50408 is configured to detect a flow path in a flow path that corresponds to a volume of aerosol suspended in smoke and/or that includes a volume of droplets in contact with or resting on tubing of a surgical drainage system. An input corresponding to a liquid volume can be received. Various sensors for detecting the fluid density of inspired smoke, such as continuity sensors, are further described herein.

煙の液ガス比は、排煙ポンプの効率に影響を及ぼし得る。例えば、煙中の液体(単数又は複数)は、煙中のガスよりも圧縮性が低いことがあり、これにより、ポンプの効率に影響を及ぼし得る。加えて、異なる種類のポンプは、エアロゾルの存在下で異なって動作し得る。特定の例では、ポンプ速度を加速させることができ、他の例では、ポンプ速度を減速させることができる。それぞれの液ガス比に対してポンプの効率を最適化するために、プロセッサは、ポンプを駆動するモータを調整するように構成することができる。換言すれば、モータの制御プログラムは、流路内の検出された液ガス比に基づいてポンプ速度を動作可能に調整することができる。 The smoke liquid-gas ratio can affect the efficiency of the smoke evacuation pump. For example, the liquid(s) in the smoke may be less compressible than the gas in the smoke, which may affect pump efficiency. Additionally, different types of pumps may operate differently in the presence of aerosols. In certain examples, the pump speed can be accelerated, and in other examples, the pump speed can be decreased. The processor may be configured to adjust the motor driving the pump to optimize the efficiency of the pump for each liquid-gas ratio. In other words, the motor control program can operatively adjust the pump speed based on the detected liquid-gas ratio in the flow path.

特定のポンプは、ポンプの効率が同じままである又は増加するのいずれかのように、高い液ガス比を有する流体を効率的に処理することができる。例えば、特定のスクロールポンプは、煙経路内のエアロゾルを処理することができる。そのような例では、非圧縮性(又はより圧縮性の低い)流体により、ポンプの回転速度を減少させて、真空の空気処理を増加させてもよい。他のポンプは、高い液ガス比を有する流体に対してより敏感であることがあり、したがって、流体トラップを介した圧力差を制限するために減速させることができる。 Certain pumps can efficiently process fluids with high liquid-gas ratios such that the efficiency of the pump either remains the same or increases. For example, certain scroll pumps can treat aerosols within the smoke path. In such instances, the incompressible (or less compressible) fluid may reduce the rotational speed of the pump to increase vacuum air handling. Other pumps may be more sensitive to fluids with high liquid-gas ratios and may therefore be slowed down to limit the pressure differential across the fluid trap.

様々な例では、センサは、外科用排出システムを通る流量を検出するように構成することができる。例えば、光学センサは、外科用排出システム内の粒子の流量を測定するように構成することができる。特定の例では、外科用排出システムを通る検出された流量を利用して、圧縮機の吸引速度を管理することができる。アルゴリズムは、流量及び/又は煙の1つ以上の検出されたパラメータ(例えば、微粒子濃度、液ガス比など)に基づいて、適切な吸引速度を判定することができる。例えば、高い液ガス比を有する煙が外科用排出システムに入ると、モータ速度を低減して、煙がポンプに入る前に煙からより多くの液体を抽出することができるように、その流体トラップを含む外科用排出システムを通る流量を低減することができる。液体は、特定のポンプを損傷する可能性がある。例えば、煙中の液体が入ることが可能になる場合、ローブポンプ及び再生ブロワは、損傷することがある。 In various examples, the sensor can be configured to detect flow rate through the surgical drainage system. For example, an optical sensor can be configured to measure the flow rate of particles within a surgical drainage system. In certain examples, the sensed flow rate through the surgical drainage system can be utilized to manage the suction rate of the compressor. The algorithm can determine an appropriate aspiration rate based on the flow rate and/or one or more detected parameters of the smoke (eg, particulate concentration, liquid-gas ratio, etc.). For example, when smoke with a high liquid-to-gas ratio enters a surgical evacuation system, the motor speed is reduced to allow its fluid trap to extract more liquid from the smoke before it enters the pump. The flow rate through a surgical drainage system including a surgical evacuation system can be reduced. Liquids can damage certain pumps. For example, lobe pumps and regeneration blowers may be damaged if liquid in the smoke is allowed to enter.

図25は、外科用排出システム50800(図18)及び/又は50900(図19)などの外科用排出システムの経時的な空気流流体含有量及びデューティサイクルのグラフ表示を示す。流体含有量は、排出システム内のエアロゾル及び液滴を含むことができ、例えば、流体検出センサ50830及び50836(図18及び図19)によって検出することができる。図25を再び参照すると、処置の最初に、流体検出センサ50830及び50836は、煙中で、同じ又は実質的に同じ含有量を検出する。換言すれば、それぞれの流体トラップ50860、50960の上流の流体含有量は、それぞれの流体トラップ50860、50960の下流の流体含有量と同じ又は実質的に同じである。センサ50830及び50836の両方によって検出された流体含有量は、処置が継続するにつれて上昇し続ける。 FIG. 25 shows a graphical representation of airflow fluid content and duty cycle over time for a surgical drainage system, such as surgical drainage system 50800 (FIG. 18) and/or 50900 (FIG. 19). Fluid content can include aerosols and droplets within the evacuation system and can be detected, for example, by fluid detection sensors 50830 and 50836 (FIGS. 18 and 19). Referring again to FIG. 25, at the beginning of treatment, fluid detection sensors 50830 and 50836 detect the same or substantially the same content in the smoke. In other words, the fluid content upstream of each fluid trap 50860, 50960 is the same or substantially the same as the fluid content downstream of each fluid trap 50860, 50960. The fluid content detected by both sensors 50830 and 50836 continues to rise as the treatment continues.

時間tにおいて、センサ50830及び50836の両方によって検出された流体含有量は、流体含有量閾値(C)52102を上回り、煙は、濾過システムへの損傷を防止するために、流体トラップ50860及び/又は50960などの流体トラップを介して方向転換される。流体含有量閾値C52102は、濾過システムにとって有害となる体積又は流体及び/若しくはエアロゾルの割合に対応することができる。主に図19の排出システム50900を参照すると、再循環弁50990は、流体をフィルタ50970に入る前に流体トラップ50960の凝縮器50935内に戻って方向転換することができるように、(図19に示すように)開放することができる。流体を再循環させることによって、追加の液滴を流体から除去することができる。結果として、再び図25を参照すると、フィルタ50970の上流に配置された流体検出センサ50836によって検出される流体含有量は、流体含有量閾値C52102を下回るまで減少させることができる。様々な例では、排出器ハウジングを通る空気流経路が時間tで調整されることにより、図25に示すように、モータのデューティサイクルを維持することができる。 At time t1 , the fluid content detected by both sensors 50830 and 50836 exceeds the fluid content threshold (C T ) 52102 and the smoke is removed from the fluid trap 50860 and / or diverted through a fluid trap such as the 50960. The fluid content threshold C T 52102 can correspond to a volume or percentage of fluid and/or aerosol that is detrimental to the filtration system. Referring primarily to the exhaust system 50900 of FIG. 19, a recirculation valve 50990 (see FIG. (as shown) can be opened. By recirculating the fluid, additional droplets can be removed from the fluid. As a result, referring again to FIG. 25, the fluid content detected by the fluid detection sensor 50836 located upstream of the filter 50970 may be reduced below the fluid content threshold C T 52102. In various examples, the airflow path through the ejector housing can be adjusted at time t1 to maintain the motor duty cycle, as shown in FIG. 25.

更に図25のグラフ表示を参照すると、エアロゾル及び/又は液滴の一部を補足する流体トラップを介して煙が再循環されると、下流の流体検出センサ50836は、煙中のより少ない液体含量を検出し始める。しかしながら、上流の流体検出センサ50830は、煙中の液体の量の増加を検出し続ける。更に、時間tにおいて、下流の流体検出センサ50836は、流体含有量閾値C52102を上回る流体含有量を再び検出する。流体トラップを介した煙の再循環にもかかわらず増加する流体含有量に対処するために、煙がポンプに入る前により多くの液体を煙から抽出することができるように、ポンプモータのデューティサイクルは、時間tで減少され、ポンプの速度を低減させる。ポンプが低減したデューティサイクルに調整されると、流体トラップは、煙中のエアロゾル及び/又は液滴をより効果的に捕捉することができ、流体検出センサ50836によって検出される流体含有量は、最終的に流体含有量閾値C52102を下回るまで減少し始める。 Still referring to the graphical representation of FIG. 25, as the smoke is recirculated through the fluid trap that captures a portion of the aerosol and/or droplets, the downstream fluid detection sensor 50836 detects a lower liquid content in the smoke. begins to be detected. However, the upstream fluid detection sensor 50830 continues to detect an increase in the amount of liquid in the smoke. Additionally, at time t 2 , downstream fluid detection sensor 50836 again detects fluid content above fluid content threshold C T 52102. To cope with the increasing fluid content despite smoke recirculation through the fluid trap, the pump motor duty cycle is adjusted so that more liquid can be extracted from the smoke before it enters the pump. is decreased at time t2 , reducing the speed of the pump. When the pump is adjusted to a reduced duty cycle, the fluid trap can more effectively capture aerosols and/or droplets in the smoke, and the fluid content detected by the fluid detection sensor 50836 is lower than the final begins to decrease until it drops below the fluid content threshold C T 52102.

特定の例では、流体トラップ内の流体の体積及び/又はハウジングの水平度を利用して、流出防止バッフル及び/又は微粒子フィルタへの流体トラップの出口ポートに到達したことに対応し得る閾値限界に内部の流体レベルが近づいているかどうかを判定することができる。液体は、本明細書に更に記載されるように、微粒子フィルタを損傷し、かつ/又はその効率を低下させることがある。液体が微粒子フィルタに入るのを防止するために、プロセッサは、微粒子フィルタに液体を引き込む可能性を最小限に抑えるように、モータを調整することができる。例えば、既定の体積の液体が流体トラップに入ったとき、及び/又は、トラップ内の液体が既定の安全レベルを上回るハウジング内の設定されたマーカー又はレベルに到達したとき、プロセッサは、減速するようにモータに指示することができる。 In certain instances, the volume of fluid within the fluid trap and/or the levelness of the housing may be utilized to reach a threshold limit that may correspond to reaching the exit port of the fluid trap to the spill prevention baffle and/or particulate filter. It can be determined whether the internal fluid level is approaching. Liquids may damage the particulate filter and/or reduce its efficiency, as further described herein. To prevent liquid from entering the particulate filter, the processor may adjust the motor to minimize the possibility of drawing liquid into the particulate filter. For example, when a predetermined volume of liquid enters the fluid trap and/or when liquid within the trap reaches a set marker or level within the housing that exceeds a predetermined safety level, the processor may cause the processor to slow down. can be instructed to the motor.

様々な例では、モータの制御プログラムは、外科用排出システム50900内の圧力センサ50840及び50846(図19)などの排出システム内の圧力センサ間の圧力差を使用することによって、更に影響を受けることがある。例えば、フィルタ50970にわたる圧力差及びポンプ50906のモータの速度に基づいて、外科用排出システム50900のプロセッサは、フィルタ50970を通る実際の流量を予測するように構成することができる。更に、流量を制限し、かつ流体が流体トラップ50960内のリザーバからフィルタ50970内に引き込まれる可能性を低減するために、(例えば、モータ速度を調整することによって)流量を調整することができる。 In various examples, the motor control program can be further influenced by using a pressure difference between pressure sensors within the evacuation system, such as pressure sensors 50840 and 50846 (FIG. 19) within the surgical evacuation system 50900. There is. For example, based on the pressure differential across the filter 50970 and the speed of the pump 50906 motor, the processor of the surgical drainage system 50900 can be configured to predict the actual flow rate through the filter 50970. Additionally, the flow rate can be adjusted (eg, by adjusting motor speed) to limit the flow rate and reduce the likelihood that fluid will be drawn into the filter 50970 from a reservoir within the fluid trap 50960.

本明細書に記載されるように、外科用排出システムは、煙中のエアロゾルの存在(例えば、液ガス比)を検出するように構成された1つ以上のセンサと、煙中の炭化微粒子の存在(例えば、百万分率の測定値)を検出するように構成された1つ以上のセンサと、を含むことができる。抽出された流体が主に蒸気、主に煙、及び/又はそれぞれの対応する比率であるかどうかを判定することによって、外科用排出システムは、臨床医、インテリジェント電気外科用器具、ロボットシステム、ハブ、及び/又はクラウドに有益な情報を提供することができる。例えば、蒸気と煙との比は、組織溶着及び/又はコラーゲン焼灼の程度を示すことができる。様々な例では、電気外科用器具及びその発生器のエネルギーアルゴリズムは、蒸気と煙との比に基づいて調整することができる。 As described herein, a surgical evacuation system includes one or more sensors configured to detect the presence of aerosols in smoke (e.g., liquid-gas ratio) and carbonized particulates in smoke. one or more sensors configured to detect presence (eg, a parts per million measurement). By determining whether the extracted fluid is primarily steam, primarily smoke, and/or the corresponding proportions of each, the surgical evacuation system can be used by clinicians, intelligent electrosurgical instruments, robotic systems, hubs, etc. , and/or provide useful information to the cloud. For example, the steam to smoke ratio can indicate the extent of tissue welding and/or collagen ablation. In various examples, the energy algorithm of an electrosurgical instrument and its generator can be adjusted based on the steam to smoke ratio.

本開示の一態様では、抽出された流体が主に蒸気である又は高いエアロゾルの割合を有する場合、プロセッサは、発生器800(図58)などの超音波発生器の振幅及び/又は電力を調整することができる。例えば、排煙システムのプロセッサは、発生器800に通信可能に連結することができる。一例では、特定の外科的シナリオに対して電力が高すぎる場合、過剰な蒸気又はエアロゾルが生成されることがある。そのような例では、発生器の電力レベルを減少させて、エネルギーツールによる蒸気/エアロゾルの発生を低減することができる。他の例では、より高い粒子比に対して、プロセッサは、発生器の電力レベルを調整することができる。例えば、電力レベルは、閾値を上回る粒子比に対して減少させることができる。特定の例では、電圧を調整して、エネルギーツールによって生成される微粒子を低減することができる。 In one aspect of the disclosure, the processor adjusts the amplitude and/or power of an ultrasound generator, such as generator 800 (FIG. 58), if the extracted fluid is primarily vapor or has a high aerosol fraction. can do. For example, a smoke evacuation system processor can be communicatively coupled to generator 800. In one example, if the power is too high for a particular surgical scenario, excessive vapor or aerosol may be generated. In such instances, the power level of the generator may be reduced to reduce vapor/aerosol generation by the energy tool. In other examples, for higher particle ratios, the processor may adjust the power level of the generator. For example, the power level can be decreased for particle ratios above a threshold. In certain examples, the voltage can be adjusted to reduce particulates produced by the energy tool.

ここで図26を参照すると、外科用排出システムの調整アルゴリズム52200が示されている。本明細書に開示される様々な外科用排出システムは、調整アルゴリズム52200を利用することができる。更に、読者は、特定の例では、調整アルゴリズム52200を、本明細書に記載される1つ以上の追加の調整アルゴリズムと組み合わせることができることを容易に理解するであろう。外科用排出システムに対する調整は、排出器ポンプのモータと信号通信するプロセッサによって実施することができる(例えば、図5及び図6のプロセッサ及びポンプを参照)。例えば、調整アルゴリズム52200は、本明細書で更に説明するように、モータドライバ50428及び/又はダイバータ弁用のコントローラと信号通信するプロセッサ50408によって実施することができる。プロセッサは、様々なセンサを利用して排出された煙の特性を監視するように構成されている。本開示の一態様では、図26を参照すると、プロセッサは、吸気煙が閾値を上回る粒子及びエアロゾルを含むかどうかを判定するように構成されている。 Referring now to FIG. 26, a surgical evacuation system adjustment algorithm 52200 is shown. Various surgical evacuation systems disclosed herein may utilize adjustment algorithm 52200. Additionally, the reader will readily appreciate that in certain examples, adjustment algorithm 52200 can be combined with one or more additional adjustment algorithms described herein. Adjustments to the surgical evacuation system may be performed by a processor in signal communication with the ejector pump motor (see, eg, the processor and pump of FIGS. 5 and 6). For example, the regulation algorithm 52200 may be implemented by a processor 50408 in signal communication with a motor driver 50428 and/or a controller for a diverter valve, as further described herein. The processor is configured to monitor characteristics of the emitted smoke utilizing various sensors. In one aspect of the present disclosure, referring to FIG. 26, the processor is configured to determine whether the inspired smoke includes particles and aerosols above a threshold.

調整アルゴリズム52200の最初に、ブロック52202において、標準流量を開始することができ、ブロック52204において、吸気煙の1つ以上の特性を監視することができる。ブロック52206で、センサは、流体中の粒子を確認するように構成することができる。センサによって粒子が検出されない場合、ブロック52202で、標準流量及び/又は電力レベルは、維持することができる。一例では、標準流量は、本明細書で更に説明するように、最小流量又はアイドル流量であってもよい。ブロック52206で粒子が検出され、かつブロック52208で粒子がエアロゾル粒子ではないと判定された場合、ブロック52210で、流量及び/又は電力レベルに対する第1の調整を実施することができる。例えば、流量及び電力レベルを増加させて、手術部位からの粒子、すなわち煙の排出を増加させることができる。特定の例では、ブロック52208で粒子がエアロゾル粒子であると判定された場合、又は粒子の一部分がエアロゾル粒子である場合、第2の調整を実施することができる。 At the beginning of the adjustment algorithm 52200, a standard flow rate may be initiated at block 52202 and one or more characteristics of the inspired smoke may be monitored at block 52204. At block 52206, the sensor may be configured to identify particles in the fluid. If no particles are detected by the sensor, at block 52202, the standard flow rate and/or power level may be maintained. In one example, the standard flow rate may be a minimum flow rate or an idle flow rate, as described further herein. If a particle is detected at block 52206 and the particle is determined not to be an aerosol particle at block 52208, then at block 52210 a first adjustment to the flow rate and/or power level may be made. For example, flow rates and power levels can be increased to increase particle, or smoke, emission from the surgical site. In a particular example, if the particle is determined to be an aerosol particle at block 52208, or if a portion of the particle is an aerosol particle, a second adjustment may be performed.

本開示の一態様では、第2の調整は、煙中のエアロゾルの割合に依存し得る。例えば、エアロゾルの割合が、図26のブロック52212のX%などの第1の閾値量よりも大きいと判定された場合、ブロック52214で、煙を流体トラップに向けることができる。逆に、煙中のエアロゾル濃度が閾値量X%以下である場合、ブロック52216で、煙は、流体トラップをバイパスするように向けることができる。排煙システム内の流体の流れを向けるための導管及び弁については、本明細書で更に説明する。特定の例では、流量及び/又は電力レベルを調整して、例えば、流体トラップに向かって及び/又は流体トラップの周囲でなど、選択された流路に沿って流体を十分に引き込むことができる。本開示の一態様では、流体を流体トラップ内に引き込むために、追加の電力及び/又は吸引が必要とされてもよい。 In one aspect of the disclosure, the second adjustment may depend on the proportion of aerosol in the smoke. For example, if the percentage of aerosol is determined to be greater than a first threshold amount, such as X% in block 52212 of FIG. 26, smoke may be directed to the fluid trap at block 52214. Conversely, if the aerosol concentration in the smoke is less than or equal to the threshold amount X%, then at block 52216, the smoke may be directed to bypass the fluid trap. Conduits and valves for directing fluid flow within smoke extraction systems are described further herein. In certain examples, the flow rate and/or power level may be adjusted to sufficiently draw fluid along a selected flow path, such as toward and/or around a fluid trap. In one aspect of the present disclosure, additional power and/or suction may be required to draw fluid into the fluid trap.

更に図26を参照すると、流体トラップを出ると、ブロック52218でエアロゾル粒子が煙中に更に検出された場合、かつブロック52220でエアロゾル濃度が図26のY%などの第2の閾値量より大きい場合、ブロック52224で流量を減少させて、煙からのエアロゾルの適切な抽出を確実にすることができる。逆に、流体トラップの下流のエアロゾル濃度が第2の閾値量Y%以下である場合、ブロック52222で、流量を維持することができる。図26に示すように、調整アルゴリズム52200で流路を方向転換すると、並びに/又は流量を調整及び/若しくは維持すると、調整アルゴリズムは、ブロック52204に戻って、排煙システムの1つ以上のパラメータを監視し続けることができる。特定の例では、調整アルゴリズム52200は、煙特性が連続的に監視されるように、かつ/又はプロセッサにリアルタイム若しくはほぼリアルタイムで送信されるように、連続的に循環することができる。他の例では、調整アルゴリズム52200は、既定の時間及び/又は間隔を繰り返すことができる。 Still referring to FIG. 26, upon exiting the fluid trap, if further aerosol particles are detected in the smoke at block 52218, and at block 52220, the aerosol concentration is greater than a second threshold amount, such as Y% of FIG. , the flow rate may be reduced at block 52224 to ensure proper extraction of aerosol from the smoke. Conversely, if the aerosol concentration downstream of the fluid trap is less than or equal to the second threshold amount Y%, then at block 52222, the flow rate may be maintained. As shown in FIG. 26, once the adjustment algorithm 52200 redirects the flow path and/or adjusts and/or maintains the flow rate, the adjustment algorithm returns to block 52204 to adjust one or more parameters of the smoke evacuation system. You can continue to monitor. In certain examples, the adjustment algorithm 52200 can be continuously cycled such that smoke characteristics are continuously monitored and/or transmitted to a processor in real time or near real time. In other examples, adjustment algorithm 52200 can repeat predetermined times and/or intervals.

特定の例では、外科用排出システムは、化学センサ50832(図18及び図19)などの化学センサを更に含むことができる。化学センサ50832は、外科用排出システム50800の入口50822付近に、及び外科用排出システム50900の入口50922付近に位置する。化学センサ50832は、外科用排出システムによって排出された粒子の化学的特性を検出するように構成されている。例えば、化学センサ50832は、電気外科処置中に患者の腹部空洞から排出された煙中の粒子の化学組成を識別することができる。異なる種類の化学センサを利用して、外科用排出システムによって抽出された物質の種類を判定することができる。特定の例では、排煙システムは、化学センサ50832によって検出されているものによってなど、手術部位から抽出されているものに基づいて制御されてもよい。 In certain examples, the surgical drainage system can further include a chemical sensor, such as chemical sensor 50832 (FIGS. 18 and 19). Chemical sensor 50832 is located near inlet 50822 of surgical evacuation system 50800 and near inlet 50922 of surgical evacuation system 50900. Chemical sensor 50832 is configured to detect chemical characteristics of particles ejected by the surgical evacuation system. For example, chemical sensor 50832 can identify the chemical composition of particles in smoke expelled from a patient's abdominal cavity during an electrosurgical procedure. Different types of chemical sensors can be utilized to determine the type of material extracted by the surgical drainage system. In certain examples, the smoke evacuation system may be controlled based on what is being extracted from the surgical site, such as by what is being detected by chemical sensor 50832.

抽出された流体及び/又は粒子の化学分析を利用して、発生器800(図58)の機能などの発生器機能を調整することができる。例えば、発生器機能は、化学センサ50832による癌性物質の検出に基づいて調整することができる。特定の例では、化学センサ50832によって癌性物質がもはや検出されない場合、全ての癌性物質が除去されたことを臨床医に警告することができる、及び/又は発生器は、エネルギー装置の動作を停止することができる。あるいは、化学センサ50832によって癌性物質が検出された場合、臨床医に警告することができ、発生器は、癌性物質を除去するためにエネルギー装置の動作を最適化することができる。 Chemical analysis of the extracted fluid and/or particles can be used to adjust generator functionality, such as the functionality of generator 800 (FIG. 58). For example, generator functions can be adjusted based on detection of cancerous substances by chemical sensor 50832. In certain examples, if the cancerous material is no longer detected by the chemical sensor 50832, the clinician may be alerted that all cancerous material has been removed, and/or the generator may cause the energy device to operate. Can be stopped. Alternatively, if a cancerous substance is detected by the chemical sensor 50832, the clinician can be alerted and the generator can optimize the operation of the energy device to remove the cancerous substance.

特定の例では、発生器機能は、外科システムによって検出された組織特性に基づいて調整されてもよい。主に図29を参照すると、外科システムの調整アルゴリズム52500を示すフローチャートが示されている。本明細書に開示される様々な外科システムは、調整アルゴリズム52500を利用することができる。更に、読者は、特定の例では、調整アルゴリズム52500を、本明細書に記載される1つ以上の追加の調整アルゴリズムと組み合わせることができることを容易に理解するであろう。外科システムに対する調整は、プロセッサ(例えば、図5のプロセッサ50308を参照)によって実施することができる。本開示の様々な態様では、組織の種類を判定するために、プロセッサ50308(図5)は、複数のソースから情報を受信するように構成することができる。 In certain examples, generator functions may be adjusted based on tissue characteristics detected by the surgical system. Referring primarily to FIG. 29, a flowchart illustrating a surgical system adjustment algorithm 52500 is shown. Various surgical systems disclosed herein can utilize adjustment algorithm 52500. Additionally, the reader will readily appreciate that in certain examples, adjustment algorithm 52500 can be combined with one or more additional adjustment algorithms described herein. Adjustments to the surgical system can be performed by a processor (eg, see processor 50308 in FIG. 5). In various aspects of the present disclosure, to determine the type of tissue, processor 50308 (FIG. 5) may be configured to receive information from multiple sources.

更に図29を参照すると、外科用排出システム内の1つ以上のセンサ52502は、プロセッサ50308(図5)に情報を提供することができる。更に図28を主に参照して、例えば、図18及び図19に示すセンサと同様であってもよい、外科用排出システムの粒子センサ(単数又は複数)52502a、化学センサ(単数又は複数)52502b、及び/又は流体検出センサ(単数又は複数)52502cは、組織の種類を示すデータをプロセッサ50308に提供することができる。加えて、外部センサ(単数又は複数)52504は、プロセッサ50308に情報を提供することができる。外部センサ52504は、外科用排出システムに対して遠隔であってもよいが、外科処置に関与する他の外科用装置上に配置されてもよい。例えば、1つ以上の外部センサ(単数又は複数)52504は、外科用器具、ロボットツール、及び/又は内視鏡上に配置することができる。特定の例では、内部センサ52502及び外部センサ52504は、状況認識モジュール又は外科用ハブに情報を提供することができ、それらは、様々なセンサ52502、52504に状況認識52506を提供することができる。更に、状況認識52506は、様々なセンサデータに関してプロセッサ50308に通知することができる。状況認識52506及びセンサ52502、52504からのデータに基づいて、ブロック52510で、プロセッサ50308(図5)によって組織の種類を究明することができる。 Still referring to FIG. 29, one or more sensors 52502 within the surgical evacuation system can provide information to processor 50308 (FIG. 5). Still referring primarily to FIG. 28, a surgical drainage system particle sensor(s) 52502a, chemical sensor(s) 52502b, which may be similar to the sensors shown in FIGS. 18 and 19, for example. , and/or fluid detection sensor(s) 52502c can provide data indicative of the tissue type to the processor 50308. Additionally, external sensor(s) 52504 can provide information to processor 50308. External sensor 52504 may be remote to the surgical evacuation system, but may also be located on other surgical equipment involved in the surgical procedure. For example, one or more external sensor(s) 52504 can be placed on a surgical instrument, robotic tool, and/or endoscope. In particular examples, internal sensors 52502 and external sensors 52504 can provide information to a situational awareness module or surgical hub, which can provide situational awareness 52506 to the various sensors 52502, 52504. Additionally, situational awareness 52506 can inform processor 50308 regarding various sensor data. Based on situational awareness 52506 and data from sensors 52502, 52504, the tissue type may be determined by processor 50308 (FIG. 5) at block 52510.

特定の例では、抽出された材料のエラスチンとコラーゲンとの比は、組織の種類から判定することができる。例えば、エラスチンは、第1の溶融温度に対応することができ、コラーゲンは、第1の溶融温度よりも高い第2の溶融温度に対応することができる。外部センサ52504がクランプアームの速度及び/又はクランプ速度に対応する電動モータのパラメータを検出するように構成されている場合、外部センサ52504は、組織の溶融温度、したがってエラスチンとコラーゲンとの比を示すことができる。エラスチン及びコラーゲンはまた、異なる屈折率及び吸収率を定義する。特定の例では、赤外分光計及び/又は屈折型カメラセンサを利用して、組織の種類を判定及び/又は確認することができる。 In certain instances, the elastin to collagen ratio of the extracted material can be determined from the tissue type. For example, elastin can correspond to a first melting temperature and collagen can correspond to a second melting temperature that is higher than the first melting temperature. If the external sensor 52504 is configured to detect the speed of the clamp arm and/or a parameter of the electric motor corresponding to the clamp speed, the external sensor 52504 is indicative of the melting temperature of the tissue and thus the elastin to collagen ratio. be able to. Elastin and collagen also define different refractive indices and absorption rates. In certain examples, an infrared spectrometer and/or refractive camera sensor may be utilized to determine and/or confirm tissue type.

特定の例では、エネルギーモダリティは、検出された組織の種類(エラスチン、コラーゲン、及び/又はエラスチンとコラーゲンとの比)に基づいて調整することができる。例えば、特定のエネルギー装置は、エラスチンよりもコラーゲンを溶解することにより効率的であるが、エネルギーモダリティを調整することによって、エラスチンをより良好に溶解するように調整することができる。他の例では、コラーゲンを溶解し、エラスチンを保持することが望ましい場合がある。加えて又は代わりに、エラスチンとコラーゲンとの比は、静脈又は動脈などの物理的構造の種類を示すことができ、これは、システムの状況認識52506に通知することができる。例えば、ブロック52510でコラーゲンが検出された場合、ブロック52512でエネルギーモダリティAを実施することができる。他の例では、ブロック52510でエラスチンが検出された場合、ブロック52516でエネルギーモダリティCを実施することができる。更に他の例では、ブロック52510でコラーゲンと弾性との組み合わせが検出された場合、ブロック52514でエネルギーモダリティBを実施することができる。読者は、追加の及び/又は代替的なエネルギーモダリティが想定されることを容易に理解するであろう。例えば、エラスチンとコラーゲンとの特定の比に応じて、並びに/又は実行されている外科処置及び/若しくはその工程に基づいて、異なるモダリティを利用することができる。 In certain examples, energy modalities can be adjusted based on the type of tissue detected (elastin, collagen, and/or elastin to collagen ratio). For example, certain energy devices are more efficient at dissolving collagen than elastin, but by adjusting the energy modality, they can be tuned to better dissolve elastin. In other instances, it may be desirable to dissolve collagen and retain elastin. Additionally or alternatively, the elastin to collagen ratio can be indicative of the type of physical structure, such as a vein or an artery, which can inform the system's situational awareness 52506. For example, if collagen is detected at block 52510, energy modality A may be performed at block 52512. In another example, if elastin is detected at block 52510, energy modality C may be implemented at block 52516. In yet another example, if a combination of collagen and elasticity is detected at block 52510, energy modality B may be implemented at block 52514. The reader will readily appreciate that additional and/or alternative energy modalities are envisioned. For example, different modalities may be utilized depending on the particular ratio of elastin to collagen and/or based on the surgical procedure and/or process being performed.

組織を治療するためにエネルギー装置を用いる様々な外科処置において、流体及び/又は粒子が放出され、それによって、本明細書に更に記載されるように、手術部位内及び/又はその周囲の大気を汚染することがある。手術部位の大気の視認性を改善するために、例えば、汚染物質を排煙システムに引き込むことができる。更に、汚染物質が排煙システム内の空気流経路に沿って向けられると、浮遊する流体及び/又は粒子を濾過して、空気品質を改善することができる。排煙システムの効率並びに/又は電気外科用器具の起動後に発生する煙及び/若しくは汚染物質の量に応じて、煙は、手術部位内及び/又は周囲の大気中に蓄積することがある。そのような汚染物質の蓄積は、例えば、臨床医が手術部位を見ることができるのを妨げることがある。 In various surgical procedures that use energy devices to treat tissue, fluids and/or particles are emitted, thereby disrupting the atmosphere within and/or surrounding the surgical site, as further described herein. May be contaminated. To improve the visibility of the atmosphere at the surgical site, for example, contaminants can be drawn into the smoke extraction system. Additionally, when pollutants are directed along an airflow path within a smoke extraction system, airborne fluids and/or particles can be filtered to improve air quality. Depending on the efficiency of the smoke evacuation system and/or the amount of smoke and/or contaminants generated after activation of the electrosurgical instrument, smoke may accumulate within the surgical site and/or in the surrounding atmosphere. Accumulation of such contaminants may, for example, prevent a clinician from being able to see the surgical site.

本開示の一態様では、外科システムは、粒子センサ、電気外科用器具、及び発生器を含む排煙システムを備えることができる。そのような排煙システムは、外科処置中に電気外科用器具が組織にエネルギーを印加する際に、微粒子濃度を監視することができる。例えば、臨床医が電気外科用器具に電力を供給することを要求すると、発生器は、要求された電力を供給するように構成されている。外科システム内のプロセッサは、監視された微粒子濃度及び臨床医が発生器に要求した電力を分析するように構成されている。臨床医が要求した電力が所定の閾値を上回る微粒子濃度に至らせる汚染物質を生成する場合、プロセッサは、要求された電力を発生器が供給することを防止することができる。代わりに、そのような例では、発生器は、微粒子濃度を所定の閾値の下に戻すレベルで電力を供給することができる。 In one aspect of the present disclosure, a surgical system can include a smoke evacuation system that includes a particle sensor, an electrosurgical instrument, and a generator. Such smoke evacuation systems can monitor particulate concentrations as electrosurgical instruments apply energy to tissue during surgical procedures. For example, when a clinician requests power to an electrosurgical instrument, the generator is configured to provide the requested power. A processor within the surgical system is configured to analyze the monitored particulate concentration and the power requested by the clinician from the generator. If the power requested by the clinician would produce a contaminant that would result in a particulate concentration above a predetermined threshold, the processor may prevent the generator from providing the requested power. Alternatively, in such instances, the generator may be powered at a level that returns the particulate concentration below a predetermined threshold.

そのような例では、臨床医(単数又は複数)及び/又は助手(単数又は複数)は、微粒子濃度を個々に監視し、それに応じてエネルギーモダリティを調整する必要はない。代わりに、外科システムの器具及び装置は、それら自体の間で通信して、排煙システム内のセンサからの入力に基づいて特定の状況で特定の電力レベルを供給するように発生器に指示することができる。読者は、状況認識が発生器の意思決定プロセスに更に通知することができることを容易に理解するであろう。前述の監視プロセス及び/又は調整を実施する様々なアルゴリズムは、本明細書で更に開示されている。 In such instances, clinician(s) and/or assistant(s) do not need to individually monitor particulate concentration and adjust energy modalities accordingly. Instead, the surgical system's instruments and devices communicate among themselves to instruct the generator to provide specific power levels in specific situations based on input from sensors within the smoke evacuation system. be able to. The reader will readily appreciate that situational awareness can further inform the generator's decision-making process. Various algorithms for implementing the aforementioned monitoring processes and/or adjustments are further disclosed herein.

外科システムは、電気外科用装置と、電気外科用装置に電力を供給するように構成された発生器と、排煙システムと、を含むことができる。排煙システムは、煙及び/又は吸気の排出導管内の微粒子のサイズ及び/又は濃度を監視するように構成されたセンサシステムを含むことができる。再び図18及び図19を参照すると、粒子センサ50838が示されている。粒子センサ50838は、流路50804(図18)及び流路50904(図19)に沿った位置に位置する内部センサである。様々な例では、粒子センサ50838は、フィルタシステム50870、50970それぞれによる濾過前の流路50804、50904上の点に配置される。しかしながら、内部粒子センサ50838は、手術部位から流入する汚染された空気を監視するために、流路50804、50904に沿った任意の好適な位置に配置することができる。様々な例では、排煙システム50800及び/又は50900は、流路50804及び/又は50904それぞれに沿った様々な位置に配置された2つ以上の内部粒子センサ50838を備えることができる。読者は、様々な粒子測定手段が可能であることを容易に理解するであろう。例えば、微粒子濃度センサは、光学センサ、レーザーセンサ、光電センサ、イオン化センサ、静電センサ、及び/又はこれらの任意の好適な組み合わせであってもよい。様々なセンサについては、本明細書で更に説明する。 The surgical system can include an electrosurgical device, a generator configured to power the electrosurgical device, and a smoke evacuation system. The smoke evacuation system may include a sensor system configured to monitor the size and/or concentration of particulates within the smoke and/or intake air exhaust conduit. Referring again to FIGS. 18 and 19, particle sensor 50838 is shown. Particle sensor 50838 is an internal sensor located along flow path 50804 (FIG. 18) and flow path 50904 (FIG. 19). In various examples, particle sensor 50838 is positioned at a point on flow path 50804, 50904 prior to filtration by filter system 50870, 50970, respectively. However, the internal particle sensor 50838 may be placed at any suitable location along the flow path 50804, 50904 to monitor contaminated air entering from the surgical site. In various examples, the smoke evacuation system 50800 and/or 50900 can include two or more internal particle sensors 50838 positioned at various locations along the flow path 50804 and/or 50904, respectively. The reader will readily appreciate that a variety of particle measurement means are possible. For example, the particulate concentration sensor may be an optical sensor, a laser sensor, a photoelectric sensor, an ionization sensor, an electrostatic sensor, and/or any suitable combination thereof. Various sensors are further described herein.

電気外科用発生器は、電気外科用波形を生成するため、電気外科用回路内の主要構成要素である。発生器は、電気を高周波波形に変換し、電気外科用電流の流れのための電圧を生成するように構成されている。様々な例では、発生器は、様々な波形を生成するように構成されており、各波形は、組織に対して異なる効果をもたらす。「切断電流」は、組織を切断するが、ほとんど止血を提供しない。「凝固電流」は、限定された組織切開による凝固を提供し、加熱の深さを増加させる。「ブレンド電流」は、切断電流と凝固電流との間の中間電流であるが、ブレンド電流は、一般に、切断電流と凝固電流との組み合わせではない。むしろ、ブレンド電流は、電流が実際に流れる時間が100パーセントから約50パーセントの時間まで低減される切断電流であってもよい。様々な例では、発生器は、組織の損傷を低減するために、組織インピーダンスを自動的に監視し、エネルギー装置への電力出力を調整して、可能な限り低い設定で効率的かつ正確な切断効果をもたらすことができる。 An electrosurgical generator is a key component within an electrosurgical circuit for generating electrosurgical waveforms. The generator is configured to convert electricity into a high frequency waveform and generate a voltage for electrosurgical current flow. In various examples, the generator is configured to generate different waveforms, each waveform having a different effect on the tissue. A "cutting current" cuts tissue but provides little hemostasis. The "coagulation current" provides coagulation with limited tissue dissection and increases the depth of heating. A "blend current" is an intermediate current between a cutting current and a coagulation current, although a blending current is generally not a combination of a cutting current and a coagulation current. Rather, the blending current may be a cutting current where the time the current is actually flowing is reduced from 100 percent to about 50 percent of the time. In various instances, the generator automatically monitors tissue impedance and adjusts power output to the energy device to reduce tissue damage, ensuring efficient and accurate cutting at the lowest possible settings. can bring about effects.

高度切断効果(Advanced Cutting Effect、ACE)として知られる電気外科切断の追加のモードは、熱壊死をほとんどからまったくもたらさず、かつ止血をもたらさない、メス状切断効果を臨床医に提供する。発生器がACEモードに置かれると、エンドエフェクタ上の電極の先端に一定の電圧が維持される。エンドエフェクタの端部上の活性電極は、発生器から手術部位にRF電流を送達する。ACEモードを利用することによって、臨床医は、皮膚上に電気外科用装置を使用して、多くの場合、外科用メス、針、及び/若しくは患者に創傷及び/若しくは穿刺を引き起こす可能性がある任意の外科用器具などの特定の外科用器具を使用することなく、並びに/又はそれらを取り扱う任意の職員なしに、同等の創傷治癒結果を達成する能力を有する。 An additional mode of electrosurgical cutting known as Advanced Cutting Effect (ACE) provides clinicians with a scalpel-like cutting effect that produces little to no thermal necrosis and no hemostasis. When the generator is placed in ACE mode, a constant voltage is maintained at the tip of the electrode on the end effector. An active electrode on the end of the end effector delivers RF current from the generator to the surgical site. By utilizing ACE mode, a clinician may use an electrosurgical device on the skin, often with a scalpel, needle, and/or causing a wound and/or puncture to the patient. It has the ability to achieve comparable wound healing results without the use of specific surgical instruments, such as any surgical instruments, and/or without any personnel handling them.

本開示の様々な態様では、電気外科用装置は、ACE切断システムを備える。 In various aspects of the present disclosure, an electrosurgical device includes an ACE cutting system.

外科処置の持続期間全体にわたって、汚染物質及び/又は煙が発生することがある。手術部位内及び/又はその周囲の大気が排煙システムによって効率的に濾過されない場合、汚染物質は、大気中に凝集し、臨床医及び/又は助手が手術部位を見ることが困難になる。手術室内の煙に関する更なる懸念については、本明細書に更に開示される。様々な例では、外科システム内のプロセッサは、臨床医が特定の持続時間の間に特定の外科用器具を使用するときに生成される煙及び/又は汚染物質の量に固有の情報をメモリに記憶することができる。そのような情報は、集中ハブ内、及び/又はクラウド内のプロセッサのメモリに直接記憶することができる。様々な例では、図5及び図6に示すプロセッサ及びメモリを用いて、そのような情報を記憶することができる。 Contaminants and/or smoke may be generated throughout the duration of a surgical procedure. If the atmosphere in and/or surrounding the surgical site is not effectively filtered by the smoke extraction system, contaminants will aggregate in the atmosphere, making it difficult for the clinician and/or assistant to see the surgical site. Additional concerns regarding smoke within the operating room are further disclosed herein. In various examples, a processor within a surgical system stores information specific to the amount of smoke and/or contaminants produced when a clinician uses a particular surgical instrument for a particular duration of time. Can be memorized. Such information may be stored directly in the memory of processors in a centralized hub and/or in the cloud. In various examples, the processor and memory shown in FIGS. 5 and 6 may be used to store such information.

様々な例では、電気外科用器具に供給される電力を制御するために、排煙システムと発生器との間に通信経路が確立される。そのような電力は、電気外科用器具を効果的に誘導して、より少ない煙を生成し、かつ/又はより少ない汚染物質を放出するため、並びに手術部位を効率的に濾過することを可能にするために制御される。様々な例では、外科システムの構成要素は、互いに直接通信することができる。様々な例では、外科システムの構成要素は、例えば、図39~図60に関して本明細書で更に説明するように、集中ハブを介して互いに通信する。読者は、任意の好適な通信経路を使用することができることを容易に理解するであろう。 In various examples, a communication path is established between the smoke evacuation system and the generator to control the power provided to the electrosurgical instrument. Such power can effectively guide electrosurgical instruments to produce less smoke and/or emit fewer contaminants, as well as to efficiently filter the surgical site. controlled to. In various examples, components of a surgical system can communicate directly with each other. In various examples, components of the surgical system communicate with each other via a central hub, eg, as described further herein with respect to FIGS. 39-60. The reader will readily appreciate that any suitable communication path may be used.

外科処置が開始し、電気外科用器具が起動されると、排煙システム内のセンサは、空気品質に関するパラメータを監視するように構成されている。そのようなパラメータとしては、例えば、粒子数及び/又は濃度、温度、流体含有量、並びに/あるいは汚染の割合を挙げることができる。センサは、監視されたパラメータをプロセッサに通信するように構成されている。様々な例では、センサは、検出後に監視されたパラメータを自動的に通信する。様々な例では、センサは、センサが問い合わせされた後に、監視されたパラメータをプロセッサに通信する。しかしながら、読者は、監視された情報を通信する任意の好適な方法を使用することができることを理解するであろう。様々な例では、センサは、監視された情報をプロセッサに連続的に通信する。しかしながら、読者は、任意の好適なサンプル速度を使用することができることを理解するであろう。監視された情報は、例えば、リアルタイム又はほぼリアルタイムで通信することができる。 Once the surgical procedure begins and the electrosurgical instruments are activated, sensors within the smoke evacuation system are configured to monitor parameters related to air quality. Such parameters may include, for example, particle number and/or concentration, temperature, fluid content, and/or rate of contamination. The sensor is configured to communicate the monitored parameter to the processor. In various examples, the sensor automatically communicates the monitored parameter after detection. In various examples, the sensor communicates the monitored parameter to the processor after the sensor is interrogated. However, the reader will appreciate that any suitable method of communicating monitored information may be used. In various examples, the sensor continuously communicates monitored information to the processor. However, the reader will appreciate that any suitable sample rate can be used. Monitored information can be communicated in real time or near real time, for example.

様々な例では、プロセッサは、所定の閾値に関する情報を記憶する。所定の閾値は、排煙システムのセンサによって監視されたパラメータに基づいて変動する。例えば、センサが粒子数及び/又は濃度を監視しているとき、そのような閾値は、手術部位内の臨床医の視野を事実上かつ/又は安全でなく遮る、手術部位の大気内の粒子のレベルを示すことができる。他の例では、閾値は、排出器ハウジング内の濾過システム及び粒子を適切に濾過するための濾過システムの能力に対応することができる。例えば、微粒子濃度が特定の閾値を上回る場合、濾過は、煙から微粒子を十分に濾過することができない場合があり、毒性物質は、排出システムを通過する、かつ/又はそのフィルタを閉塞する及び/若しくは詰まらせる場合がある。プロセッサが監視されたパラメータに関する情報を排煙システムのセンサ(単数又は複数)から受信すると、プロセッサは、監視されたパラメータ(単数又は複数)を所定の閾値(単数又は複数)と比較して、閾値(単数又は複数)を上回らなかったことを確実にするように構成されている。 In various examples, the processor stores information regarding the predetermined threshold. The predetermined threshold varies based on parameters monitored by sensors of the smoke evacuation system. For example, when a sensor is monitoring particle numbers and/or concentrations, such a threshold may be a threshold for particles in the atmosphere at the surgical site that effectively and/or unsafely obstructs the clinician's view within the surgical site. You can show your level. In other examples, the threshold may correspond to a filtration system within the ejector housing and the filtration system's ability to adequately filter particles. For example, if the particulate concentration is above a certain threshold, filtration may not be able to adequately filter particulates from the smoke, and toxic substances will pass through the exhaust system and/or block the filter and/or Or it may get clogged. When the processor receives information regarding the monitored parameter(s) from the sensor(s) of the smoke evacuation system, the processor compares the monitored parameter(s) to the predetermined threshold(s) and determines the threshold value. configured to ensure that no more than one or more

様々な例では、プロセッサが所定の閾値を上回ったこと、かつ/又は上回るのに接近していることを認識した場合、プロセッサは、排煙システムの様々なモータ機能を制御することができる。プロセッサは、モータの速度を増加又は減少させることによって、排煙システムの流量を調整して、手術部位から汚染物質をより効率的に濾過することができる。例えば、粒子閾値に到達したことを示唆する情報をセンサがプロセッサに通信する場合、プロセッサは、モータの速度を増加させて、より多くの流体、及びおそらくより多くの汚染物質を手術部位から濾過のために排煙システム内に引き込むことができる。 In various examples, if the processor recognizes that a predetermined threshold has been exceeded and/or is close to being exceeded, the processor can control various motor functions of the smoke evacuation system. By increasing or decreasing the speed of the motor, the processor can adjust the flow rate of the smoke evacuation system to more efficiently filter contaminants from the surgical site. For example, if a sensor communicates information to a processor suggesting that a particle threshold has been reached, the processor increases the speed of the motor to filter more fluid, and perhaps more contaminants, from the surgical site. It can be drawn into the smoke extraction system for this purpose.

様々な例では、プロセッサが所定の閾値を上回ったこと、かつ/又は上回るのに接近していることを認識した場合、プロセッサは、発生器によって電気外科用器具に供給される電力を変動させることができる。例えば、粒子閾値に到達したことを示唆する情報をセンサがプロセッサに通信する場合、プロセッサは、発生器が任意の追加の要求された電力をハンドヘルド式電気外科用器具に供給することを防止することになる。排煙システムが大気から汚染物質を粒子閾値の下に入るレベルまで濾過すると、プロセッサは、次いで、発生器がハンドヘルド式電気外科用器具に要求された電力を供給することを可能にすることができる。 In various examples, if the processor recognizes that a predetermined threshold has been exceeded and/or is approaching being exceeded, the processor may vary the power provided to the electrosurgical instrument by the generator. I can do it. For example, if the sensor communicates information to the processor indicating that a particle threshold has been reached, the processor may prevent the generator from providing any additional requested power to the handheld electrosurgical instrument. become. Once the smoke extraction system filters contaminants from the atmosphere to a level that falls below a particle threshold, the processor may then enable the generator to provide the requested power to the handheld electrosurgical instrument. .

図33は、外科処置中のある期間にわたる検出された粒子数と電力レベルとの間の相関のグラフ表示である。上部グラフ53300は、粒子及び汚染物質が手術部位から排煙システム50800及び/又は50900内に濾過される際の、内部粒子センサ50838(図18及び図19)によって検出された粒子数及び/又は微粒子濃度を表す。微粒子濃度Cは、排出された流体の体積中の所定の粒子数及び/又は濃度閾値を表す。下部グラフ53302は、臨床医によってハンドヘルド式電気外科用器具を介して要求された電力(破線)、及び外科システムの発生器によって実際に供給された電力(実線)を含む、外科処置中に到達した電力レベル(単数又は複数)を表す。電力レベル(単数又は複数)は、電気外科システムのRF電流と電圧との比として定義される。 FIG. 33 is a graphical representation of the correlation between number of particles detected and power level over a period of time during a surgical procedure. The top graph 53300 shows the number of particles and/or particulates detected by the internal particle sensor 50838 (FIGS. 18 and 19) as particles and contaminants are filtered from the surgical site into the smoke extraction system 50800 and/or 50900. Represents concentration. The particulate concentration C T represents a predetermined particle number and/or concentration threshold in the volume of ejected fluid. The bottom graph 53302 includes the power requested via the handheld electrosurgical instrument by the clinician (dashed line) and the power actually delivered by the surgical system's generator (solid line) arrived at during the surgical procedure. Represents power level(s). Power level(s) is defined as the ratio of RF current to voltage of an electrosurgical system.

時間t<tでの外科処置の開始前に、ベースライン微粒子濃度53304が検出される。時間tで臨床医及び/又は助手が電気外科用器具を起動させると、臨床医及び/又は助手は、特定の機能を実行するために、特定の電力レベルを供給するように要求する。そのような機能としては、手術部位内の組織を切開及び/又は切断することが挙げられる。組織への電力の印加により、例えば、手術部位内の視認性を改善するために排煙システム内に向けることができる、煙及び/又は汚染物質が発生する。時間tで、発生器は、要求された電力を供給する。検出された微粒子濃度は、閾値C未満である。しかしながら、内部粒子センサ50838は、時間tでの電気外科用器具の起動後の時間tに微粒子濃度の増加を検出し始める。 A baseline particulate concentration 53304 is detected prior to the start of the surgical procedure at time t<t 1 . When the clinician and/or assistant activates the electrosurgical instrument at time t 1 , the clinician and/or assistant requests that a particular power level be provided to perform a particular function. Such functions include incising and/or cutting tissue within the surgical site. Application of power to tissue generates smoke and/or contaminants that can be directed into a smoke evacuation system to improve visibility within the surgical site, for example. At time t1 , the generator supplies the requested power. The detected particulate concentration is below the threshold CT . However, internal particle sensor 50838 begins to detect an increase in particulate concentration at time t2 after activation of the electrosurgical instrument at time t1 .

図33のグラフ表示では、臨床医は、時間tまで追加の電力を要求しない。tとtとの間の「オフ」時間53306により、例えば、組織を冷却してある程度の止血を生じさせることを可能にすることができる。図33に見ると分かるように、検出された微粒子濃度及び電力レベルは、時間tと時間tとの間で減少する。時間tで、臨床医は、発生器によって供給されると時間tに微粒子濃度の増加を引き起こす、高い電力レベルを要求する。最終的に、臨床医は、時間tで所定の閾値C付近に上昇する微粒子濃度を引き起こす電力レベルを要求する。場合によっては、閾値Cを上回ることは、汚染物質及び/若しくは粒子の蓄積、非効率的な排煙システム、並びに/又は動作不能な排煙システムにより、手術部位内の視認性が低いことを示すことがある。 In the graphical representation of FIG. 33, the clinician does not request additional power until time t3 . The "off" time 53306 between t 1 and t 3 can, for example, allow the tissue to cool and create some degree of hemostasis. As can be seen in FIG. 33, the detected particulate concentration and power level decrease between time t2 and time t3 . At time t3 , the clinician requests a high power level which, when provided by the generator, causes an increase in particulate concentration at time t4 . Ultimately, the clinician requests a power level that causes the particulate concentration to rise around a predetermined threshold C T at time t 5 . In some cases, exceeding the threshold CT may indicate poor visibility within the surgical site due to contaminant and/or particulate accumulation, an inefficient smoke evacuation system, and/or an inoperable smoke evacuation system. There is something to show.

時間tで微粒子濃度が粒子閾値Cを上回ったことに応じて、外科システムのプロセッサは、微粒子濃度を粒子閾値C未満に戻すように、発生器の供給電力を調整するように構成されている。図33に示すように、発生器が供給した電力は、ハンドピースが要求した高い電力に起因して、粒子閾値Cに到達した及び/又はそれを上回ったときにハンドピースが要求した電力とは異なる。時間tでなど、微粒子濃度が閾値Cに戻り、かつ/又は閾値Cを下回って低下すると、発生器は、ハンドヘルド式電気外科用器具によって要求されるような電力レベルを再び供給する。更に、時間tの後にハンドピースが要求した電力が低下すると、粒子センサ50838によって検出される微粒子濃度も減少する。 In response to the particulate concentration exceeding the particle threshold CT at time t5 , the processor of the surgical system is configured to adjust the generator power supply to return the particulate concentration below the particle threshold CT . ing. As shown in Figure 33, the power supplied by the generator is less than the power required by the handpiece when the particle threshold CT is reached and/or exceeded due to the high power required by the handpiece. is different. When the particulate concentration returns to and/or falls below the threshold C T , such as at time t 6 , the generator again provides the power level as required by the handheld electrosurgical instrument. Furthermore, as the power required by the handpiece decreases after time t6 , the particulate concentration detected by particle sensor 50838 also decreases.

図34は、例えば、図5及び図6のメモリなどの外科システムのメモリによって記憶された命令53400の表現を示す。様々な例では、本明細書に開示される外科システムは、命令53400を利用することができる。例えば、命令53400は、外科システムの調整アルゴリズムを含むことができる。更に、読者は、特定の例では、命令53400を本明細書に記載される1つ以上の追加のアルゴリズム及び/又は命令と組み合わせることができることを容易に理解するであろう。命令53400は、例えば、図5のプロセッサ50308などのプロセッサによって実施することができる。 FIG. 34 shows a representation of instructions 53400 stored by a memory of a surgical system, such as the memory of FIGS. 5 and 6, for example. In various examples, the surgical systems disclosed herein can utilize instructions 53400. For example, instructions 53400 can include a surgical system adjustment algorithm. Furthermore, the reader will readily appreciate that in particular examples, instructions 53400 can be combined with one or more additional algorithms and/or instructions described herein. Instructions 53400 may be implemented by a processor, such as processor 50308 of FIG. 5, for example.

命令53400のブロック53402で、プロセッサは、電力に対する電気外科用器具からの要求を受信することができる。例えば、電気外科用器具は、ハンドヘルド式装置及び/又はロボットツールを含むことができる。要求された電力は、例えば、制御部及び/又は制御コンソールを介してユーザが提供したものであってもよい。上述のように、センサは、排出システムを通過する流体に関連するパラメータを監視するように構成されている。そのようなパラメータとしては、例えば、粒径、温度、流体含有量、及び/又は汚染の割合を挙げることができる。プロセッサは、監視されたパラメータをセンサから受信するように構成されている。様々な例では、プロセッサは、ブロック53404に示すように、センサに問い合わせたことに応じて、そのような情報を受信する。様々な例では、センサは、検出時に情報を自動的に通信する。次いで、プロセッサは、ブロック53406で、受信した情報が所定の閾値を上回るかどうかを判定する。閾値を上回った場合、かつ/又は上回るのに接近している場合、プロセッサは、ブロック53408で、発生器が要求された電力のいずれか又は全てを電気外科用器具に供給することを防止するように構成されている。他の例では、生器波形は、本明細書に更に記載されるように、ブロック53410で、外科用装置によって生成される煙を低減するように調整することができる。 At block 53402 of instructions 53400, the processor may receive a request for power from an electrosurgical instrument. For example, electrosurgical instruments can include handheld devices and/or robotic tools. The requested power may be provided by the user via the control and/or control console, for example. As mentioned above, the sensor is configured to monitor parameters related to fluid passing through the drainage system. Such parameters can include, for example, particle size, temperature, fluid content, and/or rate of contamination. The processor is configured to receive the monitored parameter from the sensor. In various examples, the processor receives such information in response to interrogating the sensor, as shown at block 53404. In various examples, sensors automatically communicate information upon detection. The processor then determines whether the received information exceeds a predetermined threshold at block 53406. If the threshold is exceeded and/or is close to being exceeded, the processor, at block 53408, causes the generator to prevent the generator from providing any or all of the requested power to the electrosurgical instrument. It is composed of In other examples, the genic waveform may be adjusted to reduce smoke produced by the surgical device at block 53410, as further described herein.

様々な例では、発生器は、閾値を上回らせないレベルで電力を供給することができる。閾値を上回らなかった場合、プロセッサは、ブロック53410で、発生器が要求された電力を電気外科用器具に供給することを可能にするように構成されている。様々な例では、プロセッサは、外科処置の持続時間全体にわたって、又は少なくともプロセッサが電力の送達に対する電気外科用器具からの要求を受信している限り、排煙システムのセンサから情報を受信するように構成されている。 In various examples, the generator may provide power at a level that does not cause the threshold to be exceeded. If the threshold is not exceeded, the processor is configured to enable the generator to provide the requested power to the electrosurgical instrument at block 53410. In various examples, the processor is configured to receive information from the sensors of the smoke evacuation system throughout the duration of the surgical procedure, or at least as long as the processor receives requests from the electrosurgical instrument for delivery of power. It is configured.

様々な外科処置において、高周波(RF)電力を使用して、組織を切断し、出血を凝固させることができる。RF電力が組織を治療するために使用されるとき、流体及び/又は微粒子が放出され、それによって、手術部位内及び/又はその周囲の空気を汚染することがある。臨床医のために手術部位の視認性を改善するために、例えば、手術部位の内部の汚染された空気を、排煙システム内に引き込むことができる。汚染された空気が空気流経路に沿って向けられると、浮遊する流体及び/又は微粒子を、汚染された空気から濾過することができる。濾過された空気は、最終的に出口ポートを介して排出システムを出て、手術室の大気中に放出される。排煙システムの効率及び/又は有効性に応じて、濾過された空気は、手術室の大気中に放出されたときに流体及び/又は微粒子を依然として含んでいることがある。残りの汚染物質は、例えば、臨床医(単数又は複数)、助手(単数又は複数)、及び/又は患者(単数又は複数)の嗅覚にとって不快であることがあり、汚染物質は、特定の例では吸入すると健康に悪い場合がある。 In various surgical procedures, radio frequency (RF) power can be used to cut tissue and clot bleeding. When RF power is used to treat tissue, fluids and/or particulates may be emitted thereby contaminating the air within and/or surrounding the surgical site. To improve visibility of the surgical site for the clinician, for example, contaminated air inside the surgical site can be drawn into a smoke extraction system. Once the contaminated air is directed along the air flow path, airborne fluid and/or particulates can be filtered from the contaminated air. The filtered air ultimately exits the exhaust system through an exit port and is released into the operating room atmosphere. Depending on the efficiency and/or effectiveness of the smoke extraction system, the filtered air may still contain fluids and/or particulates when released into the operating room atmosphere. The remaining contaminants may, for example, be unpleasant to the olfactory senses of clinician(s), assistant(s), and/or patient(s); May be harmful to health if inhaled.

排煙システムは、排出システムの外部及び排出システムの内部の位置を含む空気流経路に沿った様々な点で、空気中の微粒子の検出されたサイズ及び/又は濃度を監視するように構成されたセンサシステムを備えることができる。本開示の一態様では、排煙システムは、排出システムの外部と排出システムの内部との微粒子濃度を比較すること基づいて、及び/又は微粒子濃度を経時的に監視することによって、排出システムの効率を判定することができる。更に、排煙システムは、ディスプレイを介して、臨床医(単数又は複数)に手術室内の汚染された空気を警告することができる。 The smoke evacuation system was configured to monitor the detected size and/or concentration of particulates in the air at various points along the airflow path, including locations external to the evacuation system and internal to the evacuation system. A sensor system can be provided. In one aspect of the present disclosure, the smoke evacuation system determines the efficiency of the evacuation system by comparing particulate concentrations outside the evacuation system and inside the evacuation system and/or by monitoring the particulate concentration over time. can be determined. Furthermore, the smoke evacuation system can alert the clinician(s) of contaminated air within the operating room via a display.

臨床医(単数又は複数)は、手術室の大気中に浮遊する流体及び/又は微粒子などの汚染物質のレベルを認識することができる。空気中の汚染物質のインジケーションは、手術室内の空気品質を示し、排煙システムが調整及び/又はメンテナンスを必要とすることを臨床医(単数又は複数)及び/又は助手(単数又は複数)に警告することができる。 Clinician(s) may be aware of the level of contaminants, such as fluids and/or particulates, suspended in the operating room atmosphere. Indication of airborne contaminants indicates the air quality within the operating room and alerts the clinician(s) and/or assistant(s) that the smoke extraction system requires adjustment and/or maintenance. Can warn you.

排煙システムは、空気中の粒子のサイズ及び/又は濃度を監視するように構成されたセンサシステムを含むことができる。再び図18及び図19を参照すると、粒子センサ50838及び50852が示されている。粒子センサ50838は、流路に沿った位置に位置する内部センサである。様々な例では、粒子センサ50838は、濾過前の流路50804(図18)、50904(図19)上の点に配置される。しかしながら、内部粒子センサ50838は、手術部位から流入する汚染された空気を監視するために、それぞれの流路50804、50904に沿った任意の好適な位置に配置することができる。様々な例では、排煙システム50800、50900は、流路50804、50904それぞれに沿った様々な位置に配置された2つ以上の内部粒子センサ50838を含むことができる。 The smoke extraction system can include a sensor system configured to monitor the size and/or concentration of particles in the air. Referring again to FIGS. 18 and 19, particle sensors 50838 and 50852 are shown. Particle sensor 50838 is an internal sensor located along the flow path. In various examples, the particle sensor 50838 is placed at a point on the flow path 50804 (FIG. 18), 50904 (FIG. 19) prior to filtration. However, internal particle sensors 50838 may be placed at any suitable location along the respective flow paths 50804, 50904 to monitor contaminated air entering from the surgical site. In various examples, the smoke evacuation system 50800, 50900 can include two or more internal particle sensors 50838 positioned at various locations along the flow path 50804, 50904, respectively.

粒子センサ50852は、排煙システム50800(図18)、50900(図19)の外面上に配置された外部センサである。様々な例では、排煙システム50800、50900は、2つ以上の外部粒子センサ50852を含むことができる。様々な例では、外部粒子センサ50852は、排煙システム50800、50900のハウジングの凹部内に位置する。しかしながら、外部粒子センサ50852は、手術室内の空気品質を検出するために、任意の好適な表面上に配置することができる。様々な例では、外部粒子センサ50852は、濾過されていない空気が手術部位から手術室の大気中に漏出しないことを確実にするために、排煙システム50800、50900の入口50822(図18)、50922(図19)それぞれの付近に位置する。様々な例では、外部粒子センサ50852は、排煙システム50800、50900から流出する空気を分析するために、排煙システム50800、50900の出口ポート50824(図18)、50924(図19)それぞれの付近に位置する。 Particle sensor 50852 is an external sensor located on the exterior of the smoke evacuation system 50800 (FIG. 18), 50900 (FIG. 19). In various examples, the smoke evacuation system 50800, 50900 can include two or more external particle sensors 50852. In various examples, the external particle sensor 50852 is located within a recess in the housing of the smoke evacuation system 50800, 50900. However, external particle sensor 50852 can be placed on any suitable surface to detect air quality within the operating room. In various examples, the external particle sensor 50852 is connected to the inlet 50822 (FIG. 18) of the smoke evacuation system 50800, 50900 to ensure that unfiltered air does not leak from the surgical site into the operating room atmosphere. 50922 (FIG. 19) are located near each. In various examples, the external particle sensor 50852 is installed near the outlet ports 50824 (FIG. 18), 50924 (FIG. 19) of the smoke extraction systems 50800, 50900, respectively, to analyze the air exiting the smoke extraction systems 50800, 50900. Located in

読者は、外部粒子センサ(単数又は複数)50852が手術室の大気を適切に監視するために任意の好適な位置に位置することができることを容易に理解するであろう。加えて、読者は、様々な粒子測定手段が可能であることを容易に理解するであろう。例えば、粒子センサ50852は、光学センサ、レーザーセンサ、光電センサ、イオン化センサ、静電センサ、及び/又はこれらの任意の好適な組み合わせなどの任意の好適な微粒子濃度センサであってもよい。様々なセンサについては、本明細書で更に説明する。 The reader will readily appreciate that the external particle sensor(s) 50852 can be located at any suitable location to adequately monitor the operating room atmosphere. In addition, the reader will readily appreciate that a variety of particle measurement means are possible. For example, particle sensor 50852 may be any suitable particulate concentration sensor, such as an optical sensor, a laser sensor, a photoelectric sensor, an ionization sensor, an electrostatic sensor, and/or any suitable combination thereof. Various sensors are further described herein.

様々な例では、排煙システムのセンサシステムは、手術室の汚染の粒径及び/又は濃度を評価し、検出された空気品質を表示するように構成されている。そのような情報の表示は、例えば、排煙システムの有効性を通信することができる。様々な例では、通信される情報は、排煙システム内のフィルタ(単数又は複数)に関する詳細な情報を含み、汚染された空気及び/又は煙が手術室の大気中に蓄積することを防止することができる。排煙システムは、本明細書に更に記載されるように、例えば、微粒子濃度、温度、流体含有量、及び/又は汚染の割合を感知し、それを発生器に通信して、その出力を調整するように構成することができる。本開示の一態様では、排煙システムは、その流量及び/又はモータ速度を調整し、既定の粒子レベルで、エンドエフェクタによって生成される煙の量を低減するように発生器の出力電力又は波形に動作可能に影響を及ぼすように構成することができる。 In various examples, the sensor system of the smoke evacuation system is configured to assess the particle size and/or concentration of contamination in the operating room and display the detected air quality. Display of such information may, for example, communicate the effectiveness of the smoke evacuation system. In various examples, the information communicated includes detailed information regarding filter(s) within the smoke extraction system to prevent contaminated air and/or smoke from accumulating in the operating room atmosphere. be able to. The smoke extraction system senses, for example, particulate concentration, temperature, fluid content, and/or rate of contamination and communicates it to the generator to adjust its output, as further described herein. It can be configured to: In one aspect of the present disclosure, a smoke evacuation system adjusts its flow rate and/or motor speed and generator output power or waveform to reduce the amount of smoke produced by an end effector at a predetermined particle level. may be configured to operably affect the

様々な例では、本明細書に記載されるセンサシステムを使用して、空気中の汚染物質及び/又は煙が、排煙システム内のフィルタ(単数又は複数)によって適切かつ効率的に除去されているかどうかを検出することができる。手術室の空気品質レベル(単数又は複数)を検出することにより、排煙システムは、高レベルの汚染が手術室の大気中に蓄積するのを防止するように構成されている。センサシステムによって監視されるパラメータを使用して、排煙システムが機能しているか、かつ/又はその意図された目的を実行しているか否かを臨床医に通知することができる。様々な例では、監視されたパラメータを臨床医及び/又は助手が使用して、排煙システム内のフィルタを修理及び/又は交換する必要があることを判定することができる。例えば、外部センサ50852(図18及び図19)が所定の閾値及び/又は許容可能な閾値を上回る汚染物質の粒径及び/又は濃度を検出した場合、臨床医は、排煙システム内のフィルタを修理及び/又は交換する必要があるかどうかを確認するように指示される。 In various examples, the sensor systems described herein can be used to ensure that airborne pollutants and/or smoke are properly and efficiently removed by filter(s) within a smoke extraction system. It is possible to detect whether By detecting the air quality level(s) in the operating room, the smoke evacuation system is configured to prevent high levels of pollution from accumulating in the operating room atmosphere. Parameters monitored by the sensor system can be used to inform a clinician whether the smoke evacuation system is functioning and/or performing its intended purpose. In various examples, the monitored parameters can be used by a clinician and/or assistant to determine the need to repair and/or replace a filter in a smoke extraction system. For example, if the external sensor 50852 (FIGS. 18 and 19) detects a contaminant particle size and/or concentration above a predetermined and/or acceptable threshold, the clinician may remove the filter in the smoke extraction system. You will be prompted to check if it needs to be repaired and/or replaced.

様々な例では、上述のように、排煙システム内のプロセッサは、外部センサの検出されたパラメータを内部センサによって検出されたパラメータと比較する。様々な例では、排煙システムは、例えば、それぞれの個々のフィルタの後など、流路に沿った様々な点に位置する複数の内部センサを備える。読者は、内部センサをフィルタ効率に関する有意義な比較を提供するように流路全体にわたる任意の点に配置することができることを理解するであろう。この検出された情報を使用して、臨床医は、特定の位置にあるフィルタが空気から汚染物質及び/又は煙を効果的に除去することができていないと判定することができる。そのような例では、臨床医は、修理及び/又は交換のために注意を必要とするフィルタ(又は濾過層)の正確な位置を指示される。 In various examples, as described above, a processor within the smoke evacuation system compares the detected parameters of the external sensor to the parameters detected by the internal sensor. In various examples, the smoke evacuation system includes multiple internal sensors located at various points along the flow path, such as after each individual filter. The reader will appreciate that internal sensors can be placed at any point throughout the flow path to provide meaningful comparisons regarding filter efficiency. Using this detected information, a clinician can determine that a filter at a particular location is not effectively removing pollutants and/or smoke from the air. In such instances, the clinician is directed to the exact location of the filter (or filtration layer) that requires attention for repair and/or replacement.

様々な例では、センサシステムは、手術室の大気中の汚染物質及び/又は粒子の希釈を評価するように構成されている。本明細書で説明するように、内部センサ(単数又は複数)は、流路に沿った任意の好適な位置に位置することができる。内部センサが排煙システムの出口ポート付近かつフィルタ(単数又は複数)の下流に位置する場合、内部センサは、オペレーティングシステムの大気中に放出される粒子のサイズ及び/又は濃度を効果的に測定している。換言すれば、内部センサは、濾過プロセス中に捕捉されなかった粒子及び/又は汚染物質を検出するように構成されている。外部センサは、手術室の大気全体にわたって希釈された粒子の濃度及び/又はサイズを監視するように構成されている。内部センサと外部センサとの読み取り値間の差は、特定の手術室の空気品質を判定するために重要であり得る。 In various examples, the sensor system is configured to assess contaminant and/or particle dilution in the operating room atmosphere. As described herein, the internal sensor(s) may be located at any suitable location along the flow path. When the internal sensor is located near the exit port of the smoke extraction system and downstream of the filter(s), the internal sensor effectively measures the size and/or concentration of particles emitted into the atmosphere of the operating system. ing. In other words, the internal sensor is configured to detect particles and/or contaminants that were not captured during the filtration process. The external sensor is configured to monitor the concentration and/or size of diluted particles throughout the operating room atmosphere. The difference between internal and external sensor readings can be important for determining the air quality of a particular operating room.

大気中に放出される粒子のサイズ及び/又は濃度は、例えば、手術室のサイズ及び/又は手術室内の換気などのパラメータに基づいて、手術室内の空気品質に様々な影響を与えることがある。一例では、放出される粒子のサイズ及び/又は濃度は、より小さい手術室内で放出された場合には、同じサイズ及び/又は濃度の粒子がより大きな手術室内に放出された場合よりも、空気品質により有害な影響を与えることがある。様々な例では、手術室内の換気システムの存在及び/又は効率は、排煙システムからの粒子の放出に応じて空気品質がどのように変動するかに影響を与えることがある。例えば、換気システムを有さない手術室又は非効率的な換気システムを有する手術室では、排煙システムからの放出された粒子は、潜在的に有害なレベルまでより迅速に蓄積して、手術室内の空気品質を不満足なものにすることがある。 The size and/or concentration of particles emitted into the atmosphere may have varying effects on the air quality within the operating room, based on parameters such as, for example, the size of the operating room and/or the ventilation within the operating room. In one example, the size and/or concentration of emitted particles may be higher in air quality when emitted within a smaller operating room than when particles of the same size and/or concentration are emitted into a larger operating room. may have harmful effects. In various examples, the presence and/or efficiency of a ventilation system within an operating room may influence how air quality varies in response to particulate emissions from the smoke extraction system. For example, in operating rooms without ventilation systems or with inefficient ventilation systems, emitted particles from the smoke extraction system can accumulate more quickly to potentially harmful levels and cause can lead to unsatisfactory air quality.

様々な例では、センサシステムによって検出された情報を使用して、排煙システムの1つ以上のモータ機能を制御することができる。外科処置の開始前に、外部センサは、初期空気品質レベルを検出することができる。空気品質は、外科処置全体にわたって連続的に監視することができる。しかしながら、読者は、空気品質を任意の好適な速度で監視することができることを理解するであろう。外部センサは、検出された情報を排煙システムのプロセッサ(例えば、図5及び図6のプロセッサ50308及び50408それぞれ)に通信する。プロセッサは、初期空気品質レベルをベースラインとして使用して、連続的に検出された空気品質レベルと比較する。プロセッサが、外部センサ50852によって検出された空気品質レベル(単数又は複数)が手術室の大気中のより高い汚染物質の粒径及び/又は濃度の兆候を示すと判定する場合、プロセッサは、より高いレベルで動作するようにモータに指示する。モータが増加した速度で作動することにより、より多くの汚染された空気及び/又は煙が濾過のために手術部位から排煙システム50800、50900内に引き込まれる。様々な例では、プロセッサは、煙を発生させる焼灼装置及び/又は他の電気外科用装置がアクティブであると内部センサ50838が判定すると、処置中に排煙システム50800、50900内に向けられた汚染された空気及び/又は煙の流量を増加させる命令を記憶する。煙を発生させる外科用装置の起動を検出することにより、排煙システム50800、50900は、モータ制御部を介して手術室の大気中に高レベルの汚染が蓄積するのを防止する。 In various examples, information detected by the sensor system can be used to control one or more motor functions of the smoke evacuation system. Prior to the start of the surgical procedure, external sensors can detect initial air quality levels. Air quality can be continuously monitored throughout the surgical procedure. However, the reader will appreciate that air quality can be monitored at any suitable rate. The external sensor communicates the detected information to a processor of the smoke evacuation system (eg, processors 50308 and 50408 of FIGS. 5 and 6, respectively). The processor uses the initial air quality level as a baseline to compare to continuously detected air quality levels. If the processor determines that the air quality level(s) detected by the external sensor 50852 is indicative of a higher particle size and/or concentration of contaminants in the operating room atmosphere, the processor Instructs the motor to operate at level. By operating the motor at an increased speed, more contaminated air and/or smoke is drawn from the surgical site into the smoke evacuation system 50800, 50900 for filtration. In various examples, the processor determines that contamination directed into the smoke evacuation system 50800, 50900 during a procedure when the internal sensor 50838 determines that a smoke-generating ablation device and/or other electrosurgical device is active. instructions to increase the air and/or smoke flow rate. By detecting activation of a surgical device that generates smoke, the smoke evacuation system 50800, 50900 prevents high levels of contamination from building up in the operating room atmosphere via the motor control.

様々な例では、モータ速度レベルは、手術室の大気が許容できない空気品質レベルを有するとプロセッサが判定すると、自動的に制御される。様々な例では、モータ速度レベルは、煙を発生させる外科用装置が起動されたとプロセッサが判定すると、自動的に制御される。例えば、外部センサ50852が所定の閾値を上回る手術室の大気中の汚染レベルを検出すると、プロセッサは、より速い速度で動作するようにモータに自動的に指示することができる。次いで、外部センサ50852が所定の閾値を下回って低下する汚染レベルを検出すると、プロセッサは、モータの速度を自動的に減少させる。様々な例では、モータ速度レベルは、臨床医が許容できない空気品質レベルを通知された後に、手動で制御される。様々な例では、モータ速度レベルは、臨床医が煙を発生させる外科用装置を起動させた後に、手動で制御される。読者は、自動制御及び/又は手動制御の任意の好適な組み合わせを排煙システム50800、50900の制御アルゴリズムに実装する及び/又は組み込むことができることを理解するであろう。 In various examples, the motor speed level is automatically controlled when the processor determines that the operating room atmosphere has an unacceptable air quality level. In various examples, the motor speed level is automatically controlled when the processor determines that the surgical device that produces smoke is activated. For example, if the external sensor 50852 detects a level of pollution in the operating room atmosphere above a predetermined threshold, the processor can automatically instruct the motor to operate at a faster speed. The processor then automatically reduces the speed of the motor when the external sensor 50852 detects a contamination level that falls below a predetermined threshold. In various examples, motor speed levels are manually controlled after a clinician is notified of an unacceptable air quality level. In various examples, the motor speed level is manually controlled after a clinician activates a surgical device that generates smoke. The reader will appreciate that any suitable combination of automatic and/or manual controls may be implemented and/or incorporated into the control algorithm of the smoke evacuation system 50800, 50900.

様々な例では、排煙システムのプロセッサは、外部センサ50852が手術室の大気の許容できない、かつ/又は増加した汚染レベルを検出するときを認識することができる。そのような検出は、排煙システム50800、50900が非効率的であることを示す。検出された非効率性は、1つ以上のフィルタが機能していないこと、かつ/又は交換する必要があることを示すことができる。臨床医に機能していないフィルタが通知されると、臨床医は、交換フィルタが将来のメンテナンスのために在庫にあることを確実にして、遅延(単数又は複数)を防止することができる。 In various examples, the smoke evacuation system processor can recognize when external sensor 50852 detects unacceptable and/or increased contamination levels in the operating room atmosphere. Such detection indicates that the smoke evacuation system 50800, 50900 is inefficient. The detected inefficiency may indicate that one or more filters are not functioning and/or need to be replaced. Once the clinician is notified of a non-functioning filter, the clinician can ensure that a replacement filter is in stock for future maintenance to prevent delay(s).

様々な例では、排煙システムを外科処置中にカメラスコープと組み合わせて使用して、手術部位からの汚染物質及び/又は煙の排出を効率的に管理することができる。例えば、排煙システム50800、50900は、撮像モジュール238及び内視鏡239(図47)と組み合わせて使用することができる。本開示の一態様では、ハブ206(図48)などの外科用ハブは、例えば、撮像モジュール238と排煙器226(図48)などの外科用排出システムとの間の通信を調整することができる。カメラスコープは、特定のサンプル速度で一連の画像をキャプチャすることによって、空気中の視覚的閉塞を監視するように構成されている。収集された画像は、評価のためにプロセッサ(例えば、図5及び図6のプロセッサ50308、50408それぞれ)に送信される。様々な例では、プロセッサはまた、本明細書に記載されるように、内部センサ50838及び/又は外部センサ50852を含むことができるセンサシステムから監視されたデータを受信するように構成されている。プロセッサは、カメラスコープから受信した画像とセンサシステムから受信した粒子数及び/又は濃度とを比較して、相関(単数又は複数)を判定し、手術部位及び/又は手術室の大気からの煙及び/又は汚染の排出効率を改善するように構成されている。 In various examples, smoke evacuation systems can be used in conjunction with camera scopes during surgical procedures to efficiently manage contaminant and/or smoke emissions from the surgical site. For example, smoke evacuation systems 50800, 50900 can be used in combination with imaging module 238 and endoscope 239 (FIG. 47). In one aspect of the present disclosure, a surgical hub, such as hub 206 (FIG. 48), may coordinate communication between, for example, imaging module 238 and a surgical evacuation system, such as smoke evacuator 226 (FIG. 48). can. The camera scope is configured to monitor visual occlusions in the air by capturing a series of images at a specific sample rate. The collected images are sent to a processor (eg, processors 50308, 50408 of FIGS. 5 and 6, respectively) for evaluation. In various examples, the processor is also configured to receive monitored data from a sensor system that can include internal sensors 50838 and/or external sensors 50852, as described herein. The processor compares the images received from the camera scope and the number and/or concentration of particles received from the sensor system to determine correlation(s) and detect smoke and/or smoke from the surgical site and/or operating room atmosphere. and/or configured to improve pollution evacuation efficiency.

そのような例では、排煙システムのモータの速度に対して粒子数測定値を調和させるために、カメラスコープによって判定された視覚的閉塞、並びにセンサシステムによって判定された粒子数及び/又は濃度は、比較される。センサシステム及びカメラスコープから収集されたデータを比較すると、プロセッサは、多数の工程のうちのいずれかを行うことができる。例えば、比較に基づいて、プロセッサは、排煙システムをオンにすること、排煙システムのモータ速度を増加させること、排煙システムのモータ速度を減少させること、及び/又は排煙システムをオフにすることを決定することができる。様々な例では、比較は自動的に行われる。しかしながら、読者は、手動起動後にそのような比較を行うことができることを理解するであろう。 In such instances, the visual occlusion determined by the camera scope and the particle number and/or concentration determined by the sensor system are , compared. Upon comparing the data collected from the sensor system and camera scope, the processor can take any of a number of steps. For example, based on the comparison, the processor may turn on the smoke evacuation system, increase the motor speed of the smoke evacuation system, decrease the motor speed of the smoke evacuation system, and/or turn off the smoke evacuation system. can decide to do so. In various examples, the comparison is made automatically. However, the reader will understand that such comparisons can be made after manual activation.

様々な例では、カメラスコープによってキャプチャされた画像、並びにセンサシステムによって検出された粒子数及び/又は濃度は、ベースライン比較としてメモリに記憶することができる。将来の外科処置では、臨床医及び/又は助手は、カメラスコープによって収集された画像を単独で使用して、煙及び/又は汚染物質の密度を確認することができる。そのような例では、カメラスコープによって検出された視覚的閉塞は、特定の粒子数及び/又は濃度に関連付けられる。プロセッサが空気を分析した後、プロセッサは、多数の工程のうちのいずれかを行うことができる。例えば、記憶されたベースライン比較を考慮して、カメラスコープによってキャプチャされた分析された画像に基づいて、プロセッサは、排煙システムをオンにすること、排煙システムのモータ速度を増加させること、排煙システムのモータ速度を減少させること、及び/又は排煙システムをオフにすることを決定することができる。 In various examples, images captured by the camera scope and particle counts and/or concentrations detected by the sensor system can be stored in memory as a baseline comparison. In future surgical procedures, the clinician and/or assistant may use the images collected by the camera scope alone to confirm the density of smoke and/or contaminants. In such an example, the visual occlusion detected by the camera scope is associated with a particular particle number and/or concentration. After the processor analyzes the air, the processor can perform any of a number of steps. For example, taking into account the stored baseline comparison and based on the analyzed image captured by the camera scope, the processor may turn on the smoke evacuation system, increase the motor speed of the smoke evacuation system, A decision may be made to reduce the motor speed of the smoke evacuation system and/or to turn off the smoke evacuation system.

様々な例では、状況認識は、本明細書に記載される意思決定プロセスに更に通知することができる。例えば、スコープからの画像は、特定の外科処置及び/又はその工程の文脈において有意義であり得、これは、排煙システム及び/又はそれと通信するハブの状況認識に基づいて構成及び/又は判定することができる。例えば、特定の外科処置及び/若しくはその特定の工程の間、並びに/又は特定の種類の組織を治療する際に、より多くの煙が予想され得る。 In various examples, situational awareness can further inform the decision-making process described herein. For example, images from a scope may be meaningful in the context of a particular surgical procedure and/or its process, which is configured and/or determined based on the situational awareness of the smoke evacuation system and/or the hub communicating therewith. be able to. For example, more smoke may be expected during certain surgical procedures and/or certain steps thereof and/or when treating certain types of tissue.

様々な例では、排煙システムは、手術室内に位置する他の外科用装置及び/又はハブと無線通信して、外科処置中の排煙の効率を改善する。例えば、外科用装置の発生器の起動は、排煙システムに情報を転送する集中ハブに通信されてもよい。集中ハブは、排煙システムへの通信のために、外科用エネルギー装置を通る電流を検出すること、かつ/又は発生器の電力引き込みの変化を感知することができる。様々な例では、集中ハブは、外科処置及び/又は起動された外科用装置に関連する情報を記憶することができる。そのような情報としては、例えば、特定の外科処置中に発生する煙の予測される量を挙げることができ、特定の外科用装置及び/又は特定の患者の組織組成物に関連する情報を使用して、予測される量を判定することができる。そのような情報を受信することにより、排煙システムが特定の排煙速度を予測して、煙及び/又は汚染物質を手術部位からより効率的に移動させることを可能にすることができる。読者は、様々な外科用装置が排煙システムに直接、及び/又は集中ハブを介して間接的に情報を通信することができることを理解するであろう。集中ハブは、例えば、外科用ハブ206(図48)などの外科用ハブであってもよい。 In various examples, the smoke evacuation system wirelessly communicates with other surgical equipment and/or hubs located within the operating room to improve the efficiency of smoke evacuation during surgical procedures. For example, activation of a surgical device's generator may be communicated to a central hub that forwards information to a smoke evacuation system. The centralization hub can detect electrical current through the surgical energy device and/or sense changes in generator power draw for communication to the smoke evacuation system. In various examples, the central hub may store information related to surgical procedures and/or activated surgical devices. Such information may include, for example, the expected amount of smoke generated during a particular surgical procedure, using information related to a particular surgical device and/or a particular patient's tissue composition. The expected amount can then be determined. Receiving such information may enable the smoke evacuation system to predict a particular smoke evacuation rate to more efficiently move smoke and/or contaminants from the surgical site. The reader will appreciate that various surgical devices can communicate information directly to the smoke evacuation system and/or indirectly through a central hub. The centralization hub may be, for example, a surgical hub, such as surgical hub 206 (FIG. 48).

様々な例では、排煙システムは、手術室内に位置する他の外科用装置及び/又はハブと有線通信して、外科処置中の排煙の効率を改善する。そのような有線通信は、発生器の起動の通信のために、発生器と排煙システムとの間のケーブル相互接続を介して確立することができる。例えば、起動インジケーション信号ケーブルが、外科用装置の発生器と排煙システムとの間に接続されてもよい。発生器が起動され、かつ信号が有線接続を介して受信されると、排煙システムは、自動的に起動する。 In various examples, the smoke evacuation system is in wired communication with other surgical equipment and/or hubs located within the operating room to improve the efficiency of smoke evacuation during surgical procedures. Such wired communication may be established via a cable interconnection between the generator and the smoke evacuation system for communication of generator activation. For example, an activation indication signal cable may be connected between a generator of a surgical device and a smoke evacuation system. When the generator is activated and a signal is received via the wired connection, the smoke evacuation system automatically activates.

外科用装置の発生器及び/又は集中ハブ及び/又は排煙システム間の無線及び/又は有線通信は、起動された外科用装置に関する情報を含むことができる。そのような情報としては、例えば、外科用装置の現在の動作モード、並びに/又は特定のエネルギー設定及び/若しくは送達の強度に関する情報を挙げることができる。様々な例では、そのような情報が外科用装置から通信されると、集中ハブ及び/又は排煙システムのメモリは、将来の使用のためにそのような情報を記憶するように構成されている。例えば、集中ハブは、特定の処置中に使用される外科用装置に関する情報、並びに平均的な煙及び/若しくは汚染物質の数及び/又は濃度を記憶することができる。将来の外科処置では、同じ(又は類似の)外科用装置が同じ(又は類似の)種類の組織を治療する同じ(又は類似の)外科処置で起動されると、集中ハブは、煙及び/又は汚染物質の蓄積の前に、そのような情報を排煙システムに通信することができる。 Wireless and/or wired communications between the surgical device's generator and/or central hub and/or smoke evacuation system may include information regarding the activated surgical device. Such information may include, for example, information regarding the current mode of operation of the surgical device and/or particular energy settings and/or intensity of delivery. In various examples, once such information is communicated from the surgical device, the memory of the central hub and/or smoke evacuation system is configured to store such information for future use. . For example, the central hub may store information regarding surgical equipment used during a particular procedure, as well as the number and/or concentration of average smoke and/or contaminants. In future surgical procedures, when the same (or similar) surgical device is activated in the same (or similar) surgical procedure treating the same (or similar) type of tissue, the centralization hub will Such information can be communicated to the smoke extraction system prior to contaminant accumulation.

様々な例では、排煙システムは、手術室の大気中の検出された汚染レベルを臨床医に通知するように構成されている。排煙システムは、センサシステムを利用して、第1の内部センサと第2の外部センサとによって検出された粒子の粒径及び/又は濃度の間の差を監視することができる。様々な例では、検出された汚染レベルが所定の閾値を上回る場合、センサシステムの監視されたパラメータを使用して、臨床医及び/又は助手に警告することができる。 In various examples, the smoke evacuation system is configured to notify clinicians of detected levels of contamination in the operating room atmosphere. The smoke evacuation system may utilize a sensor system to monitor differences between the particle size and/or concentration of particles detected by a first internal sensor and a second external sensor. In various examples, the monitored parameters of the sensor system can be used to alert the clinician and/or assistant if the detected contamination level exceeds a predetermined threshold.

様々な例では、プロセッサは、センサシステムによって監視されたパラメータを示すようにディスプレイに指示する。様々な例では、ディスプレイは、排煙システムのハウジングの外部に位置する。プロセッサはまた、監視されたパラメータを手術室内に位置する他の外科用器具及び/又はハブと通信して、インタラクティブ外科システムの状況認識を支援することができる。このようにして、他の外科用器具及び/又はハブを、より効率的に一緒に使用することができる。監視されたパラメータが手術室全体にわたって通信される状況では、臨床医及び/又は助手は、手術室の周囲の様々なディスプレイからの汚染警告を見ることができる。監視されたパラメータは、排煙システム上のディスプレイに加えて、手術室内の複数のモニタ上に表示することができる。読者は、ディスプレイの任意の好適な組み合わせを使用して、手術室内の検出された空気品質を通信することができることを理解するであろう。 In various examples, the processor directs the display to indicate parameters monitored by the sensor system. In various examples, the display is located external to the housing of the smoke evacuation system. The processor can also communicate the monitored parameters with other surgical instruments and/or hubs located within the operating room to support situational awareness of the interactive surgical system. In this way, other surgical instruments and/or hubs can be used together more efficiently. In situations where monitored parameters are communicated throughout the operating room, clinicians and/or assistants can see contamination alerts from various displays around the operating room. The monitored parameters can be displayed on multiple monitors within the operating room in addition to the display on the smoke evacuation system. The reader will appreciate that any suitable combination of displays may be used to communicate detected air quality within the operating room.

図30は、手術室の大気の空気品質を監視して、検出された空気品質が所定の閾値を上回り、かつ/又は潜在的に有害になると、臨床医に警告するように構成された、排煙システム53000を示す。排煙システム53000は、多くの点で排煙システム50600(図7)に類似している。例えば、排煙システム53000は、発生器50640と、第1の電気接続部50642と、外科用器具50630と、吸引ホース50636と、を含む。図30に示すように、様々な例では、排煙システム53000は、ディスプレイ又は空気品質指標スクリーン53002を備える。空気品質指標スクリーン53002は、本明細書で更に説明し、かつ図18及び図19に示すセンサ50830、50832、50836、50838、50840、50846、50848、50850、50852のうちの1つ以上を含むセンサシステムなどのセンサシステムによって検出された情報を表示するように構成されている。プロセッサ50308及び/又は50408(図5及び図6)などのプロセッサは、センサシステム及び空気品質指標スクリーン53002と信号通信することができる。様々な例では、空気品質指標スクリーン53002は、汚染物質が有害なレベルで手術室の大気中に循環されていないことを検証するために、外部センサ50852によって監視された汚染物質粒子数を表示するように構成されている。 FIG. 30 shows an exhaust system configured to monitor the air quality of an operating room atmosphere and alert a clinician when the detected air quality exceeds a predetermined threshold and/or is potentially harmful. Smoke system 53000 is shown. Smoke evacuation system 53000 is similar in many respects to smoke evacuation system 50600 (FIG. 7). For example, smoke evacuation system 53000 includes a generator 50640, a first electrical connection 50642, a surgical instrument 50630, and a suction hose 50636. As shown in FIG. 30, in various examples, the smoke evacuation system 53000 includes a display or air quality indicator screen 53002. Air quality indicator screen 53002 includes one or more of sensors 50830, 50832, 50836, 50838, 50840, 50846, 50848, 50850, 50852 as further described herein and shown in FIGS. The sensor system is configured to display information detected by a sensor system such as a sensor system. A processor, such as processor 50308 and/or 50408 (FIGS. 5 and 6), can be in signal communication with the sensor system and air quality indicator screen 53002. In various examples, air quality indicator screen 53002 displays pollutant particle counts monitored by external sensor 50852 to verify that pollutants are not being circulated into the operating room atmosphere at harmful levels. It is configured as follows.

様々な例では、排煙システム53000は、排煙システム53000の排出器ハウジング内に収容されたフィルタを置き換える及び/又は交換するために臨床医がアクセス可能なラッチドア53004を備える。例えば、排煙システム53000を通る微粒子濃度を監視することによって、そのプロセッサは、1つ以上のフィルタが実質的に閉塞され、かつそれらの耐用年数の終了に接近している、したがって交換する必要があると判定することができる。そのような例では、臨床医は、ラッチドア53004を開いて、1つ以上のフィルタを交換することができる。本明細書で更に説明するように、排煙システム53000内の内部センサの相対的配置に基づいて、交換する必要のある特定のフィルタ及び/又はフィルタ(単数又は複数)を特定することができる。 In various examples, the smoke evacuation system 53000 includes a latching door 53004 that is accessible to a clinician to replace and/or replace a filter contained within the ejector housing of the smoke evacuation system 53000. For example, by monitoring particulate concentrations through the smoke extraction system 53000, the processor may determine that one or more filters are substantially blocked and nearing the end of their useful life and therefore need to be replaced. It can be determined that there is. In such an example, a clinician may open the latch door 53004 to replace one or more filters. As further described herein, the particular filter and/or filter(s) that need to be replaced can be identified based on the relative placement of internal sensors within the smoke evacuation system 53000.

様々な例では、プロセッサ50308及び/又は50408(図5及び図6)などのプロセッサは、検出された粒径及び/又は濃度などの煙パラメータをディスプレイ53002に通信するように構成されている。ディスプレイ53002は、そのような検出された情報を任意の好適な方法で表示するように構成されている。例えば、ディスプレイ53002は、センサシステム全体にわたって、内部及び外部のそれぞれのセンサによって検出された汚染レベルを示すことができる。様々な例では、ディスプレイ53002は、空気品質が所定の閾値を満たさない場合にのみ情報を表示するように構成されている。様々な例では、ディスプレイ53002は、どの情報を表示するか及び/又はその情報が表示される位置を臨床医が決定することを可能にするタッチスクリーンを含む。 In various examples, a processor, such as processor 50308 and/or 50408 (FIGS. 5 and 6), is configured to communicate smoke parameters, such as detected particle size and/or concentration, to display 53002. Display 53002 is configured to display such detected information in any suitable manner. For example, display 53002 can show the contamination level detected by each internal and external sensor throughout the sensor system. In various examples, display 53002 is configured to display information only if the air quality does not meet a predetermined threshold. In various examples, display 53002 includes a touch screen that allows the clinician to determine what information to display and/or where that information is displayed.

様々な例では、ディスプレイ53002は、グラフィカルインターフェース、LCDスクリーン、及び/又はタッチスクリーンを含む。読者は、検出された情報及び/又はこれらの組み合わせを表示する任意の好適な手段を排煙システム53000で使用することができることを理解するであろう。例えば、ディスプレイ53002としてLED光を使用することができる。プロセッサ50308及び/又は50408(図5及び図6)が、許容できない空気品質が手術室内に存在すると判定すると、プロセッサ50308及び/又は50408は、LED光を起動させるように構成されている。 In various examples, display 53002 includes a graphical interface, an LCD screen, and/or a touch screen. The reader will appreciate that any suitable means of displaying detected information and/or combinations thereof may be used in the smoke evacuation system 53000. For example, an LED light can be used as the display 53002. When processor 50308 and/or 50408 (FIGS. 5 and 6) determines that unacceptable air quality exists within the operating room, processor 50308 and/or 50408 is configured to activate the LED light.

図31は、例えば、図5及び図6のメモリ50310及び50410などの外科用排出システムのメモリによって記憶された命令53100の表現を示す。様々な例では、本明細書に開示される外科用排出システムは、図31の命令53100を利用することができる。更に、読者は、特定の例では、図31の命令53100を本明細書に記載される1つ以上の追加のアルゴリズム及び/又は命令と組み合わせることができることを容易に理解するであろう。メモリに記憶された命令53100は、例えば、図5及び図6のプロセッサ50308及び/又は50408などのプロセッサによって実施することができる。 FIG. 31 shows a representation of instructions 53100 stored by a memory of a surgical evacuation system, such as memories 50310 and 50410 of FIGS. 5 and 6, for example. In various examples, the surgical evacuation systems disclosed herein can utilize instructions 53100 of FIG. 31. Furthermore, the reader will readily appreciate that, in certain examples, instructions 53100 of FIG. 31 can be combined with one or more additional algorithms and/or instructions described herein. Instructions 53100 stored in memory may be implemented by a processor, such as processor 50308 and/or 50408 of FIGS. 5 and 6, for example.

更に図31を参照すると、上述したように、センサ50838(図18及び図19)などの内部センサは、流体の粒径及び/又は濃度などの内部パラメータを監視するように構成されている。流体が流路を通って流れると、粒子及び/又は汚染物質は、流体が外科用排出システムを出る前に濾過される。外科用排出システムの外部ハウジング上に位置するセンサ50852(図18及び図19)などの外部センサは、濾過された流体が外科用排出システムを出る際の外部パラメータを監視するように構成されている。そのような外部パラメータとしては、例えば、手術室内の大気中の粒子の粒径及び/又は濃度が挙げられる。 Still referring to FIG. 31, as discussed above, internal sensors, such as sensor 50838 (FIGS. 18 and 19), are configured to monitor internal parameters such as fluid particle size and/or concentration. As the fluid flows through the channel, particles and/or contaminants are filtered before the fluid exits the surgical drainage system. An external sensor, such as sensor 50852 (FIGS. 18 and 19) located on the external housing of the surgical drainage system, is configured to monitor external parameters as the filtered fluid exits the surgical drainage system. . Such external parameters include, for example, the particle size and/or concentration of particles in the atmosphere within the operating room.

命令53100のブロック53102で、プロセッサは、検出された内部パラメータ及び検出された外部パラメータに関して、それぞれ内部センサ及び外部センサに問い合わせるように構成されている。様々な例では、プロセッサは、この情報に関して内部センサ及び外部センサに連続的に問い合わせる。しかしながら、任意の好適なサンプル速度を使用することができる。次いで、プロセッサは、ブロック53104で、内部センサ及び外部センサから受信した情報を分析して、外科用排出システムの効率レベルを判定するように構成されている。外科用排出システムの効率レベルを判定した後、プロセッサは、ブロック53106で、ディスプレイ上に判定された効率レベルを表示するように構成されている。そのような表示としては、内部センサ及び外部センサから受信した生情報、プロセッサによって判定された効率レベル、及び/又は効率レベルが所定の閾値未満の場合の臨床医への警告を挙げることができる。所定の閾値未満であることは、例えば、フィルタを交換する必要があること、及び/又は粒子が効率的に濾過されておらず、手術室の大気中に蓄積していることを示すことができる。 At block 53102 of instructions 53100, the processor is configured to interrogate internal and external sensors for detected internal parameters and detected external parameters, respectively. In various examples, the processor continuously interrogates internal and external sensors for this information. However, any suitable sample rate can be used. The processor is then configured to analyze information received from the internal and external sensors to determine an efficiency level of the surgical drainage system at block 53104. After determining the efficiency level of the surgical evacuation system, the processor is configured to display the determined efficiency level on the display at block 53106. Such indications may include raw information received from internal and external sensors, an efficiency level determined by the processor, and/or a warning to a clinician if the efficiency level is below a predetermined threshold. Being below a predetermined threshold may indicate, for example, that the filter needs to be replaced and/or that particles are not being filtered efficiently and are accumulating in the operating room atmosphere. .

図32は、図31に表されたものと同様の、外科用排出システムのメモリによって記憶された命令53200の表現を示す。様々な例では、本明細書に開示される外科用排出システムは、図32の命令を利用することができる。更に、読者は、特定の例では、図32の命令を本明細書に記載される1つ以上の追加のアルゴリズム及び/又は命令と組み合わせることができることを容易に理解するであろう。命令は、例えば、図5及び図6のメモリ50310及び/若しくは50410並びに/又はプロセッサ50308及び/若しくは50408などの、メモリに記憶して、プロセッサによって実行することができる。 FIG. 32 shows a representation of instructions 53200 stored by the memory of a surgical evacuation system similar to that represented in FIG. In various examples, the surgical evacuation systems disclosed herein can utilize the instructions of FIG. 32. Furthermore, the reader will readily appreciate that, in certain examples, the instructions of FIG. 32 can be combined with one or more additional algorithms and/or instructions described herein. The instructions may be stored in memory and executed by a processor, such as, for example, memory 50310 and/or 50410 and/or processor 50308 and/or 50408 of FIGS. 5 and 6.

更に図32を参照すると、ブロック53202で外科処置の開始前に、プロセッサは、ベースライン空気品質パラメータに関してセンサ50852(図18及び図19)などの外部センサに問い合わせるように構成されている。ベースライン空気品質パラメータは、外科処置前の手術室の空気品質を示す。ブロック53204で、プロセッサは、外科処置が進行中であることを認識するために、内部センサに連続的に問い合わせるように構成されている。外科処置が行われているとプロセッサが判定した後、プロセッサは、ブロック53206で、外部センサに連続的に問い合わせる。例えば、ブロック53208でなど、外部センサによって検出された空気品質が劣化しているとプロセッサが判定すると、プロセッサは、ブロック53210で、モータの速度を増加させて、より多くの流体を外科用排出システム内に向けるように構成されている。ブロック53212でなど、検出された空気品質がベースライン空気品質と同じである場合、プロセッサは、ブロック53214で、モータの速度を維持するように構成されている。例えば、ブロック53216でなど、検出された空気品質がベースライン空気品質から改善されている場合、プロセッサは、ブロック53218で、モータの速度を維持又減少させるように構成されている。様々な例では、プロセッサは、情報に関して内部センサ及び外部センサに連続的に問い合わせる。しかしながら、任意の好適なサンプル速度を使用することができる。 Still referring to FIG. 32, prior to beginning the surgical procedure at block 53202, the processor is configured to interrogate an external sensor, such as sensor 50852 (FIGS. 18 and 19), regarding baseline air quality parameters. Baseline air quality parameters indicate the air quality of the operating room prior to the surgical procedure. At block 53204, the processor is configured to continuously interrogate internal sensors to recognize that a surgical procedure is in progress. After the processor determines that a surgical procedure is being performed, the processor continuously interrogates external sensors at block 53206. For example, if the processor determines that the air quality as detected by an external sensor is degraded, such as at block 53208, the processor increases the speed of the motor at block 53210 to direct more fluid to the surgical evacuation system. It is designed to face inward. If the detected air quality is the same as the baseline air quality, such as at block 53212, the processor is configured to maintain the speed of the motor at block 53214. If the detected air quality is improved from the baseline air quality, such as at block 53216, the processor is configured to maintain or decrease the speed of the motor at block 53218. In various examples, the processor continuously interrogates internal and external sensors for information. However, any suitable sample rate can be used.

排煙システムは、手術室から有害な毒性物質及び/又は不快な臭気を除去することによって、電気外科システムにおいて重要な役割を果たす。しかしながら、特定の排煙システムの制御及び調整機能は、欠如していることがあり、これは、例えば、モータ寿命の低下及び/又はフィルタ寿命の劣化をもたらす可能性がある。 Smoke evacuation systems play an important role in electrosurgical systems by removing harmful toxic substances and/or unpleasant odors from the operating room. However, control and regulation capabilities of certain smoke evacuation systems may be lacking, which may result in reduced motor life and/or filter life, for example.

本開示の一態様では、センサは、排出システムの流路内の様々な点を通って移動する流体中の粒子の存在を検出するように配置して構成することができる。本開示のいくつかの態様では、制御回路を利用して、流路に沿った様々な点における検出された微粒子濃度に基づいて、排出システムのポンプを駆動するモータの速度を変更することができる。加えて又は代わりに、制御回路を利用して、流路内の様々な点における検出された圧力に基づいて、モータの速度を変更することができる。 In one aspect of the present disclosure, a sensor may be arranged and configured to detect the presence of particles in a fluid traveling through various points within a flow path of an evacuation system. In some aspects of the present disclosure, a control circuit can be utilized to vary the speed of a motor driving a pump of an evacuation system based on detected particulate concentrations at various points along a flow path. . Additionally or alternatively, a control circuit can be utilized to vary the speed of the motor based on detected pressures at various points within the flow path.

排出システムのモータ速度の効率的な調整により、モータの寿命を増加させる、及び/又はフィルタ寿命を増加させることができる。更なる利点としては、例えば、潜在的なエネルギー節約及び手術室におけるノイズの低減が挙げられる。 Efficient adjustment of the evacuation system motor speed can increase motor life and/or increase filter life. Additional benefits include, for example, potential energy savings and reduced noise in the operating room.

本明細書で説明したように、電気外科用器具は、組織を切断するために、並びに/又は標的組織の中及び/若しくは付近の血管を焼灼するために、患者の標的組織にエネルギーを送達する。切断及び焼灼により、煙が空気中に放出されることになり得る。様々な例では、煙は、本明細書に更に記載されるように、不快であり、施術者の視界に対して妨げになり、かつ吸入すると健康に悪い場合がある。電気外科システムは、結果として生じる煙を捕捉して、捕捉された煙を1つ以上のフィルタを介して向けて、濾過された煙を排出する、排出システムを用いることができる。より具体的には、煙は、真空管を介して排出システムを通って移動することができる。有害な毒性物質及び不快な臭気は、煙が排出システム内のフィルタのうちの1つ以上を通って移動する際に、煙から濾過することができる。濾過された空気は、その後、排気ポートを介して排気として排出システムを出ることができる。 As described herein, an electrosurgical instrument delivers energy to a target tissue of a patient to cut tissue and/or cauterize blood vessels in and/or near the target tissue. . Cutting and cauterizing can result in smoke being released into the air. In various instances, smoke may be unpleasant, obstruct the practitioner's vision, and be unhealthy if inhaled, as further described herein. The electrosurgical system can employ an evacuation system that captures the resulting smoke, directs the captured smoke through one or more filters, and expels the filtered smoke. More specifically, smoke can be moved through the evacuation system via vacuum tubes. Harmful toxic substances and unpleasant odors can be filtered from the smoke as it travels through one or more of the filters in the exhaust system. The filtered air can then exit the exhaust system as exhaust air through the exhaust port.

本開示の様々な態様では、排出システムは、フィルタレセプタクル又はソケットを含む。フィルタレセプタクルは、フィルタを受容するように構成されている。排出システムはまた、封止された容積式流路を有するポンプと、ポンプを駆動するモータとを含む。ポンプの封止された容積式流路は、ポンプ内の流体の1つ以上の循環経路を含むことができる。本開示の一態様では、ポンプは、第1の動作圧力及び第2の動作圧力を有する。特定の例では、ポンプは、本明細書に更に記載されるように、流入流体を圧縮して、流路に沿って圧力差を生成することができる。 In various aspects of the present disclosure, the evacuation system includes a filter receptacle or socket. The filter receptacle is configured to receive a filter. The evacuation system also includes a pump having a sealed positive displacement flow path and a motor driving the pump. The sealed positive displacement flow path of the pump may include one or more circulation paths for fluid within the pump. In one aspect of the disclosure, the pump has a first operating pressure and a second operating pressure. In certain examples, the pump can compress the incoming fluid to create a pressure differential along the flow path, as further described herein.

図4に示すように、排出システム50500は、モータ50512に連結され、かつそれによって駆動されるポンプ50506を含む。本明細書に記載されるように、ポンプ50506は、例えば、容積式往復ポンプ、容積式回転ポンプ、又は容積式リニアポンプなどの容積式ポンプであってもよい。様々な例では、ポンプ50506は、例えば、ハイブリッド再生ブロワ、クローポンプ、ローブ圧縮機、又はスクロール圧縮機であってもよい。本開示の一態様では、モータ50512は、永久磁石同期直流(direct current、DC)モータであってもよい。いくつかの態様は、ブラシレスDCモータを含むことができる。 As shown in FIG. 4, evacuation system 50500 includes a pump 50506 coupled to and driven by a motor 50512. As described herein, the pump 50506 may be a positive displacement pump, such as, for example, a positive displacement reciprocating pump, a positive displacement rotary pump, or a positive displacement linear pump. In various examples, pump 50506 may be, for example, a hybrid regenerative blower, a claw pump, a lobe compressor, or a scroll compressor. In one aspect of the disclosure, motor 50512 may be a permanent magnet synchronous direct current (DC) motor. Some embodiments may include brushless DC motors.

本開示の態様によれば、モータ50512は、例えば、流量を維持する、モータ効率を増加させる、モータ寿命を増加させる、ポンプ寿命を増加させる、フィルタ寿命を増加させる、及び/又はエネルギーを節約することを含む様々な理由のために、調整及び/又は制御することができる。排出システムの制御回路(例えば、図5及び図6の制御概略図を参照)が、例えば、流路内の閉塞、望ましくない圧力、及び/又は望ましくない粒子数などの特定の状態を認識すると、制御回路は、モータ50512を調整して、流量を調整又は維持することができ、これにより、例えば、モータ効率を増加させ、モータ寿命を増加させ、ポンプ寿命を増加させ、フィルタ寿命を増加させ、及び/又はエネルギーを節約することができる。 According to aspects of the present disclosure, motor 50512 maintains flow rate, increases motor efficiency, increases motor life, increases pump life, increases filter life, and/or conserves energy, for example. may be adjusted and/or controlled for a variety of reasons, including: When the control circuit of the evacuation system (see, for example, the control schematics of FIGS. 5 and 6) recognizes a particular condition, such as, for example, a blockage in the flow path, an undesirable pressure, and/or an undesirable number of particles, The control circuit can adjust the motor 50512 to adjust or maintain flow rate, thereby increasing motor efficiency, increasing motor life, increasing pump life, increasing filter life, and so on, for example. and/or energy can be saved.

本開示の一態様では、図6を参照すると、プロセッサは、排出システムの内部にあってもよい。例えば、プロセッサ50408は、図7の排出器ハウジング50618の内部にあってもよい。本開示の他の態様では、プロセッサは、排出システム50600の外部付近であってもよい。例えば、外部プロセッサ50308は、図5に示されている。外部プロセッサは、外科用ハブのプロセッサであってもよい。更に別の態様では、内部プロセッサ及び外部プロセッサは、モータ50512を協働的に制御するように通信することができる。 In one aspect of the disclosure, referring to FIG. 6, the processor may be internal to the evacuation system. For example, processor 50408 may be within ejector housing 50618 of FIG. In other aspects of the disclosure, the processor may be proximate to the exterior of the evacuation system 50600. For example, external processor 50308 is shown in FIG. The external processor may be a surgical hub processor. In yet another aspect, the internal processor and external processor can communicate to cooperatively control the motor 50512.

本開示の一態様によれば、モータ50512は、モータ効率を増加させるために制御回路によって調整されてもよい。例えば、図18及び図19の排出システムを参照すると、流体検出センサ50830は、フィルタ(単数又は複数)及びフィルタレセプタクルの上流に配置される。様々な例では、流体検出センサ50830は、フィルタ(単数又は複数)の上流の流体を検出するように構成されている。例えば、流体検出センサ50830は、エアロゾル又は液滴が排出された煙中に存在するかどうかを検出するように構成されている。流体検出センサ50830からの出力に基づいて、制御回路は、例えば、弁及び/又はモータに対する電力を調整するなど、排煙システムの制御パラメータを調整することができる。 According to one aspect of the present disclosure, motor 50512 may be regulated by a control circuit to increase motor efficiency. For example, referring to the evacuation system of FIGS. 18 and 19, a fluid detection sensor 50830 is positioned upstream of the filter(s) and filter receptacle. In various examples, fluid detection sensor 50830 is configured to detect fluid upstream of the filter(s). For example, fluid detection sensor 50830 is configured to detect whether aerosols or droplets are present in the expelled smoke. Based on the output from the fluid detection sensor 50830, the control circuit can adjust control parameters of the smoke evacuation system, such as, for example, adjusting power to valves and/or motors.

特定の例では、排出システムは、流体(例えば、煙)が流路内に存在するかどうかを検出することができる。特定の例では、例えば、電気外科用器具50630(図7)が発生器50640(図7)によって起動されるときなど、臨床医が電気外科用器具を使用して患者組織の治療を開始すると、流体検出センサ50830は、流体又は特定の種類の流体を自動的にスキャンすることができる。代替的に、又は流体検出センサ50830と組み合わせて、例えば、外科用器具のエンドエフェクタ又は撮像装置などの別個のセンサを、手術部位における流体(単数又は複数)を検出するように構成することができる。一例では、別個のセンサは、電気外科用器具50630の先端付近に配置されてもよい。流体検出センサ(単数又は複数)のうちの1つ以上で検出された流体が閾値未満のとき、制御回路は、流体又は特定の種類の流体の存在を監視するのに十分なレベルにポンプのモータ速度を調整することができる。そのような例におけるモータ速度は、流体検出センサ(単数又は複数)における正確な読み取りを可能にする最小モータ速度又はアイドルモータ速度であってもよい。あるいは、モータ速度は、ゼロに低減され、最小モータ速度又はアイドルモータ速度に周期的に増加されて、流体又は特定の種類の流体の存在を監視することができる。 In certain examples, the evacuation system can detect whether fluid (eg, smoke) is present within the flow path. In certain examples, when a clinician begins treating patient tissue using an electrosurgical instrument, such as when electrosurgical instrument 50630 (FIG. 7) is activated by generator 50640 (FIG. 7), Fluid detection sensor 50830 can automatically scan for fluid or specific types of fluid. Alternatively, or in combination with fluid detection sensor 50830, a separate sensor, such as, for example, an end effector of a surgical instrument or an imaging device, can be configured to detect fluid(s) at the surgical site. . In one example, a separate sensor may be placed near the tip of electrosurgical instrument 50630. When the fluid detected by one or more of the fluid detection sensor(s) is below a threshold, the control circuit controls the pump motor to a level sufficient to monitor the presence of the fluid or specific type of fluid. Speed can be adjusted. The motor speed in such instances may be the minimum motor speed or idle motor speed that allows accurate readings at the fluid detection sensor(s). Alternatively, the motor speed may be reduced to zero and periodically increased to a minimum or idle motor speed to monitor the presence of fluid or a particular type of fluid.

流体検出センサによる流体、又は閾値を上回る流体レベルの検出時、制御回路は、手術部位から流体を完全に排出するのに十分なレベルまでモータ50512の速度を調整することができる。一実施例では、クラウド104(図39)及び/又はクラウド204(図46)などのクラウドは、同じ又は類似の外科処置に対して流体を効率的に排出するのに十分であるように確立されたモータ速度レベルを追跡及び/又は記憶することができる。そのような実施例では、制御回路は、その外科処置に対して適切なモータ速度レベルを設定するときに、クラウド内に記憶された履歴モータ速度レベルにアクセス及び/又は参照することができる。 Upon detection of fluid by the fluid detection sensor or a fluid level above a threshold, the control circuit can adjust the speed of the motor 50512 to a level sufficient to completely drain the fluid from the surgical site. In one example, a cloud, such as cloud 104 (FIG. 39) and/or cloud 204 (FIG. 46), is established to be sufficient to efficiently evacuate fluid for the same or similar surgical procedure. motor speed levels can be tracked and/or stored. In such embodiments, the control circuit may access and/or reference historical motor speed levels stored in the cloud when setting the appropriate motor speed level for the surgical procedure.

加えて又は代わりに、モータの速度は、流路に沿って検出された微粒子濃度に基づいて調整することができる。例えば、図18及び図19を再び参照すると、排出システム50800及び50900は、それぞれの流路50804及び50904に沿ったレーザー粒子センサ50838及び50848を含んでいる。粒子センサ50838は、外科用排出システム50800内のフィルタ50842、50844、及びレセプタクル50871の上流に、並びに外科用排出システム50900内のフィルタ50942、50944、及びレセプタクル50971の上流に配置される。粒子センサ50838は、フィルタ(単数又は複数)の上流の粒子を検出及び/又は計数するように構成されている。粒子センサ50848は、外科用排出システム50800内のフィルタ(単数又は複数)50842、50844、及びレセプタクル50871の下流に、並びに外科用排出システム50900内のフィルタ(単数又は複数)50942、50944、及びレセプタクル50971の下流に配置される。粒子センサ50848は、フィルタ(単数又は複数)の下流の粒子を検出及び/又は計数するように構成されている。 Additionally or alternatively, the speed of the motor can be adjusted based on particulate concentration detected along the flow path. For example, referring again to FIGS. 18 and 19, evacuation systems 50800 and 50900 include laser particle sensors 50838 and 50848 along respective flow paths 50804 and 50904. Particle sensor 50838 is positioned upstream of filters 50842, 50844, and receptacle 50871 in surgical drainage system 50800 and upstream of filters 50942, 50944, and receptacle 50971 in surgical drainage system 50900. Particle sensor 50838 is configured to detect and/or count particles upstream of the filter(s). Particle sensor 50848 is downstream of filter(s) 50842, 50844, and receptacle 50871 in surgical evacuation system 50800 and filter(s) 50942, 50944, and receptacle 50971 in surgical evacuation system 50900. is placed downstream of. Particle sensor 50848 is configured to detect and/or count particles downstream of the filter(s).

そのような例では、排出システム50800、50900は、流体(例えば、粒子状物質を含む煙)が存在するかどうかを(例えば、レーザー粒子カウンタセンサを介して)検出することができる。例えば、センサ(単数又は複数)は、煙中の微粒子濃度を検出することができる。特定の例では、レーザー粒子カウンタセンサ(単数又は複数)は、例えば、電気外科用器具50630が発生器50640によって起動されるときなど、施術者が電気外科用器具を使用して患者組織を治療し始めるときに、粒子を自動的にスキャン及び計数することができる。 In such examples, the evacuation system 50800, 50900 can detect (eg, via a laser particle counter sensor) whether fluid (eg, smoke containing particulate matter) is present. For example, the sensor(s) can detect particulate concentration in smoke. In certain examples, the laser particle counter sensor(s) is activated when a practitioner uses an electrosurgical instrument to treat patient tissue, such as when electrosurgical instrument 50630 is activated by generator 50640. When starting, particles can be automatically scanned and counted.

粒子センサ50838によって検出された微粒子濃度が閾値未満のとき、制御回路は、流路の微粒子濃度をサンプリングするのに十分なレベルにモータ速度を調整することができる。例えば、モータ速度は、センサにおける正確な読み取りを可能にする最小又はアイドルモータ速度に設定することができる。代替的な態様では、モータ速度は、ゼロに減速され、流体の存在(例えば、閾値を上回る煙中の微粒子濃度)を監視するのに十分な最小又はアイドルモータ速度レベルまで周期的に増加させることができる。そのような態様では、閾値を上回る微粒子濃度を検出すると、制御回路は、煙を完全に排出し、かつ手術部位から微粒子を濾過するのに十分なレベルにまでモータ50512(図4)の速度を調整することができる。この場合もやはり、クラウドは、センサによって検出された微粒子濃度に基づいて、同じ又は類似の外科処置に対して流体を効率的に排出するのに十分であるように確立されたモータ速度レベルを追跡及び/又は記憶することができる。そのような実施例では、制御回路は、その外科処置に対して適切なモータ速度レベルを設定するときに、そのような履歴モータ速度レベルにアクセス及び/又は参照することができる。 When the particulate concentration detected by the particle sensor 50838 is less than a threshold, the control circuit can adjust the motor speed to a level sufficient to sample the particulate concentration in the flow path. For example, the motor speed can be set to a minimum or idle motor speed that allows accurate readings at the sensor. In an alternative aspect, the motor speed is reduced to zero and periodically increased to a minimum or idle motor speed level sufficient to monitor the presence of fluid (e.g., particulate concentration in smoke above a threshold). I can do it. In such embodiments, upon detecting a particulate concentration above a threshold, the control circuitry increases the speed of motor 50512 (FIG. 4) to a level sufficient to completely evacuate smoke and filter particulates from the surgical site. Can be adjusted. Again, the cloud tracks the motor speed level established to be sufficient to efficiently eject fluid for the same or similar surgical procedure based on the particulate concentration detected by the sensor. and/or can be stored. In such embodiments, the control circuitry may access and/or reference such historical motor speed levels when setting appropriate motor speed levels for the surgical procedure.

本開示の一態様では、モータ50512は、流体及び/又は閾値微粒子濃度が検出されない限り、オフ(すなわち、ゼロのモータ速度)である、又は所定の最小又はアイドル速度で動作している、のいずれかになることになるため、より効率的である。そのような例では、エネルギーを節約することができ、手術室内のノイズを最小限に抑えることができる。更に、流体及び/又は閾値微粒子濃度が検出された場合、モータ50512は、効率的なモータ速度、すなわち、履歴データに基づいて流体及び/又は粒子を効率的に排出するのに十分であるとして確立されたモータ速度で動作させることができる。これは、主観的評価(例えば、特定の臨床医の経験)に基づいてモータ速度レベルを設定する、並びに/又は単純に視覚的及び/若しくは嗅覚的キュー(例えば、煙を見ること及び/又は煙の臭いを嗅ぐこと)に基づいて、排出システムを調整する、及び/若しくはモータ速度レベルを増加させる、他の手動方法に対する改善である。 In one aspect of the disclosure, motor 50512 is either off (i.e., zero motor speed) or operating at a predetermined minimum or idle speed unless a fluid and/or threshold particulate concentration is detected. It is more efficient because it becomes more efficient. In such instances, energy can be saved and noise within the operating room can be minimized. Additionally, if a fluid and/or threshold particulate concentration is detected, motor 50512 establishes an efficient motor speed, i.e., sufficient to efficiently eject fluid and/or particles based on historical data. can be operated at the specified motor speed. This can be done by setting the motor speed level based on a subjective assessment (e.g. a particular clinician's experience) and/or simply by visual and/or olfactory cues (e.g. seeing smoke and/or This is an improvement over other manual methods of adjusting the evacuation system and/or increasing the motor speed level based on the smell of the air.

本開示の様々な態様によれば、例えば、モータの速度などのモータパラメータは、手術部位における必要性に基づいて、排出システム及びそのフィルタの効率を調整する(例えば、増加させる)ように適合可能である。本明細書に記載されるように、手術部位で検出された煙が閾値未満の場合、排出システムが空気の体積を不必要に濾過することは非効率的であり得る。そのような例では、モータ速度を減少する、ゼロに低減する、又はゼロに維持することができ、それにより、排出ボックスによって濾過される空気の体積が、それぞれ減少する、ゼロに低減する、又はゼロに維持される。排出システムの効率的な使用は、最終的に、排出システム及び/又はその構成要素(例えば、流体トラップ、フィルタ、モータ、ポンプなど)の耐用年数を延長し、排出システム及び/又はその構成要素の関連する修理及び/又は交換コストを低減する。モータを常に全速力又は十分な速度を上回って作動させることによって引き起こされる応力及び摩耗が回避される。更に、排出システム内でポンプを駆動するモータは、様々なレベルの作動ノイズ及び/又は振動ノイズを生成することがある。そのような作動ノイズ及び/又は振動ノイズは、例えば、手術スタッフ間の意思疎通を阻害する並びに/又は手術スタッフを苛立たせる及び/若しくは気を散らせることがあるため、手術室及び/又は環境において望ましくない場合がある。 According to various aspects of the present disclosure, motor parameters, such as motor speed, can be adapted to adjust (e.g., increase) the efficiency of the evacuation system and its filter based on the needs at the surgical site. It is. As described herein, if the smoke detected at the surgical site is below a threshold, it may be inefficient for the evacuation system to unnecessarily filter volumes of air. In such instances, the motor speed may be decreased, reduced to zero, or maintained at zero, thereby reducing, reducing to zero, or maintaining the volume of air filtered by the exhaust box, respectively. maintained at zero. Efficient use of the drainage system ultimately extends the useful life of the drainage system and/or its components (e.g., fluid traps, filters, motors, pumps, etc.) and improves the efficiency of the drainage system and/or its components. Reduce associated repair and/or replacement costs. Stress and wear caused by constantly operating the motor at full speed or well above speed is avoided. Additionally, the motors that drive pumps within the evacuation system may generate varying levels of operating and/or vibration noise. Such operational and/or vibrational noises may, for example, impede communication between surgical staff and/or irritate and/or distract surgical staff and therefore may be It may be undesirable.

特定の例では、モータ速度をゼロに低減することは望ましくない場合がある。例えば、永久磁石同期DCモータなどの電動モータは、本明細書に記載される様々なポンプと共に使用するために、完全停止状態からの大きな起動トルクを必要とする場合がある。ここで再び図4を参照すると、ポンプ50506は、ポンプ50506に入る流体とポンプ50506を出る流体との間に圧力差を生成する。ポンプ50506のこの圧力差又は圧縮比は、モータ50512を始動させてポンプ50506を回転させるために、モータ50512の高い起動トルクをもたらすことがある。一実施例では、ポンプ50506は、ブロワ(例えば、ハイブリッド再生ブロワ)を備えることができる。そのような態様では、ブロワは、例えば、約1.1~1.2の圧縮比で動作して、約1.5psig~1.72psigの動作圧力で(例えば、ファン又は圧縮機に対して)より大きな体積の流体を送達することができる。別の実施例では、ポンプ50506は、圧縮機(例えば、図12のスクロール圧縮機ポンプ50650)を備えることができる。そのような態様では、圧縮機は、例えば、約2より大きな圧縮比で動作して、約2.72psigより大きな動作圧力で(例えば、ファン又はブロワに対して)より小さい体積の流体を送達することができる。 In certain instances, reducing the motor speed to zero may not be desirable. For example, electric motors, such as permanent magnet synchronous DC motors, may require high starting torque from a dead stop for use with the various pumps described herein. Referring again to FIG. 4, pump 50506 creates a pressure differential between fluid entering pump 50506 and fluid exiting pump 50506. This pressure differential or compression ratio of pump 50506 may result in a high starting torque of motor 50512 to start motor 50512 and rotate pump 50506. In one example, pump 50506 can include a blower (eg, a hybrid regenerative blower). In such embodiments, the blower operates at a compression ratio of, for example, about 1.1 to 1.2 and at an operating pressure of about 1.5 psig to 1.72 psig (e.g., for a fan or compressor). Larger volumes of fluid can be delivered. In another example, pump 50506 can include a compressor (eg, scroll compressor pump 50650 of FIG. 12). In such embodiments, the compressor operates at a compression ratio greater than about 2, for example, to deliver a smaller volume of fluid (e.g., to a fan or blower) at an operating pressure greater than about 2.72 psig. be able to.

本開示の態様は、フィルタアセンブリ寿命を改善するためのシステム及び方法を対象としている。フィルタアセンブリは、複数の濾過層を含むことができる。例えば、図11を再び参照すると、フィルタアセンブリは、粗いメディアフィルタ50684と、細かい微粒子フィルタ50686と、炭素リザーバ50688とを含んでいる。 Aspects of the present disclosure are directed to systems and methods for improving filter assembly life. The filter assembly can include multiple filtration layers. For example, referring again to FIG. 11, the filter assembly includes a coarse media filter 50684, a fine particulate filter 50686, and a carbon reservoir 50688.

本開示の様々な態様によれば、第1の圧力センサ(例えば、図18及び図19の圧力センサ50840)は、流路内でフィルタレセプタクルの上流に配置することができ、第2の圧力センサ(例えば、図18及び図19の圧力センサ50846)は、流路内でフィルタレセプタクルの下流に配置することができる。そのような例では、第1の圧力センサは、第1の圧力を検出し、第1の圧力を示す信号を制御回路に送信するように構成されている。同様に、第2の圧力センサは、第2の圧力を検出し、第2の圧力を示す信号を制御回路に送信するように構成されている。更に、第1の圧力を示す信号及び第2の圧力を示す信号を受信する制御回路は、第1の圧力センサと第2の圧力センサとの間の圧力差を計算するように構成されている。制御回路は、計算された圧力差を様々な方法で利用することができる。第1の例では、制御回路は、圧力差に基づいてモータ速度を調整することができる。第2の例では、制御回路は、圧力差に基づいてメンテナンスが必要であることを示すことができる。例えば、インジケータは、排出システムインターフェース及び/又は外科用ハブインターフェース上に表示されてもよい。制御回路は、連続的に、リアルタイムで、周期的に、又はシステム計算リソースが利用可能であるときに、圧力差を計算することができる。 According to various aspects of the present disclosure, a first pressure sensor (e.g., pressure sensor 50840 of FIGS. 18 and 19) can be positioned upstream of the filter receptacle in the flow path, and a second pressure sensor A pressure sensor (eg, pressure sensor 50846 in FIGS. 18 and 19) can be placed downstream of the filter receptacle in the flow path. In such examples, the first pressure sensor is configured to detect the first pressure and send a signal indicative of the first pressure to the control circuit. Similarly, the second pressure sensor is configured to detect a second pressure and send a signal indicative of the second pressure to the control circuit. Further, the control circuit receiving the signal indicative of the first pressure and the signal indicative of the second pressure is configured to calculate a pressure difference between the first pressure sensor and the second pressure sensor. . The control circuit can utilize the calculated pressure difference in various ways. In a first example, the control circuit can adjust the motor speed based on the pressure difference. In a second example, the control circuit can indicate that maintenance is required based on the pressure differential. For example, an indicator may be displayed on the evacuation system interface and/or the surgical hub interface. The control circuit can calculate the pressure difference continuously, in real time, periodically, or when system computing resources are available.

再び図4を参照すると、特定の例では、排出システム50500の流路50504に入る粒子は、内部の閉塞を引き起こすことがある。例えば、粒子は、流路50504の一部分を少なくとも部分的に詰まらせる、かつ/又は閉塞することがある。一例では、フィルタ50502は、粒子で閉塞されることがある。閉塞は、排出システムが動作すると急激に又は経時的に発生することがある。排出システム50500内の閉塞は、流路50504内の圧力差を生じさせ、流れが妨げられるにつれて上昇させることがある。所望の流量を維持し、閉塞を補償するために、ポンプ50506及び/又はモータ50512は、より多くの電力及び/又は速度の増加を必要とすることがある。しかしながら、速度及び/又は電力の増加は、モータ50512及び/又はポンプ50506の効率を減少させることがある。更に、閉塞を補償するためにモータ50512及び/又はポンプ50506を増加した速度で動作させることにより、それらの寿命を減少させる場合がある。他の例では、閉塞を補償するために、制御回路は、本明細書に更に記載されるように、モータ50512を調整することができる。 Referring again to FIG. 4, in certain examples, particles entering the flow path 50504 of the evacuation system 50500 may cause an internal blockage. For example, the particles may at least partially clog and/or block a portion of the flow path 50504. In one example, filter 50502 may become clogged with particles. Occlusions may occur suddenly or over time as the drainage system operates. A blockage within the evacuation system 50500 may cause a pressure differential within the flow path 50504 to rise as flow is obstructed. To maintain the desired flow rate and compensate for the occlusion, the pump 50506 and/or motor 50512 may require more power and/or increased speed. However, increasing speed and/or power may decrease the efficiency of motor 50512 and/or pump 50506. Additionally, operating motor 50512 and/or pump 50506 at increased speeds to compensate for the blockage may reduce their lifespan. In other examples, to compensate for the occlusion, the control circuit can adjust the motor 50512 as further described herein.

本開示の一態様では、制御回路は、調整された電流をモータ50512に供給するように駆動信号を送信することができる。所望の電流の供給は、モータ50512への電気入力のパルス幅変調のデューティサイクルを変動させることによって達成することができる。そのような態様では、モータへの電流入力のデューティサイクルを増加させることにより、モータ速度を増加させることができ、モータへの電流入力のデューティサイクルを減少させることにより、モータ速度を減少させることができる。 In one aspect of the present disclosure, the control circuit can send a drive signal to provide a regulated current to the motor 50512. Providing the desired current can be achieved by varying the duty cycle of the pulse width modulation of the electrical input to the motor 50512. In such embodiments, increasing the duty cycle of the current input to the motor can increase the motor speed, and decreasing the duty cycle of the current input to the motor can decrease the motor speed. can.

本開示の一態様では、排出システムは、排出システム内の過剰な抵抗圧力を解放するために、流路内にリリーフ弁を備えることができる。リリーフ弁は、例えば、周囲環境と流体連通することができる。そのようなリリーフ弁による過剰な抵抗圧力の解放により、モータ50512が過剰な抵抗圧力を補償しなければならないこと、又は補償するように試みることを防止することができる。本開示の様々な態様では、そのようなリリーフ弁は、制御回路から信号を受信すると、動作する(例えば、開放する及び/又は閉鎖する)ように構成されている。 In one aspect of the disclosure, the evacuation system can include a relief valve within the flow path to relieve excess resistance pressure within the evacuation system. A relief valve can, for example, be in fluid communication with the surrounding environment. Relief of excess resistance pressure by such a relief valve may prevent the motor 50512 from having to compensate for, or attempting to compensate for, excess resistance pressure. In various aspects of the present disclosure, such relief valves are configured to operate (eg, open and/or close) upon receiving a signal from a control circuit.

本開示の様々な態様では、制御回路は、排出システム内に配置されたセンサに基づいて、閉塞を認識することができる。例えば、図18及び図19を再び参照すると、圧力センサ50840は、1つ以上のフィルタ(単数又は複数)の上流の圧力を検出するように配置され構成されており、圧力センサ50846は、1つ以上のフィルタ(単数又は複数)の下流の圧力を検出するように配置され構成されている。圧力センサ50840は、検出された圧力を示す信号を制御回路に送信するように更に構成されている。同様に、圧力センサ50846は、検出された圧力を示す信号を制御回路に送信するように構成されている。そのような例では、制御回路は、50846で検出された圧力及び/又は50840と50846との間の計算された圧力差に基づいて、フィルタアセンブリの一部分が少なくとも部分的に閉塞されていると判定することができる。本開示の様々な態様では、制御回路は、例えば、(A)圧力センサ50846で検出された圧力が特定の閾値を上回る場合、(B)圧力センサ50840と圧力センサ50846との間の計算された圧力差が特定の閾値を上回る場合、(C)圧力センサ50846で検出された圧力がフィルタ(単数又は複数)に対して確立された特定の閾値を上回る場合、かつ/又は(D)圧力センサ50840と圧力センサ50846との間の計算された圧力差がフィルタ(単数又は複数)に対して確立された特定の閾値を上回る場合、フィルタアセンブリが閉塞されていると判定することができる。一例では、制御回路は、クラウド104(図39)及び/又はクラウド204(図46)などのクラウド内に記憶された履歴データに基づいて、フィルタ(単数又は複数)に対して予測される圧力にアクセス及び/又は参照するように構成されている。 In various aspects of the present disclosure, the control circuit can recognize the occlusion based on a sensor located within the evacuation system. For example, referring again to FIGS. 18 and 19, pressure sensor 50840 is positioned and configured to detect pressure upstream of one or more filter(s), and pressure sensor 50846 is configured to detect pressure upstream of one or more filter(s). The filter(s) are arranged and configured to detect pressure downstream of the filter(s). Pressure sensor 50840 is further configured to send a signal indicative of the detected pressure to the control circuit. Similarly, pressure sensor 50846 is configured to send a signal to the control circuit indicative of the detected pressure. In such an example, the control circuitry determines that a portion of the filter assembly is at least partially occluded based on the pressure sensed at 50846 and/or the calculated pressure difference between 50840 and 50846. can do. In various aspects of the present disclosure, the control circuitry may control, for example, if (A) the pressure detected at pressure sensor 50846 exceeds a certain threshold, (B) the calculated pressure between pressure sensor 50840 and pressure sensor 50846 (C) if the pressure detected by the pressure sensor 50846 exceeds a certain threshold established for the filter(s); and/or (D) the pressure sensor 50840 If the calculated pressure difference between the filter and the pressure sensor 50846 exceeds a particular threshold established for the filter(s), it can be determined that the filter assembly is occluded. In one example, the control circuitry adjusts the predicted pressure for the filter(s) based on historical data stored in a cloud, such as cloud 104 (FIG. 39) and/or cloud 204 (FIG. 46). configured for access and/or reference;

再び図18及び図19を参照すると、圧力センサ50850は、排出システムの出口又はその付近の圧力を検出するように配置され構成されている。加えて、圧力センサ50850は、出口又はその付近で検出された圧力を示す信号を制御回路に送信するように構成されている。そのような例では、制御回路は、圧力センサ50846で検出された圧力及び/又は圧力センサ50846と圧力センサ50850との間の計算された圧力差に基づいて、フィルタ(単数又は複数)の下流の排出システムを通る流路が少なくとも部分的に閉塞されていると判定することができる。本開示の様々な態様では、制御回路は、例えば、圧力センサ50846で検出された圧力が特定の閾値を上回る場合、かつ/又は圧力センサ50846と圧力センサ50850との間の圧力差が特定の閾値を上回る場合、流路が閉塞されていると判定することができる。圧力センサ50846と圧力センサ50850との圧力差を比較するとき、ポンプによって生成される圧力差を考慮することができる。一例では、制御回路は、クラウド104(図39)及び/又はクラウド204(図46)などのクラウド内に記憶された履歴データに基づいて、流路に対して予測される圧力にアクセス及び/又は参照することができる。 Referring again to FIGS. 18 and 19, pressure sensor 50850 is positioned and configured to detect pressure at or near the outlet of the exhaust system. In addition, pressure sensor 50850 is configured to send a signal to the control circuit indicative of the pressure detected at or near the outlet. In such an example, the control circuitry may control the pressure downstream of the filter(s) based on the pressure detected at pressure sensor 50846 and/or the calculated pressure difference between pressure sensor 50846 and pressure sensor 50850. It may be determined that the flow path through the drainage system is at least partially obstructed. In various aspects of the present disclosure, the control circuit controls, for example, if the pressure detected by pressure sensor 50846 exceeds a particular threshold and/or the pressure difference between pressure sensor 50846 and pressure sensor 50850 exceeds a particular threshold. If it exceeds , it can be determined that the flow path is blocked. When comparing the pressure difference between pressure sensor 50846 and pressure sensor 50850, the pressure difference produced by the pump can be taken into account. In one example, the control circuitry accesses and/or the predicted pressure for the flow path based on historical data stored in a cloud, such as cloud 104 (FIG. 39) and/or cloud 204 (FIG. 46). You can refer to it.

モータ50512の速度は、モータ50512に供給されている電流に対応することができる。本開示の一態様では、制御回路は、モータ50512への電流入力のパルス幅変調(pulse width modulation、PWM)のデューティサイクルを減少させて、ポンプ50506の回転速度を減少させることができ、かつ/又はモータ50512への電流入力のPWMデューティサイクルを増加させて、ポンプ50506の回転速度を増加させることができる。本明細書に記載されるように、PWMデューティサイクルに対する調整は、流量を入口圧力(例えば、圧力センサ50840で測定される)の範囲、及び/又は出口圧力(例えば、圧力センサ50850で測定される)の範囲にわたって実質的に一定に維持するように構成することができる。 The speed of motor 50512 can correspond to the current being supplied to motor 50512. In one aspect of the present disclosure, the control circuit can reduce the duty cycle of pulse width modulation (PWM) of the current input to the motor 50512 to reduce the rotational speed of the pump 50506, and/or Alternatively, the PWM duty cycle of the current input to the motor 50512 can be increased to increase the rotational speed of the pump 50506. As described herein, adjustments to the PWM duty cycle can vary the flow rate to a range of inlet pressures (e.g., as measured by pressure sensor 50840), and/or outlet pressures (e.g., as measured by pressure sensor 50850). ) may be configured to remain substantially constant over a range of .

ここで図37を参照すると、制御回路は、上流の圧力センサ50840で検出された圧力と下流の圧力センサ50846で検出された圧力との比(上流と下流との圧力比)を経時的に追跡及び/又はプロットすることができる。例えば、プロセッサ50308及び/又は50408を含む制御回路(図5及び図6)は、圧力比を判定し、圧力比に基づいて外科用排出システムに様々な調整を実施することができる。 Referring now to FIG. 37, the control circuit tracks the ratio of the pressure detected at upstream pressure sensor 50840 to the pressure detected at downstream pressure sensor 50846 (upstream to downstream pressure ratio) over time. and/or plotted. For example, a control circuit (FIGS. 5 and 6) including processor 50308 and/or 50408 can determine the pressure ratio and make various adjustments to the surgical drainage system based on the pressure ratio.

一例では、図37のグラフ表示54200を参照すると、上流圧力センサ50840と下流側圧力センサ50846との間の圧力差は、フィルタが閉塞されるにつれて増加し得る。本開示の一態様では、圧力センサ50846によって測定される下流圧力が減少する及び/又は圧力センサ50840によって測定される上流圧力が増加するにつれて、圧力比は増加し得る。圧力センサ50840における圧力は、手術部位(例えば、患者の体内)における圧力と等しい、又は実質的に等しくてもよい。圧力センサ50846における圧力は、ポンプによって引き込まれる圧力であり得る。圧力比の増加は、フィルタ(単数又は複数)内の閉塞などの、下流の圧力センサ50846と上流の圧力センサ50840との間の閉塞に対応することができる。例えば、フィルタが閉塞されるにつれて、圧力センサ50840における圧力は、同じ又は実質的に同じ(手術部位における圧力)のままであり得、圧力センサ50846における圧力は、ポンプが真空を引き続けると減少し得る。 In one example, referring to graphical representation 54200 of FIG. 37, the pressure difference between upstream pressure sensor 50840 and downstream pressure sensor 50846 may increase as the filter becomes occluded. In one aspect of the disclosure, the pressure ratio may increase as the downstream pressure measured by pressure sensor 50846 decreases and/or the upstream pressure measured by pressure sensor 50840 increases. The pressure at the pressure sensor 50840 may be equal or substantially equal to the pressure at the surgical site (eg, within the patient's body). The pressure at pressure sensor 50846 may be the pressure drawn by a pump. The increase in pressure ratio can correspond to an occlusion between downstream pressure sensor 50846 and upstream pressure sensor 50840, such as an occlusion in a filter(s). For example, as the filter becomes occluded, the pressure at pressure sensor 50840 may remain the same or substantially the same (pressure at the surgical site), and the pressure at pressure sensor 50846 decreases as the pump continues to draw vacuum. obtain.

上流と下流との圧力の比は、フィルタ寿命を示すことができる。例えば、低い比は、フィルタを交換する必要がないことを示すことができ、高い比は、フィルタを交換する必要があることを示すことができる。 The ratio of upstream and downstream pressures can indicate filter life. For example, a low ratio may indicate that the filter does not need to be replaced, and a high ratio may indicate that the filter needs to be replaced.

時間tにおける新しく、かつ閉塞されていないフィルタから、時間tにおけるほとんど閉塞されたフィルタへの進行が図37に示されている。図37に示すように、上流と下流との圧力(上流の圧力センサ50840における圧力と下流の圧力センサ50846における圧力と)の比は、非ゼロ比で開始し、これは、フィルタ構成要素及び材料を通る空気流からのベースライン圧力差に起因し得る。比は、時間tから時間tの直前まで比較的一定のままである。時間tにおいて、上流と下流との圧力比は、上流と下流との圧力比が交換比R’’に到達するまで、αの勾配で比較的一定速度で増加する。交換比R’’に到達する及び/又はそれを上回ると、フィルタは、実質的に閉塞されていると見なされ、例えば、モータ及び/又はポンプの損傷を回避するために交換されるべきである。一例では、制御回路は、クラウドを介して、排出システムのフィルタレセプタクルに設置又は配置された所与のフィルタに対する交換比R’’にアクセス及び/又は参照することができる。例えば、交換比R’’は、図6のプロセッサ50408がアクセス可能なメモリ50410に記憶されてもよい。あるいは、交換比R’’は、ユーザが定義してもよく、かつ/又はクラウド内のローカル及び/若しくはグローバル圧力データの履歴に基づいてもよい。本開示の様々な態様では、制御回路は、追跡された及び/又はプロットされた比を利用して、排出システム及び/又は外科用ハブのユーザインターフェース上にフィルタ寿命のメトリック(例えば、40%が残っている)を表示することができる。 The progression from a new and unoccluded filter at time t 0 to an almost occluded filter at time t 2 is shown in FIG. 37 . As shown in FIG. 37, the ratio of upstream and downstream pressures (pressure at upstream pressure sensor 50840 to pressure at downstream pressure sensor 50846) starts at a non-zero ratio, which is due to the filter components and materials. This may be due to the baseline pressure difference from the air flow through the air. The ratio remains relatively constant from time t 0 to just before time t 1 . At time t1 , the upstream to downstream pressure ratio increases at a relatively constant rate with a slope of α until the upstream to downstream pressure ratio reaches the exchange ratio R''. Once the replacement ratio R'' is reached and/or exceeded, the filter is considered to be substantially blocked and should be replaced to avoid damage to the motor and/or pump, for example. . In one example, the control circuit can access and/or reference the exchange ratio R'' for a given filter installed or placed in a filter receptacle of the evacuation system via the cloud. For example, exchange ratio R'' may be stored in memory 50410 accessible by processor 50408 of FIG. Alternatively, the exchange ratio R'' may be user-defined and/or based on historical local and/or global pressure data in the cloud. In various aspects of the present disclosure, the control circuit utilizes the tracked and/or plotted ratio to display a filter life metric (e.g., 40% remaining) can be displayed.

更に図37を参照すると、制御回路は更に、排出システムのモータのパルス幅変調(PWM)のデューティサイクルを経時的に追跡及び/又はプロットすることができる。例えば、フィルタ(単数又は複数)が時間tの後、時間tの直前まで比較的新しいものと見なされる場合、モータのPWMデューティサイクルは、比較的低い一定のデューティサイクル又は割合に設定される。部分閉塞比R’に対応する時間tにおいて、制御回路は、αの勾配で比較的一定速度でモータのPWMデューティサイクルを増加させるように構成されている。デューティサイクルの増加は、フィルタ閉塞を補償するように選択することができる。フィルタ内の閉塞が使用中に蓄積し続けるにつれて、デューティサイクルは、それに応じて増加させて、フィルタ閉塞を補償することができる。様々な例では、勾配αは、図37に示すように、勾配αを追跡することができる。制御回路は、クラウド104(図39)及び/又はクラウド204(図46)などのクラウドを介して、排出システムのフィルタレセプタクル内に設置された所与のフィルタに関連付けられた部分閉塞比にアクセス及び/又は参照することができる。あるいは、部分閉塞比は、ユーザが定義してもよく、かつ/又はクラウド内のローカル及び/若しくはグローバル圧力データの履歴に基づいてもよい。 Still referring to FIG. 37, the control circuitry may further track and/or plot the pulse width modulation (PWM) duty cycle of the evacuation system motor over time. For example, if the filter(s) is considered relatively new after time t0 and just before time t1 , the motor's PWM duty cycle is set to a relatively low constant duty cycle or percentage. . At time t1 , corresponding to the partial occlusion ratio R', the control circuit is configured to increase the PWM duty cycle of the motor at a relatively constant speed with a slope of α1 . An increase in duty cycle can be selected to compensate for filter blockage. As occlusions within the filter continue to accumulate during use, the duty cycle can be increased accordingly to compensate for filter occlusions. In various examples, gradient α 1 can track gradient α, as shown in FIG. 37. The control circuitry accesses and controls the partial occlusion ratio associated with a given filter installed within the filter receptacle of the evacuation system through a cloud, such as cloud 104 (FIG. 39) and/or cloud 204 (FIG. 46). / or can be referred to. Alternatively, the partial occlusion ratio may be user defined and/or based on historical local and/or global pressure data in the cloud.

本開示の一態様では、モータのデューティサイクルを増加させることにより、ポンプが排出システムを介してより多くの空気を引き込むように、ポンプ速度を増加させることができる。換言すれば、フィルタにわたる圧力差の増加により、ポンプのためのモータのPWMデューティサイクルの対応する増加をトリガすることができる。 In one aspect of the present disclosure, the pump speed can be increased such that the pump draws more air through the evacuation system by increasing the duty cycle of the motor. In other words, an increase in pressure differential across the filter can trigger a corresponding increase in the PWM duty cycle of the motor for the pump.

排出システムのポンプは、機械的動作によって流路に沿って流体を移送する又はその移動に影響を及ぼすように構成されている。動作中、ポンプは、流体が移動するにつれて、その流体の圧力を増加させることができる。ポンプは、2つ以上の動作圧力を有することができる。本開示の一態様では、ポンプは、流路を通る流体の第1の流量をもたらす第1の動作圧力で動作することができ、ポンプは、流路を通る流体の第2の流量をもたらす第2の動作圧力で動作することができる。流路を通る流体の第1及び第2の流量は、ポンプの第1の動作圧力と第2の動作圧力との差にかかわらず、同じ又は実質的に同様であってもよい。一例では、閉塞物が流路内に蓄積するにつれて、ポンプは、より高い動作圧力で動作して、一定の流量を維持することができる。 The pump of the evacuation system is configured to transport or affect the movement of fluid along the flow path by mechanical action. In operation, the pump can increase the pressure of the fluid as it moves. A pump can have more than one operating pressure. In one aspect of the disclosure, the pump can be operated at a first operating pressure that results in a first flow rate of fluid through the flow path, and the pump can operate at a first operating pressure that results in a second flow rate of fluid through the flow path. It can operate at an operating pressure of 2. The first and second flow rates of fluid through the flow path may be the same or substantially similar regardless of the difference between the first operating pressure and the second operating pressure of the pump. In one example, as blockages build up within the flow path, the pump may operate at a higher operating pressure to maintain a constant flow rate.

図37のグラフ表示54200を更に参照すると、制御回路は、モータのPWMデューティサイクルを増加させて、モータに供給される電流を増加させ、ポンプの動作圧力を増加させることができる。制御回路は、例えば、検出された圧力(単数又は複数)、圧力差(単数又は複数)、及び/又は検出された圧力の比に基づいて、デューティサイクルを調整することができる。増加した動作圧力は、流路を通る流体の一定の流量を維持しながら、図37の時間t付近で始まるフィルタ内の閉塞などの閉塞を補償するように構成することができる。そのような例では、制御回路は、例えば、フィルタが粒子で閉塞されるにつれて、ポンプに対する負荷を制御することができる。 Still referring to the graphical representation 54200 of FIG. 37, the control circuit can increase the PWM duty cycle of the motor to increase the current supplied to the motor and increase the operating pressure of the pump. The control circuit can adjust the duty cycle based on, for example, the sensed pressure(s), the pressure difference(s), and/or the ratio of the sensed pressures. The increased operating pressure may be configured to compensate for a blockage, such as a blockage in the filter starting around time t1 of FIG. 37, while maintaining a constant flow rate of fluid through the flow path. In such an example, the control circuit may, for example, control the load on the pump as the filter becomes clogged with particles.

本開示の様々な態様では、制御回路は、モータに供給される電流を確立されたモータ電流閾値まで増加させることができる。一態様では、制御回路は、確立されたモータ電流閾値を増加させて、所望の流量を維持するために必要な圧力差を実現することができる。例えば、流路内の閉塞にもかかわらず、圧力差及び所望の流量を維持することができる。 In various aspects of the present disclosure, the control circuit can increase the current provided to the motor to an established motor current threshold. In one aspect, the control circuit can increase the established motor current threshold to achieve the necessary pressure differential to maintain the desired flow rate. For example, the pressure differential and desired flow rate can be maintained despite blockages in the flow path.

本開示の別の態様では、制御回路は、様々な理由で確立されたモータ電流閾値を減少させることができる。例えば、制御回路は、確立されたモータ電流閾値を減少させて、手術部位における不注意な組織損傷を防ぐことができる。例えば、外科用ポートが患者組織によって閉塞されると、制御回路は、モータ電流を低減して、システム内の圧力及び組織に印加される吸引力を低減することができる。一例では、制御回路は、クラウド104(図39)及び/又はクラウド204(図46)などのクラウドを介して、確立されたモータ電流閾値にアクセス及び/又は参照することができる。あるいは、確立されたモータ電流閾値は、ユーザが定義してもよく、かつ/又はクラウド内のローカル及び/若しくはグローバルデータの履歴に基づいてもよい。 In another aspect of the present disclosure, the control circuit can reduce the established motor current threshold for various reasons. For example, the control circuit can reduce an established motor current threshold to prevent inadvertent tissue damage at the surgical site. For example, when a surgical port becomes occluded by patient tissue, the control circuit can reduce the motor current to reduce the pressure within the system and the suction applied to the tissue. In one example, the control circuitry may access and/or reference established motor current thresholds via a cloud, such as cloud 104 (FIG. 39) and/or cloud 204 (FIG. 46). Alternatively, the established motor current threshold may be user defined and/or based on historical local and/or global data in the cloud.

本開示の様々な態様では、制御回路は、圧力センサからのフィードバックに基づいて、限られた期間の間、増加した電力及び/又はモータ速度を提供することができる。この時間の間、圧力(単数又は複数)及び/又は閉塞のインジケーションは、例えば、手術室内のインターフェースを介してユーザに通信されてもよい。一例では、臨床医は、閉塞物を除去すること、及び/又はフィルタレセプタクル内の1つ以上のフィルタ(単数又は複数)を変更することによって、閉塞に対処することができる。限られた期間は、例えば、モータ及び/又はポンプの故障前の増加した電力レベル及び/又は速度における運転期間に関する履歴データなどの、クラウド内に記憶されたデータに基づいて決定することができる。限られた期間の後、閉塞が適切に対処されるまで、本明細書に更に記載されるように、電力及び/又は速度を低減することができる。 In various aspects of the present disclosure, the control circuit may provide increased power and/or motor speed for limited periods of time based on feedback from the pressure sensor. During this time, indications of pressure(s) and/or occlusion may be communicated to the user via an interface within the operating room, for example. In one example, a clinician may address the occlusion by removing the occlusion and/or changing one or more filter(s) within the filter receptacle. The limited period of time may be determined based on data stored in the cloud, such as, for example, historical data regarding periods of operation at increased power levels and/or speeds prior to motor and/or pump failure. After a limited period of time, the power and/or speed may be reduced, as further described herein, until the occlusion is appropriately addressed.

本開示の様々な態様によれば、排出システムの制御回路は、モータの速度及び/又はポンプの速度を調整するために、排出システムのモータに増加又は減少した電流を供給するように駆動信号を送信することができる。一例では、制御回路は、排出システムの起動時及び/又は電力レベル間の遷移時に、バースト速度を実現するように、駆動信号を送信することができる。例えば、バースト速度は、アクティブ排出モードの最初に、指定されたレベルまで排出システムを引き込むように構成することができる。指定されたレベルは、例えば、指定された流量及び/又は指定された圧力に対応することができる。様々な例では、バースト速度は、エネルギー効率の良い方法で、排出システムを指定されたレベルまで効率的に引き込むことができる。 According to various aspects of the present disclosure, the control circuit of the evacuation system provides a drive signal to provide increased or decreased current to the motor of the evacuation system to adjust the speed of the motor and/or the speed of the pump. Can be sent. In one example, the control circuit can send a drive signal to achieve a burst rate during startup and/or transition between power levels of the evacuation system. For example, a burst rate may be configured to retract the evacuation system to a specified level at the beginning of an active evacuation mode. The specified level may correspond to a specified flow rate and/or a specified pressure, for example. In various examples, the burst rate can efficiently draw the evacuation system to a specified level in an energy efficient manner.

一例では、制御回路により設定されるバースト速度は、制御回路により設定される一定の動作速度とは異なる。例えば、排出システムの初期起動後、及び/又は排出システムの増加した電力レベルを設定すると、制御回路は、モータに増加した電流を供給するように駆動信号を送信して、短期間の間モータ速度をバースト速度に増加させることができる。バースト速度は、例えば、所望の流量を実現するために必要な一定のモータ速度よりも少なくとも20%高いモータ速度であってもよい。本開示の一態様では、バースト速度は、所望の流量を実現するために必要とされる一定のモータ速度よりも少なくとも50%又は少なくとも100%高い。 In one example, the burst rate set by the control circuit is different from the constant operating rate set by the control circuit. For example, after initial startup of the evacuation system and/or upon setting an increased power level of the evacuation system, the control circuit may send a drive signal to provide increased current to the motor to increase the motor speed for a short period of time. can be increased to burst speed. The burst speed may be, for example, a motor speed that is at least 20% higher than the constant motor speed required to achieve the desired flow rate. In one aspect of the disclosure, the burst speed is at least 50% or at least 100% higher than the constant motor speed required to achieve the desired flow rate.

ここで図38のグラフ表示54300を参照すると、外科用排出システムの経時的な空気流速及び粒子数が示されている。外科用排出システム50800及び50900(図18及び図19)の制御回路は、例えば、図38にグラフで示すように、空気流速を調整することができる。より具体的には、空気流速は、外科用排出システムのモータのためのバースト速度54302及び54304を含む。例えば、バースト速度は、短期間にわたって所望の空気流速よりも高い空気流速を実現するために必要なモータ速度であってもよい。図38に示すように、バースト速度54302は、時間tと時間tとの間の期間の一部(例えば、1/5)にわたって、時間tと時間tとの間の所望の空気流速Vよりも少なくとも20%高い空気流速を実現するために必要とされるモータ速度であってもよく、例えば、同様に、バースト速度54304は、時間tと時間tとの間の期間の一部(例えば、1/4)にわたって、時間tと時間tとの間の所望の空気流速Vよりも少なくとも20%高い空気流速を実現するために必要とされるモータ速度であってもよい。様々な例では、空気流速は、本明細書で更に説明するように、排出システム内の粒子数に依存し得る。 Referring now to graphical representation 54300 of FIG. 38, air flow rate and particle count over time for a surgical drainage system is shown. The control circuitry of the surgical evacuation systems 50800 and 50900 (FIGS. 18 and 19) can adjust the air flow rate, for example, as shown graphically in FIG. 38. More specifically, the air flow rates include burst speeds 54302 and 54304 for the surgical evacuation system motor. For example, the burst speed may be the motor speed required to achieve a higher than desired airflow rate for a short period of time. As shown in FIG. 38, the burst rate 54302 determines the desired air flow rate between time t1 and time t2 over a portion (e.g., 1/5) of the period between time t1 and time t2 . The burst speed 54304 may be the motor speed required to achieve an air flow rate that is at least 20% higher than the flow rate V1 , for example, similarly, the burst speed 54304 is the period between time t2 and time t3 . is the motor speed required to achieve an air flow rate that is at least 20% higher than the desired air flow rate V2 between time t2 and time t3 over a portion (e.g. 1/4) of It's okay. In various examples, the air flow rate may depend on the number of particles within the evacuation system, as described further herein.

本開示の様々な態様によれば、第1の空気流量から第2の空気流量への排出システムの遷移は、遷移の直前又は直後に、及び第2の空気流量に対する調整の前に、空気流量の増加を伴うことができる。例えば、第1の空気流量及び第2の空気流量は、一定又は実質的に一定のモータ速度、及びそれに応じて一定又は実質的に一定の空気流速に対応することができる。再び図38のグラフ表示を参照すると、空気流速は、時間t及び時間tそれぞれの直後のバースト速度54302及び54304を除いて、時間tと時間tとの間、及び再び時間tと時間tとの間で実質的に一定である。図38に示す実質的に一定の空気流速は、排出システムの対応する動作モードにおける対応する一定のモータ速度に対応することができる。 According to various aspects of the present disclosure, the transition of the exhaust system from the first air flow rate to the second air flow rate includes the air flow rate immediately before or after the transition, and before the adjustment to the second air flow rate. can be accompanied by an increase in For example, the first air flow rate and the second air flow rate may correspond to a constant or substantially constant motor speed and, accordingly, a constant or substantially constant air flow rate. Referring again to the graphical representation of FIG. 38, the air flow rate varies between time t1 and time t2 , and again at time t2, except for burst velocities 54302 and 54304 immediately after time t1 and time t2 , respectively . and time t3 . The substantially constant air flow rate shown in FIG. 38 may correspond to a corresponding constant motor speed in a corresponding mode of operation of the evacuation system.

更に図38を参照すると、時間tで、空気流速は、「静音」モード54310のモータ速度に対応することができる、V~Vの非ゼロ値であってもよい。「静音」モード54310では、排出システムは、手術部位から流体をサンプリングするように構成することができる。サンプリングされた流体を利用して、例えば、排煙システム、エネルギー装置、及び/又は外科システムの別の構成要素の動作状態を判定することができる。時間tにおいて、排出システムは、「アクティブ」モード54312になることができる。特定の例では、「アクティブ」モード54312は、本明細書で更に説明するように、排出システム内の1つ以上のセンサによってトリガすることができる。時間tにおける速度Vへの及び/又は時間tにおける速度Vへの空気流速の増加は、新たな速度レベルへの遷移又は開始の直後の空気流速の更なる増加を伴うことができる。より具体的には、空気流速は、図38の時間tの直後かつ時間tでのその後の調整の前に、急上昇する。加えて、空気流速は、第2の「アクティブ」モード54314で空気流が速度vから速度vへと遷移するときに、時間tの直後に急上昇する。 Still referring to FIG. 38, at time t 0 the air flow rate may be a non-zero value between V 0 and V 1 , which may correspond to the motor speed in “quiet” mode 54310. In "quiet" mode 54310, the evacuation system can be configured to sample fluid from the surgical site. The sampled fluid can be utilized, for example, to determine the operating status of a smoke evacuation system, an energy device, and/or another component of a surgical system. At time t1 , the evacuation system may be in "active" mode 54312. In certain examples, "active" mode 54312 can be triggered by one or more sensors within the evacuation system, as described further herein. The increase in air flow rate to speed V 1 at time t 1 and/or to speed V 2 at time t 2 may be accompanied by a further increase in air flow rate immediately after the transition or initiation of the new speed level. . More specifically, the air flow rate spikes immediately after time t 1 of FIG. 38 and before the subsequent adjustment at time t 2 . Additionally, the airflow rate spikes immediately after time t2 when the airflow transitions from velocity v1 to velocity v2 in the second "active" mode 54314.

加えて又は代わりに、第1の空気流速から第2の空気流速への排出システムの電力レベルの低減は、低減の直前の空気流速の初期増加を伴うことができる。例えば、第1の一定又は実質的に一定のレベルから第2の一定又は実質的に一定のレベルまで空気流速を減少させるとき、空気流速は、図38に示すものと同様の空気流速スパイクに遭遇することができる。一例では、制御回路は、「アクティブモード」からの一定の「静音モード」モータ速度に戻る直前に、空気流速スパイクに影響を及ぼすことができる。様々な例では、静音モード前のバースト速度は、例えば、外科システム及び/又は排出システムの煙を流すことができる。 Additionally or alternatively, reducing the power level of the exhaust system from the first airflow rate to the second airflow rate may be accompanied by an initial increase in the airflow rate immediately prior to the reduction. For example, when decreasing the airflow rate from a first constant or substantially constant level to a second constant or substantially constant level, the airflow rate encounters an airflow rate spike similar to that shown in FIG. can do. In one example, the control circuit can affect an airflow rate spike just before returning to a constant "quiet mode" motor speed from the "active mode." In various examples, the burst velocity before quiet mode can flush smoke in a surgical system and/or evacuation system, for example.

本開示の態様によれば、例えば、図18及び図19の粒子センサ50838及び50848などの様々な粒子センサは、排出システム50800及び50900を通って、かつ/又はその中を流れる粒子を計数するように配置して構成することができる。同様に、例えば、図18及び図19の粒子センサ50852などの空気品質粒子センサは、排出システム50800及び50900の周囲及び/又は手術室内の周囲空気中の粒子を計数するように配置して構成することができる。様々な粒子センサ(例えば、粒子センサ50838、50848、50852など)は、例えば、空気流速を調整するために、粒子濃度を示す信号を制御回路に送信するように更に構成することができる。 According to aspects of the present disclosure, various particle sensors, such as, for example, particle sensors 50838 and 50848 of FIGS. It can be arranged and configured. Similarly, air quality particle sensors, such as, for example, particle sensor 50852 of FIGS. 18 and 19, are arranged and configured to count particles in the ambient air around the exhaust systems 50800 and 50900 and/or within the operating room. be able to. The various particle sensors (eg, particle sensors 50838, 50848, 50852, etc.) can be further configured to send signals indicative of particle concentration to a control circuit, eg, to adjust air flow rate.

再び図38を参照すると、排出システムのモータは、時間tと時間tとの間で一定の「静音」モード54310の速度で動作することができる。時間tと時間tとの間で、少なくとも1つの粒子センサ(例えば、粒子センサ50838及び/又は50848)は、排出システムを通って流れる粒子を能動的に計数することができる。特定の例では、少なくとも1つの粒子センサ(例えば、粒子センサ50852)は、周囲空気中の粒子を能動的に計数することができる。少なくとも1つの例では、制御回路は、粒子センサ50838及び/又は粒子センサ50848で計数された粒子を粒子センサ50852で計数された粒子と比較することができる。制御回路は、例えば、粒子センサ50838及び/又は粒子センサ50848によって検出された微粒子濃度が図38の閾値Cなどの第1の閾値を上回ることを判定することができる。閾値Cは、例えば、流路に沿った様々なセンサで計数された粒子の微粒子濃度レベル及び/又は比に対応することができる。第1の閾値Cを上回る粒子濃度に応じて、制御回路は、時間tにおいて、第1の非ゼロ空気流速に関連付けられた「静音」モード54310の速度から、第2のモータ速度、又は第2の空気流速(例えば、V)に関連付けられた「アクティブ」モード54312へとモータ速度を増加させることができる。上述のように、空気流速の増加は、時間tの直後の空気流速スパイク又はバースト54302を伴ってもよい。 Referring again to FIG. 38, the ejection system motor may operate at a constant "quiet" mode 54310 speed between time t 0 and time t 1 . Between time t 0 and time t 1 , at least one particle sensor (eg, particle sensor 50838 and/or 50848) can actively count particles flowing through the exhaust system. In certain examples, at least one particle sensor (eg, particle sensor 50852) can actively count particles in the ambient air. In at least one example, the control circuit can compare particles counted at particle sensor 50838 and/or particle sensor 50848 to particles counted at particle sensor 50852. The control circuit may, for example, determine that the particulate concentration detected by particle sensor 50838 and/or particle sensor 50848 exceeds a first threshold, such as threshold C 1 of FIG. Threshold C 1 may correspond, for example, to a particulate concentration level and/or ratio of particles counted at various sensors along the flow path. In response to a particle concentration above a first threshold C 1 , the control circuit changes the speed from the “quiet” mode 54310 speed associated with the first non-zero air flow rate to the second motor speed at time t 1 , or The motor speed can be increased to an "active" mode 54312 associated with a second air flow rate (eg, V1 ). As mentioned above, the increase in air flow rate may be accompanied by an air flow rate spike or burst 54302 immediately after time t1 .

更に図38を参照すると、制御回路は、時間tから時間tまで、空気流速Vに関連付けられたモータ速度を維持しながら、粒子センサ50838、50848、及び/又は50852のうちの少なくとも1つから微粒子濃度を検出し続けることができる。時間tにおいて、制御回路は、粒子センサ50838、50848、及び/又は50852のうちの少なくとも1つによって検出された粒子濃度及び/又は比が、図38の閾値Cなどの第2の閾値を上回ると判定することができる。閾値Cは、第1の閾値Cより大きな、流路に沿った様々なセンサで計数された粒子の微粒子濃度レベル及び/又は比に対応することができる。時間tで第2の閾値Cを上回ったことに応じて、制御回路は、空気流速V又は第1の「アクティブ」モード54314に関連付けられたモータ速度から増加した空気流速V又は第2の「アクティブ」モード54314に関連付けられたモータ速度までモータ速度を増加させるように構成されている。この場合もやはり、空気流速Vから空気流速Vへの増加は、時間tの直後の空気流速スパイク又はバースト54304を伴ってもよい。 Still referring to FIG. 38, the control circuit controls at least one of particle sensors 50838, 50848, and/or 50852 while maintaining a motor speed associated with air flow rate V1 from time t1 to time t2 . The particulate concentration can be continuously detected from the beginning. At time t2 , the control circuitry determines that the particle concentration and/or ratio detected by at least one of particle sensors 50838, 50848, and/or 50852 exceeds a second threshold, such as threshold C2 of FIG. It can be determined that the value is higher than that. Threshold C 2 may correspond to a particle concentration level and/or ratio of particles counted at various sensors along the flow path that is greater than a first threshold C 1 . In response to exceeding the second threshold C 2 at time t 2 , the control circuit increases the air flow rate V 2 or the increased air flow rate from the motor speed associated with the air flow rate V 1 or the first “active” mode 54314. The motor speed is configured to increase the motor speed to the motor speed associated with the "active" mode 54314 of 2. Again, the increase from air flow rate V 1 to air flow rate V 2 may be accompanied by an air flow rate spike or burst 54304 immediately after time t 2 .

様々な例では、制御回路は、例えば、時間tと時間tとの間の空気流速Vに関連付けられたモータ速度を維持しながら、粒子センサ50838、50848、及び/又は50852によって微粒子濃度を示す入力を受信し続けることができる。時間tにおいて、制御回路は、粒子センサ50838、50848、及び/又は50852のうちの少なくとも1つによって検出された微粒子濃度及び/又は比が、第1の閾値Cを下回るまで減少したと判定することができる。これに応じて、制御回路は、空気流速Vに関連付けられたモータ速度から第1の非ゼロ空気流速に関連付けられた「静音」モード速度に戻して、モータ速度を減少させることができる。上述のように、特定の例では、空気流速Vから非ゼロ空気流速に戻る減少は、時間tの直後の空気流速スパイクを伴うことができる。制御回路は、例えば、時間tの後に「静音」モード速度を維持しながら、粒子センサ50838、50848、及び/又は50852によって検出された微粒子濃度を検出及び/又は比較し続けることができる。 In various examples, the control circuit determines the particulate concentration by particle sensors 50838, 50848, and/or 50852, e.g., while maintaining a motor speed associated with air flow rate V2 between time t2 and time t3 . can continue to receive input indicating that At time t3 , the control circuit determines that the particulate concentration and/or ratio detected by at least one of particle sensors 50838, 50848, and/or 50852 has decreased below a first threshold C1 . can do. In response, the control circuit may decrease the motor speed from the motor speed associated with the air flow rate V2 back to the "quiet" mode speed associated with the first non-zero air flow rate. As mentioned above, in a particular example, the decrease from air flow rate V2 back to a non-zero air flow rate may be accompanied by an air flow rate spike immediately after time t3 . The control circuit may continue to detect and/or compare particulate concentrations detected by particle sensors 50838, 50848, and/or 50852 while maintaining "quiet" mode speed after time t3 , for example.

本開示の様々な態様では、モータは、可変速度モータであってもよい。例えば、モータ50512(図4)は、可変速度モータであってもよい。そのような例では、モータの速度は、外部から測定されたパラメータに基づいて制御されてもよい。例えば、可変速度モータの速度は、排出システムの外部で測定されたパラメータに基づいて、増加、減少、又は維持されてもよい。 In various aspects of the present disclosure, the motor may be a variable speed motor. For example, motor 50512 (FIG. 4) may be a variable speed motor. In such instances, the speed of the motor may be controlled based on externally measured parameters. For example, the speed of the variable speed motor may be increased, decreased, or maintained based on parameters measured external to the evacuation system.

本開示の態様によれば、モータ50512(図4)は、モータ50512への電流の供給を変動させることによって調整することができる。例えば、モータ50512に第1の電流量を供給して、モータ50512を第1の動作レベルで動作させることができる。あるいは、モータ50512に第2の電流量を供給して、モータ50512を第2の動作レベルで動作させることができる。より具体的には、電流の供給を変更することは、モータ50512への電気入力のパルス幅変調(PWM)のデューティサイクルを変動させることによって達成されてもよい。他の態様では、電流は、モータに供給される電流の周波数を調整することによって変動され得る。本開示の様々な態様では、モータ50512は、モータ50512への電流入力のデューティサイクル又は周波数を減少させることにより、ポンプ50506の回転速度を減少させるように、回転機構又はポンプ50506(例えば、本明細書に記載されるような圧縮機、ブロワなど)に連結される。同様に、モータ50512への電流入力のデューティサイクル又は周波数を増加させることにより、ポンプ50506の回転速度を増加させることができる。 According to aspects of the present disclosure, motor 50512 (FIG. 4) may be regulated by varying the supply of current to motor 50512. For example, a first amount of current can be provided to motor 50512 to cause motor 50512 to operate at a first operating level. Alternatively, a second amount of current can be provided to motor 50512 to cause motor 50512 to operate at a second operating level. More specifically, changing the current supply may be accomplished by varying the pulse width modulation (PWM) duty cycle of the electrical input to the motor 50512. In other aspects, the current may be varied by adjusting the frequency of the current supplied to the motor. In various aspects of the present disclosure, the motor 50512 may include a rotating mechanism or pump 50506 (e.g., (compressor, blower, etc.) as described in the manual. Similarly, by increasing the duty cycle or frequency of the current input to motor 50512, the rotational speed of pump 50506 can be increased.

本開示の様々な態様では、モータ50512のより低い動作レベルは、排出及び/又は吸引が必要でないときにモータ50512を完全にオフにし、その後吸引が必要とされるときにモータ50512をオンに切り替えて戻すことよりも有利であり得る。例えば、臨床医は、長期間の手術中に吸引を断続的にしか使用する必要がない場合がある。そのような態様では、モータ50512を完全にオフにした状態からオンにすることは、モータ50512の静止慣性を克服するために、高い起動トルクを必要とする。このようにモータ50512を完全なオフモードから繰り返しオンにすることは、非効率的であり、モータ50512の寿命を減少させることがある。あるいは、より低い動作レベルを採用することにより、手術中の排出システムの断続的な使用中にモータ50512をオンのままにすることを可能にし、モータの静止慣性を克服するためにより高いトルクを必要とすることなく、より高い動作レベルへの調整(例えば、追加の吸引が必要とされるとき)が可能になる。 In various aspects of the present disclosure, the lower operating level of the motor 50512 is to completely turn off the motor 50512 when evacuation and/or suction is not required, and then switch the motor 50512 on when suction is required. It may be more advantageous than putting it back. For example, a clinician may only need to use suction intermittently during an extended surgical procedure. In such embodiments, turning the motor 50512 on from a completely off state requires a high starting torque to overcome the static inertia of the motor 50512. Repeatedly turning the motor 50512 on from a completely off mode in this manner is inefficient and may reduce the life of the motor 50512. Alternatively, employing a lower operating level allows the motor 50512 to remain on during intermittent use of the evacuation system during surgery, requiring higher torque to overcome the static inertia of the motor. Adjustment to higher operating levels (eg, when additional suction is required) is possible without the need for additional suction.

本開示の様々な態様では、変動範囲を、モータパラメータに対して確立又は予め決定することができる。一実施例では、モータ速度範囲は、可変速度モータに対して予め決定することができる。様々な態様では、上述のような制御回路は、1つ以上のセンサからのフィードバックに基づいて、特定の流量又は流量の増加若しくは減少が手術部位で必要とされることを判定することができる。例えば、制御回路内のプロセッサ50308及び/又は50408は、1つ以上のセンサから入力を受信し、センサ入力(単数又は複数)に少なくとも部分的に基づいて、流量に対する調整を実施するように構成することができる。調整は、リアルタイム又はほぼリアルタイムで判定することができる。 In various aspects of the present disclosure, variation ranges can be established or predetermined for motor parameters. In one example, a motor speed range can be predetermined for a variable speed motor. In various aspects, a control circuit as described above can determine that a particular flow rate or increase or decrease in flow rate is required at a surgical site based on feedback from one or more sensors. For example, processors 50308 and/or 50408 within the control circuitry are configured to receive input from one or more sensors and perform adjustments to the flow rate based at least in part on the sensor input(s). be able to. Adjustments can be determined in real time or near real time.

一態様では、制御回路は、流体(例えば、図18及び図19の流体検出センサ50830)及び/若しくは流体中の粒子(例えば、図18及び図19の粒子センサ50838及び/又は50848)を検出するように配置され構成された少なくとも1つのセンサ、並びに/又は手術部位/その付近に配置可能な電気外科用器具(例えば、図7の電気外科用器具50630)上の別個のセンサなど、外科システム内のセンサによって検出された測定値に基づいてモータに対する調整の必要性を判定することができる。判定された必要性に応じて、制御回路は、駆動電流をモータ50512(図4)に供給するように駆動信号を送信して、その速度を調整されたモータ速度に調整することができる。この調整されたモータ速度は、所望の特定の流量に対応することができる。 In one aspect, the control circuit detects a fluid (e.g., fluid detection sensor 50830 of FIGS. 18 and 19) and/or particles in the fluid (e.g., particle sensor 50838 and/or 50848 of FIGS. 18 and 19). and/or a separate sensor on an electrosurgical instrument (e.g., electrosurgical instrument 50630 of FIG. 7) positionable at/near the surgical site. The need for adjustments to the motor can be determined based on the measurements detected by the sensors. Depending on the determined need, the control circuit can send a drive signal to provide drive current to the motor 50512 (FIG. 4) to adjust its speed to the adjusted motor speed. This adjusted motor speed can correspond to a desired specific flow rate.

あるいは、判定された必要性に応じて、制御回路は、モータ50512に駆動電流を供給するように駆動信号を送信して、モータ速度を所定のモータ速度範囲内の速度に増加又は減少させることができる。そのような例では、制御回路は、可変速度モータの速度の増加又は減少を所定のモータ速度範囲内に制限する。この調整されたモータ速度は、所望の調整された流量に対応してもよく、又は対応しなくてもよい。例えば、所定のモータ速度範囲により、制御回路は、モータ速度を調整して所望の流量を実現することができない場合がある。 Alternatively, depending on the determined need, the control circuit may send a drive signal to provide drive current to the motor 50512 to increase or decrease the motor speed to a speed within a predetermined motor speed range. can. In such instances, the control circuit limits the speed increase or decrease of the variable speed motor to within a predetermined motor speed range. This adjusted motor speed may or may not correspond to a desired adjusted flow rate. For example, a predetermined motor speed range may prevent the control circuit from adjusting the motor speed to achieve the desired flow rate.

本開示の別の態様では、モータ速度は、モータが手動モードで動作しているときなど、手術室内の臨床医によって選択されてもよい。例えば、臨床医は、ユーザインターフェースを介して可変速度モータを所望のモータ速度に手動で変更することができる。ユーザインターフェースは、例えば、排出システムのハウジング及び/又は外科用ハブインターフェース上にあってもよい。様々な態様では、ユーザインターフェースは、外部から測定されたパラメータ(例えば、手術部位又はその付近のセンサを介して測定された煙及び/又は粒子の量)を臨床医に表示することができ、臨床医は、外部から測定されたパラメータに基づいてモータ速度を手動で設定することができる。そのような態様では、ユーザインターフェースは、駆動電流をモータに供給するように駆動信号を送信して、モータ速度を選択されたモータ速度に設定、増加、又は減少させることができる。 In another aspect of the present disclosure, the motor speed may be selected by a clinician within the operating room, such as when the motor is operating in manual mode. For example, a clinician can manually change a variable speed motor to a desired motor speed via a user interface. The user interface may be on the housing of the evacuation system and/or the surgical hub interface, for example. In various aspects, the user interface can display externally measured parameters (e.g., the amount of smoke and/or particles measured via sensors at or near the surgical site) to the clinician, and The clinician can manually set the motor speed based on externally measured parameters. In such aspects, the user interface can send drive signals to supply drive current to the motor to set, increase, or decrease the motor speed to the selected motor speed.

本開示の一態様では、制御回路は、排出システム内で検出及び/又は測定された圧力条件に基づいて、第1の駆動信号を第2の駆動信号に変更することができる。例えば、図18及び図19を再び参照すると、圧力センサ50840、50846、50850、及び50854は、それらの対応する圧力を制御回路に送信することができ、制御回路は、検出された圧力のうちの1つ以上に基づいて、第1の駆動信号を第2の駆動信号に変更することができる。特に、そのような態様では、実際のモータ速度は、ユーザインターフェースを介してユーザによって選択されたモータ速度に等しくなくてもよい。例えば、排出システム内で測定された圧力が閾値圧力を上回る場合、ユーザが選択したモータ速度に関連付けられた増加したモータ速度を許可することにより、モータ及び/又は排出システムの他の構成要素を損傷することがある。したがって、制御回路は、ユーザが選択したモータ速度をオーバーライドして、排出システム及びその構成要素への損傷を防止することができる。 In one aspect of the present disclosure, the control circuit can change the first drive signal to the second drive signal based on a pressure condition detected and/or measured within the evacuation system. For example, referring again to FIGS. 18 and 19, pressure sensors 50840, 50846, 50850, and 50854 can transmit their corresponding pressures to a control circuit, which controls the The first drive signal can be changed to a second drive signal based on one or more. In particular, in such aspects, the actual motor speed may not be equal to the motor speed selected by the user via the user interface. For example, if the measured pressure within the evacuation system exceeds a threshold pressure, damage the motor and/or other components of the evacuation system by allowing an increased motor speed associated with the user-selected motor speed. There are things to do. Accordingly, the control circuit can override the user-selected motor speed to prevent damage to the evacuation system and its components.

本開示の別の態様では、モータ速度は、モータが自動モードで動作しているときなど、制御回路によって自動的に選択されてもよい。そのような態様では、制御回路は、外部から測定されたパラメータ(単数又は複数)(例えば、手術部位又はその付近で測定された煙及び/又は粒子の量)に基づいて、駆動電流をモータに供給するように駆動信号を送信して、モータ速度を適切なモータ速度に設定、増加、又は減少させることができる。代替的な態様では、制御回路は、内部の様々なセンサによって検出された圧力及び微粒子濃度のうちの少なくとも1つを含む排出システム内で測定されたパラメータに基づいて、駆動電流をモータに供給するように駆動信号を送信して、モータ速度を設定、増加、又は減少させることができる。一実施例では、圧力センサ50840、50846、50850、及び50854は、それらの対応する検出及び/又は測定された圧力を制御回路に送信することができる。加えて又は代わりに、粒子センサ50838、50848、及び50852は、それらの対応する検出及び/又は測定された粒子数を制御回路に送信することができる。 In another aspect of the present disclosure, the motor speed may be automatically selected by the control circuit, such as when the motor is operating in automatic mode. In such embodiments, the control circuit applies drive current to the motor based on externally measured parameter(s) (e.g., amount of smoke and/or particles measured at or near the surgical site). A drive signal can be sent to set, increase, or decrease the motor speed to the appropriate motor speed. In an alternative aspect, the control circuit provides drive current to the motor based on parameters measured within the exhaust system including at least one of pressure and particulate concentration detected by various sensors therein. Drive signals can be sent to set, increase, or decrease motor speed. In one example, pressure sensors 50840, 50846, 50850, and 50854 can transmit their corresponding sensed and/or measured pressures to a control circuit. Additionally or alternatively, particle sensors 50838, 50848, and 50852 may transmit their corresponding detected and/or measured particle counts to the control circuit.

ここで図35を参照すると、外科用排出システムの調整アルゴリズム54000が示されている。本明細書に開示される様々な外科用排出システムは、図35の調整アルゴリズム54000を利用することができる。更に、読者は、特定の例では、調整アルゴリズム54000を、本明細書に記載される1つ以上の追加の調整アルゴリズムと組み合わせることができることを容易に理解するであろう。外科用排出システムに対する調整は、排出器ポンプのモータと信号通信するプロセッサによって実施することができる(例えば、図5及び図6のプロセッサ及びポンプを参照)。例えば、プロセッサ50408は、調整アルゴリズム54000を実施することができる。そのようなプロセッサはまた、外科用排出システム内の1つ以上のセンサと信号通信することができる。 Referring now to FIG. 35, a surgical evacuation system adjustment algorithm 54000 is shown. Various surgical evacuation systems disclosed herein can utilize the adjustment algorithm 54000 of FIG. 35. Furthermore, the reader will readily appreciate that in certain examples, adjustment algorithm 54000 can be combined with one or more additional adjustment algorithms described herein. Adjustments to the surgical evacuation system may be performed by a processor in signal communication with the ejector pump motor (see, eg, the processor and pump of FIGS. 5 and 6). For example, processor 50408 may implement adjustment algorithm 54000. Such a processor may also be in signal communication with one or more sensors within the surgical evacuation system.

一例では、制御回路54008は、図18及び図19の粒子センサ50838と類似していてもよく、かつブロック54002でその検出及び/又は測定された粒子数を含む第1の信号を送信することができる、第1の微粒子センサ54010に通信可能に連結されてもよい。加えて、制御回路54008は、図18及び図19の粒子センサ50848と多くの点で類似していてもよく、かつブロック54004でその検出及び/又は測定された粒子数を含む第2の信号を制御回路に送信することができる、第2の微粒子センサ54012に連結することができる。次いで、制御回路54008は、ブロック54006で、駆動信号を送信して、ブロック54016で、判定された駆動電流を排出システムのモータに印加することができる。例えば、制御回路54008は、図5及び図6の制御概略図と多くの点で類似していてもよく、メモリに通信可能に連結されたプロセッサを含むことができる。更に別の態様では、センサ50840、50846、50850、50854、50838、50848、及び50852(図18及び図19)の任意の組み合わせは、それらの対応する検出及び/又は測定されたパラメータを制御回路54008に送信することができる。そのような代替的な態様では、制御回路は、内部で測定されたパラメータに基づいて適切なモータ速度を判定することができる。いずれの場合も、様々な例では、ユーザインターフェースは、現在のモータ速度を表示することができる。 In one example, the control circuit 54008 may be similar to the particle sensor 50838 of FIGS. 18 and 19 and may transmit a first signal including the number of detected and/or measured particles at block 54002. The first particulate sensor 54010 may be communicatively coupled to a first particulate sensor 54010. In addition, the control circuit 54008 may be similar in many respects to the particle sensor 50848 of FIGS. It can be coupled to a second particulate sensor 54012, which can be transmitted to a control circuit. The control circuit 54008 may then send a drive signal at block 54006 to apply the determined drive current to the motor of the evacuation system at block 54016. For example, control circuit 54008 may be similar in many respects to the control schematics of FIGS. 5 and 6 and may include a processor communicatively coupled to memory. In yet another aspect, any combination of sensors 50840, 50846, 50850, 50854, 50838, 50848, and 50852 (FIGS. 18 and 19) can detect and/or detect their corresponding detected and/or measured parameters by controlling circuit 54008. can be sent to. In such an alternative aspect, the control circuit may determine the appropriate motor speed based on internally measured parameters. In any case, in various examples, the user interface may display the current motor speed.

本開示の様々な態様では、適切なモータ速度は、クラウド104(図39)及び/又はクラウド204(図46)などのクラウド内に記憶された履歴データに基づいて判定される理想的なモータ速度であってもよい。理想的なモータ速度は、例えば、測定された外部及び/又は内部パラメータ(単数又は複数)を所与として、最も効率的な速度であってもよい。他の態様では、適切なモータ速度は、全ての測定された圧力が閾値圧力未満であるように判定された理想的なモータ速度であってもよい。換言すれば、排出システム構成要素への損傷を回避し、かつ、例えば、粒子センサ50848で測定された濃度などの微粒子濃度を最小化するためである。更なる態様では、制御回路によって自動的に選択されたモータ速度は、手動で調整することができる。そのような手動オーバーライドモードでは、ユーザは、自動的に選択されたモータ速度とは異なる所望のモータ速度を選択することができる。そのような態様では、ユーザインターフェースは、選択されたモータ速度を表示することができる。本開示の更なる態様では、ユーザインターフェースは、理想的なモータ速度及び/又は流量より低く(又は高く)設定及び/又は選択されていることがユーザに通知されるように、制御回路によって判定された理想的なモータ速度を表示することができる。 In various aspects of the present disclosure, the appropriate motor speed is an ideal motor speed determined based on historical data stored in a cloud, such as cloud 104 (FIG. 39) and/or cloud 204 (FIG. 46). It may be. The ideal motor speed may be, for example, the most efficient speed given the measured external and/or internal parameter(s). In other aspects, the appropriate motor speed may be an ideal motor speed determined such that all measured pressures are below a threshold pressure. In other words, to avoid damage to evacuation system components and to minimize particulate concentrations, such as, for example, the concentrations measured by particle sensor 50848. In a further aspect, the motor speed automatically selected by the control circuit can be manually adjusted. Such manual override mode allows the user to select a desired motor speed that is different from the automatically selected motor speed. In such aspects, the user interface may display the selected motor speed. In a further aspect of the present disclosure, the user interface is determined by the control circuitry to notify the user that the motor speed and/or flow rate is set lower than (or higher than) the ideal motor speed and/or flow rate. The ideal motor speed can be displayed.

本開示の更に別の態様では、制御回路に供給される外部から測定されたパラメータは、図6の発生器50640によって電気外科用器具50630になど、発生器によって電気外科用器具に供給される電気外科信号の電力レベルを含むことができる。そのような態様では、制御回路は、電力レベルの増加に比例して、モータ速度を増加させることができる。例えば、様々な電力レベルの増加は、クラウドデータベース内の煙のレベルの増加と相関させることができる。同様に、制御回路は、電力レベルの減少に比例して、モータ速度を減少させることができる。ここで、代替的な態様では、モータ速度は、排出システムにおいて(例えば、本明細書に記載されるように自動的に及び/又は手動で)設定することができる。更に、そのような態様では、発生器50640で設定された電力レベルは、設定されたモータ速度に影響を及ぼすことができる。一態様では、手動で設定されたモータ速度は、発生器50640で設定された電力レベルに基づいて変更することができる。別の態様では、自動的に設定されたモータ速度は、発生器50640で設定された電力レベルに基づいて変更することができる。 In yet another aspect of the present disclosure, the externally measured parameters supplied to the control circuitry may include an electrical signal supplied to an electrosurgical instrument by a generator, such as to an electrosurgical instrument 50630 by generator 50640 of FIG. The power level of the surgical signal may be included. In such embodiments, the control circuit can increase motor speed proportionally to the increase in power level. For example, increases in various power levels can be correlated with increases in smoke levels in the cloud database. Similarly, the control circuit can decrease motor speed in proportion to the decrease in power level. Here, in an alternative aspect, the motor speed can be set at the evacuation system (eg, automatically and/or manually as described herein). Further, in such aspects, the power level set at generator 50640 can affect the set motor speed. In one aspect, the manually set motor speed can be changed based on the power level set with the generator 50640. In another aspect, the automatically set motor speed can be changed based on the power level set at the generator 50640.

図36は、例えば、排出システム50800及び50900などの外科用排出システムの粒子数、電力、電圧、及びモータ速度のグラフ表示54100を示す。排出システムの制御回路は、外部から測定されたパラメータ及び内部で測定されたパラメータに基づいて、モータ速度を調整するように構成されている。本開示の一態様では、図5及び図6の制御回路は、図示されたモータ速度調整を実施することができる。図36では、外部から測定されたパラメータは、外科処置で使用される発生器によって電気外科用器具(例えば、図7の発生器50640によって電気外科用器具50630)に供給される電気外科信号の電力レベルである。内部で測定されたパラメータは、例えば、図18及び図19のレーザー粒子数カウンタ50838などの排出システムによって検出される粒子数である。読者は、特定の例では、外部から測定されたパラメータ又は内部で測定されたパラメータのうちの1つに基づいてモータ速度を調整することができることを容易に理解するであろう。特定の例では、追加の内部又は外部パラメータを利用して、モータ速度を調整することができる。 FIG. 36 shows a graphical representation 54100 of particle counts, power, voltage, and motor speed for a surgical evacuation system, such as evacuation systems 50800 and 50900, for example. The control circuit of the evacuation system is configured to adjust the motor speed based on externally measured parameters and internally measured parameters. In one aspect of the present disclosure, the control circuits of FIGS. 5 and 6 can implement the illustrated motor speed regulation. In FIG. 36, the externally measured parameters are the power of an electrosurgical signal supplied to an electrosurgical instrument (e.g., electrosurgical instrument 50630 by generator 50640 of FIG. 7) by a generator used in a surgical procedure. level. The internally measured parameter is, for example, the number of particles detected by the ejection system, such as the laser particle number counter 50838 of FIGS. 18 and 19. The reader will readily appreciate that in certain instances, the motor speed may be adjusted based on one of the externally measured parameters or the internally measured parameters. In certain examples, additional internal or external parameters may be utilized to adjust motor speed.

時間tにおいて、モータ速度はゼロであり、電気外科用器具に供給される電力レベルはゼロであり、粒子センサ50838によって検出される粒子数はゼロである。時間tにおいて、第1の電力レベルが発生器によって電気外科用器具に供給される。一実施例では、第1の電力レベルは、凝固モードに対応することができる。時間tでの電力レベルの増加と並行して、又はその直後に、制御回路は、モータに起動電流を供給するように駆動信号を送信する。起動電流は、tとtとの間でモータがベースライン(例えば、アイドル)モータ速度54104に整定する前に、モータ速度のバースト54102をもたらす。ベースラインモータ速度54104は、例えば、ポンプを回転させるのに必要な最小トルクに対応することができる。例えば、時間がtに近づくと、モータ速度は、スリープモード又は静音モードに対応することができ、排煙器は、煙の発生を予測して電力供給される。時間tにおいて、粒子センサ50838は、モータ速度に影響を与えない。 At time t0 , the motor speed is zero, the power level supplied to the electrosurgical instrument is zero, and the number of particles detected by particle sensor 50838 is zero. At time t1 , a first power level is provided by the generator to the electrosurgical instrument. In one example, the first power level can correspond to a coagulation mode. In parallel with or immediately after the increase in power level at time t1 , the control circuit sends a drive signal to provide a starting current to the motor. The starting current provides a burst of motor speed 54102 before the motor settles to a baseline (eg, idle) motor speed 54104 between t 1 and t 2 . Baseline motor speed 54104 may correspond, for example, to the minimum torque required to rotate the pump. For example, as time approaches t2 , the motor speed may correspond to a sleep mode or quiet mode, and the smoke evacuator is powered in anticipation of smoke generation. At time t1 , particle sensor 50838 has no effect on motor speed.

時間tにおいて、粒子センサ50838は、排煙のための「アクティブ」モードに対応する最小閾値54110を上回って粒子数を増加させる、微粒子濃度の第1のスパイク54106を検出する。この第1のスパイク54106に応じて、時間tの直後に、制御回路は、例えば、モータに増加した電流を供給するように第2の駆動信号を送信して、「静音」モードから「アクティブ」モードへと排出システムを通る流量を増加させる。流量の増加に応じて、粒子センサ50838によって計数された微粒子濃度は、時間tと時間tとの間で低下し始める。制御回路は、粒子センサ50838からの出力を能動的に監視し、微粒子濃度が低下するため、粒子センサ50838によって検出された減少する微粒子濃度に比例して、モータ50512に低減された電流を供給するように第3の駆動信号を送信する。換言すれば、時間tと時間tとの間のモータ速度は、粒子センサ50838によって検出される微粒子濃度に比例する。 At time t 2 , particle sensor 50838 detects a first spike 54106 in particle concentration that increases the number of particles above a minimum threshold 54110 corresponding to an “active” mode for smoke evacuation. In response to this first spike 54106, immediately after time t2 , the control circuit sends a second drive signal to supply increased current to the motor, for example, to bring the motor from the "quiet" mode to the "active" mode. ” mode to increase the flow rate through the evacuation system. As the flow rate increases, the particulate concentration counted by particle sensor 50838 begins to decrease between time t2 and time t3 . The control circuit actively monitors the output from the particle sensor 50838 and provides a reduced current to the motor 50512 in proportion to the decreasing particle concentration detected by the particle sensor 50838 as the particle concentration decreases. The third drive signal is transmitted as follows. In other words, the motor speed between time t 2 and time t 3 is proportional to the particulate concentration detected by particle sensor 50838.

時間tにおいて、時間tとtとの間で比較的一定のままであった発生器50640によって供給される第1の電力レベルは、第1の電力レベル54112から第2の電力レベル54114まで増加される。一実施例では、第2の電力レベル54114は、切断モードに対応することができる。発生器の電力レベルの増加に応じて、時間tの直後に、制御回路は、モータに増加した電流を供給するように第3の駆動信号を送信して、排出システムを通る流量をまた再び増加させる。例えば、モータ速度は、時間tにおける波形の変化に応じて変更されてもよい。加えて、増加した電力レベルに起因して、粒子センサ50838は、計数された粒子の第2のスパイク54108を検出する。第3の駆動信号は、煙中の増加した微粒子濃度に対処することができる。モータ速度の増加に応じて、粒子センサ50838によって計数された粒子は、時間tとtとの間で減少する。この場合もやはり、制御回路は、粒子センサ50838を能動的に監視し、粒子センサ50838によって検出された微粒子濃度の減少に比例して、モータに低減された電流を供給するように第4の駆動信号を送信する。 At time t3 , the first power level provided by generator 50640, which remained relatively constant between times t1 and t3 , changes from first power level 54112 to second power level 54114. will be increased to In one example, second power level 54114 may correspond to a disconnected mode. In response to the increase in the power level of the generator, immediately after time t3 , the control circuit sends a third drive signal to supply an increased current to the motor, again increasing the flow rate through the evacuation system. increase. For example, the motor speed may be changed in response to a change in the waveform at time t3 . Additionally, due to the increased power level, particle sensor 50838 detects a second spike 54108 of counted particles. The third drive signal can address increased particulate concentration in smoke. As the motor speed increases, the particles counted by particle sensor 50838 decrease between times t3 and t4 . Again, the control circuitry actively monitors the particle sensor 50838 and controls the fourth drive to provide a reduced current to the motor in proportion to the decrease in particulate concentration detected by the particle sensor 50838. Send a signal.

時間tにおいて、時間tとtとの間で比較的一定のままであった発生器によって供給される第2の電力レベル54114は、時間tとtとの間で一定の速度で減少する。これに応じて、時間tの後、粒子センサ50838によって検出される微粒子濃度も減少する。実際には、微粒子濃度は、時間tと時間tとの間で最小閾値54110をわずかに下回り、かつ停止閾値54118を上回るレベルまで低下し、時間tまで停止閾値54118付近で比較的一定のままである。一例では、これは、手術部位からの残留煙の排出に対応することができる。制御回路は、時間tとtとの間で粒子センサ50838を監視し続け、時間tと時間tとの間で微粒子濃度の減少に比例して、モータへの電流を低減するように、後続の駆動信号を送信する。 At time t4 , the second power level 54114 provided by the generator, which remained relatively constant between times t3 and t4 , remains at a constant rate between times t4 and t5 . decreases in Correspondingly, after time t4 , the particulate concentration detected by particle sensor 50838 also decreases. In reality, the particulate concentration decreases to a level slightly below the minimum threshold 54110 and above the stop threshold 54118 between time t 4 and time t 5 and remains relatively constant around the stop threshold 54118 until time t 5 . It remains as it is. In one example, this may correspond to evacuation of residual smoke from the surgical site. The control circuit continues to monitor the particle sensor 50838 between times t4 and t5 and reduces the current to the motor in proportion to the decrease in particulate concentration between times t4 and t5 . , transmits subsequent drive signals.

時間tにおいて、再び最小閾値54110を上回って粒子数を増加させる微粒子濃度の第3のスパイク54116を粒子センサ50838によって検出することができる。一例では、外科処置中に発生して粒子センサ50838によって検出される追加の煙は、組織の状態の結果であり得る。例えば、処置中に組織が乾燥すると、追加の煙が発生することがある。時間tでの煙の増加に応じて、発生器波形は、煙を最小限に抑えるように自動的に調整される。例えば、発生器によって第3の電力レベルを供給することができる。更に、時間tと時間tとの間で比較的一定の第1のレベルのままであった電圧は、時間tの後、時間tまで比較的一定の第2のレベルまで低下する。特定の例では、電力が増加し電圧が減少する時間tでの波形調整54122は、より少ない煙を発生させるように構成することができる。 At time t5 , a third spike 54116 in particulate concentration that increases the number of particles again above the minimum threshold 54110 can be detected by particle sensor 50838. In one example, the additional smoke generated during a surgical procedure and detected by particle sensor 50838 may be a result of tissue conditions. For example, additional smoke may be generated if the tissue dries during the procedure. In response to the increase in smoke at time t5 , the generator waveform is automatically adjusted to minimize smoke. For example, the third power level can be provided by a generator. Furthermore, the voltage that remained at a relatively constant first level between time t1 and time t5 decreases to a relatively constant second level after time t5 until time t6 . . In a particular example, waveform adjustment 54122 at time t 5 where power increases and voltage decreases can be configured to generate less smoke.

時間tでの発生器への電力レベルの調整に応じて、粒子センサ50838によって検出された微粒子濃度は、時間tとtとの間で着実に減少する。時間tにおいて、発生器の電力レベル及び電圧は、例えば、手術工程の完了時などの電源切断状態に対応するゼロまで減少する。更に、粒子センサ50838によって検出された微粒子濃度は、時間tにおいて停止閾値54118を下回って低下する。これに応じて、制御回路は、モータに低減された電流を供給するように駆動信号を送信し、モータ速度をスリープ又は静音モード54120まで低減する。 In response to adjusting the power level to the generator at time t5 , the particulate concentration detected by particle sensor 50838 steadily decreases between times t5 and t6 . At time t6 , the power level and voltage of the generator decreases to zero, corresponding to a power-down condition, such as at the completion of a surgical procedure. Furthermore, the particulate concentration detected by particle sensor 50838 decreases below stop threshold 54118 at time t6 . In response, the control circuit sends a drive signal to provide a reduced current to the motor and reduce the motor speed to a sleep or quiet mode 54120.

様々な例では、排出システムは、腹腔鏡の使用を自動的に感知して、補償することができる。例えば、排出システムは、外科システムの腹腔鏡モードを自動的に検出することができる。腹腔鏡手術では、患者の体腔にガス(例えば、二酸化炭素)を吹き込んで、体腔を膨張させ、外科処置中に施術者の作業空間及び/又は視野空間を作り出す。体腔を膨張させることにより、加圧された空洞を作り出す。そのような例では、本明細書に開示される排出システムは、加圧された空洞を感知し、加圧された空洞のパラメータに応じて、例えば、モータ速度などの排出システムパラメータのパラメータを調整するように構成することができる。 In various examples, the evacuation system can automatically sense and compensate for laparoscopic use. For example, the evacuation system can automatically detect the laparoscopic mode of the surgical system. In laparoscopic surgery, a gas (eg, carbon dioxide) is insufflated into a patient's body cavity to inflate the body cavity and create a working and/or viewing space for the practitioner during the surgical procedure. By expanding the body cavity, a pressurized cavity is created. In such an example, the evacuation system disclosed herein senses the pressurized cavity and adjusts a parameter of the evacuation system parameter, such as, for example, motor speed, in response to the pressurized cavity parameter. It can be configured to:

例えば、図18及び図19を再び参照すると、圧力センサ50840は、送気に従来利用されている圧力に対応し得る、特定の閾値圧力を上回る圧力を検出することができる。そのような例では、制御回路は、最初に、実行されている外科処置が腹腔鏡手術であるかどうかを判定することができる。特定の例では、排煙システムの制御回路(例えば、図5及び図6のプロセッサ50308及び/又は50408)は、通信可能に連結された外科用ハブ及び/又はクラウドに問い合わせて、腹腔鏡手術が実施されているかどうかを判定することができる。例えば、状況認識は、本明細書に更に記載されるように、腹腔鏡処置が実行されているかどうかを判定及び/又は確認することができる。 For example, referring again to FIGS. 18 and 19, pressure sensor 50840 can detect pressures above a certain threshold pressure, which may correspond to pressures conventionally utilized for air delivery. In such an example, the control circuit may first determine whether the surgical procedure being performed is laparoscopic surgery. In certain examples, control circuitry of a smoke evacuation system (e.g., processor 50308 and/or 50408 of FIGS. 5 and 6) may interrogate a communicatively coupled surgical hub and/or cloud to determine whether a laparoscopic surgical procedure is being performed. It is possible to determine whether it has been implemented. For example, situational awareness can determine and/or confirm whether a laparoscopic procedure is being performed, as further described herein.

特定の例では、例えば、外科用ハブに関連付けられた制御回路などの外部制御回路は、通信可能に連結されたクラウドに問い合わせることができる。別の態様では、排出システムのユーザインターフェースは、施術者からの入力を受け取ることができる。制御回路は、実行されている外科処置が腹腔鏡手術であることを示す信号をユーザインターフェースから受信することができる。腹腔鏡手術ではない場合、制御回路は、本明細書に記載されるようにフィルタが詰まっているか、及び/又は部分的に詰まっているかを判定することができる。腹腔鏡手術である場合、制御回路は、圧力センサ50840で検出された圧力を所定の量だけ調整して、センサ50840での腹腔鏡法に調整した圧力を実現することができる。センサ50840でのこの腹腔鏡法に調整した圧力は、センサ50840で検出された実際の圧力の代わりに、本明細書に記載される様々な態様により、利用することができる。そのような態様では、これにより、フィルタが詰まっている及び/又は部分的に詰まっているという不適切かつ/又は時期尚早なインジケーションを回避することができる。更に、前述の調整は、不必要なモータ速度調整を回避することができる。 In certain examples, external control circuitry, such as, for example, control circuitry associated with a surgical hub, can interrogate a communicatively coupled cloud. In another aspect, the evacuation system user interface can receive input from a practitioner. The control circuit can receive a signal from the user interface indicating that the surgical procedure being performed is laparoscopic surgery. In the case of non-laparoscopic surgery, the control circuit can determine if the filter is clogged and/or partially clogged as described herein. In the case of laparoscopic surgery, the control circuit can adjust the pressure sensed by pressure sensor 50840 by a predetermined amount to achieve a laparoscopically adjusted pressure at sensor 50840. This laparoscopically adjusted pressure at sensor 50840 can be utilized in place of the actual pressure detected at sensor 50840, according to various aspects described herein. In such embodiments, this may avoid inappropriate and/or premature indications that the filter is clogged and/or partially clogged. Furthermore, the aforementioned adjustments can avoid unnecessary motor speed adjustments.

様々な態様によれば、排出システムは、実行されている外科処置が腹腔鏡手術であるとの判定に応じて、そのような加圧された空洞を更に感知し、排出システムパラメータ(例えば、モータ速度)を調整することができる。そのような態様では、例えば、圧力センサ50840などの圧力センサが加圧された環境内で排出システムが使用されていることを検出した後、制御回路は、モータの1つ以上の動作パラメータを腹腔鏡処置のための効果的な排出速度に変更するための駆動信号を送信することができる。一実施例では、(例えば、図7を参照、外科用器具50630の先端付近の遠位導管開口部50634及び吸引ホース50636を介して)加圧された空洞によって供給される加えられた圧力を補償するために、ベースライン(例えば、アイドル)モータ速度及び/又は上限モータ速度を調整して下げることができる。そのような例では、例えば、圧力センサ50840などの圧力センサが加圧された環境内で排出システムが使用されていることを検出した後、制御回路は、圧力センサにおける圧力損失に対して、二次閾値を設定する、かつ/又は確立された二次閾値を監視することができる。 According to various aspects, the evacuation system further senses such pressurized cavity and adjusts evacuation system parameters (e.g., motor speed) can be adjusted. In such aspects, after a pressure sensor, such as pressure sensor 50840, detects that the evacuation system is being used within a pressurized environment, the control circuitry adjusts one or more operating parameters of the motor to the peritoneal cavity. A drive signal can be sent to change the evacuation rate to an effective one for the mirror procedure. In one embodiment, the applied pressure provided by the pressurized cavity (e.g., via the distal conduit opening 50634 and suction hose 50636 near the tip of the surgical instrument 50630, see FIG. 7) is compensated for. In order to do so, the baseline (eg, idle) motor speed and/or the upper limit motor speed may be adjusted down. In such an example, after a pressure sensor, such as pressure sensor 50840, detects that the evacuation system is being used in a pressurized environment, the control circuitry may respond to a pressure loss across the pressure sensor. Secondary thresholds may be set and/or established secondary thresholds may be monitored.

圧力センサ50840で検出された圧力がそのような二次閾値を下回って低下する場合、排出システムは、手術部位の送気に悪影響を及ぼす可能性がある。例えば、モータ速度に対する調整は、圧力センサ50840での圧力を二次閾値を下回るまで低下させることがある。特定の例では、腹腔鏡手術中に加圧された空洞を最初に検出する、かつ/又は体腔内の圧力を監視するために、別個の圧力センサを電気外科用器具上に(すなわち、腹腔鏡処置中に体腔内にあるように)配置することができる。そのような態様では、そのような圧力センサは、本明細書に記載されるように、排出システムパラメータ(例えば、モータ速度)を適切に調整するように、制御回路に信号を送信することになる。 If the pressure sensed by pressure sensor 50840 drops below such a secondary threshold, the evacuation system may adversely affect surgical site air delivery. For example, an adjustment to motor speed may reduce the pressure at pressure sensor 50840 below a secondary threshold. In certain instances, a separate pressure sensor may be placed on the electrosurgical instrument (i.e., laparoscopically) to initially detect a pressurized cavity and/or monitor pressure within the body cavity during laparoscopic surgery. (as in a body cavity during the procedure). In such embodiments, such pressure sensor would send a signal to a control circuit to appropriately adjust the evacuation system parameters (e.g., motor speed) as described herein. .

読者は、本明細書に記載される様々な外科用排出システム及び構成要素をコンピュータ実装インタラクティブ外科システム、外科用ハブ、及び/又はロボットシステムに組み込むことができることを容易に理解するであろう。例えば、外科用排出システムは、外科用ハブ、ロボットシステム、及び/又はコンピュータ実装インタラクティブ外科システムにデータを通信することができ、かつ/又は、外科用ハブ、ロボットシステム、及び/又はコンピュータ実装インタラクティブ外科システムからデータを受信することができる。コンピュータ実装インタラクティブ外科システム、ロボットシステム、及び外科用ハブの様々な実施例を、以下に更に説明する。 The reader will readily appreciate that the various surgical evacuation systems and components described herein can be incorporated into computer-implemented interactive surgical systems, surgical hubs, and/or robotic systems. For example, a surgical evacuation system can communicate data to a surgical hub, a robotic system, and/or a computer-implemented interactive surgical system, and/or a surgical evacuation system can communicate data to a surgical hub, a robotic system, and/or a computer-implemented interactive surgical system. Can receive data from the system. Various embodiments of computer-implemented interactive surgical systems, robotic systems, and surgical hubs are further described below.

コンピュータ実装インタラクティブ外科システム
図39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を含むことができるクラウド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39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。
Computer-Implemented Interactive Surgical System Referring to FIG. 39, a computer-implemented interactive surgical system 100 may include one or more surgical systems 102 and a remote server 113 coupled to a cloud-based system (e.g., a storage device 105). cloud 104). Each surgical system 102 includes at least one surgical hub 106 that communicates with a cloud 104 that may include remote servers 113. In one example, as shown in FIG. 39, surgical system 102 includes a visualization system 108, a robotic system 110, and a handheld intelligent surgical instrument 112 configured to communicate with each other and/or with hub 106. and, including. In some aspects, surgical system 102 may include M hubs 106, N visualization systems 108, O robotic systems 110, and P handheld intelligent surgical instruments 112. , where M, N, O, and P are integers of 1 or more.

図40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行するために使用される外科システム102の一例を示す。ロボットシステム110は、外科処置において外科システム102の一部として使用される。ロボットシステム110は、外科医のコンソール118と、患者側カート120(外科用ロボット)と、外科用ロボットハブ122と、を含む。患者側カート120は、患者の身体の低侵襲切開中に、外科医が外科医のコンソール118を介して手術部位を見る間、少なくとも1つの取り外し可能に連結された外科用ツール117を操作することができる。手術部位の画像は医療用撮像装置124によって得ることができ、医療用撮像装置124は撮像装置124を配向するために患者側カート120によって操作され得る。ロボットハブ122は、外科医のコンソール118を介して外科医に対するその後の表示のために、手術部位の画像を処理するために使用することができる。 FIG. 40 illustrates an example of a surgical system 102 used to perform a surgical procedure on a patient lying on an operating table 114 within a surgical operating room 116. Robotic system 110 is used as part of surgical system 102 in a surgical procedure. Robotic system 110 includes a surgeon's console 118, a patient cart 120 (surgical robot), and a surgical robot hub 122. The patient-side cart 120 is capable of manipulating at least one removably coupled surgical tool 117 while the surgeon views the surgical site via the surgeon's console 118 during a minimally invasive dissection of the patient's body. . Images of the surgical site may be obtained by medical imaging device 124, which may be manipulated by patient cart 120 to orient imaging device 124. Robotic hub 122 may be used to process images of the surgical site for subsequent display to the surgeon via surgeon's console 118.

他のタイプのロボットシステムを、外科システム102と共に使用するために容易に適合させることができる。本開示と共に使用するのに好適なロボットシステム及び外科用ツールの様々な例は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、2017年12月28日出願の「ROBOT ASSISTED SURGICAL PLATFORM」と題する米国仮特許出願第62/611,339号に記載されている。 Other types of robotic systems can be easily adapted for use with surgical system 102. Various examples of robotic systems and surgical tools suitable for use with the present disclosure are disclosed in the application entitled "ROBOT ASSISTED SURGICAL PLATFORM," filed December 28, 2017, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference. No. 62/611,339.

クラウド104によって実施され、本開示と共に使用するのに好適なクラウドベース分析の様々な例は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、2017年12月28日出願の「CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS」と題する米国仮特許出願第62/611,340号に記載されている。 Various examples of cloud-based analytics performed by cloud 104 and suitable for use with this disclosure are described in “CLOUD-BASED MEDICAL,” filed December 28, 2017, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference. US Provisional Patent Application No. 62/611,340 entitled ``ANALYTICS''.

様々な態様では、撮像装置124は、少なくとも1つの画像センサと1つ以上の光学構成要素とを含む。好適な画像センサとしては、電荷結合素子(CCD)センサ及び相補型金属酸化膜半導体(CMOS)センサが挙げられるが、これらに限定されない。 In various aspects, imaging device 124 includes at least one image sensor and one or more optical components. Suitable image sensors include, but are not limited to, charge coupled device (CCD) sensors and complementary metal oxide semiconductor (CMOS) sensors.

撮像装置124の光学構成要素は、1つ以上の照明光源及び/又は1つ以上のレンズを含んでもよい。1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。 Optical components of imager 124 may include one or more illumination sources and/or one or more lenses. One or more illumination sources may be directed to illuminate a portion of the surgical field. One or more image sensors can receive reflected or refracted light from the surgical field, including light reflected or refracted from tissue and/or surgical instruments.

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

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, the non-emissive spectrum) is the portion of the electromagnetic spectrum that lies below and above the visible spectrum (ie, wavelengths less than about 380 nm and greater than about 750 nm). 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 wireless electromagnetic radiation. Wavelengths below about 380 nm are shorter than the violet spectrum, and these constitute invisible ultraviolet, X-ray, and gamma 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、サイトスコープ(cytoscope)、十二指腸鏡、腸鏡、食道胃十二指腸鏡(胃鏡)、内視鏡、喉頭鏡、鼻咽喉-腎盂鏡(nasopharyngo-neproscope)、S状結腸鏡、胸腔鏡、及び尿管鏡が挙げられるが、これらに限定されない。 In various aspects, imaging device 124 is configured for use in minimally invasive surgery. Examples of imaging devices suitable for use with the present disclosure include arthroscopes, angioscopes, bronchoscopes, cholangioscopes, colonoscopes, cytoscopes, duodenoscopes, enteroscopes, esophagogastroduodenoscopes (gastroscopes). , endoscopes, laryngoscopes, nasopharyngo-neproscopes, sigmoidoscopes, thoracoscopes, and ureteroscopes.

一態様では、撮像装置は、トポグラフィーと下層構造とを区別するためにマルチスペクトルモニタリングを用いる。マルチスペクトル画像は、電磁スペクトルにわたって特定の波長範囲内の画像データを取り込むものである。波長は、フィルタによって、又は可視光範囲を超える周波数、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」と題する米国仮特許出願第62/611,341号の「Advanced Imaging Acquisition Module」の項で詳細に説明されている。マルチスペクトルモニタリングは、1つの手術作業が完了し後に、処置された組織上で上述の試験の1つ以上を実行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 images capture image data within specific wavelength ranges across the electromagnetic spectrum. Wavelengths can be separated by filters or by using instruments sensitive to light from specific wavelengths, including frequencies beyond the visible light range, such as IR and ultraviolet light. Spectral imaging can enable the extraction of additional information that the human eye cannot capture with its red, green, and blue receptors. The use of multispectral imaging techniques is described in "Advanced Imaging" in U.S. Provisional Patent Application No. 62/611,341, entitled "INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM," filed December 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。「手術室(surgical theater)」、すなわち手術室(operating room)又は処置室(treatment room)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 a "surgical theater", i.e. operating room or treatment room, require maximum sterility of all medical equipment and equipment. shall be. Part of that sterilization process is the need to sterilize anything that comes into contact with the patient or enters the sterile field, including the imaging device 124 and its accessories and components. A sterile field may be considered a specific area that is considered free of microorganisms, such as in a tray or on a sterile towel, or a sterile field may be considered the area immediately surrounding a patient prepared for a surgical procedure. It will be understood that what can be done. A sterile field may include cleaned team members wearing appropriate clothing and all equipment and fixtures within the area.

様々な態様では、可視化システム108は、図40に示すように、滅菌野に対して戦略的に配置された1つ以上の撮像センサと、1つ以上の画像処理ユニットと、1つ以上のストレージアレイと、1つ以上のディスプレイと、を含む。一態様では、可視化システム108は、HL7、PACS、及びEMRのインターフェースを含む。可視化システム108の様々な構成要素については、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる2017年12月28日出願の「INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」と題する米国仮特許出願第62/611,341号の「Advanced Imaging Acquisition Module」の項で説明されている。 In various aspects, visualization system 108 includes one or more imaging sensors strategically positioned relative to the sterile field, one or more image processing units, and one or more storage units, as shown in FIG. an array and one or more displays. In one aspect, visualization system 108 includes HL7, PACS, and EMR interfaces. Various components of visualization system 108 are described in U.S. Provisional Patent Application No. 62/611,341, entitled "INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM," filed December 28, 2017, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference. It is explained in the section "Advanced Imaging Acquisition Module".

図40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、滅菌野の外に配置される。可視化タワー111は、互いに離れる方に面する第1の非滅菌ディスプレイ107及び第2の非滅菌ディスプレイ109を含む。ハブ106によって誘導される可視化システム108は、ディスプレイ107、109、及び119を使用して、滅菌野の内側及び外部の操作者に対する情報フローを調整するように構成されている。例えば、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行することを可能にすることができる。 As shown in FIG. 40, primary display 119 is positioned within the sterile field so that it is visible to an operator positioned at operating table 114. Additionally, visualization tower 111 is located outside the sterile field. Visualization tower 111 includes a first non-sterile display 107 and a second non-sterile display 109 facing away from each other. A visualization system 108 guided by the hub 106 is configured to use displays 107, 109, and 119 to coordinate the flow of information to operators inside and outside the sterile field. For example, hub 106 may cause visualization system 108 to display a snapshot of the surgical site recorded by imaging device 124 on non-sterile display 107 or 109 while maintaining live video of the surgical site on primary display 119. I can do it. A snapshot on a non-sterile display 107 or 109 may, for example, allow a non-sterile operator to perform diagnostic steps associated with a surgical procedure.

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 hub 106 transmits diagnostic input or feedback entered by a non-sterile operator located at the visualization tower 111 within the sterile field to a primary display 119 within the sterile field and transmits this to a sterile operator located at the operating table. It is also configured so that people can view it. In one example, the input may be in the form of a modification to a snapshot displayed on non-sterile display 107 or 109 that may be sent by hub 106 to primary display 119.

図40を参照すると、外科用器具112は、外科処置において外科システム102の一部として使用されている。ハブ106はまた、外科用器具112のディスプレイへの情報フローを調整するようにも構成されている。例えば、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、「INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」と題する2017年12月28日出願の米国仮特許出願第62/611,341号における。可視化タワー111の位置で非滅菌操作者によって入力される診断入力又はフィードバックは、滅菌野内でハブ106によって外科用器具ディスプレイ115に送られてもよく、ここで診断入力又はフィードバックは外科用器具112の操作者によって見られてもよい。外科システム102と共に用いるのに好適な例示的外科用器具については、例えば、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、「Surgical Instrument Hardware」の項目、及び「INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」と題する2017年12月28日出願の米国仮特許出願第62/611,341号で説明されている。 Referring to FIG. 40, surgical instrument 112 is being used as part of surgical system 102 in a surgical procedure. Hub 106 is also configured to coordinate the flow of information to the display of surgical instrument 112. For example, in U.S. Provisional Patent Application No. 62/611,341, filed December 28, 2017, entitled "INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM," the entire disclosure of which is incorporated herein by reference. Diagnostic input or feedback entered by a non-sterile operator at visualization tower 111 may be sent by hub 106 within the sterile field to surgical instrument display 115, where diagnostic input or feedback is input to surgical instrument 112. May be viewed by the operator. For exemplary surgical instruments suitable for use with surgical system 102, see, for example, the section entitled "Surgical Instrument Hardware" and the 2017 publication entitled "INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM," the entire disclosure of which is incorporated herein by reference. It is described in US Provisional Patent Application No. 62/611,341, filed December 28th.

ここで図41を参照すると、ハブ106が、可視化システム108、ロボットシステム110、及びハンドヘルド式インテリジェント外科用器具112と通信している状態で示されている。ハブ106は、ハブディスプレイ135、撮像モジュール138、発生器モジュール140、通信モジュール130、プロセッサモジュール132、及びストレージアレイ134を含む。特定の態様では、図41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. 41, hub 106 is shown in communication with visualization system 108, robotic system 110, and handheld intelligent surgical instrument 112. Hub 106 includes a hub display 135, an imaging module 138, a generator module 140, a communications module 130, a processor module 132, and a storage array 134. In certain aspects, as shown in FIG. 41, the hub 106 further includes a smoke evacuation module 126 and/or a suction/irrigation module 128.

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 a surgical procedure, applying energy to tissue for sealing and/or cutting typically involves evacuation of smoke, suction of excess fluid, and/or irrigation of the tissue. Fluid, power, and/or data lines from different sources often become intertwined during surgical procedures. Valuable time may be lost addressing this problem during the surgical procedure. Disentangling the lines may require removing the lines from their corresponding modules, which may require resetting the modules. The hub's modular enclosure 136 provides a unified environment for managing power, data, and fluid lines and reduces the frequency of tangling between such lines.

本開示の態様は、手術部位における組織へのエネルギー印加を伴う外科処置において使用するための外科用ハブを提示する。外科用ハブは、ハブ筐体と、ハブ筐体のドッキングステーション内に摺動可能に受容可能な組み合わせ発生器モジュールと、を含む。ドッキングステーションはデータ及び電力接点を含む。組み合わせ発生器モジュールは、単一ユニット内に収容された、超音波エネルギー発生器構成要素、双極RFエネルギー発生器構成要素、及び単極RFエネルギー発生器構成要素のうちの2つ以上を含む。一態様では、組み合わせ発生器モジュールは、更に、排煙構成要素と、組み合わせ発生器モジュールを外科用器具に接続するための少なくとも1つのエネルギー供給ケーブルと、組織への治療エネルギーの印加によって発生した煙、流体、及び/又は微粒子を排出するように構成された少なくとも1つの排煙構成要素と、遠隔手術部位から排煙構成要素まで延びる流体ラインと、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 includes data and power contacts. A combination generator module includes two or more of an ultrasonic energy generator component, a bipolar RF energy generator component, and a monopolar RF energy generator component housed within a single unit. In one aspect, the combination generator module further includes a smoke evacuation component, at least one energy supply cable for connecting the combination generator module to a surgical instrument, and a smoke evacuation component and at least one energy delivery cable for connecting the combination generator module to a surgical instrument and for generating smoke generated by application of therapeutic energy to tissue. , fluid, 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びる。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 the second fluid line extends from the 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 ultrasound generator can be used to cut the sealed tissue. Aspects of the present disclosure present a solution in which the hub's modular enclosure 136 is configured to house various generators and facilitate bi-directional communication therebetween. One of the advantages of the hub's modular housing 136 is that it allows for quick removal and/or replacement of various modules.

本開示の態様は、組織へのエネルギー印加を伴う外科処置で使用するためのモジュール式外科用筐体を提示する。モジュール式外科用筐体は、組織に印加するための第1のエネルギーを発生させるように構成された第1のエネルギー発生器モジュールと、第1のデータ及び電力接点を含む第1のドッキングポートを備える第1のドッキングステーションと、を含み、第1のエネルギー発生器モジュールは、電力及びデータ接点と電気係合するように摺動可能に移動可能であり、また第1のエネルギー発生器モジュールは、第1の電力及びデータ接点との電気係合から外れるように摺動可能に移動可能である。 Aspects of the present disclosure present a modular surgical housing for use in surgical procedures involving the application of energy to tissue. The modular surgical housing includes a first energy generator module configured to generate a first energy for application to tissue and a first docking port that includes a first data and power contact. a first docking station comprising: a first energy generator module slidably movable into electrical engagement with the power and data contacts; and a first energy generator module comprising: The first power and data contact is slidably movable 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。 In addition to the above, the modular surgical housing includes a second energy generator module configured to generate a second energy for applying to tissue that is different than the first energy; a second docking station with a second docking port including data and power contacts of the second energy generator module, the second energy generator module being slidably moved into electrical engagement with the power and data contacts. and the second energy generator module is slidably movable 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 housing 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. It further includes a communication bus to and from the port.

図41~図45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43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、一体化された単極、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42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することができる。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。 41-45, aspects of the present disclosure are presented with respect to a hub modular housing 136 that allows for modular integration of a generator module 140, a smoke evacuation module 126, and an aspiration/irrigation module 128. be done. The hub's modular housing 136 further facilitates bi-directional communication between the modules 140, 126, 128. As shown in FIG. 43, the generator module 140 includes integrated monopolar, bipolar, and It may also be a generator module with ultrasound components. As shown in FIG. 42, generator module 140 can be configured to connect to monopolar device 146, bipolar device 147, and ultrasound device 148. Alternatively, the generator module 140 may include a series of monopolar, bipolar, and/or ultrasonic generator modules that interact through the hub's modular housing 136. The hub's modular housing 136 allows for insertion of multiple generators and bi-directional communication between generators docked in the hub's modular housing 136 so that the multiple generators function as a single generator. The communication may be configured to facilitate communication.

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 modular housing 136 includes a modular power and A communication backplane 149 is provided.

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43は、外科用ハブ筐体136、及び外科用ハブ筐体136のドッキングステーション151に摺動可能に受容可能な組み合わせ発生器モジュール145の部分斜視図を示す。組み合わせ発生器モジュール145の後側に電力及びデータ接点を有するドッキングポート152は、組み合わせ発生器モジュール145がハブのモジュール式筐体136の対応するドッキングステーション151内の位置へと摺動されると、対応するドッキングポート150をハブのモジュール式筐体136の対応するドッキングステーション151の電力及びデータ接点と係合するように構成される。一態様では、組み合わせ発生器モジュール145は、図43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内に一緒に一体化された排煙モジュールと、を含む。 In one aspect, the hub modular housing 136 includes a docking station or drawer 151, also referred to herein as a drawer, configured to slidably receive the modules 140, 126, 128. FIG. 43 shows a partial perspective view of surgical hub housing 136 and combination generator module 145 slidably receivable in docking station 151 of surgical hub housing 136. FIG. A docking port 152 with power and data contacts on the rear side of the combination generator module 145 allows the combination generator module 145 to be slid into position within the corresponding docking station 151 of the hub's modular housing 136. A corresponding docking port 150 is configured to engage power and data contacts of a corresponding docking station 151 of the hub's modular housing 136. In one aspect, the combination generator module 145 includes bipolar, ultrasonic, and monopolar modules and a smoke evacuation module integrated together in a single housing unit 139, as shown in FIG. .

様々な態様では、排煙モジュール126は、捕捉/回収された煙及び/又は流体を手術部位から遠ざけて、例えば、排煙モジュール126へと搬送する流体ライン154を含む。排煙モジュール126から発生する真空吸引は、煙を手術部位のユーティリティ導管の開口部に引き込むことができる。流体ラインに連結されたユーティリティ導管は、排煙モジュール126で終端する可撓管の形態であってもよい。ユーティリティ導管及び流体ラインは、ハブ筐体136内に受容される排煙モジュール126に向かって延びる流体経路を画定する。 In various aspects, the smoke evacuation module 126 includes a fluid line 154 that conveys captured/recovered smoke and/or fluid away from the surgical site, eg, to the smoke evacuation module 126. The vacuum suction generated from the smoke evacuation module 126 can draw smoke into the utility conduit opening at the surgical site. The utility conduit connected to the fluid line may be in the form of a flexible tube that terminates in the smoke evacuation module 126. The utility conduits and fluid lines define a fluid path extending toward the smoke evacuation module 126 received within the hub housing 136.

様々な態様では、吸引/灌注モジュール128は、吸い込み(aspiration)流体ライン及び吸引(suction)流体ラインを含む外科用ツールに連結される。一実施例では、吸い込み及び吸引流体ラインは、手術部位から吸引/灌注モジュール128に向かって延びる可撓管の形態である。1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, the aspiration/irrigation module 128 is coupled to a surgical tool that includes an aspiration fluid line and a suction fluid line. In one example, the suction and aspiration fluid lines are in the form of flexible tubing that extends from the surgical site toward the suction/irrigation module 128. The one or more drive systems may be configured to cause irrigation and suction of fluid to and from the surgical site.

一態様では、外科用ツールは、その遠位端にエンドエフェクタを有するシャフトと、エンドエフェクタに関連付けられた少なくとも1つのエネルギー処置部と、吸い込み管と、灌注管と、を含む。吸い込み管は、その遠位端に入口ポートを有することができ、吸い込み管はシャフトを通って延びる。同様に、灌注管はシャフトを通って延びることができ、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び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 a distal end thereof, at least one energy treatment portion associated with the end effector, a suction tube, and an irrigation tube. The 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 entry port proximate to the energy delivery device. The energy delivery instrument is configured to deliver ultrasound and/or RF energy to the surgical site and is initially coupled to the generator module 140 by a cable extending through the shaft.

灌注管は流体源と流体連通することができ、吸い込み管は真空源と流体連通することができる。流体源及び/又は真空源は、吸引/灌注モジュール128内に収容され得る。一実施例では、流体源及び/又は真空源は、吸引/灌注モジュール128とは別にハブ筐体136内に収容され得る。このような実施例では、流体インターフェースは、吸引/灌注モジュール128を流体源及び/又は真空源に接続するように構成され得る。 The irrigation tube can be in fluid communication with a fluid source and the suction tube can be in fluid communication with a vacuum source. A fluid source and/or a vacuum source may be housed within the aspiration/irrigation module 128. In one example, the fluid source and/or vacuum source may be housed within the hub housing 136 separately from the aspiration/irrigation module 128. In such embodiments, the fluidic interface may be configured to connect the aspiration/irrigation module 128 to a fluid source and/or a vacuum source.

一態様では、モジュール140、126、128及び/又は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42に示すように、組み合わせ発生器モジュール145は、ハブのモジュール式筐体136の対応するドッキングステーション151の対応するブラケット156と摺動可能に係合するように構成された側部ブラケット155を含む。ブラケットは協働して、組み合わせ発生器モジュール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 modules 140, 126, 128 and/or their corresponding docking stations on the hub's modular housing 136 align the docking ports of the modules with the docking stations of the hub's modular housing 136. may include an alignment mechanism configured to engage these mating parts within. For example, as shown in FIG. 42, the combination generator module 145 includes a side bracket configured to slidably engage a corresponding bracket 156 of a corresponding docking station 151 of the modular housing 136 of the hub. Contains 155. The brackets cooperate to direct the docking port contacts of the combination generator module 145 into electrical engagement with the docking port contacts of the hub's modular housing 136.

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 drawers 151 of the hub modular housing 136 are the same or substantially the same size, and the modules are sized to be received within the drawers 151. For example, side brackets 155 and/or 156 may be larger or smaller depending on the size of the module. In other aspects, the drawers 151 are of different sizes, each designed to accommodate a particular module.

更に、適合しない接点を備えるドロアーにモジュールを挿入することを避けるために、特定のモジュールの接点を、特定のドロアーの接点と係合するように鍵付きにしてもよい。 Further, the contacts of a particular module may be keyed to engage the contacts of a particular drawer to avoid inserting the module into a drawer with incompatible contacts.

図43に示すように、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. 43, the docking port 150 of one drawer 151 is coupled to the docking port 150 of another drawer 151 via a communication link 157 to connect modules housed within the hub's modular enclosure 136. can facilitate two-way communication. Alternatively or additionally, the docking port 150 of the hub modular housing 136 may facilitate wireless two-way communication between modules housed within the hub modular housing 136. Any suitable wireless communication may be used, such as Air Titan-Bluetooth.

図44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44に示すように、モジュール161は、横方向モジュール式ハウジング160内で横方向に配置される。あるいは、モジュール161は、横方向モジュール式ハウジング内で垂直方向に配置されてもよい。 FIG. 44 shows individual power bus attachments of a plurality of lateral docking ports of a lateral modular housing 160 configured to receive a plurality of modules of a surgical hub 206. Lateral modular housing 160 is configured to laterally receive and interconnect modules 161. The modules 161 are slidably inserted into a docking station 162 of a lateral modular housing 160 that includes a backplane for interconnecting the modules 161. As shown in FIG. 44, modules 161 are laterally arranged within lateral modular housing 160. As shown in FIG. Alternatively, modules 161 may be arranged vertically within a laterally modular housing.

図45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45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. 45 shows a vertical modular housing 164 configured to receive multiple modules 165 of surgical hub 106. FIG. The modules 165 are slidably inserted into a docking station or drawer 167 of a vertical modular housing 164 that includes a backplane for interconnecting the modules 165. Although the drawer 167 of the vertical modular housing 164 is vertically oriented, in certain cases the vertical modular housing 164 may include a laterally oriented drawer. Additionally, modules 165 may interact with each other through docking ports in vertical modular housing 164. In the embodiment of FIG. 45, a display 177 is provided for displaying data related to the operation of module 165. In addition, vertical modular housing 164 includes a master module 178 that houses a plurality of submodules that are slidably received within master module 178.

様々な態様では、撮像モジュール138は、内蔵型のビデオプロセッサ及びモジュール式光源を備え、様々な撮像装置と共に使用するように適合されている。一態様では、撮像装置は、光源モジュール及びカメラモジュールと共に組み立てることが可能なモジュール式ハウジングで構成される。ハウジングは、使い捨て式ハウジングであってもよい。少なくとも1つの実施例では、使い捨て式ハウジングは、再利用可能なコントローラ、光源モジュール、及びカメラモジュールと取り外し可能に連結される。光源モジュール及び/又はカメラモジュールは、外科処置の種類に応じて選択的に選択することができる。一態様では、カメラモジュールはCCDセンサを含む。別の態様では、カメラモジュールはCMOSセンサを含む。別の態様では、カメラモジュールは走査されたビームの撮像用に構成される。同様に、光源モジュールは、外科処置に応じて白色光又は異なる光を送達するように構成することができる。 In various aspects, the imaging module 138 includes a built-in video processor and a modular light source, and is adapted for use with a variety of imaging devices. In one aspect, the imaging device is constructed with a modular housing that can be assembled with a light source module and a camera module. The housing may be a disposable housing. In at least one embodiment, the disposable housing is removably coupled to a reusable controller, light source module, and camera module. The light source module and/or camera module can be selectively selected depending on the type of surgical procedure. In one aspect, the camera module includes a CCD sensor. In another aspect, the camera module includes a CMOS sensor. In another aspect, the camera module is configured for scanned beam imaging. Similarly, the light source module can be configured to deliver white light or different lights depending on the surgical procedure.

外科処置中に、手術野から外科用装置を除去して異なるカメラ又は異なる光源を含む別の外科用装置と交換することは非効率的であり得る。手術野の視野を一時的に喪失することは、望ましからぬ結果をもたらし得る。本開示のモジュール撮像装置は、手術野から撮像装置を除去する必要なく、外科処置中に光源モジュール又はカメラモジュール中間体(midstream)の交換を可能にするように構成される。 During a surgical procedure, it can be inefficient to remove a surgical device from the surgical field and replace it with another surgical device that includes a different camera or a different light source. Temporary loss of vision of the surgical field can have undesirable consequences. The modular imaging device of the present disclosure is configured to allow replacement of the light source module or camera module midstream during a surgical procedure without the need 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 includes a tubular housing that includes a plurality of channels. The first channel is configured to slidably receive a camera module that can be configured for snap-fit engagement with the first channel. The second channel is configured to slidably receive a light source module that can be configured to snap-fit into engagement with the second channel. In another example, the camera module and/or the light source module can be rotated to a final position within their corresponding channels. A threaded engagement may be employed instead of a snap-fit engagement.

様々な実施例では、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配置される。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 placed at various locations within the surgical field to provide multiple views. Imaging module 138 can be configured to switch between imaging devices to provide optimal viewing. In various aspects, imaging module 138 can be configured to integrate images from different imaging devices.

本開示と共に使用するのに好適な様々な画像プロセッサ及び撮像装置は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる「COMBINED SBI AND CONVENTIONAL IMAGE PROCESSOR」と題する2011年8月9日発行の米国特許第7,995,045号に記載されている。更に、その全体が参照により本明細書に組み込まれる「SBI MOTION ARTIFACT REMOVAL APPARATUS AND METHOD」と題する2011年7月19日発行の米国特許第7,982,776号は、画像データからモーションアーチファクトを除去するための様々なシステムについて記載している。こうしたシステムは、撮像モジュール138と一体化され得る。更に、「CONTROLLABLE MAGNETIC SOURCE TO FIXTURE INTRACORPOREAL APPARATUS」と題する2011年12月15日公開の米国特許出願公開第2011/0306840号、及び「SYSTEM FOR PERFORMING A MINIMALLY INVASIVE SURGICAL PROCEDURE」と題する2014年8月28日公開の米国特許出願公開第2014/0243597号は、それぞれその全体が参照により本明細書に組み込まれる。 Various image processors and imaging devices suitable for use with the present disclosure are described in U.S. Pat. No. 7,995,045. Additionally, 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, provides a method for removing motion artifacts from image data. It describes various systems for doing so. Such a system may be integrated with imaging module 138. Further, U.S. Patent Application Publication No. 2011/0306840, published December 15, 2011, entitled "CONTROLLABLE MAGNETIC SOURCE TO FIXTURE INTRACORPOREAL APPARATUS" and "SYSTEM FOR PERFORM ING A MINIMALLY INVASIVE SURGICAL PROCEDURE” August 28, 2014 Published US Patent Application Publication No. 2014/0243597 is each incorporated herein by reference in its entirety.

図46は、医療施設の1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. 46 illustrates how modular devices located in one or more operating rooms of a medical facility, or any room within a medical facility with specialized equipment for surgical procedures, can be stored in a cloud-based system (e.g., storage device 205). 2 shows a surgical data network 201 comprising a modular communications hub 203 configured to connect to a cloud 204 which may include a coupled remote server 213. In one aspect, modular communications hub 203 includes a network hub 207 and/or a network switch 209 that communicates with a network router. Modular communication hub 203 may further be coupled to local computer system 210 to provide local computer processing and data manipulation. Surgical data network 201 may be configured as passive, intelligent, or switched. A passive surgical data network acts as a conduit for data, allowing data to go from one device (or segment) to another device (or segment) and to cloud computing resources. The intelligent surgical data network includes additional mechanisms that allow traffic to pass through the monitored surgical data network and configure each port within the network hub 207 or network switch 209. An intelligent surgical data network may be referred to as a manageable hub or switch. The switching hub reads the destination address of each packet and then forwards the packet to the correct port.

手術室に配置されるモジュール式装置1a~1nは、モジュール式通信ハブ203に連結されてもよい。ネットワークハブ207及び/又はネットワークスイッチ209は、ネットワークルータ211に連結されて、装置1a~1nをクラウド204又はローカルコンピュータシステム210に接続することができる。装置1a~1nに関連付けられたデータは、遠隔データ処理及び操作のためにルータを介してクラウドベースのコンピュータに転送されてもよい。装置1a~1nに関連付けられたデータはまた、ローカルでのデータ処理及び操作のためにローカルコンピュータシステム210に転送されてもよい。同じ手術室に位置するモジュール式装置2a~2mもまた、ネットワークスイッチ209に連結されてもよい。ネットワークスイッチ209は、ネットワークハブ207及び/又はネットワークルータ211に連結されて、装置2a~2mをクラウド204に接続することができる。装置2a~2nに関連付けられたデータは、データ処理及び操作のためにネットワークルータ211を介してクラウド204に転送されてもよい。装置2a~2mに関連付けられたデータはまた、ローカルでのデータ処理及び操作のためにローカルコンピュータシステム210に転送されてもよい。 Modular devices 1a-1n located in the operating room may be coupled to a modular communication hub 203. Network hub 207 and/or network switch 209 can be coupled to network router 211 to connect devices 1a-1n to cloud 204 or local computer system 210. Data associated with devices 1a-1n may be transferred via a router to a cloud-based computer for remote data processing and manipulation. Data associated with devices 1a-1n may also be transferred to local computer system 210 for local data processing and manipulation. Modular devices 2a-2m located in the same operating room may also be coupled to network switch 209. Network switch 209 can be coupled to network hub 207 and/or network router 211 to connect devices 2 a - 2 m to cloud 204 . Data associated with devices 2a-2n may be transferred via network router 211 to cloud 204 for data processing and manipulation. Data associated with devices 2a-2m may also be transferred to local computer system 210 for local data processing and manipulation.

複数のネットワークハブ207及び/又は複数のネットワークスイッチ209を複数のネットワークルータ211と相互接続することによって、外科用データネットワーク201が拡張され得ることが理解されるであろう。モジュール式通信ハブ203は、複数の装置1a~1n/2a~2mを受容するように構成されたモジュール式制御タワー内に収容され得る。ローカルコンピュータシステム210もまた、モジュール式制御タワーに収容されてもよい。モジュール式通信ハブ203は、ディスプレイ212に接続されて、例えば外科処置中に、装置1a~1n/2a~2mのうちのいくつかによって取得された画像を表示する。様々な態様では、装置1a~1n/2a~2mとしては、外科用データネットワーク201のモジュール式通信ハブ203に接続され得るモジュール式装置の中でもとりわけ、例えば、内視鏡に連結された撮像モジュール138、エネルギーベースの外科用装置に連結された発生器モジュール140、排煙モジュール126、吸引/灌注モジュール128、通信モジュール130、プロセッサモジュール132、ストレージアレイ134、ディスプレイに連結された外科用装置、及び/又は非接触センサモジュールなどの様々なモジュールが挙げられ得る。 It will be appreciated that surgical data network 201 may be expanded by interconnecting multiple network hubs 207 and/or multiple network switches 209 with multiple network routers 211. Modular communications hub 203 may be housed within a modular control tower configured to receive a plurality of devices 1a-1n/2a-2m. Local computer system 210 may also be housed in the modular control tower. The modular communication hub 203 is connected to a display 212 to display images acquired by some of the devices 1a-1n/2a-2m, eg, during a surgical procedure. In various aspects, the devices 1a-1n/2a-2m include, for example, an imaging module 138 coupled to an endoscope, among other modular devices that may be connected to the modular communications hub 203 of the surgical data network 201. , a generator module 140 coupled to an energy-based surgical device, a smoke evacuation module 126, an aspiration/irrigation module 128, a communication module 130, a processor module 132, a storage array 134, a surgical device coupled to a display, and/or or various modules such as a non-contact sensor module.

一態様では、外科用データネットワーク201は、装置1a~1n/2a~2mをクラウドに接続する、ネットワークハブ(単数又は複数)、ネットワークスイッチ(単数又は複数)、及びネットワークルータ(単数又は複数)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、手術室(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, surgical data network 201 includes network hub(s), network switch(s), and network router(s) that connect devices 1a-1n/2a-2m to the cloud. It may also include a combination of. Any one or all of the devices 1a-1n/2a-2m coupled to a network hub or network switch can collect data in real time and transfer the data to a cloud computer for data processing and manipulation. . It will be appreciated that cloud computing relies on shared computing resources to handle software applications, rather than having a local server or personal device. Although the term "cloud" may be used as a metaphor for "Internet," the term is not so limited. Accordingly, the term "cloud computing" may be used herein to refer to "a type of Internet-based computing," in which various services such as servers, storage, and applications are provided to the operating room. (e.g., a fixed, mobile, temporary, or on-site operating room or space) and via the Internet to a modular communication hub 203 and/or computer system 210 located in a fixed, mobile, temporary, or on-site operating room or space. and delivered to devices connected to system 210. Cloud infrastructure may be maintained by a cloud service provider. In this context, a cloud service provider may be an entity that coordinates the use and control of devices 1a-1n/2a-2m located within one or more operating rooms. Cloud computing services can perform numerous calculations based on data collected by smart surgical instruments, robots, and other computerized devices located within the operating room. Hub hardware allows multiple devices or connections to connect to a computer that communicates with cloud computing resources and storage.

装置1a~1n/2a~2mによって収集されたデータにクラウドコンピュータデータ処理技術を適用することで、外科用データネットワークは、外科的成果の改善、コスト低減、及び患者満足度の改善を提供する。組織の封止及び切断処置後に、組織の状態を観察して封止された組織の漏出又は灌流を評価するために、装置1a~1n/2a~2mのうちの少なくともいくつかを用いることができる。クラウドベースのコンピューティングを使用して、身体組織の試料の画像を含むデータを診断目的で検査して疾患の影響などの病状を特定するために、装置1a~1n/2a~2mのうちの少なくともいくつかを用いることができる。これは、組織及び表現型の位置特定及びマージン確認を含む。撮像装置と一体化された様々なセンサ、及び複数の撮像装置によってキャプチャされた画像をオーバーレイするなどの技術を使用して、身体の解剖学的構造を特定するために、装置1a~1n/2a~2mのうちの少なくともいくつかを用いることができる。画像データを含む、装置1a~1n/2a~2mによって収集されたデータは、画像処理及び操作を含むデータ処理及び操作のために、クラウド204若しくはローカルコンピュータシステム210又はその両方に転送されてもよい。データは、組織特異的部位及び状態に対する内視鏡的介入、新興技術、標的化放射線、標的化介入、及び精密ロボットの適用などの更なる治療を遂行できるかを判定することによって、外科処置の結果を改善するために分析することができる。こうしたデータ分析は、予後分析処理を更に採用してもよく、標準化されたアプローチを使用することは、外科治療及び外科医の挙動を確認するか、又は外科治療及び外科医の挙動に対する修正を提案するかのいずれかのために有益なフィードバックを提供することができる。 By applying cloud computer data processing techniques to the data collected by the devices 1a-1n/2a-2m, the surgical data network provides improved surgical outcomes, reduced costs, and improved patient satisfaction. After the tissue sealing and cutting procedure, at least some of the devices 1a-1n/2a-2m can be used to observe the state of the tissue and assess leakage or perfusion of the sealed tissue. . At least one of the devices 1a-1n/2a-2m is configured to use cloud-based computing to examine data including images of samples of body tissue for diagnostic purposes to identify medical conditions such as disease effects. Several can be used. This includes tissue and phenotypic localization and margin confirmation. Devices 1a-1n/2a for identifying body anatomy using various sensors integrated with the imaging device and techniques such as overlaying images captured by multiple imaging devices. ~2m can be used. Data collected by devices 1a-1n/2a-2m, including image data, may be transferred to cloud 204 or local computer system 210, or both, for data processing and manipulation, including image processing and manipulation. . Data can improve surgical procedures by determining whether further treatments can be performed, such as endoscopic interventions, emerging technologies, targeted radiation, targeted interventions, and the application of precision robotics to tissue-specific sites and conditions. Results can be analyzed to improve. Such data analysis may further employ prognostic analysis processing, using a standardized approach to confirm surgical treatment and surgeon behavior or suggest modifications to surgical treatment and surgeon behavior. You can provide helpful feedback for any of them.

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47)にブロードキャストする。ネットワークハブ207は、コリジョンなどの基本的なネットワークエラーを検出することができるが、全ての情報を複数のポートにブロードキャストすることは、セキュリティリスクとなりボトルネックを引き起こすおそれがある。 In one implementation, the operating room devices 1a-1n may be connected to the modular communication hub 203 via wired or wireless channels, depending on the configuration of the devices 1a-1n to the network hub. Network hub 207, in one aspect, may be implemented as a local network broadcast device that functions on the physical layer of the Open Systems Interconnection (OSI) model. A network hub provides connectivity to devices 1a-1n located within the same operating room network. Network hub 207 collects data in the form of packets and sends them in half-duplex mode to the router. Network hub 207 does not store any Media Access Control/Internet Protocol (MAC/IP) for transferring device data. Only one of the devices 1a-1n can transmit data via network hub 207 at a time. Network hub 207 has no routing table or intelligence as to where to send the information and broadcasts all network data across each connection and to remote server 213 (FIG. 47) on cloud 204. Although network hub 207 can detect basic network errors such as collisions, broadcasting all information to multiple ports can be a security risk and cause bottlenecks.

別の実装形態では、手術室装置2a~2mは、有線チャネル又は無線チャネルを介してネットワークスイッチ209に接続されてもよい。ネットワークスイッチ209は、OSIモデルのデータリンク層内で機能する。ネットワークスイッチ209は、同じ手術室内に位置する装置2a~2mをネットワークに接続するためのマルチキャスト装置である。ネットワークスイッチ209は、フレームの形態のデータをネットワークルータ211に送信し、全二重モードで機能する。複数の装置2a~2mは、ネットワークスイッチ209を介して同時にデータを送信することができる。ネットワークスイッチ209は、データを転送するために装置2a~2mのMACアドレスを記憶かつ使用する。 In another implementation, operating room devices 2a-2m may be connected to network switch 209 via wired or wireless channels. Network switch 209 functions within the data link layer of the OSI model. The network switch 209 is a multicast device for connecting devices 2a to 2m located in the same operating room to a network. Network switch 209 sends data in the form of frames to network router 211 and functions in full duplex mode. Multiple devices 2a-2m can transmit data simultaneously via network switch 209. Network switch 209 stores and uses the MAC addresses of devices 2a-2m to transfer data.

ネットワークハブ207及び/又はネットワークスイッチ209は、クラウド204に接続するためにネットワークルータ211に連結される。ネットワークルータ211は、OSIモデルのネットワーク層内で機能する。ネットワークルータ211は、装置1a~1n/2a~2mのいずれか1つ又は全てによって収集されたデータを更に処理及び操作するために、ネットワークハブ207及び/又はネットワークスイッチ211から受信したデータパケットをクラウドベースのコンピュータリソースに送信するための経路を作成する。ネットワークルータ211は、例えば、同じ医療施設の異なる手術室、又は異なる医療施設の異なる手術室に位置する異なるネットワークなどの、異なる位置に位置する2つ以上の異なるネットワークを接続するために用いられてもよい。ネットワークルータ211は、パケット形態のデータをクラウド204に送信し、全二重モードで機能する。複数の装置が同時にデータを送信することができる。ネットワークルータ211は、データを転送するためにIPアドレスを使用する。 Network hub 207 and/or network switch 209 are coupled to network router 211 to connect to cloud 204. Network router 211 functions within the network layer of the OSI model. The network router 211 sends data packets received from the network hub 207 and/or network switch 211 to the cloud for further processing and manipulation of the data collected by any one or all of the devices 1a-1n/2a-2m. Create a route to send to a base computer resource. Network router 211 is used to connect two or more different networks located at different locations, such as, for example, different networks located in different operating rooms of the same medical facility or different operating rooms of different medical facilities. Good too. Network router 211 sends data in the form of packets to cloud 204 and functions in full duplex mode. Multiple devices can transmit data at the same time. Network router 211 uses IP addresses to transfer data.

一実施例では、ネットワークハブ207は、複数のUSB装置をホストコンピュータに接続することを可能にするUSBハブとして実装されてもよい。USBハブは、装置をホストシステムコンピュータに接続するために利用可能なポートが多くなるように、単一のUSBポートをいくつかの階層に拡張することができる。ネットワークハブ207は、有線チャネル又は無線チャネルを介して情報を受信するための有線又は無線能力を含むことができる。一態様では、無線USB短距離高帯域無線通信プロトコルが、手術室内に位置する装置1a~1nと装置2a~2mとの間の通信のために使用されてもよい。 In one embodiment, network hub 207 may be implemented as a USB hub that allows multiple USB devices to be connected to a host computer. A USB hub can extend a single USB port into several tiers so that more ports are available for connecting the device to a host system computer. Network hub 207 may include wired or wireless capabilities for receiving information via wired or wireless channels. In one aspect, a wireless USB short range high bandwidth wireless communication protocol may be used for communication between devices 1a-1n and devices 2a-2m located within the operating room.

他の実施例では、手術室装置1a~1n/2a~2mは、固定及びモバイル装置から短距離にわたってデータを交換し(2.4~2.485GHzのISM帯域における短波長UHF電波を使用して)、かつパーソナルエリアネットワーク(PAN)を構築するために、Bluetooth無線技術規格を介してモジュール式通信ハブ203と通信することができる。他の態様では、手術室装置1a~1n/2a~2mは、Wi-Fi(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 other embodiments, the operating room devices 1a-1n/2a-2m exchange data over short distances from fixed and mobile devices (using short wavelength UHF radio waves in the ISM band of 2.4-2.485 GHz). ), and can communicate with the modular communication hub 203 via the Bluetooth wireless technology standard to create a personal area network (PAN). In other aspects, the operating room equipment 1a-1n/2a-2m supports Wi-Fi (IEEE 802.11 family), WiMAX (IEEE 802.16 family), IEEE 802.20, Long Term Evolution (LTE), and Ev - DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, and their Ethernet derivatives, as well as any other wireless and Communication with modular communication hub 203 may be via a number of wireless or wired communication standards or protocols, including but not limited to wired protocols. A computing module may include multiple communication modules. For example, the first communication module may be dedicated to short-range wireless communication such as Wi-Fi and Bluetooth, and the second communication module may be dedicated to short-range wireless communication such as Wi-Fi and Bluetooth, and the second communication module may be dedicated to short-range wireless communication such as It may also be used exclusively for long-distance wireless communications.

モジュール式通信ハブ203は、手術室装置1a~1n/2a~2mの1つ又は全ての中央接続部として機能することができ、フレームとして知られるデータ型を取り扱う。フレームは、装置1a~1n/2a~2mによって生成されたデータを搬送する。フレームがモジュール式通信ハブ203によって受信されると、フレームは増幅されてネットワークルータ211へ送信され、ネットワークルータ211は本明細書に記載される数多くの無線又は有線通信規格又はプロトコルを使用することによってこのデータをクラウドコンピューティングリソースに転送する。 The modular communication hub 203 can serve as a central connection for one or all of the operating room devices 1a-1n/2a-2m and handles a data type known as a frame. The frames carry data generated by devices 1a-1n/2a-2m. Once the frame is received by modular communication hub 203, the frame is amplified and sent to network router 211, which can transmit the frame to network router 211 using any of the numerous wireless or wired communication standards or protocols described herein. Transfer this data to cloud computing resources.

モジュール式通信ハブ203は、スタンドアロンの装置として使用されてもよく、又はより大きなネットワークを形成するために互換性のあるネットワークハブ及びネットワークスイッチに接続されてもよい。モジュール式通信ハブ203は、一般に据え付け、構成、及び維持が容易であるため、モジュール式通信ハブ203は手術室装置1a~1n/2a~2mをネットワーク接続するための良好な選択肢となる。 Modular communication hub 203 may be used as a standalone device or may be connected to compatible network hubs and network switches to form a larger network. Modular communication hub 203 is generally easy to install, configure, and maintain, making it a good choice for networking operating room equipment 1a-1n/2a-2m.

図47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48に示すように、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47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. 47 shows a computer-implemented interactive surgical system 200. Computer-implemented interactive surgical system 200 is similar to computer-implemented interactive surgical system 100 in many respects. For example, computer-implemented interactive surgical system 200 includes one or more surgical systems 202 that are similar to surgical system 102 in many respects. Each surgical system 202 includes at least one surgical hub 206 that communicates with a cloud 204 that may include remote servers 213. In one aspect, computer-implemented interactive surgical system 200 includes a modular control tower 236 connected to a plurality of operating room equipment, such as, for example, intelligent surgical instruments, robots, and other computerized equipment located within the operating room. . As shown in FIG. 48, modular control tower 236 includes a modular communications hub 203 coupled to computer system 210. As shown in FIG. As illustrated in the embodiment of FIG. 47, the modular control tower 236 includes an imaging module 238 coupled to an endoscope 239, a generator module 240 coupled to an energy device 241, a smoke evacuator module 226, a suction/ Coupled to irrigation module 228 , communication module 230 , processor module 232 , storage array 234 , smart device/appliance 235 optionally coupled to display 237 , and non-contact sensor module 242 . Operating room equipment is coupled to cloud computing resources and data storage via a modular control tower 236. Robot hub 222 may also be connected to a modular control tower 236 and cloud computing resources. Among others, devices/appliances 235, visualization system 208 may be coupled to modular control tower 236 via wired or wireless communication standards or protocols described herein. Modular control tower 236 may be coupled to hub display 215 (e.g., monitor, screen) for displaying and overlaying images received from imaging modules, device/instrument displays, and/or other visualization systems 208. . The hub display may also display data received from devices connected to the modular control tower along with images and overlay images.

図48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48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48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. 48 shows a surgical hub 206 with multiple modules coupled to a modular control tower 236. Modular control tower 236 includes a modular communication hub 203, such as a network connection device, and a computer system 210, for example, to provide local processing, visualization, and imaging. As shown in FIG. 48, the modular communication hubs 203 are connected in a layered configuration to expand the number of modules (e.g., devices) that can be connected to the modular communication hubs 203 to transmit data associated with the modules. The information may be transferred to computer system 210, a cloud computing resource, or both. As shown in FIG. 48, each of the network hubs/switches within modular communication hub 203 includes three downstream ports and one upstream port. An upstream network hub/switch is connected to the processor to provide communication connectivity to cloud computing resources and local display 217. Communication to cloud 204 can occur via either wired or wireless communication channels.

外科用ハブ206は、非接触センサモジュール242を使用して、手術室の寸法を測定し、また超音波又はレーザー型非接触測定装置のいずれかを使用して手術室のマップを生成する。その開示内容全体が参照により本明細書に組み込まれる「INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」と題する2017年12月28日出願の米国仮特許出願第62/611,341号中の「Surgical Hub Spatial Awareness Within an Operating Room」の項で説明されるように、超音波ベースの非接触センサモジュールは、超音波のバーストを送信し、超音波のバーストが手術室の外壁に反射したときのエコーを受信することによって手術室を走査し、ここでセンサモジュールが、手術室のサイズを判定し、かつBluetoothペアリングの距離限界を調整するように構成される。レーザーベースの非接触センサモジュールは、例えば、レーザー光パルスを送信し、手術室の外壁に反射するレーザー光パルスを受信し、送信されたパルスの位相を受信したパルスと比較して、手術室のサイズを判定し、かつBluetoothペアリング距離限界を調整することによって手術室を走査する。 Surgical hub 206 uses non-contact sensor module 242 to measure dimensions of the operating room and generates a map of the operating room using either ultrasound or laser-type non-contact measurement devices. ``Surgical Hub Spatial Awareness Within an Operator'' in U.S. Provisional Patent Application No. 62/611,341, filed December 28, 2017, entitled ``INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM'', the entire disclosure of which is incorporated herein by reference. Ating Room Ultrasound-based non-contact sensor modules, as described in section 2.1, detect ultrasound-based non-contact sensor modules in the operating room by transmitting bursts of ultrasound and receiving echoes when the bursts of ultrasound reflect off the exterior walls of the operating room. , where the sensor module is configured to determine the size of the operating room and adjust distance limits for Bluetooth pairing. A laser-based non-contact sensor module, for example, transmits laser light pulses, receives laser light pulses that reflect off the exterior walls of an operating room, and compares the phase of the transmitted pulses with the received pulses to determine the location of the operating room. Scan the operating room by determining size and adjusting Bluetooth pairing distance limits.

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(単数又は複数)のうちのいずれかであっってもよい。 Computer system 210 includes a processor 244 and a network interface 245. Processor 244 is coupled to communication module 247, storage 248, memory 249, non-volatile memory 250, and input/output interface 251 via a system bus. System buses include 9-bit bus, Industry Standard Architecture (ISA), Micro Channel Architecture (MSA), Enhanced ISA (EISA), Intelligent Drive Electronics (IDE), VESA Local Bus (VLB), Peripheral Device Interconnect (PCI), Any variety including, but not limited to, USB, Advanced Graphics Port (AGP), Personal Computer Memory Card International Association Bus (PCMCIA), Small Computer System Interface (SCSI), or any other proprietary bus. The bus architecture may be any of several types of bus structure(s), including a memory bus or memory controller, a peripheral bus or external bus, and/or a local bus, using a typical bus architecture.

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つ以上のパルス幅変調(PWM)モジュール、1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つ以上の12ビットアナログ-デジタル変換器(ADC)を含む、Texas Instrumentsから入手可能なLM4F230H5QR ARM Cortex-M4Fプロセッサコアであってもよい。 Processor 244 may be any single-core or multi-core processor, such as that known under the trade name ARM Cortex from Texas Instruments. In one aspect, the processor includes on-chip memory, e.g., 256 KB of single-cycle flash memory or other non-volatile memory up to 40 MHz, details of which are available in the product data sheet, to improve performance above 40 MHz. a prefetch buffer, 32 KB of single-cycle serial random access memory (SRAM), internal read-only memory (ROM) with StellarisWare® software, 2 KB of electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), and/or Texas, including one or more pulse width modulation (PWM) modules, one or more quadrature encoder input (QEI) analog, and one or more 12-bit analog-to-digital converters (ADC) with 12 analog input channels. The LM4F230H5QR ARM Cortex-M4F processor core available from Instruments.

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, processor 244 may include a safety controller that includes two controller family families, such as the TMS570 and RM4x, also known by the Hercules ARM Cortex R4 trade names from Texas Instruments. The safety controller can be configured specifically for IEC 61508 and ISO 26262 safety limit applications, among other things, to provide advanced integrated safety mechanisms while offering scalable performance, connectivity, and memory options. good.

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 volatile memory and non-volatile memory. The basic input/output system (BIOS), containing the basic routines for transferring information between elements within a computer system, such as during startup, is stored in non-volatile memory. For example, non-volatile memory may include ROM, programmable ROM (PROM), electrically programmable ROM (EPROM), EEPROM, or flash memory. Volatile memory includes random access memory (RAM), which functions as external cache memory. Furthermore, RAM includes SRAM, dynamic RAM (DRAM), synchronous DRAM (SDRAM), double data rate SDRAM (DDR SDRAM), enhanced SDRAM (ESDRAM), sink link DRAM (SLDRAM), and direct RAM bus RAM (DRRAM). is available in many forms.

コンピュータシステム210はまた、取り外し可能/取り外し不可能な揮発性/不揮発性コンピュータストレージ媒体、例えばディスクストレージなどを含む。ディスクストレージとしては、磁気ディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、テープドライブ、Jazドライブ、Zipドライブ、LS-60ドライブ、フラッシュメモリカード、又はメモリスティックのようなデバイスが挙げられるが、これらに限定されない。加えて、ディスクストレージは、ストレージ媒体を、独立して、又はコンパクトディスクROM装置(CD-ROM)、コンパクトディスク記録可能ドライブ(CD-Rドライブ)、コンパクトディスク書き換え可能ドライブ(CD-RWドライブ)、若しくはデジタル多用途ディスクROMドライブ(DVD-ROM)などの光ディスクドライブが挙げられるがこれらに限定されない他のストレージ媒体との組み合わせで含むことができる。ディスクストレージ装置のシステムバスへの接続を容易にするために、取り外し可能な又は取り外し不可能なインターフェースが用いられてもよい。 Computer system 210 also includes removable/non-removable, volatile/nonvolatile computer storage media, such as disk storage. Disk storage includes, but is not limited to, devices such as magnetic disk drives, floppy disk drives, tape drives, Jaz drives, Zip drives, LS-60 drives, flash memory cards, or memory sticks. In addition, disk storage can be defined as a storage medium, independently or in the form of a compact disk ROM device (CD-ROM), a compact disk recordable drive (CD-R drive), a compact disk rewritable drive (CD-RW drive), or in combination with other storage media, including, but not limited to, optical disk drives such as digital versatile disk ROM drives (DVD-ROMs). A removable or non-removable interface may be used to facilitate connection of the disk storage device to the system bus.

コンピュータシステム210は、好適な動作環境で説明されるユーザ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 understood that computer system 210 includes software that acts as an intermediary between users and underlying computer resources as described in the preferred operating environment. Such software includes an operating system. An operating system, which may be stored on disk storage, functions to control and allocate the resources of a computer system. System applications take advantage of resource management by the operating system through program modules and program data stored either in system memory or on disk storage. It should be understood that the various components described herein can be implemented with various operating systems or combinations of operating systems.

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(単数又は複数)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(単数又は複数)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(単数又は複数)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(単数又は複数)は、入力装置(単数又は複数)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(単数又は複数)などの他の装置及び/又は装置のシステムは、入力及び出力機能の両方を提供することに留意されたい。 A user enters commands or information into computer system 210 through input device(s) coupled to I/O interface 251 . Input devices include pointing devices such as mice, trackballs, styluses, and touch pads, keyboards, microphones, joysticks, game pads, satellite dishes, scanners, TV tuner cards, digital cameras, digital video cameras, and web cameras. but not limited to. These and other input devices connect to the processor through the system bus through interface port(s). Interface port(s) include, for example, serial ports, parallel ports, game ports, and USB. The output device(s) uses some of the same types of ports as the input device(s). Thus, for example, a USB port may be used to provide input to a computer system and output information from the computer system to an output device. Output adapters are provided to indicate that there are several output devices such as monitors, displays, speakers, and printers, among other output devices, that require special adapters. Output adapters include, by way of example and not limitation, video and sound cards that provide a connection between an output device and a system bus. Note that other devices and/or systems of devices, such as remote computer(s), provide both input and output functionality.

コンピュータシステム210は、クラウドコンピュータ(単数又は複数)などの1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(単数又は複数)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(単数又は複数)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(単数又は複数)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。 Computer system 210 can operate in a networked environment using logical connections to one or more remote or local computers, such as cloud computer(s). The remote cloud computer(s) may be a personal computer, server, router, network PC, workstation, microprocessor-based device, peer device, or other common network node, and typically: It may include many or all of the elements described in connection with a computer system. For simplicity, only the memory storage device is shown along with the remote computer(s). Remote computer(s) are logically connected to the computer system via a network interface and subsequently physically connected via a communication connection. Network interfaces encompass communication networks such as local area networks (LANs) and wide area networks (WANs). LAN technologies include fiber optic distributed data interface (FDDI), copper wire distributed data interface (CDDI), Ethernet/IEEE802.3, Token Ring/IEEE802.5, and the like. WAN technologies include, but are not limited to, point-to-point links, circuit-switched networks such as Integrated Services Digital Network (ISDN) and its variants, packet-switched networks, and digital subscriber lines (DSL).

様々な態様では、図48のコンピュータシステム210、図48の撮像モジュール238及び/若しくは可視化システム208、並びに/又は図47及び図48の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(digital signal processor、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, computer system 210 of FIG. 48, imaging module 238 and/or visualization system 208 of FIG. 48, and/or processor module 232 of FIGS. 47 and 48 are image processors, image processing engines, media processors, or It may include any dedicated digital signal processor (DSP) used to process digital images. Image processors can use parallel computing using single instruction multiple data (SIMD) or multiple instruction multiple data (MIMD) techniques to increase speed and efficiency. Digital image processing engines can perform a variety of tasks. The image processor may be a system on a chip with a multi-core processor architecture.

通信接続(単数又は複数)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 the hardware/software used to connect the network interface to the bus. Although the communication connections are shown internal to the computer system for clarity of illustration, the communication connections may be external to the computer system 210. For illustrative purposes only, the hardware/software required to connect to a network interface includes internal and external technologies such as modems, including regular telephone grade modems, cable modems, and DSL modems, ISDN adapters, and Ethernet cards. Can be mentioned.

図49は、本開示の一態様による、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. 49 illustrates a functional block diagram of an aspect of a USB network hub 300 device, according to an aspect of the present disclosure. In the illustrated embodiment, USB network hub device 300 employs a Texas Instruments TUSB2036 integrated circuit hub. The USB network hub 300 is a CMOS device that provides an upstream USB transceiver port 302 and up to three downstream USB transceiver ports 304, 306, 308, compliant with the USB 2.0 standard. The upstream USB transmit/receive port 302 is a differential root data port that includes a differential data minus (DM0) input paired with a differential data plus (DP0) input. The three downstream USB transmit and receive ports 304, 306, 308 are differential data ports, each port including a differential data plus (DP1-DP3) output paired with a differential data minus (DM1-DM3) output.

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 network hub 300 device is implemented with a digital state machine instead of a microcontroller and does not require firmware programming. A fully compliant USB transceiver is integrated into the circuitry of the upstream USB transceiver port 302 and all downstream USB transceiver ports 304, 306, 308. The downstream USB transmit and receive ports 304, 306, 308 support both the highest speed and lower speed devices by automatically setting the slew rate depending on the speed of the device attached to the port. The USB network hub 300 device may be configured in either bus-powered or self-powered mode and includes hub power logic 312 to manage power.

USBネットワークハブ300装置は、シリアルインターフェースエンジン310(SIE)を含む。SIE310は、USBネットワークハブ300ハードウェアのフロントエンドであり、USB仕様書の第8章に記載されているプロトコルの大部分を取り扱う。SIE310は、典型的には、トランザクションレベルまでのシグナリングを理解する。これが取り扱う機能としては、パケット認識、トランザクションの並べ替え、SOP、EOP、RESET、及びRESUME信号の検出/生成、クロック/データ分離、非ゼロ復帰逆転(NRZI)データ符号化/復号及びビットスタッフィング、CRC生成及びチェック(トークン及びデータ)、パケットID(PID)の生成、及びチェック/復号、並びに/又はシリアル・パラレル/パラレル・シリアル変換が挙げられ得る。310はクロック入力314を受信し、ポート論理回路320、322、324を介して上流USB送受信ポート302と下流USB送受信ポート304、306、308との間の通信を制御するためにサスペンド/レジューム論理並びにフレームタイマー316回路及びハブリピータ回路318に連結される。SIE310は、シリアルEEPROMインターフェース330を介してシリアルEEPROMからコマンドを制御するためのインターフェース論理を介してコマンドデコーダ326に連結される。 The USB network hub 300 device includes a serial interface engine 310 (SIE). SIE 310 is the front end for the USB network hub 300 hardware and handles most of the protocols described in Chapter 8 of the USB specification. SIE 310 typically understands signaling down to the transaction level. The functions it handles include packet recognition, transaction reordering, SOP, EOP, RESET, and RESUME signal detection/generation, clock/data separation, non-return-to-zero inversion (NRZI) data encoding/decoding and bit stuffing, CRC Generation and checking (tokens and data), packet ID (PID) generation and checking/decoding, and/or serial-to-parallel/parallel-to-serial conversion may be mentioned. 310 receives a clock input 314 and includes suspend/resume logic as well as to control communication between the upstream USB transceiver port 302 and the downstream USB transceiver port 304, 306, 308 via port logic 320, 322, 324. It is coupled to a frame timer 316 circuit and a hub repeater circuit 318. SIE 310 is coupled to command decoder 326 via interface logic for controlling commands from the serial EEPROM via serial EEPROM interface 330.

様々な態様では、USBネットワークハブ300は、最大6つの論理層(階層)内に構成された127個の機能を単一のコンピュータに接続することができる。更に、USBネットワークハブ300は、通信及び電力分配の両方を提供する標準化された4本のワイヤケーブルを使用して全ての周辺機器に接続することができる。電力構成は、バスパワーモード及びセルフパワーモードである。USBネットワークハブ300は、個々のポート電力管理又は連動ポート電力管理のいずれかを備えるバスパワーハブ、及び個々のポート電力管理又は連動ポート電力管理のいずれかを備えるセルフパワーハブの、電力管理の4つのモードをサポートするように構成されてもよい。一態様では、USBケーブル、USBネットワークハブ300を使用して、上流USB送受信ポート302はUSBホストコントローラにプラグ接続され、下流USB送受信ポート304、306、308はUSBに互換性のある装置を接続するために露出される、といった具合である。 In various aspects, USB network hub 300 can connect up to 127 functions organized in six logical layers to a single computer. Additionally, the USB network hub 300 can be connected to all peripherals using a standardized four wire cable that provides both communication and power distribution. The power configurations are bus power mode and self power mode. The USB network hub 300 has four types of power management: bus-powered hubs with either individual port power management or ganged port power management; and self-powered hubs with either individual port power management or ganged port power management. may be configured to support two modes. In one aspect, using a USB cable, a USB network hub 300, the upstream USB transceiver port 302 is plugged into a USB host controller and the downstream USB transceiver ports 304, 306, 308 connect USB compatible devices. In other words, they are exposed for the sake of others.

外科用器具のハードウェア
図50は、本開示の1つ以上の態様による、外科用器具又はツールの制御システム470の論理図を示す。システム470は制御回路を備える。制御回路は、プロセッサ462及びメモリ468を備えるマイクロコントローラ461を含む。例えば、センサ472、474、476のうちの1つ以上が、プロセッサ462にリアルタイムなフィードバックを提供する。モータドライバ492によって駆動されるモータ482は、長手方向に移動可能な変位部材を動作可能に連結して、Iビームナイフ要素を駆動する。追跡システム480は、長手方向に移動可能な変位部材の位置を判定するように構成されている。位置情報は、長手方向に移動可能な駆動部材の位置、並びに発射部材、発射バー、及びIビームナイフ要素の位置を判定するようにプログラム又は構成することができるプロセッサ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. 50 illustrates a logic diagram of a surgical instrument or tool control system 470 in accordance with one or more aspects of the present disclosure. System 470 includes control circuitry. The control circuit includes a microcontroller 461 with a processor 462 and a memory 468. For example, one or more of sensors 472, 474, 476 provide real-time feedback to processor 462. A motor 482 driven by a motor driver 492 operably couples the longitudinally movable displacement member to drive the I-beam knife element. Tracking system 480 is configured to determine the position of the longitudinally movable displacement member. The position information is provided to a processor 462 that may be programmed or configured to determine the position of the longitudinally movable drive member, as well as the position of the firing member, firing bar, and I-beam knife element. Additional motors may be provided at the tool driver interface to control I-beam firing, closure tube movement, shaft rotation, and articulation. Display 473 displays various operating conditions of the instrument and may include touch screen functionality for data entry. Information displayed on display 473 may be overlaid with images acquired via the endoscopic imaging module.

一態様では、マイクロコントローラ461は、Texas Instruments製のARM Cortexの商品名で知られているものなど、任意のシングルコア又はマルチコアプロセッサであってもよい。一態様では、主マイクロコントローラ461は、例えば、その詳細が製品データシートで入手可能である、最大40MHzの256KBのシングルサイクルフラッシュメモリ若しくは他の不揮発性メモリのオンチップメモリ、性能を40MHz超に改善するためのプリフェッチバッファ、32KBのシングルサイクルSRAM、StellarisWare(登録商標)ソフトウェアを搭載した内部ROM、2KBのEEPROM、1つ以上のPWMモジュール、1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つ以上の12ビットADCを含む、Texas Instrumentsから入手可能なLM4F230H5QR ARM Cortex-M4Fプロセッサコアであってもよい。 In one aspect, microcontroller 461 may be any single-core or multi-core processor, such as that known under the trade name ARM Cortex from Texas Instruments. In one aspect, the main microcontroller 461 has on-chip memory, e.g., 256 KB of single-cycle flash memory or other non-volatile memory up to 40 MHz, the details of which are available in the product data sheet, improving performance above 40 MHz. 32 KB single-cycle SRAM, internal ROM with StellarisWare® software, 2 KB EEPROM, one or more PWM modules, one or more QEI analog, and/or 12 analog inputs The LM4F230H5QR ARM Cortex-M4F processor core available from Texas Instruments may include one or more 12-bit ADCs with channels.

一態様では、マイクロコントローラ461は、同じくTexas Instruments製のHercules ARM Cortex R4の商品名で知られるTMS570及びRM4xなどの2つのコントローラ系ファミリーを含む安全コントローラを含んでもよい。安全コントローラは、拡張性のある性能、接続性、及びメモリの選択肢を提供しながら、高度な集積型安全機構を提供するために、中でも特に、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 microcontroller 461 may include a safety controller that includes two controller family families, such as the TMS570 and RM4x, also known by the trade names Hercules ARM Cortex R4 from Texas Instruments. The safety controller can be configured specifically for IEC61508 and ISO26262 safety limit applications, among other things, to provide advanced integrated safety mechanisms while offering scalable performance, connectivity, and memory options. good.

マイクロコントローラ461は、ナイフ及び関節運動システムの速度及び位置に対する精密制御など、様々な機能を実行するようにプログラムされてもよい。一態様では、マイクロコントローラ461は、プロセッサ462及びメモリ468を含む。電動モータ482は、ギアボックス、及び関節運動又はナイフシステムへの機械的連結部を備えたブラシ付き直流(DC)モータであってもよい。一態様では、モータドライバ492は、Allegro Microsystems,Incから入手可能なA3941であってもよい。他のモータドライバを、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。 Microcontroller 461 may be programmed to perform various functions, such as precision control over the speed and position of the knife and articulation system. In one aspect, microcontroller 461 includes a processor 462 and memory 468. Electric motor 482 may be a brushed direct current (DC) motor with a gearbox and mechanical connection to an articulation or knife system. In one aspect, motor driver 492 may be an A3941 available from Allegro Microsystems, Inc. Other motor drivers can be easily substituted for use in tracking system 480 with an absolute positioning system. A detailed description of absolute positioning systems can be found in U.S. Patent Application Publication No. 2, published October 19, 2017, entitled "SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT," which is incorporated herein by reference in its entirety. 017/ No. 0296213.

マイクロコントローラ461は、変位部材及び関節運動システムの速度及び位置に対する正確な制御を提供するようにプログラムされてもよい。マイクロコントローラ461は、マイクロコントローラ461のソフトウェア内で応答を計算するように構成されてもよい。計算された応答は、実際のシステムの測定された応答と比較されて「観測された」応答が得られ、これが実際のフィードバックの判定に用いられる。観測された応答は、シミュレーションによる応答の滑らかで連続的な性質と、測定による応答とのバランスを取る好適な調整された値であり、これはシステムに及ぼす外部の影響を検出することができる。 Microcontroller 461 may be programmed to provide precise control over the speed and position of the displacement member and articulation system. Microcontroller 461 may be configured to calculate the response within microcontroller 461 software. The calculated response is compared to the measured response of the actual system to obtain the "observed" response, which is used to determine the actual feedback. The observed response is a suitable calibrated value that balances the smooth, continuous nature of the simulated response with the measured response, which can detect external influences on the system.

一態様では、モータ482は、モータドライバ492によって制御されてもよく、外科用器具又はツールの発射システムによって使用され得る。様々な形態において、モータ482は、例えば、約25,000RPMの最大回転速度を有するブラシ付きDC駆動モータであってもよい。別の構成において、モータ482は、ブラシレスモータ、コードレスモータ、同期モータ、ステッップモータ、又は任意の他の好適な電動モータを含んでよい。モータドライバ492は、例えば、電界効果トランジスタ(FET)を含むHブリッジドライバを備えてもよい。モータ482は、外科用器具又はツールに制御電力を供給するために、ハンドルアセンブリ又はツールハウジングに解除可能に装着された電源アセンブリによって給電され得る。電源アセンブリは、外科用器具又はツールに給電するための電源として使用され得る、直列に接続された多数の電池セルを含み得る電池を含んでもよい。特定の状況下では、電源アセンブリの電池セルは、交換可能及び/又は再充電可能であってよい。少なくとも1つの実施例では、電池セルは、電源アセンブリに連結可能かつ電源アセンブリから分離可能であり得るリチウムイオン電池であり得る。 In one aspect, motor 482 may be controlled by motor driver 492 and may be used by a surgical instrument or tool firing system. In various forms, motor 482 may be a brushed DC drive motor having a maximum rotational speed of approximately 25,000 RPM, for example. In other configurations, motor 482 may include a brushless motor, a cordless motor, a synchronous motor, a step motor, or any other suitable electric motor. Motor driver 492 may include, for example, an H-bridge driver including a field effect transistor (FET). Motor 482 may be powered by a power supply assembly releasably mounted to the handle assembly or tool housing to provide control power to the surgical instrument or tool. The power supply assembly may include a battery that may include a number of battery cells connected in series that may be used as a power source to power a surgical instrument or tool. Under certain circumstances, the battery cells of the power supply assembly may be replaceable and/or rechargeable. In at least one example, the battery cell may be a lithium ion battery that may be connectable to and separable from the power supply assembly.

モータドライバ492は、Allegro Microsystems,Incから入手可能なA3941であってもよい。A3941 492は、特にブラシ付きDCモータなどの誘導負荷を目的として設計された外部Nチャネルパワー金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)と共に使用するためのフルブリッジコントローラである。ドライバ492は、固有の電荷ポンプレギュレータを備え、これは、完全(>10V)ゲート駆動を7Vまでの電池電圧に提供し、A3941が5.5Vまでの低減ゲート駆動で動作することを可能にする。NチャネルMOSFETに必要な上記の電池供給電圧を与えるために、ブートストラップコンデンサが用いられてもよい。ハイサイド駆動用の内部電荷ポンプにより、DC(100%デューティサイクル)動作が可能となる。フルブリッジは、ダイオード又は同期整流を用いて高速又は低速減衰モードで駆動され得る。低速減衰モードにおいて、電流の再循環は、ハイサイドのFETによっても、ローサイドのFETによっても可能である。電力FETは、レジスタで調節可能なデッドタイムによって、シュートスルーから保護される。統合診断は、低電圧、温度過昇、及びパワーブリッジの異常を指示するものであり、ほとんどの短絡状態下でパワーMOSFETを保護するように構成され得る。他のモータドライバを、絶対位置決めシステムを備えた追跡システム480で使用するために容易に置換することができる。 Motor driver 492 may be an A3941 available from Allegro Microsystems, Inc. The A3941 492 is a full-bridge controller for use with external N-channel power metal oxide semiconductor field effect transistors (MOSFETs) specifically designed for inductive loads such as brushed DC motors. Driver 492 includes an inherent charge pump regulator that provides full (>10V) gate drive to battery voltages up to 7V and allows the A3941 to operate with reduced gate drive down to 5.5V. . A bootstrap capacitor may be used to provide the battery supply voltage required for the N-channel MOSFET. An internal charge pump for high-side drive allows DC (100% duty cycle) operation. A full bridge can be driven in fast or slow decay mode using diodes or synchronous rectification. In slow decay mode, current recirculation is possible through both the high-side FET and the low-side FET. The power FET is protected from shoot-through by a register-adjustable dead time. Integrated diagnostics indicate low voltage, overtemperature, and power bridge abnormalities and can be configured to protect the power MOSFET under most short circuit conditions. Other motor drivers can be easily substituted for use in tracking system 480 with an absolute positioning system.

追跡システム480は、本開示の一態様による位置センサ472を備える制御されたモータ駆動回路構成を備える。絶対位置決めシステム用の位置センサ472は、変位部材の位置に対応する固有の位置信号を提供する。一態様では、変位部材は、ギア減速機アセンブリの対応する駆動ギアと噛合係合するための駆動歯のラックを備える長手方向に移動可能な駆動部材を表す。他の態様では、変位部材は、駆動歯のラックを含むように適合及び構成され得る発射部材を表す。更に別の態様では、変位部材は、発射バー又はIビームを表し、それらの各々は、駆動歯のラックを含むように適合及び構成されてもよい。したがって、本明細書で使用するとき、変位部材という用語は、一般的に、駆動部材、発射部材、発射バー、Iビーム、又は変位され得る任意の要素など、外科用器具又はツールの任意の可動部材を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、任意の好適な直線変位センサに連結されてもよい。直線変位センサは、接触式又は非接触式変位センサを含んでよい。直線変位センサは、線形可変差動変圧器(linear variable differential transformers、LVDT)、差動可変磁気抵抗型変換器(differential variable reluctance transducers、DVRT)、スライドポテンショメータ、移動可能な磁石及び一連の直線上に配置されたホール効果センサを備える磁気感知システム、固定された磁石及び一連の移動可能な直線上に配置されたホール効果センサを備える磁気感知システム、移動可能な光源及び一連の直線上に配置された光ダイオード若しくは光検出器を備える光学検出システム、固定された光源及び一連の移動可能な直線上に配置された光ダイオード若しくは光検出器を備える光学検出システム、又はこれらの任意の組み合わせを含んでもよい。 Tracking system 480 includes controlled motor drive circuitry that includes a position sensor 472 according to one aspect of the present disclosure. A position sensor 472 for the absolute positioning system provides a unique position signal corresponding to the position of the displacement member. In one aspect, the displacement member represents a longitudinally movable drive member comprising a rack of drive teeth for mating engagement with a corresponding drive gear of a gear reducer assembly. In other aspects, the displacement member represents a firing member that may be adapted and configured to include a rack of drive teeth. In yet another aspect, the displacement members represent firing bars or I-beams, each of which may be adapted and configured to include a rack of drive teeth. Thus, as used herein, the term displacement member generally refers to any movable element of a surgical instrument or tool, such as a drive member, firing member, firing bar, I-beam, or any element that can be displaced. Used to refer to a member. In one aspect, a longitudinally movable drive member is coupled to the firing member, firing bar, and I-beam. Thus, the absolute positioning system can actually track the linear displacement of the I-beam by tracking the linear displacement of the longitudinally movable drive member. In various other aspects, the displacement member may be coupled to any position sensor 472 suitable for measuring linear displacement. Accordingly, the longitudinally movable drive member, firing member, firing bar, or I-beam, or combinations thereof, may be coupled to any suitable linear displacement sensor. Linear displacement sensors may include contact or non-contact displacement sensors. Linear displacement sensors include linear variable differential transformers (LVDTs), differential variable reluctance transducers (DVRTs), sliding potentiometers, movable magnets, and a series of linear displacement sensors. a magnetic sensing system comprising a Hall effect sensor disposed, a magnetic sensing system comprising a fixed magnet and a Hall effect sensor disposed on a series of movable straight lines, a movable light source and a Hall effect sensor disposed on a series of movable straight lines; It may include an optical detection system comprising a photodiode or photodetector, an optical detection system comprising a fixed light source and a series of movable linearly arranged photodiodes or photodetectors, or any combination thereof. .

電動モータ482は、変位部材上の駆動歯のセット又はラックと噛合係合で装着されるギアアセンブリと動作可能にインターフェースする回転式シャフトを含んでもよい。センサ素子は、位置センサ472素子の1回転が、変位部材のいくらかの直線長手方向並進に対応するように、ギアアセンブリに動作可能に連結されてもよい。ギアリング及びセンサ機構を、ラックピニオン機構によって直線アクチュエータに、又はスパーギア若しくは他の接続によって回転アクチュエータに接続することができる。電源は、絶対位置決めシステムに電力を供給し、出力インジケータは、絶対位置決めシステムの出力を表示することができる。変位部材は、ギア減速機アセンブリの対応する駆動ギアと噛合係合するために、その上に形成された駆動歯のラックを備える長手方向に移動可能な駆動部材を表す。変位部材は、長手方向に移動可能な発射部材、発射バー、Iビーム、又はこれらの組合せを表す。 Electric motor 482 may include a rotary shaft that operably interfaces with a gear assembly mounted in mating engagement with a set or rack of drive teeth on the displacement member. The sensor element may be operably coupled to the gear assembly such that one revolution of the position sensor 472 element corresponds to some linear longitudinal translation of the displacement member. The gearing and sensor mechanism can be connected to a linear actuator by a rack and pinion mechanism or to a rotary actuator by a spur gear or other connection. A power supply can power the absolute positioning system and an output indicator can display an output of the absolute positioning system. The displacement member represents a longitudinally movable drive member with a rack of drive teeth formed thereon for mating engagement with a corresponding drive gear of the gear reducer assembly. The displacement member represents a longitudinally movable firing member, firing bar, I-beam, or a combination thereof.

位置センサ472と関連付けられたセンサ素子の1回転は、変位部材の長手方向直線変位d1に相当し、d1は、変位部材に連結されたセンサ素子の1回転後に、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 position sensor 472 corresponds to a longitudinal linear displacement d1 of the displacement member, which is the displacement of the displacement member from point "a" after one revolution of the sensor element coupled to the displacement member. The straight line distance in the longitudinal direction traveled to point "b". The sensor mechanism may be connected via a gear reduction that results in the position sensor 472 completing one or more rotations for a full stroke of the displacement member. The position sensor 472 can complete multiple rotations for a full stroke of the displacement member.

位置センサ472の2回以上の回転に対する固有の位置信号を提供するために、一連のスイッチ(ここでnは1より大きい整数である)が、単独で用いられても、ギアの減速との組み合わせで用いられてもよい。スイッチの状態は、マイクロコントローラ461にフィードバックされ、マイクロコントローラ461は、論理を適用して、変位部材の長手方向の直線変位d1+d2+...dnに対応する固有の位置信号を判定する。位置センサ472の出力はマイクロコントローラ461に提供される。センサ機構の位置センサ472は、位置信号又は値の固有の組み合わせを出力する、磁気センサ、電位差計などのアナログ回転センサ、又はアナログホール効果素子のアレイを備えてもよい。 A series of switches (where n is an integer greater than 1), either used alone or in combination with a gear reduction, provide unique position signals for more than one rotation of the position sensor 472. may be used in The state of the switch is fed back to the microcontroller 461, which applies logic to determine the longitudinal linear displacement of the displacement member d1+d2+. .. .. Determine a unique location signal corresponding to dn. The output of position sensor 472 is provided to microcontroller 461. The position sensor 472 of the sensor mechanism may comprise a magnetic sensor, an analog rotation sensor such as a potentiometer, or an array of analog Hall effect elements that output a unique combination of position signals or values.

位置センサ472は、例えば、磁界の全磁界又はベクトル成分を測定するかどうかに基づいて分類される磁気センサなどの、任意の数の磁気感知素子を備えてもよい。両タイプの磁気センサを生産するために用いられる技術は、物理学及び電子工学の多数の側面を含んでいる。磁界の感知に用いられる技術としては、とりわけ、探りコイル、フラックスゲート、光ポンピング、核摂動(nuclear precession)、SQUID、ホール効果、異方性磁気抵抗、巨大磁気抵抗、磁気トンネル接合、巨大磁気インピーダンス、磁歪/圧電複合材、磁気ダイオード、磁気トランジスタ、光ファイバ、磁気光学、及び微小電気機械システムベースの磁気センサが挙げられる。 Position sensor 472 may include any number of magnetic sensing elements, such as, for example, magnetic sensors classified based on whether they measure the total field or vector components of the magnetic field. The technology used to produce both types of magnetic sensors involves many aspects of physics and electronics. Techniques used to sense magnetic fields include, inter alia, search coils, fluxgates, optical pumping, nuclear precession, SQUIDs, Hall effects, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance, magnetic tunnel junctions, giant magnetoimpedance. , magnetostrictive/piezoelectric composites, magnetic diodes, magnetic transistors, optical fibers, magneto-optics, and microelectromechanical systems-based magnetic sensors.

一態様では、絶対位置決めシステムを備える追跡システム480の位置センサ472は、磁気回転絶対位置決めシステムを備える。位置センサ472は、Austria Microsystems,AGから入手可能なAS5055EQFTシングルチップ磁気回転位置センサとして実装されてもよい。位置センサ472は、マイクロコントローラ461と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, position sensor 472 of tracking system with absolute positioning system 480 comprises a magnetic rotational absolute positioning system. Position sensor 472 may be implemented as an AS5055EQFT single chip magnetic rotary position sensor available from Austria Microsystems, AG. Position sensor 472 works with microcontroller 461 to provide an absolute positioning system. Position sensor 472 is a low voltage, low power component and includes four Hall effect elements in the area of position sensor 472 located above the magnet. Additionally, a high resolution ADC and smart power management controller are provided on-chip. The digit-by-digit method and Boulder method are used to implement concise and efficient algorithms for computing hyperbolic and trigonometric functions that require only addition, subtraction, bit-shifting, and table lookup operations. A Coordinate Rotation Digital Computer (CORDIC) processor, also known as Volder's algorithm, is provided. Angular position, alarm bits, and magnetic field information are transmitted to microcontroller 461 via a standard serial communication interface, such as a Serial Peripheral Interface (SPI) interface. Position sensor 472 provides 12-bit or 14-bit resolution. Position sensor 472 may be an AS5055 chip provided in a small QFN 16 pin 4x4x0.85mm package.

絶対位置決めシステムを備える追跡システム480は、PID、状態フィードバック、及び適応コントローラなどのフィードバックコントローラを備えてもよく、かつ/又はこれを実装するようにプログラムされてもよい。電源が、フィードバックコントローラからの信号を、システムへの物理的入力、この場合は電圧へと変換する。他の例としては、電圧、電流、及び力のPWMが挙げられる。位置センサ472によって測定される位置に加えて、物理的システムの物理パラメータを測定するために、他のセンサ(単数又は複数)が設けられてもよい。いくつかの態様では、他のセンサ(単数又は複数)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機構を挙げることができる。デジタル信号処理システムでは、絶対位置決めシステムはデジタルデータ取得システムに連結され、ここで絶対位置決めシステムの出力は有限の解像度及びサンプリング周波数を有する。絶対位置決めシステムは、計算された応答を測定された応答に向けて駆動する加重平均及び理論制御ループなどのアルゴリズムを用いて、計算された応答を測定された応答と組み合わせるために、比較及び組み合わせ回路を備え得る。入力を知ることによって物理的システムの状態及び出力がどうなるかを予測するために、物理的システムの計算された応答は、質量、慣性、粘性摩擦、誘導抵抗などの特性を考慮に入れる。 Tracking system 480 with an absolute positioning system may include and/or be programmed to implement feedback controllers such as PID, state feedback, and adaptive controllers. A power supply converts the signal from the feedback controller into a physical input to the system, in this case voltage. Other examples include voltage, current, and force PWM. In addition to the position measured by position sensor 472, other sensor(s) may be provided to measure physical parameters of the physical system. In some aspects, the other sensor(s) include U.S. Pat. No. 9,345,481, U.S. Patent Application Publication No. 2014/0263552, published September 18, 2014, entitled "STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM," which is incorporated herein by reference in its entirety. U.S. Pat. As described in Patent Application No. 15/628,175 Examples include sensor mechanisms such as those that are present. In a digital signal processing system, an absolute positioning system is coupled to a digital data acquisition system, where the output of the absolute positioning system has a finite resolution and sampling frequency. Absolute positioning systems use comparison and combination circuits to combine the calculated response with the measured response, using algorithms such as weighted averaging and theoretical control loops to drive the calculated response towards the measured response. can be provided. The calculated response of a physical system takes into account properties such as mass, inertia, viscous friction, induced drag, etc. in order to predict what the state and output of the physical system will be by knowing the inputs.

絶対位置決めシステムは、モータ482が単に前方又は後方に経たステップの数を計数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。 Absolute positioning systems do not reset the displacement member (as may be required with conventional rotary encoders where the motor 482 simply counts the number of steps forward or backward that it has taken to estimate the position of a device actuator, drive bar, knife, etc.). Provides the absolute position of the displacement member upon power-up of the instrument without retracting or advancing to the zero or home position.

例えば歪みゲージ又は微小歪みゲージなどのセンサ474は、例えば、アンビルに適用される閉鎖力を示すことができる、クランプ動作中にアンビルに及ぼされる歪みの振幅などのエンドエフェクタの1つ以上のパラメータを測定するように構成される。測定された歪みは、デジタル信号に変換されて、プロセッサ462に提供される。センサ474の代わりに、又はこれに加えて、例えば、負荷センサなどのセンサ476が、閉鎖駆動システムによってアンビルに加えられる閉鎖力を測定することができる。例えば、負荷センサなどのセンサ476は、外科用器具又はツールの発射ストローク中にIビームに加えられる発射力を測定することができる。Iビームは、楔形スレッドと係合するように構成されており、楔形スレッドは、ステープルドライバを上向きにカム作用して、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、鋭い切刃を含む。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ために要する力は、例えば、電動モータ482によって引き出される電流に対応することができる。測定された力は、デジタル信号に変換されて、プロセッサ462に提供される。 A sensor 474, such as a strain gauge or microstrain gauge, measures one or more parameters of the end effector, such as the amplitude of strain exerted on the anvil during a clamping operation, which can be indicative of the closing force applied to the anvil, for example. configured to measure. The measured distortion is converted to a digital signal and provided to processor 462. Instead of or in addition to sensor 474, a sensor 476, such as a load sensor, can measure the closing force applied to the anvil by the closure drive system. For example, a sensor 476, such as a load sensor, can measure the firing force applied to the I-beam during the firing stroke of a surgical instrument or tool. The I-beam is configured to engage a wedge-shaped sled, and the wedge-shaped sled is configured to cam the staple driver upwardly to force the staple into deforming contact with the anvil. The I-beam also includes sharp cutting edges that can be used to cut tissue as the I-beam is advanced distally by the firing bar. Alternatively, current sensor 478 can be used to measure the current drawn by motor 482. The force required to advance the firing member can correspond to the current drawn by electric motor 482, for example. The measured force is converted to a digital signal and provided to processor 462.

一形態では、歪みゲージセンサ474を使用して、エンドエフェクタによって組織に加えられる力を測定することができる。治療される組織に対するエンドエフェクタによる力を測定するために、歪みゲージをエンドエフェクタに連結することができる。エンドエフェクタによって把持された組織に印加される力を測定するためのシステムは、例えば、エンドエフェクタの1つ以上のパラメータを測定するように構成された微小歪みゲージなどの歪みゲージセンサ474を備える。一態様では、歪みゲージセンサ474は、把持動作中にエンドエフェクタのジョー部材に及ぼされる歪みの振幅又は大きさを測定することができ、これは組織の圧縮を示すことができる。測定された歪みはデジタル信号に変換されて、マイクロコントローラ461のプロセッサ462に提供される。負荷センサ476は、例えば、アンビルとステープルカートリッジとの間に捕捉された組織を切断するために、ナイフ要素を操作するのに用いられる力を測定することができる。磁界センサは、捕捉された組織の厚さを測定するために用いることができる。磁界センサの測定値もデジタル信号に変換されて、プロセッサ462に提供され得る。 In one form, strain gauge sensor 474 can be used to measure the force applied to tissue by the end effector. A strain gauge can be coupled to the end effector to measure the force exerted by the end effector on the tissue being treated. A system for measuring force applied to tissue grasped by an end effector includes a strain gauge sensor 474, such as, for example, a microstrain gauge configured to measure one or more parameters of the end effector. In one aspect, strain gauge sensor 474 can measure the amplitude or magnitude of strain exerted on the end effector jaw members during a grasping operation, which can be indicative of tissue compression. The measured distortion is converted to a digital signal and provided to the processor 462 of the microcontroller 461. Load sensor 476 can measure the force used to manipulate the knife element, for example, to cut tissue captured between the anvil and the staple cartridge. A magnetic field sensor can be used to measure the thickness of captured tissue. Magnetic field sensor measurements may also be converted to digital signals and provided to processor 462.

センサ474、476によってそれぞれ測定される、組織の圧縮、組織の厚さ、及び/又はエンドエフェクタを組織上で閉鎖するのに必要な力の測定値は、発射部材の選択された位置、及び/又は発射部材の速度の対応する値を特性決定するために、マイクロコントローラ461によって使用することができる。一例では、メモリ468は、評価の際にマイクロコントローラ461によって用いることができる技術、等式及び/又はルックアップテーブルを記憶することができる。 Measurements of tissue compression, tissue thickness, and/or the force required to close the end effector on the tissue, as measured by sensors 474, 476, respectively, are determined based on the selected position of the firing member and/or or can be used by the microcontroller 461 to characterize the corresponding value of the velocity of the firing member. In one example, memory 468 can store techniques, equations, and/or lookup tables that can be used by microcontroller 461 during evaluation.

外科用器具又はツールの制御システム470はまた、図50に示すようにモジュール式通信ハブと通信するための有線又は無線通信回路を備えてもよい。 The surgical instrument or tool control system 470 may also include wired or wireless communication circuitry for communicating with a modular communication hub, as shown in FIG.

図51は、本開示の一態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された制御回路500を示す。制御回路500は、本明細書に記載される様々なプロセスを実装するように構成することができる。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つ以上のプロセッサ502(例えば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ)を備えるマイクロコントローラを備えることができる。メモリ回路504は、プロセッサ502によって実行されると、本明細書に記載される様々なプロセスを実装するための機械命令をプロセッサ502に実施させる、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むことができる。プロセッサ502は、命令処理ユニット506及び演算ユニット508を含んでもよい。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. 51 illustrates a control circuit 500 configured to control aspects of a surgical instrument or tool, according to one aspect of the present disclosure. Control circuit 500 may be configured to implement various processes described herein. Control circuit 500 can include a microcontroller that includes one or more processors 502 (eg, microprocessors, microcontrollers) coupled to at least one memory circuit 504. Memory circuit 504 stores machine-executable instructions that, when executed by processor 502, cause processor 502 to implement machine instructions for implementing the various processes described herein. Processor 502 may be any one of a number of single or multi-core processors known in the art. Memory circuit 504 may include volatile and non-volatile storage media. Processor 502 may include an instruction processing unit 506 and a computing unit 508. The instruction processing unit may be configured to receive instructions from the memory circuit 504 of the present disclosure.

図52は、本開示の一態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された組み合わせ論理回路510を示す。組み合わせ論理回路510は、本明細書に記載される様々なプロセスを実装するように構成することができる。組み合わせ論理回路510は、入力514で外科用器具又はツールと関連付けられたデータを受信し、組み合わせ論理512によってデータを処理し、出力516を提供するように構成された組み合わせ論理512を含む有限状態マシンを含み得る。 FIG. 52 illustrates a combinational logic circuit 510 configured to control aspects of a surgical instrument or tool, according to one aspect of the present disclosure. Combinatorial logic circuit 510 can be configured to implement various processes described herein. Combinatorial logic circuit 510 is a finite state machine that includes combinational logic 512 configured to receive data associated with a surgical instrument or tool at input 514, process the data through combinational logic 512, and provide output 516. may include.

図53は、本開示の一態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された順序論理回路520を示す。順序論理回路520又は組み合わせ論理522は、本明細書に記載される様々なプロセスを実装するように構成することができる。順序論理回路520は有限状態マシンを含んでもよい。順序論理回路520は、例えば、組み合わせ論理522、少なくとも1つのメモリ回路524、及びクロック529を含んでもよい。少なくとも1つのメモリ回路524は、有限状態マシンの現在の状態を記憶することができる。特定の例では、順序論理回路520は、同期式又は非同期式であってもよい。組み合わせ論理522は、入力526から外科用器具又はツールと関連付けられたデータを受信し、組み合わせ論理522によってデータを処理し、出力528を提供するように構成される。他の態様では、回路は、プロセッサ(例えば、図51のプロセッサ502)と、本明細書の様々なプロセスを実装する有限状態マシンと、の組み合わせを含んでもよい。他の態様では、有限状態マシンは、組み合わせ論理回路(例えば、図52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. 53 illustrates a sequential logic circuit 520 configured to control aspects of a surgical instrument or tool, according to one aspect of the present disclosure. Sequential logic circuit 520 or combinatorial logic 522 may be configured to implement various processes described herein. Sequential logic circuit 520 may include a finite state machine. Sequential logic circuit 520 may include, for example, combinational logic 522, at least one memory circuit 524, and a clock 529. At least one memory circuit 524 can store the current state of the finite state machine. In particular examples, sequential logic circuit 520 may be synchronous or asynchronous. Combinational logic 522 is configured to receive data associated with a surgical instrument or tool from input 526, process the data through combinational logic 522, and provide output 528. In other aspects, a circuit may include a combination of a processor (eg, processor 502 of FIG. 51) and a finite state machine that implements various processes herein. In other aspects, the finite state machine may include a combination of combinational logic circuits (eg, combinational logic circuit 510 of FIG. 52) and sequential logic circuit 520.

図54は、様々な機能を実行するために起動させることができる複数のモータを備える外科用器具又はツールを示す。特定の例では、第1のモータを起動させて第1の機能を実行することができ、第2のモータを起動させて第2の機能を実行することができ、第3のモータを起動させて第3の機能を実行することができ、第4のモータを起動させて第4の機能を実行することができる、といった具合である。特定の例では、ロボット外科用器具600の複数のモータは個々に起動されて、エンドエフェクタにおいて発射運動、閉鎖運動、及び/又は関節運動を生じさせることができる。発射運動、閉鎖運動、及び/又は関節運動は、例えばシャフトアセンブリを介してエンドエフェクタに伝達することができる。 FIG. 54 shows a surgical instrument or tool with multiple motors that can be activated to perform various functions. In particular 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 to perform a second function. A fourth motor can be activated to perform a third function, a fourth motor can be activated to perform a fourth function, and so on. In certain examples, multiple motors of robotic surgical instrument 600 can be individually activated to produce firing, closing, and/or articulating motions at the end effector. The firing motion, closing motion, and/or articulation motion can be transmitted to the end effector via the shaft assembly, for example.

特定の例では、外科用器具システム又はツールは発射モータ602を含んでもよい。発射モータ602は、具体的にはIビーム要素を変位させるために、モータ602によって生成された発射運動をエンドエフェクタに伝達するように構成することができる、発射モータ駆動アセンブリ604に動作可能に連結されてもよい。特定の例では、モータ602によって生成される発射運動によって、例えば、ステープルをステープルカートリッジから、エンドエフェクタによって捕捉された組織内へと配備し、かつ/又はIビーム要素の切刃を前進させて、捕捉された組織を切断してもよい。Iビーム要素は、モータ602の方向を逆転させることによって後退させることができる。 In certain examples, a surgical instrument system or tool may include a firing motor 602. Firing motor 602 is operably coupled to firing motor drive assembly 604, which can be configured to transmit firing motion generated by motor 602 to an end effector, specifically to displace the I-beam element. may be done. In certain examples, the firing motion generated by 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. The captured tissue may be cut. The I-beam element can be retracted by reversing the direction of motor 602.

特定の例では、外科用器具又はツールは閉鎖モータ603を含んでもよい。閉鎖モータ603は、具体的には閉鎖管を変位させてアンビルを閉鎖し、アンビルとステープルカートリッジとの間で組織を圧縮するためにモータ603によって生成された閉鎖運動をエンドエフェクタに伝達するように構成され得る、閉鎖モータ駆動アセンブリ605と動作可能に連結されてもよい。閉鎖運動によって、例えば、エンドエフェクタが開放構成から接近構成へと遷移して組織を捕捉することができる。エンドエフェクタは、モータ603の方向を逆転させることによって開放位置に遷移され得る。 In certain examples, the surgical instrument or tool may include a closure motor 603. Closure motor 603 is configured to specifically displace the closure tube to close the anvil and transmit the closure motion generated by motor 603 to the end effector to compress tissue between the anvil and the staple cartridge. may be operably coupled with a closure motor drive assembly 605, which may be configured. The closing motion may, for example, transition the end effector from an open configuration to an approximation configuration to capture tissue. The end effector may be transitioned to the open position by reversing the direction of motor 603.

特定の例では、外科用器具又はツールは、例えば、1つ以上の関節運動モータ606a、606bを含んでもよい。モータ606a、606bは、モータ606a、606bによって生成された関節運動をエンドエフェクタに伝達するように構成され得る、対応する関節運動モータ駆動アセンブリ608a、608bに動作可能に連結され得る。特定の例では、関節運動によって、例えば、エンドエフェクタがシャフトに対して関節運動することができる。 In certain examples, a surgical instrument or tool may include one or more articulation motors 606a, 606b, for example. The motors 606a, 606b may be operably coupled to corresponding articulation motor drive assemblies 608a, 608b that may be configured to transmit the articulation motion generated by the motors 606a, 606b to the end effector. In certain examples, the articulation may, for example, cause the end effector to articulate relative to the shaft.

上述したように、外科用器具又はツールは、様々な独立した機能を実施するように構成され得る複数のモータを含んでもよい。特定の例では、外科用器具又はツールの複数のモータは、他のモータが停止した状態を維持している間に、独立して又は別個に起動させて、1つ以上の機能を実施することができる。例えば、関節運動モータ606a、606bを起動させて、発射モータ602が停止した状態を維持している間に、エンドエフェクタを関節運動させることができる。あるいは、発射モータ602を起動させて、関節運動モータ606が停止している間に、複数のステープルを発射させ、及び/又は刃先を前進させることができる。更に、閉鎖モータ603は、本明細書の以下でより詳細に説明されるように、閉鎖管及びIビーム要素を遠位に前進させるために、発射モータ602と同時に起動されてもよい。 As mentioned above, a surgical instrument or tool may include multiple motors that may be configured to perform a variety of independent functions. In certain instances, multiple motors of a surgical instrument or tool may be activated independently or separately to perform one or more functions while other motors remain stopped. I can do it. For example, articulation motors 606a, 606b can be activated to articulate the end effector while firing motor 602 remains stopped. Alternatively, firing motor 602 can be activated to fire multiple staples and/or advance the cutting edge while articulation motor 606 is stopped. Additionally, closure motor 603 may be activated simultaneously with firing motor 602 to advance the closure tube and I-beam element distally, as described in more detail herein below.

特定の例では、外科用器具又はツールは、外科用器具又はツールの複数のモータと共に用いることができる、共通の制御モジュール610を含んでもよい。特定の例では、共通の制御モジュール610は、一度に複数のモータのうちの1つに対応することができる。例えば、共通の制御モジュール610は、ロボット外科用器具の複数のモータ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 common control module 610 that can be used with multiple motors of the surgical instrument or tool. In certain examples, the common control module 610 can serve one of multiple motors at a time. For example, a common control module 610 may be individually connectable and disconnectable to multiple motors of a robotic surgical instrument. In certain examples, multiple motors of a surgical instrument or tool may share one or more common control modules, such as common control module 610. In certain examples, multiple motors of a surgical instrument or tool can independently and selectively engage a common control module 610. In certain examples, the common control module 610 selectively switches from cooperating with one of the plurality of motors of the surgical instrument or tool to cooperating with another of the plurality of motors of the surgical instrument or tool. Can be switched.

少なくとも1つの実施例では、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54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 embodiment, a common control module 610 is connected between operative engagement with articulation motors 606a, 606b and operative engagement with either firing motor 602 or closure motor 603. Can be switched selectively. In at least one embodiment, as shown in FIG. 54, switch 614 can be moved or transitioned between multiple positions and/or states. For example, in a first position 616, the switch 614 may electrically couple the common control module 610 with the firing motor 602, and in a second position 617, the switch 614 may close the common control module 610. The switch 614 may electrically couple the common control module 610 with the first articulation motor 606a, and in the third position 618a, the switch 614 may electrically couple the common control module 610 with the first articulation motor 606a, and in the fourth position 618a. At 618b, switch 614 may electrically couple common control module 610 with second articulation motor 606b. In certain examples, a separate and common control module 610 may be electrically coupled to firing motor 602, closure motor 603, and articulation motors 606a, 606b at the same time. In particular examples, switch 614 may be a mechanical switch, an electromechanical switch, a solid state switch, or any suitable switching mechanism.

モータ602、603、606a、606bのそれぞれは、モータのシャフト上の出力トルクを測定するためのトルクセンサを備えてもよい。エンドエフェクタ上の力は、ジョーの外側の力センサによって、又はジョーを作動させるモータのトルクセンサなどによって、任意の従来の方法で感知されてもよい。 Each of the motors 602, 603, 606a, 606b may include a torque sensor to measure the output torque on the motor's shaft. The force on the end effector may be sensed in any conventional manner, such as by a force sensor outside the jaw or by a torque sensor on the motor actuating the jaw.

様々な例では、図54に示すように、共通の制御モジュール610は、1つ以上のHブリッジFETを備えることができるモータドライバ626を備えてもよい。モータドライバ626は、例えば、マイクロコントローラ620(「コントローラ」)からの入力に基づいて、電源628から共通の制御モジュール610に連結されたモータへと伝達された電力を変調してもよい。特定の例では、上述したように、例えば、モータが共通の制御モジュール610に連結されている間にマイクロコントローラ620を用いて、モータによって引き込まれる電流を判定することができる。 In various examples, as shown in FIG. 54, the common control module 610 may include a motor driver 626 that may include one or more H-bridge FETs. Motor driver 626 may modulate the power transferred from power supply 628 to motors coupled to common control module 610, for example, based on input from microcontroller 620 (the “controller”). In certain examples, the microcontroller 620 can be used to determine the current drawn by the motors, for example, while the motors are coupled to a common control module 610, as described above.

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/又は計算を実行させることができる。特定の例では、メモリユニット624の1つ以上が、例えば、プロセッサ622に連結されてもよい。 In certain examples, microcontroller 620 may include a microprocessor 622 ("processor") and one or more non-transitory computer-readable media or memory units 624 ("memory"). In certain examples, memory 624 may store various program instructions that, when executed, may cause processor 622 to perform multiple functions and/or calculations described herein. can. In particular examples, one or more of memory units 624 may be coupled to processor 622, for example.

特定の例では、電源628を用いて、例えばマイクロコントローラ620に電力を供給してもよい。特定の例では、電源628は、例えばリチウムイオン電池などの電池(又は「電池パック」若しくは「パワーパック」)を含んでもよい。特定の例では、電池パックは、外科用器具600に電力を供給するため、ハンドルに解除可能に装着されるように構成されてもよい。直列で接続された多数の電池セルを、電源628として使用してもよい。特定の例では、電源628は、例えば、交換可能及び/又は再充電可能であってもよい。 In certain examples, power supply 628 may be used to power microcontroller 620, for example. In certain examples, power source 628 may include a battery (or "battery pack" or "power pack"), such as a lithium ion battery. In certain examples, the battery pack may be configured to be releasably attached to the handle to power the surgical instrument 600. A number of battery cells connected in series may be used as the power source 628. In certain examples, power source 628 may be replaceable and/or rechargeable, for example.

様々な例では、プロセッサ622は、モータドライバ626を制御して、共通の制御モジュール610に連結されたモータの位置、回転方向、及び/又は速度を制御することができる。特定の例では、プロセッサ622は、モータドライバ626に信号伝達して、共通の制御モジュール610に連結されたモータを停止及び/又は使用不能にすることができる。用語「プロセッサ」は、本明細書で使用されるとき、任意の好適なマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、又は、コンピュータの中央処理装置(CPU)の機能を1つの集積回路又は最大で数個の集積回路上で統合したその他の基本コンピューティング装置を含むと理解されるべきである。プロセッサは、デジタルデータを入力として受理し、メモリに記憶された命令に従ってそのデータを処理し、結果を出力として提供する、多目的のプログラマブルデバイスである。これは、内部メモリを有するので、逐次的デジタル論理の一例である。プロセッサは、二進数法で表される数字及び記号で動作する。 In various examples, processor 622 can control motor driver 626 to control the position, direction of rotation, and/or speed of motors coupled to common control module 610. In certain examples, processor 622 can signal motor driver 626 to stop and/or disable motors coupled to common control module 610. The term "processor" as used herein refers to any suitable microprocessor, microcontroller, or computer central processing unit (CPU) that combines the functionality of one or up to several integrated circuits. It should be understood to include other basic computing devices integrated above. A processor is a versatile programmable device that accepts digital data as input, processes that data according to instructions stored in memory, and provides results as output. This is an example of sequential digital logic since it has internal memory. Processors operate with numbers and symbols that are represented in a binary system.

一例では、プロセッサ622は、Texas Instruments製のARM Cortexの商品名で知られているものなど、任意のシングルコア又はマルチコアプロセッサであってもよい。特定の例では、マイクロコントローラ620は、例えばTexas Instrumentsから入手可能なLM 4F230H5QRであってもよい。少なくとも1つの実施例では、Texas InstrumentsのLM4F230H5QRは、製品データシートで容易に利用可能な特性の中でもとりわけ、最大40MHzの256KBのシングルサイクルフラッシュメモリ若しくは他の不揮発性メモリのオンチップメモリ、性能を40MHz超に改善するためのプリフェッチバッファ、32KBのシングルサイクルSRAM、StellarisWare(登録商標)ソフトウェアを搭載した内部ROM、2KBのEEPROM、1つ以上のPWMモジュール、1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つ以上の12ビットADCを含むARM Cortex-M4Fプロセッサコアである。他のマイクロコントローラが、モジュール4410と共に使用するのに容易に代用されてもよい。したがって、本開示は、この文脈に限定されるべきではない。 In one example, processor 622 may be any single-core or multi-core processor, such as that known under the trade name ARM Cortex from Texas Instruments. In a particular example, microcontroller 620 may be a LM 4F230H5QR available from Texas Instruments, for example. In at least one embodiment, Texas Instruments' LM4F230H5QR has on-chip memory, performance of up to 40 MHz of 256 KB of single-cycle flash memory or other non-volatile memory, among other characteristics readily available in the product data sheet. Prefetch buffer for super-improvement, 32KB single-cycle SRAM, internal ROM with StellarisWare® software, 2KB EEPROM, one or more PWM modules, one or more QEI analog, 12 analog inputs An ARM Cortex-M4F processor core that includes one or more 12-bit ADCs with channels. Other microcontrollers may be easily substituted for use with module 4410. Therefore, the present disclosure should not be limited to this context.

特定の例では、メモリ624は、共通の制御モジュール610に連結可能な外科用器具600のモータをそれぞれ制御するためのプログラム命令を含んでもよい。例えば、メモリ624は、発射モータ602、閉鎖モータ603、及び関節運動モータ606a、606bを制御するためのプログラム命令を含んでもよい。このようなプログラム命令は、プロセッサ622に、外科用器具又はツールのアルゴリズム又は制御プログラムからの入力に従って、発射機能、閉鎖機能、及び関節運動機能を制御させることができる。 In certain examples, memory 624 may include program instructions for controlling each motor of surgical instrument 600 that is connectable to common control module 610. For example, memory 624 may include program instructions for controlling firing motor 602, closure motor 603, and articulation motors 606a, 606b. Such program instructions may cause processor 622 to control firing, closure, and articulation functions in accordance with input from a surgical instrument or tool algorithm or control program.

特定の例では、例えば、センサ630などの1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 certain examples, one or more mechanisms and/or sensors, such as sensor 630, may be used to alert processor 622 of program instructions to use in a particular configuration. For example, sensor 630 can alert processor 622 to use program instructions related to firing, closing, and articulating the end effector. In certain examples, sensor 630 may include a position sensor that can be used to sense the position of switch 614, for example. Accordingly, processor 622 may use program instructions associated with firing an I-beam of an end effector upon detecting that switch 614 is in first position 616 via sensor 630, for example. may use program instructions associated with closing the anvil upon detecting that the switch 614 is in the second position 617 via the sensor 630, for example, the processor 622 may Upon detecting that switch 614 is in third position 618a or fourth position 618b, program instructions associated with articulation of the end effector may be used.

図55は、本開示の一態様による、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、又は1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することができる。外科用器具700は、モータ駆動式の発射部材、閉鎖部材、シャフト部材、又は1つ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. 55 is a schematic illustration of a robotic surgical instrument 700 configured to manipulate the surgical tools described herein, according to one aspect of the present disclosure. Robotic surgical instrument 700 uses either single or multiple articulation drive connections to achieve distal/proximal translation of the displacement member, distal/proximal displacement of the obturator canal, rotation of the shaft, and articulation. It may be programmed or configured to control movement. In one aspect, surgical instrument 700 can be programmed or configured to individually control the firing member, closure member, shaft member, or one or more articulation members. Surgical instrument 700 includes a control circuit 710 configured to control a motor-driven firing member, closure member, shaft member, or one or more articulating members.

一態様では、ロボット外科用器具700は、複数のモータ704a~704eを介して、エンドエフェクタ702のアンビル716及びIビーム714(鋭い切刃を含む)部分、取り外し可能なステープルカートリッジ718、シャフト740、並びに1つ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することができる。他のセンサ738は、制御回路710にフィードバックを提供するように構成されてもよい。タイマー/カウンタ731は、制御回路710にタイミング及びカウント情報を提供する。モータ704a~704eを動作させるためにエネルギー源712が設けられてもよく、電流センサ736はモータ電流フィードバックを制御回路710に提供する。モータ704a~704eは、開ループ又は閉ループフィードバック制御において制御回路710によって個別に操作することができる。 In one aspect, the robotic surgical instrument 700 connects, via a plurality of motors 704a-704e, the anvil 716 and I-beam 714 (including sharp cutting edges) portions of the end effector 702, the removable staple cartridge 718, the shaft 740, and a control circuit 710 configured to control one or more articulation members 742a, 742b. Position sensor 734 can be configured to provide position feedback of I-beam 714 to control circuit 710. Other sensors 738 may be configured to provide feedback to control circuit 710. Timer/counter 731 provides timing and counting information to control circuit 710. An energy source 712 may be provided to operate the motors 704a-704e, and a current sensor 736 provides motor current feedback to the control circuit 710. Motors 704a-704e can be individually operated by control circuit 710 in open-loop or closed-loop feedback control.

一態様では、制御回路710は、1つ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つ以上のタスクを実施させる命令を実行するための他の好適なプロセッサを備えてもよい。一態様では、タイマー/カウンタ731は、経過時間又はデジタルカウントなどの出力信号を制御回路710に提供して、位置センサ734によって判定されたIビーム714の位置をタイマー/カウンタ731の出力と相関させ、その結果、制御回路710は、Iビーム714が開始位置に対して特定の位置にあるときの、開始位置又は時間(t)に対する特定の時間(t)におけるIビーム714の位置を判定することができる。タイマー/カウンタ731は、経過時間を測定する、外部イベントを計数する、又は外部イベントの時間を測定するように構成することができる。 In one aspect, control circuit 710 may include one or more microcontrollers, microprocessors, or other suitable processors for executing instructions that cause the processor or processors to perform one or more tasks. . In one aspect, timer/counter 731 provides an output signal, such as an elapsed time or a digital count, to control circuit 710 to correlate the position of I-beam 714 as determined by position sensor 734 with the output of timer/counter 731. , so that the control circuit 710 determines the position of the I-beam 714 at a particular time (t) relative to the starting position or time (t) when the I-beam 714 is at the particular position relative to the starting position. I can do it. Timer/counter 731 may be configured to measure elapsed time, count external events, or time external events.

一態様では、制御回路710は、1つ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することができる。その他の制御プログラムは、シャフト740及び関節運動部材742a、742bの回転を制御する。 In one aspect, control circuit 710 may be programmed to control the functionality of end effector 702 based on one or more tissue conditions. Control circuit 710 may be programmed to sense tissue conditions, such as thickness, either directly or indirectly, as described herein. Control circuit 710 may be programmed to select a firing control program or a closure control program based on tissue conditions. The firing control program can describe distal movement of the displacement member. Different fire control programs can be selected to better handle different tissue conditions. For example, if thicker tissue is present, the control circuit 710 may be programmed to translate the displacement member at a slower speed and/or with less power. If thinner tissue is present, control circuit 710 may be programmed to translate the displacement member at higher speeds and/or with higher power. A closure control program can control the closure force applied to the tissue by anvil 716. Other control programs control the rotation of shaft 740 and articulating members 742a, 742b.

一態様では、制御回路710は、モータ設定点信号を生成することができる。モータ設定点信号は、様々なモータコントローラ708a~708eに提供されてもよい。モータコントローラ708a~708eは、本明細書で説明するように、モータ704a~704eにモータ駆動信号を提供してモータ704a~704eを駆動するように構成された1つ以上の回路を備えてもよい。いくつかの実施例では、モータ704a~704eはブラシ付きDC電動モータであってもよい。例えば、モータ704a~704eの速度は、それぞれのモータ駆動信号に比例してもよい。いくつかの実施例では、モータ704a~704eはブラシレスDC電動モータであってもよく、それぞれのモータ駆動信号は、モータ704a~704eの1つ以上の固定子巻線に提供されるPWM信号を含んでもよい。また、いくつかの実施例では、モータコントローラ708a~708eは省略されてもよく、制御回路710がモータ駆動信号を直接生成してもよい。 In one aspect, control circuit 710 can generate a motor set point signal. Motor set point signals may be provided to various motor controllers 708a-708e. Motor controllers 708a-708e may include one or more circuits configured to provide motor drive signals to motors 704a-704e to drive motors 704a-704e, as described herein. . In some embodiments, motors 704a-704e may be brushed DC electric motors. For example, the speed of motors 704a-704e may be proportional to their respective motor drive signals. In some examples, motors 704a-704e may be brushless DC electric motors, and each motor drive signal includes a PWM signal provided to one or more stator windings of motors 704a-704e. But that's fine. Also, in some embodiments, motor controllers 708a-708e may be omitted and control circuit 710 may directly generate the motor drive signals.

一態様では、制御回路710は、最初に、モータ704a~704eのそれぞれを、変位部材のストロークの第1の開ループ部分では開ループ構成で動作させてもよい。ストロークの開ループ部分の間のロボット外科用器具700の応答に基づいて、制御回路710は、閉ループ構成の発射制御プログラムを選択してもよい。器具の応答としては、開ループ部分の間の変位部材の並進距離、開ループ部分の間に経過する時間、開ループ部分の間にモータ704a~704eのうちの1つに提供されるエネルギー、モータ駆動信号のパルス幅の合計などが挙げられ得る。開ループ部分の後で、制御回路710は、変位部材ストロークの第2の部分に対して選択された発射制御プログラムを実施してもよい。例えば、ストロークの閉ループ部分の間、制御回路710は、変位部材の位置を記述する並進データに基づいてモータ704a~704eのうちの1つを閉ループ式に変調して、変位部材を一定速度で並進させてもよい。 In one aspect, the control circuit 710 may initially operate each of the motors 704a-704e in an open-loop configuration during a first open-loop portion of the displacement member stroke. Based on the response of the robotic surgical instrument 700 during the open-loop portion of the stroke, the control circuit 710 may select a closed-loop configuration firing control program. The response of the instrument includes the translational distance of the displacement member during the open loop portion, the time elapsed during the open loop portion, the energy provided to one of the motors 704a-704e during the open loop portion, the motor Examples include the sum of pulse widths of drive signals. After the open loop portion, control circuit 710 may implement the selected firing control program for a second portion of the displacement member stroke. For example, during a closed-loop portion of a stroke, control circuit 710 modulates one of motors 704a-704e in a closed-loop manner based on translational data describing the position of the displacement member to translate the displacement member at a constant speed. You may let them.

一態様では、モータ704a~704eは、エネルギー源712から電力を受信することができる。エネルギー源712は、主交流電源、電池、超コンデンサ、又は任意の他の好適なエネルギー源によって駆動されるDC電源であってもよい。モータ704a~704eは、それぞれの伝達機構706a~706eを介して、Iビーム714、アンビル716、シャフト740、関節運動742a、及び関節運動742bなどの個々の可動機械的要素に機械的に連結されてもよい。伝達機構706a~706eは、モータ704a~704eを可動機械的要素に連結するための1つ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の位置を感知することができる。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が遠位及び近位に並進すると一連のパルスを制御回路710に提供するように構成されたエンコーダを含んでもよい。制御回路710は、パルスを追跡して、Iビーム714の位置を判定してもよい。例えば近接センサを含む他の好適な位置センサが使用されてもよい。他の種類の位置センサは、Iビーム714の運動を示す他の信号を提供することができる。また、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プモータである場合、制御回路710は、モータ704が実行するように命令されたステップの数及び方向を合計することによって、Iビーム714の位置を追跡することができる。位置センサ734は、エンドエフェクタ702内、又は器具の任意の他の部分に位置することができる。モータ704a~704eのそれぞれの出力は、力を感知するためのトルクセンサ744a~744eを含み、駆動シャフトの回転を感知するエンコーダを有する。 In one aspect, motors 704a-704e can receive power from energy source 712. Energy source 712 may be a DC power source powered by a mains AC power source, a battery, a supercapacitor, or any other suitable energy source. Motors 704a-704e are mechanically coupled to individual movable mechanical elements such as I-beam 714, anvil 716, shaft 740, articulation 742a, and articulation 742b via respective transmission mechanisms 706a-706e. Good too. Transmission mechanisms 706a-706e may include one or more gears or other coupling components to couple motors 704a-704e to a movable mechanical element. Position sensor 734 can sense the position of I-beam 714. Position sensor 734 may be or include any type of sensor capable of generating position data indicative of the position of I-beam 714. In some examples, position sensor 734 may include an encoder configured to provide a series of pulses to control circuit 710 as I-beam 714 is translated distally and proximally. Control circuit 710 may track the pulses to determine the position of I-beam 714. Other suitable position sensors may be used including, for example, proximity sensors. Other types of position sensors may provide other signals indicative of I-beam 714 movement. Also, in some embodiments, position sensor 734 may be omitted. If any of the motors 704a-704e are step motors, the control circuit 710 may track the position of the I-beam 714 by summing the number and direction of steps that the motors 704 are commanded to perform. can. Position sensor 734 may be located within end effector 702 or any other portion of the instrument. The output of each motor 704a-704e includes a torque sensor 744a-744e for sensing force and has an encoder for sensing rotation of the drive shaft.

一態様では、制御回路710は、エンドエフェクタ702のIビーム714部分などの発射部材を駆動するように構成されている。制御回路710はモータ制御部708aにモータ設定値を提供し、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に連結された伝達機構706aに連結される。伝達機構706aは、エンドエフェクタ702の長手方向軸に沿って遠位方向及び近位方向へのIビーム714の移動を制御するための回転要素及び発射部材などの可動機械的要素を備える。一態様では、モータ704aは、第1のナイフ駆動ギア及び第2のナイフ駆動ギアを含むナイフギア減速セットを含むナイフギアアセンブリに連結されてもよい。トルクセンサ744aは、制御回路710に発射力フィードバック信号を提供する。発射力信号は、Iビーム714を発射又は変位させるために必要な力を表す。位置センサ734は、発射ストロークに沿ったIビーム714の位置又は発射部材の位置を、フィードバック信号として制御回路710に提供するように構成することができる。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。使用準備が整うと、制御回路710は、モータ制御部708aに発射信号を提供することができる。発射信号に応答して、モータ704aは、発射部材をエンドエフェクタ702の長手方向軸線に沿って、近位のストローク開始位置からストローク開始位置の遠位にあるストローク終了位置まで遠位方向に駆動することができる。発射部材が遠位に並進すると、遠位端に配置された切断要素を備えるIビーム714は、遠位に前進して、ステープルカートリッジ718とアンビル716との間に位置する組織を切断する。 In one aspect, control circuit 710 is configured to drive a firing member, such as an I-beam 714 portion of end effector 702. Control circuit 710 provides motor settings to motor controller 708a, and motor controller 708a provides drive signals to motor 704a. The output shaft of motor 704a is coupled to torque sensor 744a. Torque sensor 744a is coupled to transmission mechanism 706a coupled to I-beam 714. Transmission mechanism 706a includes movable mechanical elements such as rotational elements and firing members to control movement of I-beam 714 distally and proximally along the longitudinal axis of end effector 702. In one aspect, motor 704a may be coupled to a knife gear assembly that includes a knife gear reduction set that includes a first knife drive gear and a second knife drive gear. Torque sensor 744a provides a firing force feedback signal to control circuit 710. The firing force signal represents the force required to fire or displace I-beam 714. Position sensor 734 may be configured to provide the position of I-beam 714 or the position of the firing member along the firing stroke to control circuitry 710 as a feedback signal. End effector 702 may include an additional sensor 738 configured to provide a feedback signal to control circuit 710. When ready for use, control circuit 710 can provide a firing signal to motor control 708a. In response to the firing signal, motor 704a drives the firing member distally along the longitudinal axis of end effector 702 from a proximal start-of-stroke position to an end-of-stroke position distal to the start-of-stroke position. be able to. As the firing member is translated distally, I-beam 714 with a cutting element disposed at the distal end advances distally to cut tissue located between staple cartridge 718 and anvil 716.

一態様では、制御回路710は、エンドエフェクタ702のアンビル716部分などの閉鎖部材を駆動するように構成されている。制御回路710は、モータ704bに駆動信号を提供するモータ制御部708bにモータ設定点を提供する。モータ704bの出力シャフトは、トルクセンサ744bに連結される。トルクセンサ744bは、アンビル716に連結された伝達機構706bに連結される。伝達機構706bは、開放位置及び閉位置からのアンビル716の移動を制御するための回転要素及び閉鎖部材などの可動機械的要素を含む。一態様では、モータ704bは、閉鎖スパーギアと噛合係合して支持される閉鎖減速ギアセットを含む閉鎖ギアアセンブリに連結される。トルクセンサ744bは、制御回路710に閉鎖力フィードバック信号を提供する。閉鎖力フィードバック信号は、アンビル716に加えられる閉鎖力を表す。位置センサ734は、閉鎖部材の位置をフィードバック信号として制御回路710に提供するように構成されてもよい。エンドエフェクタ702内の追加のセンサ738は、閉鎖力フィードバック信号を制御回路710に提供することができる。枢動可能なアンビル716は、ステープルカートリッジ718の反対側に配置される。使用準備が整うと、制御回路710は、モータ制御部708bに閉鎖信号を提供することができる。閉鎖信号に応じて、モータ704bは、閉鎖部材を前進させて、アンビル716とステープルカートリッジ718との間で組織を把持する。 In one aspect, control circuit 710 is configured to drive a closure member, such as an anvil 716 portion of end effector 702. Control circuit 710 provides motor set points to motor control 708b, which provides drive signals to motor 704b. The output shaft of motor 704b is coupled to torque sensor 744b. Torque sensor 744b is coupled to transmission mechanism 706b coupled to anvil 716. Transmission mechanism 706b includes movable mechanical elements such as a rotating element and a closing member to control movement of anvil 716 from open and closed positions. In one aspect, motor 704b is coupled to a closure gear assembly that includes a closure reduction gear set supported in meshing engagement with a closure spur gear. Torque sensor 744b provides a closing force feedback signal to control circuit 710. The closure force feedback signal represents the closure force applied to anvil 716. Position sensor 734 may be configured to provide the position of the closure member as a feedback signal to control circuit 710. An additional sensor 738 within end effector 702 may provide a closure force feedback signal to control circuit 710. A pivotable anvil 716 is positioned on the opposite side of staple cartridge 718. When ready for use, control circuit 710 can provide a close signal to motor control 708b. In response to the closure signal, motor 704b advances the closure member to grasp tissue between anvil 716 and staple cartridge 718.

一態様では、制御回路710は、エンドエフェクタ702を回転させるためにシャフト740などのシャフト部材を回転させるように構成されている。制御回路710は、モータ704cに駆動信号を提供するモータ制御部708cにモータ設定点を提供する。モータ704cの出力シャフトは、トルクセンサ744cに連結される。トルクセンサ744cは、シャフト740に連結された伝達機構706cに連結される。伝達機構706cは、シャフト740の時計回り又は反時計回りの回転を360度まで及びそれを超えて制御するために回転要素などの可動機械的要素を含む。一態様では、モータ704cは、ツール装着プレート上に動作可能に支持された回転ギアアセンブリによって動作可能に係合されるように、近位閉鎖管の近位端上に形成された(又はこれに取り付けられた)管状ギアセグメントを含む回転伝達機構アセンブリに連結される。トルクセンサ744cは、制御回路710に回転力フィードバック信号を提供する。回転力フィードバック信号は、シャフト740に加えられる回転力を表す。位置センサ734は、閉鎖部材の位置をフィードバック信号として制御回路710に提供するように構成されてもよい。シャフトエンコーダなどの追加のセンサ738が、シャフト740の回転位置を制御回路710に提供してもよい。 In one aspect, control circuit 710 is configured to rotate a shaft member, such as shaft 740, to rotate end effector 702. Control circuit 710 provides motor set points to motor control 708c, which provides drive signals to motor 704c. The output shaft of motor 704c is coupled to torque sensor 744c. Torque sensor 744c is coupled to transmission mechanism 706c coupled to shaft 740. Transmission mechanism 706c includes a movable mechanical element, such as a rotating element, to control clockwise or counterclockwise rotation of shaft 740 up to and beyond 360 degrees. In one aspect, the motor 704c is formed on (or attached to) the proximal end of the proximal closure tube such that it is operably engaged by a rotating gear assembly operably supported on the tool mounting plate. (attached) to a rotational transmission mechanism assembly including a tubular gear segment. Torque sensor 744c provides a torque feedback signal to control circuit 710. The rotational force feedback signal represents the rotational force applied to shaft 740. Position sensor 734 may be configured to provide the position of the closure member as a feedback signal to control circuit 710. Additional sensors 738, such as shaft encoders, may provide the rotational position of shaft 740 to control circuitry 710.

一態様では、制御回路710は、エンドエフェクタ702を関節運動させるように構成されている。制御回路710は、モータ704dに駆動信号を提供するモータ制御部708dにモータ設定点を提供する。モータ704dの出力シャフトは、トルクセンサ744dに連結される。トルクセンサ744dは、関節運動部材742aに連結された伝達機構706dに連結される。伝達機構706dは、エンドエフェクタ702の±65°の関節運動を制御するための関節運動要素などの可動機械的要素を含む。一態様では、モータ704dは、関節運動ナットに連結され、関節運動ナットは、遠位スパイン部分の近位端部分上で回転可能に軸支され、遠位スパイン部分の近位端部分上で関節運動ギアアセンブリによって回転可能に駆動される。トルクセンサ744dは、制御回路710に関節運動力フィードバック信号を提供する。関節運動力フィードバック信号は、エンドエフェクタ702に適用される関節運動力を表す。関節運動エンコーダなどのセンサ738は、エンドエフェクタ702の関節運動位置を制御回路710に提供してもよい。 In one aspect, control circuit 710 is configured to articulate end effector 702. Control circuit 710 provides motor set points to motor control 708d, which provides drive signals to motor 704d. The output shaft of motor 704d is coupled to torque sensor 744d. Torque sensor 744d is coupled to a transmission mechanism 706d coupled to articulation member 742a. Transmission mechanism 706d includes a movable mechanical element such as an articulation element for controlling the ±65° articulation of end effector 702. In one aspect, the motor 704d is coupled to an articulation nut rotatably pivoted on a proximal end portion of the distal spine portion and articulated on a proximal end portion of the distal spine portion. Rotatably driven by a motion gear assembly. Torque sensor 744d provides a joint force feedback signal to control circuit 710. The joint force feedback signal represents the joint force applied to the end effector 702. A sensor 738, such as an articulation encoder, may provide the articulation position of the end effector 702 to the control circuit 710.

別の態様では、ロボット外科システム700の関節運動機能は、2つの関節運動部材、又は連結部742a、742bを含んでもよい。これらの関節運動部材742a、742bは、2つのモータ708d、708eによって駆動されるロボットインターフェース(ラック)上の個別のディスクによって駆動される。個別の発射モータ704aが提供されると、ヘッドが運動していないときにヘッドに抵抗保持運動及び負荷を提供するために、かつヘッドが関節運動しているときに関節運動を提供するために、関節運動連結部742a、742bのそれぞれは他の連結部に対して拮抗的に駆動され得る。関節運動部材742a、742bは、ヘッドが回転するときに固定された半径でヘッドに取り付けられる。したがって、ヘッドが回転すると、プッシュプル連結部の機械効率は変化する。この機械効率の変化は、他の関節運動連結部の駆動システムでより顕著であり得る。 In another aspect, the articulation feature of the robotic surgical system 700 may include two articulation members or connections 742a, 742b. These articulating members 742a, 742b are driven by separate disks on a robot interface (rack) driven by two motors 708d, 708e. A separate firing motor 704a is provided to provide resistive holding motion and load to the head when the head is not in motion, and to provide articulation motion when the head is articulating. Each of the articulation connections 742a, 742b may be driven competitively with respect to the other connection. Articulating members 742a, 742b are attached to the head at a fixed radius as the head rotates. Therefore, as the head rotates, the mechanical efficiency of the push-pull connection changes. This change in mechanical efficiency may be more pronounced with other articulation linkage drive systems.

一態様では、1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。別の実施例としては、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 motors 704a-704e may include a brushed DC motor with a gearbox and a mechanical connection to a firing member, closure member, or articulation member. Other examples include electric motors 704a-704e that operate movable mechanical elements such as displacement members, articulation connections, closure tubes, and shafts. External influences are unmeasured and unpredictable influences such as friction on tissues, surrounding bodies, and physical systems. Such an external influence may be 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 its desired behavior.

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することができる。位置は、磁石の上方に位置し、加算、減算、ビットシフト、及びテーブル参照演算のみを必要とする、双曲線関数及び三角関数を計算する簡潔かつ効率的なアルゴリズムを実装するために設けられた、桁毎法及びボルダーアルゴリズムとしても知られるCORDICプロセッサに連結された、複数のホール効果素子を含み得る。 In one aspect, position sensor 734 may be implemented as an absolute positioning system. In one aspect, the position sensor 734 may comprise a magnetic rotary absolute positioning system implemented as an AS5055EQFT single chip magnetic rotary position sensor available from Austria Microsystems, AG. Position sensor 734 may cooperate with control circuit 710 to provide an absolute positioning system. The position is located above the magnet and is provided to implement a concise and efficient algorithm for calculating hyperbolic and trigonometric functions, requiring only addition, subtraction, bit shifting, and table lookup operations. It may include a plurality of Hall effect elements coupled to a CORDIC processor, also known as the digit-by-digit method and Boulder algorithm.

一態様では、制御回路710は、1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上に配置され、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つ以上のセンサを含むことができる。センサ738は、分割された電極を使用して組織の位置を判定するために、ステープルカートリッジ718のデッキ上に配置されてもよい。トルクセンサ744a~744eは、とりわけ、発射力、閉鎖力、及び/又は関節運動力などの力を感知するように構成されてもよい。したがって、制御回路710は、(1)遠位閉鎖管によって経験される閉鎖負荷及びその位置、(2)ラックにある発射部材及びその位置、(3)ステープルカートリッジ718のどの部分がその上に組織を有しているか、並びに(4)両方の関節運動ロッド上の負荷及び位置を感知することができる。 In one aspect, control circuit 710 may communicate with one or more sensors 738. A sensor 738 is disposed on the end effector 702 and is adapted to operate with the robotic surgical instrument 700 to measure various derived parameters, such as gap distance versus time, tissue compression versus time, and anvil strain versus time. It's okay. Sensor 738 may be one of a magnetic sensor, a magnetic field sensor, a strain gauge, a load cell, a pressure sensor, a force sensor, a torque sensor, an inductive sensor such as an eddy current sensor, a resistive sensor, a capacitive sensor, an optical sensor, and/or the end effector 702 Any other suitable sensor for measuring the above parameters may be provided. Sensor 738 can include one or more sensors. A sensor 738 may be placed on the deck of staple cartridge 718 to determine tissue location using segmented electrodes. Torque sensors 744a-744e may be configured to sense forces such as firing forces, closing forces, and/or articulation forces, among others. Thus, control circuit 710 determines (1) the closure load experienced by the distal closure tube and its location, (2) the firing member in the rack and its location, (3) which portion of staple cartridge 718 has tissue thereon. and (4) can sense the load and position on both articulating rods.

一態様では、1つ以上のセンサ738は、把持状態の間のアンビル716における歪みの大きさを測定するように構成された、微小歪みゲージなどの歪みゲージを備えてもよい。歪みゲージは、歪みの大きさに伴って振幅が変動する電気信号を提供する。センサ738は、アンビル716とステープルカートリッジ718との間で圧縮された組織の存在によって生成された圧力を検出するように構成された圧力センサを備えてもよい。センサ738は、アンビル716とステープルカートリッジ718との間に位置する組織部分のインピーダンスを検出するように構成されてもよく、このインピーダンスは、それらの間に位置する組織の厚さ及び/又は充満度を示す。 In one aspect, the one or more sensors 738 may include a strain gauge, such as a microstrain gauge, configured to measure the amount of strain in the anvil 716 during the grasping condition. Strain gauges provide electrical signals whose amplitude varies with the magnitude of strain. Sensor 738 may include a pressure sensor configured to detect pressure generated by the presence of compressed tissue between anvil 716 and staple cartridge 718. Sensor 738 may be configured to detect the impedance of a portion of tissue located between anvil 716 and staple cartridge 718, which impedance may be determined by the thickness and/or fullness of tissue located therebetween. shows.

一態様では、センサ738は、とりわけ、1つ以上のリミットスイッチ、電気機械装置、固体スイッチ、ホール効果装置、磁気抵抗(MR)装置、巨大磁気抵抗(GMR)装置、磁力計として実装されてもよい。他の実装形態では、センサ738は、とりわけ光センサ、IRセンサ、紫外線センサなどの光の影響下で動作する固体スイッチとして実装されてもよい。更に、スイッチは、トランジスタ(例えば、FET、接合FET、MOSFET、双極など)などの固体装置であってもよい。他の実装形態では、センサ738は、とりわけ、導電体非含有スイッチ、超音波スイッチ、加速度計、及び慣性センサを含んでもよい。 In one aspect, sensor 738 may be implemented as one or more limit switches, electromechanical devices, solid state switches, Hall effect devices, magnetoresistive (MR) devices, giant magnetoresistive (GMR) devices, magnetometers, among others. good. In other implementations, sensor 738 may be implemented as a solid state switch that operates under the influence of light, such as a light sensor, IR sensor, UV sensor, among others. Additionally, the switch may be a solid state device such as a transistor (eg, FET, junction FET, MOSFET, bipolar, etc.). In other implementations, sensors 738 may include conductor-free switches, ultrasonic switches, accelerometers, and inertial sensors, among others.

一態様では、センサ738は、閉鎖駆動システムによってアンビル716に及ぼされる力を測定するように構成することができる。例えば、1つ以上のセンサ738は、閉鎖管によってアンビル716に加えられる閉鎖力を検出するために、閉鎖管とアンビル716との間の相互作用点に位置してもよい。アンビル716に対して及ぼされる力は、アンビル716とステープルカートリッジ718との間に捕捉された組織部分が経験する組織圧縮を表すものであり得る。1つ以上のセンサ738を、閉鎖駆動システムに沿って様々な相互作用点に配置して、閉鎖駆動システムによりアンビル716に加えられる閉鎖力を検出することができる。1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, sensor 738 can be configured to measure the force exerted on anvil 716 by the closure drive system. For example, one or more sensors 738 may be located at the point of interaction between the closure tube and anvil 716 to detect the closure force exerted on the anvil 716 by the closure tube. The force exerted on anvil 716 may be representative of tissue compression experienced by a portion of tissue captured between anvil 716 and staple cartridge 718. One or more sensors 738 can be placed at various interaction points along the closure drive system to detect the closure force applied to the anvil 716 by the closure drive system. One or more sensors 738 may be sampled in real time during clamping operations by a processor of control circuit 710. Control circuit 710 receives real-time sample measurements, provides and analyzes time-based information, and evaluates the closing force applied to anvil 716 in real-time.

一態様では、電流センサ736を用いて、モータ704a~704eのそれぞれによって引き込まれる電流を測定することができる。Iビーム714などの可動機械的要素のいずれかを前進させるのに必要な力は、モータ704a~704eのうちの1つによって引き込まれる電流に対応する。力はデジタル信号に変換されて、制御回路710に提供される。制御回路710は、器具の実際のシステムの応答をコントローラのソフトウェアでシミュレートするように構成することができる。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, current sensor 736 can be used to measure the current drawn by each of motors 704a-704e. The force required to advance any of the movable mechanical elements, such as I-beam 714, corresponds to the current drawn by one of the motors 704a-704e. The force is converted to a digital signal and provided to control circuit 710. The control circuit 710 can be configured to simulate the instrument's actual system response in the controller's software. The displacement member can be actuated to move the I-beam 714 within the end effector 702 at or near a target velocity. Robotic surgical instrument 700 may include a feedback controller, which may include any feedback controller, including, but not limited to, PID, state feedback, linear quadratic (LQR), and/or adaptive controllers. It may be any one of the following. Robotic surgical instrument 700 can include a power source for converting signals from a feedback controller into physical inputs such as, for example, case voltages, PWM voltages, frequency modulated voltages, currents, torques, and/or forces. . Further details are disclosed in U.S. Patent Application No. 15/636,829, entitled "CLOSED LOOP VELOCITY CONTROL TECHNIQUES FOR ROBOTIC SURGICAL INSTRUMENT," filed June 29, 2017, which is incorporated herein by reference in its entirety. has been done.

図56は、本開示の一態様による、変位部材の遠位並進を制御するようにプログラムされた外科用器具750のブロック図を示す。一態様では、外科用器具750は、Iビーム764などの変位部材の遠位並進を制御するようにプログラムされる。外科用器具750は、アンビル766、Iビーム764(鋭い切刃を含む)、及び取り外し可能なステープルカートリッジ768を備えることができるエンドエフェクタ752を備える。 FIG. 56 illustrates a block diagram of a surgical instrument 750 programmed to control distal translation of a displacement member, according to one aspect of the present disclosure. In one aspect, surgical instrument 750 is programmed to control distal translation of a displacement member, such as I-beam 764. Surgical instrument 750 includes an anvil 766, an I-beam 764 (including a sharp cutting edge), and an end effector 752 that can include a removable staple cartridge 768.

Iビーム764などの直線変位部材の位置、移動、変位、及び/又は並進は、絶対位置決めシステム、センサ機構、及び位置センサ784によって測定することができる。Iビーム764が長手方向に移動可能な駆動部材に連結されているため、Iビーム764の位置は、位置センサ784を使用して長手方向に移動可能な駆動部材の位置を測定することによって判定することができる。したがって、以下の説明では、Iビーム764の位置、変位、及び/又は並進は、本明細書に記載される位置センサ784によって達成することができる。制御回路760は、Iビーム764などの変位部材の並進を制御するようにプログラムされてもよい。いくつかの実施例では、制御回路760は、1つ以上のマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、又は、プロセッサ若しくは複数のプロセッサに記載される方法で変位部材、例えばIビーム764を制御させる命令を実行するための他の好適なプロセッサを備えてもよい。一態様では、タイマー/カウンタ781は、経過時間又はデジタルカウントなどの出力信号を制御回路760に提供して、位置センサ784によって判定されたIビーム764の位置をタイマー/カウンタ781の出力と相関させ、その結果、制御回路760は、開始位置に対する特定の時間(t)におけるIビーム764の位置を判定することができる。タイマー/カウンタ781は、経過時間を測定するか、外部イベントを計数するか、又は外部イベントの時間を測定するように構成されてよい。 The position, movement, displacement, and/or translation of a linear displacement member such as I-beam 764 may be measured by an absolute positioning system, sensor mechanism, and position sensor 784. Because I-beam 764 is coupled to a longitudinally movable drive member, the position of I-beam 764 is determined by measuring the position of the longitudinally movable drive member using position sensor 784. be able to. Accordingly, in the following discussion, the position, displacement, and/or translation of I-beam 764 may be accomplished by position sensor 784 as described herein. Control circuit 760 may be programmed to control translation of a displacement member, such as I-beam 764. In some embodiments, control circuitry 760 includes one or more microcontrollers, microprocessors, or processors for executing instructions that cause the displacement member, e.g., I-beam 764, to control the displacement member, e.g., I-beam 764, in the manner described. Other suitable processors may also be included. In one aspect, timer/counter 781 provides an output signal, such as an elapsed time or digital count, to control circuit 760 to correlate the position of I-beam 764 as determined by position sensor 784 with the output of timer/counter 781. , so that control circuit 760 can determine the position of I-beam 764 at a particular time (t) relative to the starting position. Timer/counter 781 may be configured to measure elapsed time, count external events, or time external events.

制御回路760は、モータ設定点信号772を生成してもよい。モータ設定点信号772は、モータコントローラ758に提供されてもよい。モータコントローラ758は、本明細書で説明するように、モータ754にモータ駆動信号774を提供してモータ754を駆動するように構成された1つ以上の回路を備えてもよい。いくつかの実施例では、モータ754は、ブラシ付きDC電動モータであってもよい。例えば、モータ754の速度は、モータ駆動信号774に比例してもよい。いくつかの例では、モータ754はブラシレスDC電動モータであってもよく、モータ駆動信号774は、モータ754の1つ以上の固定子巻線に提供されるPWM信号を含んでもよい。また、いくつかの実施例では、モータコントローラ758は省略されてもよく、制御回路760がモータ駆動信号774を直接生成してもよい。 Control circuit 760 may generate motor set point signal 772. Motor set point signal 772 may be provided to motor controller 758. Motor controller 758 may include one or more circuits configured to provide motor drive signals 774 to motor 754 to drive motor 754, as described herein. In some examples, motor 754 may be a brushed DC electric motor. For example, the speed of motor 754 may be proportional to motor drive signal 774. In some examples, motor 754 may be a brushless DC electric motor, and motor drive signal 774 may include a PWM signal provided to one or more stator windings of motor 754. Also, in some embodiments, motor controller 758 may be omitted and control circuit 760 may directly generate motor drive signal 774.

モータ754は、エネルギー源762から電力を受信することができる。エネルギー源762は、電池、超コンデンサ、又は任意の他の好適なエネルギー源であってもよく、あるいはそれを含んでもよい。モータ754は、伝達機構756を介してIビーム764に機械的に連結されてもよい。伝達機構756は、モータ754をIビーム764に連結するための1つ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の位置を感知することができる。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が遠位及び近位に並進すると一連のパルスを制御回路760に提供するように構成されたエンコーダを含んでもよい。制御回路760は、パルスを追跡して、Iビーム764の位置を判定してもよい。例えば近接センサを含む他の好適な位置センサが使用されてもよい。他の種類の位置センサは、Iビーム764の運動を示す他の信号を提供することができる。また、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がステップモータである場合、制御回路760は、モータ754が実行するように命令されたステップの数及び方向を合計することによって、Iビーム764の位置を追跡することができる。位置センサ784は、エンドエフェクタ752内、又は器具の任意の他の部分に位置することができる。 Motor 754 can receive power from energy source 762 . Energy source 762 may be or include a battery, supercapacitor, or any other suitable energy source. Motor 754 may be mechanically coupled to I-beam 764 via transmission mechanism 756. Transmission mechanism 756 may include one or more gears or other coupling components to couple motor 754 to I-beam 764. Position sensor 784 can sense the position of I-beam 764. Position sensor 784 may be or include any type of sensor capable of generating position data indicative of the position of I-beam 764. In some examples, position sensor 784 may include an encoder configured to provide a series of pulses to control circuit 760 as I-beam 764 is translated distally and proximally. Control circuit 760 may track the pulses to determine the position of I-beam 764. Other suitable position sensors may be used, including, for example, proximity sensors. Other types of position sensors can provide other signals indicative of I-beam 764 movement. Also, in some embodiments, position sensor 784 may be omitted. If motor 754 is a stepper motor, control circuit 760 can track the position of I-beam 764 by summing the number and direction of steps that motor 754 is commanded to perform. Position sensor 784 may be located within end effector 752 or any other portion of the instrument.

制御回路760は、1つ以上のセンサ788と通信することができる。センサ788は、エンドエフェクタ752上に配置され、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てもよい。センサ788は、磁気センサ、磁界センサ、歪みゲージ、圧力センサ、力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光学センサ、及び/又はエンドエフェクタ752の1つ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788は、1つ以上のセンサを含むことができる。 Control circuit 760 can communicate with one or more sensors 788. A sensor 788 is disposed on the end effector 752 and is adapted to operate with the surgical instrument 750 to measure various derived parameters, such as gap distance versus time, tissue compression versus time, and anvil strain versus time. Good too. Sensors 788 may be magnetic sensors, magnetic field sensors, inductive sensors such as strain gauges, pressure sensors, force sensors, eddy current sensors, resistive sensors, capacitive sensors, optical sensors, and/or measure one or more parameters of end effector 752. Any other suitable sensor may also be included. Sensor 788 can include one or more sensors.

1つ以上のセンサ788は、クランプ留め状態の間のアンビル766における歪みの大きさを測定するように構成された、微小歪みゲージなどの歪みゲージを備えてもよい。歪みゲージは、歪みの大きさに伴って振幅が変動する電気信号を提供する。センサ788は、アンビル766とステープルカートリッジ768との間で圧縮された組織の存在によって生成された圧力を検出するように構成された圧力センサを備えてもよい。センサ788は、アンビル766とステープルカートリッジ768との間に位置する組織部分のインピーダンスを検出するように構成されてもよく、このインピーダンスは、それらの間に位置する組織の厚さ及び/又は充満度を示す。 One or more sensors 788 may include strain gauges, such as microstrain gauges, configured to measure the amount of strain in anvil 766 during the clamped condition. Strain gauges provide electrical signals whose amplitude varies with the magnitude of strain. Sensor 788 may include a pressure sensor configured to detect pressure generated by the presence of compressed tissue between anvil 766 and staple cartridge 768. Sensor 788 may be configured to detect the impedance of a portion of tissue located between anvil 766 and staple cartridge 768, which impedance may be determined by the thickness and/or fullness of the tissue located therebetween. shows.

センサ788は、閉鎖駆動システムによってアンビル766に及ぼされる力を測定するように構成することができる。例えば、1つ以上のセンサ788は、閉鎖管によってアンビル766に加えられる閉鎖力を検出するために、閉鎖管とアンビル766との間の相互作用点に位置してもよい。アンビル766に対して及ぼされる力は、アンビル766とステープルカートリッジ768との間に捕捉された組織部分が経験する組織圧縮を表すものであり得る。1つ以上のセンサ788を、閉鎖駆動システムに沿って様々な相互作用点に配置して、閉鎖駆動システムによりアンビル766に加えられる閉鎖力を検出することができる。1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。 Sensor 788 can be configured to measure the force exerted on anvil 766 by the closure drive system. For example, one or more sensors 788 may be located at the point of interaction between the closure tube and anvil 766 to detect the closure force exerted on the anvil 766 by the closure tube. The force exerted on anvil 766 may be representative of tissue compression experienced by a portion of tissue captured between anvil 766 and staple cartridge 768. One or more sensors 788 can be placed at various interaction points along the closure drive system to detect the closure force applied to the anvil 766 by the closure drive system. One or more sensors 788 may be sampled in real time during clamping operations by a processor of control circuit 760. Control circuit 760 receives real-time sample measurements, provides and analyzes time-based information, and evaluates the closing force applied to anvil 766 in real-time.

モータ754によって引き込まれる電流を測定するために、電流センサ786を用いることができる。Iビーム764を前進させるのに必要な力は、モータ754によって引き込まれる電流に対応する。力はデジタル信号に変換されて、制御回路760に提供される。 A current sensor 786 can be used to measure the current drawn by motor 754. The force required to advance I-beam 764 corresponds to the current drawn by motor 754. The force is converted to a digital signal and provided to control circuit 760.

制御回路760は、器具の実際のシステムの応答をコントローラのソフトウェアでシミュレートするように構成することができる。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 control circuit 760 can be configured to simulate the instrument's actual system response in the controller's software. The displacement member can be actuated to move I-beam 764 within end effector 752 at or near a target velocity. Surgical instrument 750 can include a feedback controller, for example, any one of any feedback controllers including, but not limited to, PID, status feedback, LQR, and/or adaptive controllers. It may be one. Surgical instrument 750 can include a power source for converting signals from the feedback controller into physical inputs such as case voltages, PWM voltages, frequency modulated voltages, currents, torques, and/or forces.

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。別の実施例は、交換式シャフトアセンブリの、例えば変位部材及び関節運動ドライバを動作させる電動モータ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、電動モータ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 for the surgical instrument 750 is a brushed DC motor with a gearbox and a mechanical connection to the articulation and/or knife system to drive the displacement member, cutting member, or I-beam 764. It is composed of Another example is an electric motor 754 that operates an exchangeable shaft assembly, such as a displacement member and an articulation driver. External influences are unmeasured and unpredictable influences such as friction on tissues, surrounding bodies, and physical systems. Such external influences may be referred to as disturbances acting against the electric motor 754. External influences, such as disturbances, can cause the behavior of a physical system to deviate from its desired behavior.

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の長手方向軸に沿って遠位方向及び近位方向に変位部材を駆動してもよい。エンドエフェクタ752は、枢動可能なアンビル766と、使用のために構成されている場合は、アンビル766の反対側に配置されたステープルカートリッジ768とを備えてもよい。臨床医は、本明細書に記載されるように、アンビル766とステープルカートリッジ768との間に組織を把持してもよい。器具750を使用する準備が整うと、臨床医は、例えば器具750のトリガを押すことによって発射信号を提供することができる。発射信号に応じて、モータ754は、変位部材をエンドエフェクタ752の長手方向軸に沿って、近位のストローク開始位置からストローク開始位置の遠位にあるストローク終了位置まで遠位方向に駆動することができる。変位部材が遠位方向に並進するにつれて、遠位端に配置された切断要素を有するIビーム764は、ステープルカートリッジ768とアンビル766との間の組織を切断することができる。 Various exemplary aspects are directed to a surgical instrument 750 that includes an end effector 752 having a motor-driven surgical stapling and cutting means. For example, motor 754 may drive the displacement member distally and proximally along the longitudinal axis of end effector 752. End effector 752 may include a pivotable anvil 766 and, when configured for use, a staple cartridge 768 located on the opposite side of anvil 766. A clinician may grasp tissue between anvil 766 and staple cartridge 768, as described herein. When instrument 750 is ready for use, the clinician can provide a firing signal, such as by pressing a trigger on instrument 750. In response to the firing signal, the motor 754 drives the displacement member distally along the longitudinal axis of the end effector 752 from a proximal start-of-stroke position to an end-of-stroke position distal to the start-of-stroke position. I can do it. As the displacement member is translated distally, I-beam 764 with a cutting element disposed at the distal end can cut tissue between staple cartridge 768 and anvil 766.

様々な実施例では、外科用器具750は、1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, surgical instrument 750 may include a control circuit 760 programmed to control distal translation of a displacement member, such as, for example, I-beam 764, based on one or more tissue conditions. good. Control circuit 760 may be programmed to sense tissue conditions, such as thickness, either directly or indirectly, as described herein. Control circuit 760 may be programmed to select a firing control program based on tissue conditions. The firing control program can describe distal movement of the displacement member. Different fire control programs can be selected to better handle different tissue conditions. For example, if thicker tissue is present, control circuit 760 may be programmed to translate the displacement member at a slower speed and/or with less power. If thinner tissue is present, control circuit 760 may be programmed to translate the displacement member at higher speeds and/or with higher power.

いつくかの実施例では、制御回路760は、最初に、モータ754を、変位部材のストロークの第1の開ループ部分に対する開ループ構成で動作させてもよい。ストロークの開ループ部分の間の器具750の応答に基づいて、制御回路760は、発射制御プログラムを選択してもよい。器具の応答としては、開ループ部分の間の変位部材の並進距離、開ループ部分の間に経過する時間、開ループ部分の間にモータ754に提供されるエネルギー、モータ駆動信号のパルス幅の合計などを挙げることができる。開ループ部分の後、制御回路760は、変位部材ストロークの第2の部分に対して、選択された発射制御プログラムを実施してもよい。例えば、ストロークの閉ループ部分の間、制御回路760は、変位部材の位置を記述する並進データに基づいてモータ754を閉ループ式に変調して、変位部材を一定速度で並進させてもよい。更なる詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、2017年9月29日出願の「SYSTEM AND METHODS FOR CONTROLLING A DISPLAY OF A SURGICAL INSTRUMENT」と題する米国特許出願第15/720,852号に開示されている。 In some embodiments, control circuit 760 may initially operate motor 754 in an open-loop configuration for a first open-loop portion of the displacement member's stroke. Based on the response of instrument 750 during the open loop portion of the stroke, control circuit 760 may select a firing control program. The response of the instrument includes the translational distance of the displacement member during the open loop portion, the time elapsed during the open loop portion, the energy provided to the motor 754 during the open loop portion, and the sum of the pulse widths of the motor drive signals. etc. can be mentioned. After the open loop portion, control circuit 760 may implement the selected firing control program for a second portion of the displacement member stroke. For example, during the closed-loop portion of the stroke, the control circuit 760 may modulate the motor 754 in a closed-loop manner based on translational data describing the position of the displacement member to translate the displacement member at a constant speed. Further details may be found in U.S. Patent Application No. 15/720,852, entitled "SYSTEM AND METHODS FOR CONTROLLING A DISPLAY OF A SURGICAL INSTRUMENT," filed September 29, 2017, which is incorporated herein by reference in its entirety. has been disclosed.

図57は、本開示の一態様による、様々な機能を制御するように構成された外科用器具790の概略図である。一態様では、外科用器具790は、Iビーム764などの変位部材の遠位並進を制御するようにプログラムされる。外科用器具790は、アンビル766と、Iビーム764と、RFカートリッジ796(破線で示す)と交換することができる着脱可能なステープルカートリッジ768と、を備えることができるエンドエフェクタ792を備える。 FIG. 57 is a schematic illustration of a surgical instrument 790 configured to control various functions, according to one aspect of the present disclosure. In one aspect, surgical instrument 790 is programmed to control distal translation of a displacement member, such as I-beam 764. Surgical instrument 790 includes an end effector 792 that can include an anvil 766, an I-beam 764, and a removable staple cartridge 768 that can be replaced with an RF cartridge 796 (shown in phantom).

一態様では、センサ788は、とりわけ、リミットスイッチ、電気機械装置、固体スイッチ、ホール効果装置、MR装置、GMR装置、磁力計として実装されてもよい。他の実装形態では、センサ638は、とりわけ光センサ、IRセンサ、紫外線センサなどの光の影響下で動作する固体スイッチであってもよい。更に、スイッチは、トランジスタ(例えば、FET、接合FET、MOSFET、双極など)などの固体装置であってもよい。他の実装形態では、センサ788は、とりわけ、導電体非含有スイッチ、超音波スイッチ、加速度計、及び慣性センサを含んでもよい。 In one aspect, sensor 788 may be implemented as a limit switch, electromechanical device, solid state switch, Hall effect device, MR device, GMR device, magnetometer, among others. In other implementations, the sensor 638 may be a solid state switch that operates under the influence of light, such as a light sensor, an IR sensor, an ultraviolet sensor, among others. Additionally, the switch may be a solid state device such as a transistor (eg, FET, junction FET, MOSFET, bipolar, etc.). In other implementations, sensors 788 may include conductor-free switches, ultrasonic switches, accelerometers, and inertial sensors, among others.

一態様では、位置センサ784は、Austria Microsystems,AGから入手可能なAS5055EQFTシングルチップ磁気回転位置センサとして実装される磁気回転絶対位置決めシステムを備える絶対位置決めシステムとして実装されてもよい。位置センサ784は、制御回路760と連係して絶対位置決めシステムを提供することができる。位置は、磁石の上方に位置し、加算、減算、ビットシフト、及びテーブル参照演算のみを必要とする、双曲線関数及び三角関数を計算する簡潔かつ効率的なアルゴリズムを実装するために設けられた、桁毎法及びボルダーアルゴリズムとしても知られるCORDICプロセッサに連結された、複数のホール効果素子を含み得る。 In one aspect, position sensor 784 may be implemented as an absolute positioning system comprising a magnetic rotary absolute positioning system implemented as an AS5055EQFT single chip magnetic rotary position sensor available from Austria Microsystems, AG. Position sensor 784 may work in conjunction with control circuitry 760 to provide an absolute positioning system. The position is located above the magnet and is provided to implement a concise and efficient algorithm for calculating hyperbolic and trigonometric functions, requiring only addition, subtraction, bit shifting, and table lookup operations. It may include multiple Hall effect elements coupled to a CORDIC processor, also known as the digit-by-digit method and Boulder algorithm.

一態様では、Iビーム764は、上に組織切断ブレードを動作可能に支持するナイフ本体を備えるナイフ部材として実装されてもよく、アンビル係合タブ又は特徴部及びチャネル係合特徴部又は足部を更に含んでよい。一態様では、ステープルカートリッジ768は、標準的な(機械的)外科用締結具カートリッジとして実装されてもよい。一態様では、RFカートリッジ796は、RFカートリッジとして実装されてもよい。これら、及び他のセンサ機構は、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日出願の、同一出願人の米国特許出願第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-beam 764 may be implemented as a knife member with a knife body operably supporting a tissue cutting blade thereon, an anvil-engaging tab or feature and a channel-engaging feature or foot. It may further contain. In one aspect, staple cartridge 768 may be implemented as a standard (mechanical) surgical fastener cartridge. In one aspect, RF cartridge 796 may be implemented as an RF cartridge. These and other sensor mechanisms are described in commonly-assigned U.S. patent application Ser. "CONTROL OF MOTOR VELOCITY OF A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT").

Iビーム764などの直線変位部材の位置、移動、変位、及び/又は並進は、絶対位置決めシステム、センサ機構、及び位置センサ784として表される位置センサにより、測定可能である。Iビーム764が長手方向に移動可能な駆動部材に連結されているため、Iビーム764の位置は、位置センサ784を使用して長手方向に移動可能な駆動部材の位置を測定することによって判定することができる。したがって、以下の説明では、Iビーム764の位置、変位、及び/又は並進は、本明細書に記載される位置センサ784によって達成することができる。制御回路760は、本明細書に記載されるように、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つ以上のマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、又は、プロセッサ若しくは複数のプロセッサに記載される方法で変位部材、例えばIビーム764を制御させる命令を実行するための他の好適なプロセッサを備えてもよい。一態様では、タイマー/カウンタ781は、経過時間又はデジタルカウントなどの出力信号を制御回路760に提供して、位置センサ784によって判定されたIビーム764の位置をタイマー/カウンタ781の出力と相関させ、その結果、制御回路760は、開始位置に対する特定の時間(t)におけるIビーム764の位置を判定することができる。タイマー/カウンタ781は、経過時間を測定するか、外部イベントを計数するか、又は外部イベントの時間を測定するように構成されてよい。 The position, movement, displacement, and/or translation of a linear displacement member, such as I-beam 764, can be measured by an absolute positioning system, a sensor mechanism, and a position sensor, represented as position sensor 784. Because I-beam 764 is coupled to a longitudinally movable drive member, the position of I-beam 764 is determined by measuring the position of the longitudinally movable drive member using position sensor 784. be able to. Accordingly, in the following discussion, the position, displacement, and/or translation of I-beam 764 may be accomplished by position sensor 784 as described herein. Control circuit 760 may be programmed to control translation of a displacement member, such as I-beam 764, as described herein. In some embodiments, control circuitry 760 includes one or more microcontrollers, microprocessors, or processors for executing instructions that cause the displacement member, e.g., I-beam 764, to control the displacement member, e.g., I-beam 764, in the manner described. Other suitable processors may also be included. In one aspect, timer/counter 781 provides an output signal, such as an elapsed time or a digital count, to control circuit 760 to correlate the position of I-beam 764 as determined by position sensor 784 with the output of timer/counter 781. , so that control circuit 760 can determine the position of I-beam 764 at a particular time (t) relative to the starting position. Timer/counter 781 may be configured to measure elapsed time, count external events, or time external events.

制御回路760は、モータ設定点信号772を生成してもよい。モータ設定点信号772は、モータコントローラ758に提供されてもよい。モータコントローラ758は、本明細書で説明するように、モータ754にモータ駆動信号774を提供してモータ754を駆動するように構成された1つ以上の回路を備えてもよい。いくつかの実施例では、モータ754は、ブラシ付きDC電動モータであってもよい。例えば、モータ754の速度は、モータ駆動信号774に比例してもよい。いくつかの実施例では、モータ754はブラシレスDC電動モータであってもよく、モータ駆動信号774は、モータ754の1つ以上の固定子巻線に提供されるPWM信号を含んでもよい。また、いくつかの実施例では、モータコントローラ758は省略されてもよく、制御回路760がモータ駆動信号774を直接生成してもよい。 Control circuit 760 may generate motor set point signal 772. Motor set point signal 772 may be provided to motor controller 758. Motor controller 758 may include one or more circuits configured to provide motor drive signals 774 to motor 754 to drive motor 754, as described herein. In some examples, motor 754 may be a brushed DC electric motor. For example, the speed of motor 754 may be proportional to motor drive signal 774. In some examples, motor 754 may be a brushless DC electric motor, and motor drive signal 774 may include a PWM signal provided to one or more stator windings of motor 754. Also, in some embodiments, motor controller 758 may be omitted and control circuit 760 may directly generate motor drive signal 774.

モータ754は、エネルギー源762から電力を受信することができる。エネルギー源762は、電池、超コンデンサ、又は任意の他の好適なエネルギー源であってもよく、あるいはそれを含んでもよい。モータ754は、伝達機構756を介してIビーム764に機械的に連結されてもよい。伝達機構756は、モータ754をIビーム764に連結するための1つ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の位置を感知することができる。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が遠位及び近位に並進すると一連のパルスを制御回路760に提供するように構成されたエンコーダを含んでもよい。制御回路760は、パルスを追跡して、Iビーム764の位置を判定してもよい。例えば近接センサを含む他の好適な位置センサが使用されてもよい。他の種類の位置センサは、Iビーム764の運動を示す他の信号を提供することができる。また、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がステップモータである場合、制御回路760は、モータが実行するように命令されたステップの数及び方向を合計することによって、Iビーム764の位置を追跡することができる。位置センサ784は、エンドエフェクタ792内、又は器具の任意の他の部分に位置することができる。 Motor 754 can receive power from energy source 762 . Energy source 762 may be or include a battery, supercapacitor, or any other suitable energy source. Motor 754 may be mechanically coupled to I-beam 764 via transmission mechanism 756. Transmission mechanism 756 may include one or more gears or other coupling components to couple motor 754 to I-beam 764. Position sensor 784 can sense the position of I-beam 764. Position sensor 784 may be or include any type of sensor capable of generating position data indicative of the position of I-beam 764. In some examples, position sensor 784 may include an encoder configured to provide a series of pulses to control circuit 760 as I-beam 764 is translated distally and proximally. Control circuit 760 may track the pulses to determine the position of I-beam 764. Other suitable position sensors may be used including, for example, proximity sensors. Other types of position sensors can provide other signals indicative of I-beam 764 movement. Also, in some embodiments, position sensor 784 may be omitted. If motor 754 is a step motor, control circuit 760 can track the position of I-beam 764 by summing the number and direction of steps the motor is commanded to perform. Position sensor 784 may be located within end effector 792 or any other portion of the instrument.

制御回路760は、1つ以上のセンサ788と通信することができる。センサ788は、エンドエフェクタ792上に配置され、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てもよい。センサ788は、磁気センサ、磁界センサ、歪みゲージ、圧力センサ、力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光学センサ、及び/又はエンドエフェクタ792の1つ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788は、1つ以上のセンサを含むことができる。 Control circuit 760 can communicate with one or more sensors 788. Sensor 788 is disposed on end effector 792 and is adapted to operate with surgical instrument 790 to measure various derived parameters, such as gap distance versus time, tissue compression versus time, and anvil strain versus time. Good too. Sensor 788 measures one or more parameters of magnetic sensor, magnetic field sensor, inductive sensor, such as a strain gauge, pressure sensor, force sensor, eddy current sensor, resistive sensor, capacitive sensor, optical sensor, and/or end effector 792 Any other suitable sensor may also be included. Sensor 788 can include one or more sensors.

1つ以上のセンサ788は、クランプ留め状態の間のアンビル766における歪みの大きさを測定するように構成された、微小歪みゲージなどの歪みゲージを備えてもよい。歪みゲージは、歪みの大きさに伴って振幅が変動する電気信号を提供する。センサ788は、アンビル766とステープルカートリッジ768との間で圧縮された組織の存在によって生成された圧力を検出するように構成された圧力センサを備えてもよい。センサ788は、アンビル766とステープルカートリッジ768との間に位置する組織部分のインピーダンスを検出するように構成されてもよく、このインピーダンスは、それらの間に位置する組織の厚さ及び/又は充満度を示す。 One or more sensors 788 may include a strain gauge, such as a microstrain gauge, configured to measure the amount of strain in anvil 766 during the clamped condition. Strain gauges provide electrical signals whose amplitude varies with the magnitude of strain. Sensor 788 may include a pressure sensor configured to detect pressure generated by the presence of compressed tissue between anvil 766 and staple cartridge 768. Sensor 788 may be configured to detect the impedance of a portion of tissue located between anvil 766 and staple cartridge 768, which impedance may be determined by the thickness and/or fullness of the tissue located therebetween. shows.

センサ788は、閉鎖駆動システムにより、アンビル766に及ぼされる力を測定するように構成することができる。例えば、1つ以上のセンサ788は、閉鎖管によってアンビル766に加えられる閉鎖力を検出するために、閉鎖管とアンビル766との間の相互作用点に位置してもよい。アンビル766に対して及ぼされる力は、アンビル766とステープルカートリッジ768との間に捕捉された組織部分が経験する組織圧縮を表すものであり得る。1つ以上のセンサ788を、閉鎖駆動システムに沿って様々な相互作用点に配置して、閉鎖駆動システムによりアンビル766に加えられる閉鎖力を検出することができる。1つ以上のセンサ788は、制御回路760のプロセッサ部分によるクランプ動作中にリアルタイムでサンプリングされてもよい。制御回路760は、リアルタイムのサンプル測定値を受信して、時間ベースの情報を提供及び分析し、アンビル766に加えられる閉鎖力をリアルタイムで評価する。 Sensor 788 can be configured to measure the force exerted on anvil 766 by the closure drive system. For example, one or more sensors 788 may be located at the point of interaction between the closure tube and anvil 766 to detect the closure force exerted on the anvil 766 by the closure tube. The force exerted on anvil 766 may be representative of tissue compression experienced by a portion of tissue captured between anvil 766 and staple cartridge 768. One or more sensors 788 can be placed at various interaction points along the closure drive system to detect the closure force applied to the anvil 766 by the closure drive system. One or more sensors 788 may be sampled in real time during clamping operations by the processor portion of control circuit 760. Control circuit 760 receives real-time sample measurements, provides and analyzes time-based information, and evaluates the closing force applied to anvil 766 in real-time.

モータ754によって引き込まれる電流を測定するために、電流センサ786を用いることができる。Iビーム764を前進させるのに必要な力は、モータ754によって引き込まれる電流に対応する。力はデジタル信号に変換されて、制御回路760に提供される。 A current sensor 786 can be used to measure the current drawn by motor 754. The force required to advance I-beam 764 corresponds to the current drawn by motor 754. The force is converted to a digital signal and provided to control circuit 760.

RFエネルギー源794は、エンドエフェクタ792に連結され、RFカートリッジ796がステープルカートリッジ768の代わりにエンドエフェクタ792内に装填されると、RFカートリッジ796に加えられる。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。 An RF energy source 794 is coupled to end effector 792 and applied to RF cartridge 796 when RF cartridge 796 is loaded into end effector 792 in place of staple cartridge 768. Control circuit 760 controls the delivery of RF energy to RF cartridge 796.

更なる詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、2017年6月28日出願の「SURGICAL SYSTEM COUPLABLE WITH STAPLE CARTRIDGE AND RADIO FREQUENCY CARTRIDGE,AND METHOD OF USING SAME」と題する米国特許出願第15/636,096号に開示されている。 Further details may be found in SURGICAL SYSTEM COUPLABLE WITH STAPLE CARTRIDGE AND RADIO FREQUENCY CARTRIDGE, AND METHOD OF U, filed June 28, 2017, which is incorporated herein by reference in its entirety. US Patent Application No. 15 entitled “SING SAME” No./636,096.

発生器ハードウェア
図58は、他の利点の中でも、インダクタレス同調を提供するように構成された発生器800の簡略ブロック図である。発生器800の追加の詳細は、2015年6月23日出願の米国特許第9,060,775号、表題「SURGICAL GENERATOR FOR ULTRASONIC AND ELECTROSURGICAL DEVICES」に記載されており、同文献は、その全体が参考により本明細書に組み込まれる。発生器800は、電力変圧器806を介して非絶縁段階804と通信する患者絶縁段階802を含んでもよい。電力変圧器806の二次巻線808は、絶縁段階802内に収容され、例えば、超音波外科用器具、RF電気外科用器具、並びに単独又は同時に送達可能な超音波及びRFエネルギーモードを含む多機能型外科用器具などの様々な外科用器具に駆動信号を送達するために駆動信号出力部810a、810b、810cを画定するためのタップ構成(例えば、センタタップ又は非センタタップ構成)を備えることができる。具体的には、駆動信号出力部810a、810cは、超音波駆動信号(例えば、420Vの二乗平均根(root-mean-square、RMS)駆動信号)を超音波外科用器具に出力してもよく、駆動信号出力部810b、810cは、電力変圧器806のセンタタップに対応する駆動信号出力部810bにより、RF電気外科用駆動信号(例えば、100VのRMS駆動信号)をRF電気外科用器具に出力してもよい。
Generator Hardware FIG. 58 is a simplified block diagram of a generator 800 configured to provide inductorless tuning, among other benefits. Additional details of generator 800 are described in U.S. Pat. Incorporated herein by reference. Generator 800 may include a patient isolation stage 802 in communication with a non-isolated stage 804 via a power transformer 806. The secondary winding 808 of the power transformer 806 is housed within the isolation stage 802 and is capable of carrying multiple energy sources including, for example, ultrasonic surgical instruments, RF electrosurgical instruments, and ultrasonic and RF energy modes that can be delivered singly or simultaneously. Providing a tap configuration (e.g., a center tap or non-center tap configuration) for defining drive signal outputs 810a, 810b, 810c for delivering drive signals to various surgical instruments, such as functional surgical instruments. I can do it. Specifically, the drive signal output units 810a, 810c may output an ultrasonic drive signal (e.g., a 420V root-mean-square (RMS) drive signal) to the ultrasonic surgical instrument. , drive signal outputs 810b, 810c output RF electrosurgical drive signals (e.g., 100V RMS drive signals) to the RF electrosurgical instrument with drive signal output 810b corresponding to the center tap of power transformer 806. You may.

特定の形態では、超音波及び電気外科用の駆動信号は、別個の外科用器具に、及び/又は超音波エネルギー及び電気外科用エネルギーの両方を組織に送達する能力を有する多機能型外科用器具などの単一の外科用器具に、同時に供給されてもよい。専用の電気外科用器具及び/又は複合多機能超音波/電気外科用器具のどちらかへと提供される電気外科用信号は、治療用又は治療量以下のレベルの信号のどちらかであり、治療量以下の信号は、例えば、組織又は器具状態を監視して、発生器へとフィードバックを提供することに使用され得る、と理解されよう。例えば、超音波及びRF信号は、以下でより詳細に論じられるように、所望の出力信号を外科用器具に提供するために、単一の出力ポートを有する発生器から別個に又は同時に送達され得る。したがって、発生器は、超音波エネルギー及び電気外科用RFエネルギーを組み合わせて、複合エネルギーを多機能超音波/電気外科用器具に送達することができる。双極電極は、エンドエフェクタの一方又は両方のジョーの上に配置することができる。一方のジョーは、同時に働く、電気外科用RFエネルギーに加えて超音波エネルギーによって駆動されてもよい。超音波エネルギーが組織を切開するために用いられてもよい一方で、電気外科用RFエネルギーは、血管封止に用いられてもよい。 In certain forms, the ultrasound and electrosurgical drive signals are applied to separate surgical instruments and/or to a multifunctional surgical instrument that has the ability to deliver both ultrasound energy and electrosurgical energy to tissue. may be supplied simultaneously to a single surgical instrument such as. The electrosurgical signal provided to either a dedicated electrosurgical instrument and/or a combined multifunctional ultrasound/electrosurgical instrument may be either a therapeutic or subtherapeutic level signal; It will be appreciated that sub-quantitative signals may be used, for example, to monitor tissue or instrument status and provide feedback to the generator. For example, ultrasound and RF signals may be delivered separately or simultaneously from a generator with a single output port to provide a desired output signal to a surgical instrument, as discussed in more detail below. . Thus, the generator can combine ultrasound energy and electrosurgical RF energy to deliver combined energy to a multifunctional ultrasound/electrosurgical instrument. Bipolar electrodes can be placed on one or both jaws of the end effector. One jaw may be driven by ultrasound energy in addition to electrosurgical RF energy, working simultaneously. While ultrasound energy may be used to dissect tissue, electrosurgical RF energy may be used for vessel sealing.

非絶縁段階804は、電力変圧器806の一次巻線814に接続された出力部を有する電力増幅器812を含むことができる。特定の形態では、電力増幅器812は、プッシュプル増幅器を含んでもよい。例えば、非絶縁段階804は、対応するアナログ信号を電力増幅器812の入力に続いて供給するデジタル-アナログ変換器(digital-to-analog converter、DAC)回路818に、デジタル出力を供給するための論理デバイス816を更に含んでもよい。特定の形態では、論理デバイス816は、例えば、他の論理回路の中でも、プログラマブルゲートアレイ(programmable gate array、PGA)、FPGA、プログラマブル論理デバイス(programmable logic device、PLD)を含んでもよい。したがって、論理デバイス816は、DAC回路818を介して電力増幅器812の入力を制御することにより、駆動信号出力部810a、810b、810cで出現する駆動信号の多くのパラメータ(例えば、周波数、波形、波形振幅)のうちのいずれかを制御することができる。特定の形態では、また以下で説明するように、論理デバイス816は、プロセッサ(例えば、以下で説明するDSP)と共に、多数のDSPベースの及び/又は他の制御アルゴリズムを実施して、発生器800によって出力される駆動信号のパラメータを制御することができる。 Non-isolated stage 804 may include a power amplifier 812 having an output connected to a primary winding 814 of power transformer 806 . In certain forms, power amplifier 812 may include a push-pull amplifier. For example, non-isolated stage 804 may include logic for providing a digital output to a digital-to-analog converter (DAC) circuit 818 that subsequently provides a corresponding analog signal to the input of power amplifier 812. A device 816 may also be included. In certain forms, logic device 816 may include, for example, a programmable gate array (PGA), FPGA, programmable logic device (PLD), among other logic circuits. Accordingly, by controlling the input of power amplifier 812 via DAC circuit 818, logic device 816 controls many parameters (e.g., frequency, waveform, amplitude) can be controlled. In certain forms, and as discussed below, logic device 816 may work with a processor (e.g., a DSP, discussed below) to implement a number of DSP-based and/or other control algorithms to control generator 800. It is possible to control the parameters of the drive signal output by.

電力は、スイッチモードレギュレータ820、例えば、電力変換器によって、電力増幅器812の電力レールに供給されてもよい。特定の形態では、スイッチモードレギュレータ820は、例えば、調整可能なバックレギュレータを含んでもよい。非絶縁段階804は、第1のプロセッサ822を更に含んでもよく、この第1のプロセッサは、一形態では、例えば、Analog Devices(Norwood,MA)から入手可能なAnalog Devices ADSP-21469 SHARC DSPなどのDSPプロセッサを含んでもよいが、様々な形態において、任意の好適なプロセッサが使用されてもよい。特定の形態では、DSPプロセッサ822は、電力増幅器812からDSPプロセッサ822がADC回路824を介して受信する電圧フィードバックデータに応じて、スイッチモードレギュレータ820の動作を制御してもよい。一形態では、例えば、DSPプロセッサ822は、電力増幅器812によって増幅された信号(例えば、RF信号)の波形エンベロープを、ADC回路824を介して入力として受信してもよい。次いで、DSPプロセッサ822は、電力増幅器812に供給されるレール電圧が増幅された信号の波形エンベロープを追跡するように、(例えば、PWM出力を介して)スイッチモードレギュレータ820を制御してもよい。波形エンベロープに基づいて、電力増幅器812のレール電圧を動的に変調することにより、電力増幅器812の効率は、固定レール電圧増幅器スキームに対して顕著に改善することができる。 Power may be provided to the power rail of power amplifier 812 by a switch mode regulator 820, eg, a power converter. In certain forms, switch mode regulator 820 may include, for example, an adjustable buck regulator. The non-isolated stage 804 may further include a first processor 822, which in one form is, for example, an Analog Devices ADSP-21469 SHARC DSP available from Analog Devices (Norwood, Mass.). Any suitable processor may be used in various configurations, although a DSP processor may be included. In certain forms, DSP processor 822 may control operation of switch mode regulator 820 in response to voltage feedback data that DSP processor 822 receives from power amplifier 812 via ADC circuit 824 . In one form, for example, DSP processor 822 may receive as input the waveform envelope of the signal (eg, RF signal) amplified by power amplifier 812 via ADC circuit 824 . DSP processor 822 may then control switch-mode regulator 820 (eg, via a PWM output) such that the rail voltage provided to power amplifier 812 tracks the waveform envelope of the amplified signal. By dynamically modulating the rail voltage of power amplifier 812 based on the waveform envelope, the efficiency of power amplifier 812 can be significantly improved relative to fixed rail voltage amplifier schemes.

特定の形態では、論理デバイス816は、DSPプロセッサ822と共に、直接デジタルシンセサイザ制御スキームなどのデジタル合成回路を実装して、発生器800によって出力される駆動信号の波形形状、周波数、及び/又は振幅を制御してもよい。一形態では、例えば、論理デバイス816は、FPGA内に埋め込まれてもよいRAM LUTなどの、動的に更新されるルックアップテーブル(lookup table、LUT)内に記憶された波形サンプルを呼び出すことによって、DDS制御アルゴリズムを実施してもよい。この制御アルゴリズムは、超音波変換器などの超音波変換器をその共振周波数における明瞭な正弦波電流によって駆動することができる、超音波用途で特に有用である。他の周波数が寄生共振を励起し得るため、動作分岐電流の全歪みの最小化又は低減は、これに対応して望ましくない共振効果を最小化又は低減することができる。発生器800によって出力される駆動信号の波形形状が、出力駆動回路内に存在する歪みの様々な発生源(例えば、電力変圧器806、電力増幅器812)によって影響されるため、駆動信号に基づいた電圧及び電流のフィードバックデータを、DSPプロセッサ822によって実施される誤差制御アルゴリズムなどのアルゴリズムに入力することができ、これにより、動的、継続的に(例えば、リアルタイムで)、LUTに記憶された波形サンプルを好適に予め歪ませる又は修正することによって、歪みを補償する。一形態では、LUTサンプルに加えられる予歪みの量又は程度は、計算された動作分岐電流と所望の電流波形との間の誤差に基づいてもよく、誤差は、サンプル毎に決定される。このようにして、予め歪ませたLUTサンプルは、駆動回路により処理される場合、超音波変換器を最適に駆動するために、所望の波形形状(例えば、正弦波)を有する動作ブランチ駆動信号を生じ得る。そのような形態では、LUT波形サンプルは、したがって、駆動信号の所望の波形を表すのではなく、歪み効果を考慮した際の、動作分岐駆動信号の所望の波形を最終的に生成するために必要な波形を表す。 In certain forms, logic device 816 implements digital synthesis circuitry, such as a direct digital synthesizer control scheme, in conjunction with DSP processor 822 to modify the waveform shape, frequency, and/or amplitude of the drive signal output by generator 800. May be controlled. In one form, for example, logic device 816 may be configured to retrieve waveform samples stored in a dynamically updated lookup table (LUT), such as a RAM LUT that may be embedded within an FPGA. , a DDS control algorithm may be implemented. This control algorithm is particularly useful in ultrasound applications where an ultrasound transducer, such as an ultrasound transducer, can be driven by a well-defined sinusoidal current at its resonant frequency. Since other frequencies may excite parasitic resonances, minimizing or reducing the total distortion of the operational branch currents may correspondingly minimize or reduce undesirable resonance effects. Because the waveform shape of the drive signal output by generator 800 is influenced by various sources of distortion present within the output drive circuit (e.g., power transformer 806, power amplifier 812), The voltage and current feedback data can be input into an algorithm, such as an error control algorithm, implemented by the DSP processor 822 to dynamically, continuously (e.g., in real time) store the waveforms in the LUT. Distortion is compensated for by suitably predistorting or modifying the sample. In one form, the amount or degree of predistortion applied to the LUT samples may be based on the error between the calculated operating branch current and the desired current waveform, where the error is determined on a sample-by-sample basis. In this way, the pre-distorted LUT sample, when processed by the drive circuit, generates a working branch drive signal with the desired waveform shape (e.g. a sine wave) in order to optimally drive the ultrasound transducer. can occur. In such a form, the LUT waveform samples therefore do not represent the desired waveform of the drive signal, but are necessary to ultimately generate the desired waveform of the operational branch drive signal, when distortion effects are taken into account. represents a waveform.

非絶縁段階804は、発生器800によって出力される駆動信号の電圧及び電流をそれぞれサンプリングするために、各絶縁変圧器830、832を介して電力変圧器806の出力部に連結された第1ADC回路826及び第2ADC回路828を更に備えてもよい。特定の形態では、ADC回路826、828は、駆動信号のオーバーサンプリングを可能にするために、高速(例えば、80メガサンプル/秒(mega samples per second、MSPS))でサンプリングするように構成することができる。一形態では、例えば、ADC回路826、828のサンプリング速度は、駆動信号のおよそ200x(周波数による)のオーバーサンプリングを可能にしてもよい。特定の形態では、ADC回路826、828のサンプリング動作は、双方向マルチプレクサを介し、入力電圧及び電流信号を受信する単一のADC回路によって実施されてもよい。発生器800の形態での高速サンプリングの使用は、とりわけ、動作ブランチを通って流れる複素電流の計算(これは、上述のDDSベースの波形形状制御を実施するために、特定の形態で使用されてもよい)、サンプリングされた信号の正確なデジタルフィルタリング、及び高精度での実電力消費の計算を可能にすることができる。ADC回路826、828によって出力される電圧及び電流フィードバックデータは、論理デバイス816によって受信して処理することができ(例えば、先着順処理方式(first-in-first-out、FIFO)バッファ、マルチプレクサ)、例えば、DSPプロセッサ822による以後の読み出しのために、データメモリに格納されてもよい。上記のように、電圧及び電流のフィードバックデータは、動的及び進行に応じたベースで、LUT波形サンプルを予め歪ませるか又は修正するための、アルゴリズムへの入力として使用され得る。特定の形態では、これは、電圧及び電流のフィードバックデータ対が得られる場合に、論理デバイス816によって出力された対応するLUTサンプルに基づき、又は別の方法でこれに関連して、記憶された各電圧及び電流のフィードバックデータ対がインデックス付けされることを必要とし得る。この方法によるLUTサンプルと電圧及び電流のフィードバックデータとの同期は、予歪みアルゴリズムの正確なタイミング及び安定性に寄与する。 The non-isolated stage 804 includes a first ADC circuit coupled to the output of the power transformer 806 via a respective isolation transformer 830, 832 to sample the voltage and current, respectively, of the drive signal output by the generator 800. 826 and a second ADC circuit 828. In certain forms, the ADC circuits 826, 828 are configured to sample at a high rate (e.g., 80 mega samples per second (MSPS)) to enable oversampling of the drive signal. I can do it. In one form, for example, the sampling rate of the ADC circuits 826, 828 may allow approximately 200x (depending on frequency) oversampling of the drive signal. In certain forms, the sampling operations of ADC circuits 826, 828 may be performed by a single ADC circuit that receives input voltage and current signals through a bidirectional multiplexer. The use of high-speed sampling in the form of generator 800 facilitates, among other things, the calculation of the complex current flowing through the operating branch (which is used in certain forms to implement the DDS-based waveform shape control described above). ), can enable accurate digital filtering of the sampled signal and calculation of real power consumption with high accuracy. Voltage and current feedback data output by ADC circuits 826, 828 may be received and processed by logic devices 816 (e.g., first-in-first-out (FIFO) buffers, multiplexers). , for example, may be stored in data memory for subsequent retrieval by DSP processor 822. As described above, voltage and current feedback data may be used as input to an algorithm to predistort or modify LUT waveform samples on a dynamic and progressive basis. In certain forms, this means that when voltage and current feedback data pairs are obtained, each stored The voltage and current feedback data pair may need to be indexed. Synchronization of LUT samples with voltage and current feedback data in this manner contributes to accurate timing and stability of the predistortion algorithm.

特定の形態では、電圧及び電流のフィードバックデータは、駆動信号の周波数及び/又は振幅(例えば、電流振幅)を制御するために使用されてもよい。例えば、一形態では、電圧及び電流のフィードバックデータは、インピーダンス相を決定するために使用されてもよい。駆動信号の周波数はその後、判定されたインピーダンス相とインピーダンス相設定点(例えば、0°)との間の差を最小化又は低減するように制御されてもよく、したがって高調波歪みの効果を最小化又は低減し、これに対応してインピーダンス相測定正確性を向上させる。相インピーダンス及び周波数制御信号の判定は、例えば、DSPプロセッサ822に実装されてもよく、周波数制御信号は、論理デバイス816によって実装されるDDS制御アルゴリズムへの入力として供給される。 In certain forms, voltage and current feedback data may be used to control the frequency and/or amplitude (eg, current amplitude) of the drive signal. For example, in one form, voltage and current feedback data may be used to determine impedance phase. The frequency of the drive signal may then be controlled to minimize or reduce the difference between the determined impedance phase and the impedance phase set point (e.g., 0°), thus minimizing the effects of harmonic distortion. impedance phase measurement accuracy and correspondingly improve impedance phase measurement accuracy. Determination of phase impedance and frequency control signals may be implemented, for example, in DSP processor 822, with the frequency control signals provided as inputs to a DDS control algorithm implemented by logic device 816.

別の形態では、例えば、電流のフィードバックデータは、駆動信号の電流振幅を電流振幅設定点で維持するために監視されてもよい。電流振幅設定値は、直接指定されてもよく、又は指定された電圧振幅及び電力設定値に基づいて間接的に判定されてもよい。特定の形態では、電流振幅の制御は、例えば、DSPプロセッサ822内の比例-積分-微分(proportional-integral-derivative、PID)制御アルゴリズムなどの、制御アルゴリズムによって実施されてもよい。駆動信号の電流振幅を好適に制御するために、制御アルゴリズムにより制御される変数としては、例えば、論理デバイス816に格納されるLUT波形サンプルのスケーリング、及び/又はDAC回路834を介したDAC回路818(これは電力増幅器812に入力を供給する)のフルスケール出力電圧を挙げることができる。 In another form, for example, current feedback data may be monitored to maintain the current amplitude of the drive signal at a current amplitude set point. The current amplitude setting may be specified directly or determined indirectly based on the specified voltage amplitude and power setting. In certain forms, control of current amplitude may be implemented by a control algorithm, such as, for example, a proportional-integral-derivative (PID) control algorithm within DSP processor 822. Variables controlled by the control algorithm include, for example, scaling of LUT waveform samples stored in logic device 816 and/or scaling of the DAC circuit 818 via DAC circuit 834 to suitably control the current amplitude of the drive signal. (which provides the input to power amplifier 812).

非絶縁段階804は、とりわけユーザインターフェース(user interface、UI)機能を提供するために、第2のプロセッサ836を更に含んでもよい。一形態では、UIプロセッサ836は、例えば、Atmel Corporation(San Jose,California)から入手可能な、ARM 926EJ-Sコアを有するAtmel AT91SAM9263プロセッサを含んでもよい。UIプロセッサ836によってサポートされるUI機能の例としては、聴覚的及び視覚的なユーザフィードバック、周辺装置との通信(例えば、USBインターフェースを介して)、フットスイッチとの通信、入力装置(例えば、タッチスクリーンディスプレイ)との通信、並びに出力装置(例えば、スピーカ)との通信を挙げることができる。UIプロセッサ836は、DSPプロセッサ822及び論理デバイス816と(例えば、SPIバスを介して)通信することができる。UIプロセッサ836は、UI機能を主にサポートしてもよいが、特定の形態では、また、DSPプロセッサ822と協調して、危険の緩和を実施してもよい。例えば、UIプロセッサ836は、ユーザ入力及び/又は他の入力(例えば、タッチスクリーン入力、フットスイッチ入力、温度センサ入力)の様々な様相を監視するようにプログラミングされてもよく、かつ誤った状態が検出されると、発生器800の駆動出力を無効化してもよい。 Non-isolated stage 804 may further include a second processor 836 to provide user interface (UI) functionality, among other things. In one form, UI processor 836 may include, for example, an Atmel AT91SAM9263 processor with an ARM 926EJ-S core available from Atmel Corporation (San Jose, California). Examples of UI functions supported by UI processor 836 include audible and visual user feedback, communication with peripheral devices (e.g., via a USB interface), communication with footswitches, input devices (e.g., touch communication with a screen display) as well as communication with an output device (eg, a speaker). UI processor 836 can communicate with DSP processor 822 and logical device 816 (eg, via an SPI bus). Although UI processor 836 may primarily support UI functionality, in certain forms it may also cooperate with DSP processor 822 to perform risk mitigation. For example, the UI processor 836 may be programmed to monitor various aspects of user input and/or other input (e.g., touch screen input, foot switch input, temperature sensor input) and detect erroneous conditions. Once detected, the drive output of generator 800 may be disabled.

特定の形態では、DSPプロセッサ822及びUIプロセッサ836の両方は、例えば、発生器800の動作状態を判定し、監視してもよい。DSPプロセッサ822に関して、発生器800の動作状態は、例えば、どの制御及び/又は診断プロセスがDSPプロセッサ822によって実施されるかを表してもよい。UIプロセッサ836に関して、発生器800の動作状態は、例えば、UI(例えば、ディスプレイスクリーン、音)のどの要素がユーザに提示されるかを表してもよい。DSPプロセッサ822及びUIプロセッサ836はそれぞれ、発生器800の現在の動作状態を別個に維持し、現在の動作状態からの可能な遷移を、認識し評価してもよい。DSPプロセッサ822は、この関係におけるマスターとして機能し、動作状態間の遷移が生じるときを判定してもよい。UIプロセッサ836は、動作状態間の有効な遷移を認識してもよく、また特定の遷移が適切であるかを確認してもよい。例えば、DSPプロセッサ822が、UIプロセッサ836に特定の状態へと遷移するように命令すると、UIプロセッサ836は、要求される遷移が有効であることを検証してもよい。要求される状態間の遷移がUIプロセッサ836によって無効であると判定された場合、UIプロセッサ836は、発生器800を故障モードにしてもよい。 In certain forms, both DSP processor 822 and UI processor 836 may determine and monitor the operational status of generator 800, for example. With respect to DSP processor 822, the operational state of generator 800 may represent, for example, which control and/or diagnostic processes are performed by DSP processor 822. With respect to the UI processor 836, the operational state of the generator 800 may represent, for example, which elements of the UI (eg, display screen, sounds) are presented to the user. DSP processor 822 and UI processor 836 may each separately maintain the current operating state of generator 800 and recognize and evaluate possible transitions from the current operating state. DSP processor 822 may act as a master in this relationship and determine when transitions between operating states occur. UI processor 836 may recognize valid transitions between operating states and may verify that a particular transition is appropriate. For example, when DSP processor 822 commands UI processor 836 to transition to a particular state, UI processor 836 may verify that the requested transition is valid. If the required transition between states is determined to be invalid by UI processor 836, UI processor 836 may place generator 800 into a failure mode.

非絶縁段階804は、入力装置を監視するためのコントローラ838(例えば、発生器800をオン及びオフするために使用される静電容量式タッチセンサ、静電容量式タッチスクリーン)を更に含むことができる。特定の形態では、コントローラ838は、少なくとも1つのプロセッサ、及び/又はUIプロセッサ836と通信する他のコントローラデバイスを含んでもよい。一形態では、例えば、コントローラ838は、1つ以上の静電容量式タッチセンサを介して提供されるユーザ入力を監視するように構成されたプロセッサ(例えば、Atmelから入手可能なMeg168 8ビットコントローラ)を含むことができる。一形態では、コントローラ838は、静電容量式タッチスクリーンからのタッチデータの取得を制御及び管理するための、タッチスクリーンコントローラ(例えば、Atmelから入手可能なQT5480タッチスクリーンコントローラ)を含むことができる。 The non-isolated stage 804 can further include a controller 838 for monitoring input devices (e.g., a capacitive touch sensor, a capacitive touch screen used to turn the generator 800 on and off). can. In certain forms, controller 838 may include at least one processor and/or other controller device in communication with UI processor 836. In one form, for example, controller 838 is a processor configured to monitor user input provided via one or more capacitive touch sensors (e.g., a Meg168 8-bit controller available from Atmel). can include. In one form, controller 838 can include a touch screen controller (eg, a QT5480 touch screen controller available from Atmel) to control and manage the acquisition of touch data from a capacitive touch screen.

特定の形態では、発生器800が「電源オフ」状態にあるとき、コントローラ838は、(例えば、後述の電源854などの、発生器800の電源からのラインを介して)動作電力を受信し続けてもよい。このようにして、コントローラ838は、発生器800をオン及びオフするための入力装置(例えば、発生器800の前側パネルに配置された静電容量式タッチセンサ)を監視し続けることができる。発生器800が電源オフ状態にあるとき、コントローラ838は、ユーザによる「オン/オフ」入力装置の起動が検出された場合、電源を起動することができる(例えば、電源854の1つ以上のDC/DC電圧変換器856の動作を有効化する)。その結果、コントローラ838は、発生器800を「電源オン」状態に遷移させるためのシーケンスを開始することができる。逆に、発生器800が電源オン状態にあるときに「オン/オフ」入力装置の起動が検出された場合、コントローラ838は、発生器800を電源オフ状態に遷移させるためのシーケンスを開始することができる。特定の形態では、例えば、コントローラ838は、「オン/オフ」入力装置の起動をUIプロセッサ836に報告することができ、その結果、発生器800を電力オフ状態へ遷移させるために必要なプロセスシーケンスを実施する。そのような形態では、コントローラ838は、発生器800の電源オン状態が確立された後に、発生器800から電力を排除するための別個の能力を有しないことがある。 In certain forms, when generator 800 is in a “power off” state, controller 838 continues to receive operating power (e.g., via a line from a power source of generator 800, such as power source 854, described below). It's okay. In this manner, controller 838 may continue to monitor an input device (eg, a capacitive touch sensor located on the front panel of generator 800) for turning generator 800 on and off. When generator 800 is in a powered off state, controller 838 may activate the power source (e.g., one or more DC /enables operation of DC voltage converter 856). As a result, controller 838 may initiate a sequence to transition generator 800 to a "power on" state. Conversely, if activation of the "on/off" input device is detected while generator 800 is in the powered-on state, controller 838 may initiate a sequence to transition generator 800 to the powered-off state. I can do it. In certain forms, for example, the controller 838 can report the activation of an "on/off" input device to the UI processor 836, resulting in the process sequence necessary to transition the generator 800 to a powered off state. Implement. In such a configuration, controller 838 may not have a separate ability to remove power from generator 800 after the power-on state of generator 800 is established.

特定の形態では、コントローラ838は、ユーザに電源オン又は電源オフシーケンスが開始されたことを警告するために、発生器800に可聴又は他の感覚的フィードバックを提供させてもよい。そのような警告は、電源オン又は電源オフシーケンスの開始時、及びシーケンスと関連する他のプロセスの開始前に提供されてもよい。 In certain forms, controller 838 may cause generator 800 to provide audible or other sensory feedback to alert the user that a power-on or power-off sequence has begun. Such warnings may be provided at the beginning of a power-on or power-off sequence and before the start of other processes associated with the sequence.

特定の形態では、絶縁段階802は、例えば、外科用器具の制御回路(例えば、ハンドピーススイッチを含む制御回路)と、例えば、論理デバイス816、DSPプロセッサ822、及び/又はUIプロセッサ836などの非絶縁段階804の構成要素との間の、通信インターフェースを提供するために、器具インターフェース回路840を含んでもよい。器具インターフェース回路840は、例えば、IRベースの通信リンクなどの、絶縁段階802と非絶縁段階804との間の好適な程度の電気的絶縁を維持する通信リンクを介して、非絶縁段階804の構成要素と情報を交換することができる。例えば、非絶縁段階804から駆動される絶縁変圧器によって電力供給される低ドロップアウト電圧レギュレータを使用して、器具インターフェース回路840に電力を供給することができる。 In certain forms, the isolation stage 802 includes, for example, control circuitry of the surgical instrument (e.g., control circuitry including a handpiece switch) and non-control circuitry, such as, for example, a logic device 816, a DSP processor 822, and/or a UI processor 836. An instrument interface circuit 840 may be included to provide a communication interface with the components of isolation stage 804. Instrument interface circuit 840 communicates with the configuration of non-isolated stage 804 via a communication link that maintains a suitable degree of electrical isolation between isolated stage 802 and non-isolated stage 804, such as, for example, an IR-based communication link. You can exchange information with elements. For example, a low dropout voltage regulator powered by an isolation transformer driven from non-isolated stage 804 can be used to power instrument interface circuit 840.

一形態では、器具インターフェース回路840は、信号調整回路844と通信している論理回路842(例えば、論理回路、プログラマブル論理回路、PGA、FPGA、PLD)を含むことができる。信号調整回路844は、同一の周波数を有する双極呼掛け信号を生成するために、論理回路842から周期信号(例えば、2kHz方形波)を受信するように構成することができる。呼掛け信号は、例えば、差動増幅器によって供給される双極電流源を使用して発生させることができる。呼掛け信号は、(例えば、発生器800を外科用器具に接続するケーブル内の導電ペアを使用することによって)外科用器具制御回路に通信され、制御回路の状態又は構成を判定するために監視されてもよい。制御回路は、多数のスイッチ、抵抗器、及び/又はダイオードを含んでもよく、制御回路の状態又は構成が1つ以上の特性に基づいて個別に識別可能であるように、呼掛け信号の1つ以上の特性(例えば、振幅、整流)を修正してもよい。一形態では、例えば、信号調整回路844は、呼掛け信号が通過する経路から生じる制御回路の入力にわたって出現する電圧信号のサンプルを生成するための、ADC回路を含むことができる。論理回路842(又は、非絶縁段階804の構成要素)は、次いで、ADC回路サンプルに基づいて、制御回路の状態又は構成を判定することができる。 In one form, instrument interface circuit 840 can include logic circuit 842 (eg, logic circuit, programmable logic circuit, PGA, FPGA, PLD) in communication with signal conditioning circuit 844. Signal conditioning circuit 844 can be configured to receive a periodic signal (eg, a 2 kHz square wave) from logic circuit 842 to generate bipolar interrogation signals having the same frequency. The interrogation signal can be generated using, for example, a bipolar current source provided by a differential amplifier. The interrogation signal is communicated to the surgical instrument control circuit (e.g., by using a conductive pair in a cable connecting the generator 800 to the surgical instrument) and monitored to determine the status or configuration of the control circuit. may be done. The control circuit may include a number of switches, resistors, and/or diodes, such that the state or configuration of the control circuit is individually identifiable based on one or more characteristics of one of the interrogation signals. The above characteristics (eg, amplitude, rectification) may be modified. In one form, for example, the signal conditioning circuit 844 may include an ADC circuit to generate samples of the voltage signal appearing across the input of the control circuit resulting from the path through which the interrogation signal passes. Logic circuit 842 (or a component of non-isolated stage 804) can then determine the state or configuration of the control circuit based on the ADC circuit samples.

一形態では、器具インターフェース回路840は、第1のデータ回路インターフェース846を含んで、論理回路842(又は器具インターフェース回路840のその他の要素)と、外科用器具内に配置される又は別の方法で関連付けられた第1のデータ回路と、の間の情報交換を可能にしてもよい。特定の形態では、例えば、第1のデータ回路は、発生器800を有する特定の外科用器具タイプ又はモデルとインターフェース接続させるために、外科用器具ハンドピースに一体的に取り付けられたケーブル内、又はアダプタ内に配置されてもよい。第1のデータ回路は、任意の好適な方法で実装されてもよく、例えば、第1のデータ回路に関して本明細書に記載されたものを含む任意の好適なプロトコルに従って、発生器と通信してもよい。特定の形態では、第1のデータ回路は、EEPROMデバイスなどの、不揮発性記憶デバイスを含み得る。特定の形態では、第1のデータ回路インターフェース846は、論理回路842とは別個に実装されてもよく、好適な回路(例えば、別個の論理デバイス、プロセッサ)を含み、論理回路842と第1のデータ回路との間の通信を可能にしてもよい。その他の形態では、第1のデータ回路インターフェース846は、論理回路842と一体であってもよい。 In one form, instrument interface circuit 840 includes a first data circuit interface 846 and communicates with logic circuit 842 (or other elements of instrument interface circuit 840) located within a surgical instrument or otherwise. and an associated first data circuit. In certain configurations, for example, the first data circuit is in a cable integrally attached to the surgical instrument handpiece for interfacing with a particular surgical instrument type or model having the generator 800; It may be located within the adapter. The first data circuit may be implemented in any suitable manner, e.g., in communication with the generator according to any suitable protocol, including those described herein with respect to the first data circuit. Good too. In certain forms, the first data circuit may include a non-volatile storage device, such as an EEPROM device. In certain forms, the first data circuit interface 846 may be implemented separately from the logic circuit 842 and include suitable circuitry (e.g., a separate logic device, processor) and interface between the logic circuit 842 and the first data circuit interface 846 . It may also enable communication with data circuits. In other forms, first data circuit interface 846 may be integral to logic circuit 842.

特定の形態では、第1のデータ回路は、第1のデータ回路が関連している特定の外科用器具に関する情報を記憶してもよい。そのような情報は、例えば、モデル番号、シリアル番号、外科用器具が使用された動作数、及び/又は任意の他のタイプの情報を含むことができる。この情報は、器具インターフェース回路840によって(例えば、論理回路842によって)読み出され、出力装置を介したユーザへの提示のため、及び/又は発生器800の機能若しくは動作の制御のために、非絶縁段階804の構成要素(例えば、論理デバイス816、DSPプロセッサ822、及び/又はUIプロセッサ836)に伝達されてもよい。加えて、任意の種類の情報が、第1のデータ回路インターフェース846を介して内部に記憶させるために、(例えば、論理回路842を使用して)第1のデータ回路に通信されてもよい。そのような情報は、例えば、外科用器具が使用された最新の手術数並びに/又はその使用の日付及び/若しくは時間を含んでもよい。 In certain forms, the first data circuit may store information regarding the particular surgical instrument with which the first data circuit is associated. Such information may include, for example, a model number, serial number, number of operations in which the surgical instrument was used, and/or any other type of information. This information is read by instrument interface circuitry 840 (e.g., by logic circuitry 842) for presentation to a user via an output device and/or for control of functionality or operation of generator 800. It may be communicated to components of isolation stage 804 (eg, logic device 816, DSP processor 822, and/or UI processor 836). Additionally, any type of information may be communicated to the first data circuit (eg, using logic circuit 842) for internal storage via first data circuit interface 846. Such information may include, for example, the most recent number of surgeries in which the surgical instrument was used and/or the date and/or time of its use.

上記のように、外科用器具は、器具の互換性及び/又は廃棄性を促進するために、ハンドピースから取り外し可能であってもよい(例えば、多機能型外科用器具は、ハンドピースから取り外し可能であってもよい)。そのような場合、従来の発生器は、使用されている特定の器具構成を認識し、これに対応して制御及び診断プロセスを最適化する能力が制限されている場合がある。しかし、この問題に対処するために、外科用器具に読み取り可能なデータ回路を追加することは、適合性の観点から問題がある。例えば、必要なデータ読み取り機能性を欠く発生器との後方互換性を保つように外科用器具を設計することは、例えば、異なる信号スキーム、設計複雑性及び費用のために、実用的でない場合がある。本明細書で論じられる器具の形態は、既存の外科用器具に実装されてもよいデータ回路を経済的に使用し、外科用器具と最新の発生器プラットフォームとの適合性を維持するための設計変更を最小限にすることによってこれらの懸念に対処する。 As mentioned above, surgical instruments may be removable from the handpiece to facilitate interchangeability and/or disposability of the instruments (e.g., multi-function surgical instruments may be removable from the handpiece). may be possible). In such cases, conventional generators may have limited ability to recognize the particular instrument configuration being used and optimize control and diagnostic processes accordingly. However, adding readable data circuitry to surgical instruments to address this problem is problematic from a compatibility standpoint. For example, it may be impractical to design a surgical instrument to be backward compatible with a generator that lacks the necessary data reading functionality, e.g. due to different signaling schemes, design complexity and expense. be. The instrument configurations discussed herein are designed to economically use data circuitry that may be implemented on existing surgical instruments and maintain compatibility of surgical instruments with modern generator platforms. Address these concerns by minimizing changes.

加えて、発生器800の形態は、器具ベースのデータ回路との通信を可能にしてもよい。例えば、発生器800は、器具(例えば、多機能型外科用器具)内に収容される第2のデータ回路と通信するように構成することができる。いくつかの形態では、第2のデータ回路は、本明細書に記載される第1のデータ回路のものと類似した多くのものに実装されてもよい。器具インターフェース回路840は、この通信を可能にする第2のデータ回路インターフェース848を含むことができる。一形態では、第2のデータ回路インターフェース848は、トライステートデジタルインターフェースを含んでもよいが、他のインターフェースも使用されてもよい。特定の形態では、第2のデータ回路は、一般にデータを送信及び/又は受信するための任意の回路であってもよい。一形態では、例えば、第2のデータ回路は、第2のデータ回路が関連付けられた特定の外科用器具に関する情報を記憶してもよい。そのような情報は、例えば、モデル番号、シリアル番号、外科用器具が使用された動作数、及び/又は任意の他のタイプの情報を含むことができる。 Additionally, the configuration of generator 800 may enable communication with instrument-based data circuitry. For example, generator 800 can be configured to communicate with a second data circuit housed within an instrument (eg, a multi-function surgical instrument). In some forms, the second data circuit may be implemented much like that of the first data circuit described herein. Instrument interface circuit 840 can include a second data circuit interface 848 to enable this communication. In one form, second data circuit interface 848 may include a tri-state digital interface, although other interfaces may also be used. In certain forms, the second data circuit may be any circuit for transmitting and/or receiving data in general. In one form, for example, the second data circuit may store information regarding a particular surgical instrument with which the second data circuit is associated. Such information may include, for example, a model number, serial number, number of operations in which the surgical instrument was used, and/or any other type of information.

いくつかの形態では、第2のデータ回路は、関連する超音波変換器、エンドエフェクタ、又は超音波駆動システムの電気的及び/又は超音波的特性に関する情報を記憶してもよい。例えば、第1のデータ回路は、本明細書に記載されたように、バーンイン周波数スロープを示してもよい。加えて、又は代わりに、第2のデータ回路インターフェース848を介して内部に記憶させるために、第2のデータ回路に任意の種類の情報を通信してもよい(例えば、論理回路842を使用して)。そのような情報は例えば、器具が使用された最新の動作数、並びに/又は、その使用の日付及び/若しくは時間を含んでもよい。特定の形態では、第2のデータ回路は、1つ以上のセンサ(例えば、器具ベースの温度センサ)によって取得されたデータを送信してもよい。特定の形態では、第2のデータ回路は、発生器800からデータを受信し、受信したデータに基づいてユーザにインジケーション(例えば、発光ダイオードのインジケーション又はその他の可視インジケーション)を提供してもよい。 In some forms, the second data circuit may store information regarding electrical and/or ultrasound characteristics of an associated ultrasound transducer, end effector, or ultrasound drive system. For example, the first data circuit may exhibit a burn-in frequency slope as described herein. Additionally or alternatively, any type of information may be communicated to the second data circuit for internal storage via the second data circuit interface 848 (e.g., using logic circuit 842). hand). Such information may include, for example, the most recent number of operations in which the instrument was used, and/or the date and/or time of its use. In certain forms, the second data circuit may transmit data acquired by one or more sensors (eg, an instrument-based temperature sensor). In certain forms, the second data circuit receives data from the generator 800 and provides an indication (e.g., a light emitting diode indication or other visual indication) to a user based on the received data. Good too.

特定の形態では、第2のデータ回路及び第2のデータ回路インターフェース848は、論理回路842と第2のデータ回路との間の通信を、この目的のための追加的な導体(例えば、ハンドピースを発生器800に接続するケーブルの専用導体)の提供を必要とせずにもたらすことができるように、構成することができる。一形態では、例えば、使用される導体のうちの1つが、信号調整回路844からハンドピース内の制御回路へ呼掛け信号を送信するなど、既存のケーブル配線上に実装されたワンワイヤバス通信方式を使用して、第2のデータ回路との間で情報を通信することができる。このようにして、元来必要とされる場合がある外科用器具への設計変更又は修正は、最小化されるか又は低減される。更に、一般的な物理的チャネル上で実施される異なる種類の通信を周波数帯域分離することができるため、第2のデータ回路の存在は、必要なデータ読み取り機能を有しない発生器にとって「不可視」であり、したがって、外科用器具の後方互換性を可能にする。 In certain forms, the second data circuit and second data circuit interface 848 facilitates communication between the logic circuit 842 and the second data circuit through additional conductors for this purpose (e.g., a hand piece). can be provided without requiring the provision of a dedicated conductor (of a cable connecting to the generator 800). In one form, one wire bus communication scheme is implemented over existing cabling, for example, one of the conductors used transmits an interrogation signal from signal conditioning circuit 844 to control circuitry within the handpiece. can be used to communicate information to and from a second data circuit. In this way, design changes or modifications to the surgical instrument that may otherwise be required are minimized or reduced. Furthermore, the presence of the second data circuit is "invisible" to generators that do not have the necessary data reading capabilities, since different types of communications carried out on a common physical channel can be separated in frequency bands. , thus allowing backward compatibility of surgical instruments.

特定の形態では、絶縁段階802は、直流電流が患者を通るのを防ぐために、駆動信号出力部810bに接続された、少なくとも1つのブロッキングコンデンサ850-1を含んでもよい。単一のブロッキングコンデンサは、例えば、医学的規制又は基準に準拠することが必要とされる場合がある。単一コンデンサ設計における故障は比較的稀であるが、それでもなおそのような故障は否定的な結果をもたらす恐れがある。一形態では、第2のブロッキングコンデンサ850-2は、ブロッキングコンデンサ850-1と直列で提供されてもよく、ブロッキングコンデンサ850-1と850-2との間の点からの電流漏洩が、例えば、漏れ電流により誘発される電圧をサンプリングするために、ADC回路852によって監視される。サンプルは、例えば、論理回路842によって受信されてもよい。(電圧サンプルによって示されるような)漏れ電流の変化に基づいて、発生器800は、ブロッキングコンデンサ850-1、850-2のうちの少なくとも1つが故障したときを判定して、したがって、単一の故障点を有する単一コンデンサ設計に勝る利点を提供することができる。 In certain forms, isolation stage 802 may include at least one blocking capacitor 850-1 connected to drive signal output 810b to prevent direct current from passing through the patient. A single blocking capacitor may be required, for example, to comply with medical regulations or standards. Although failures in single capacitor designs are relatively rare, such failures can still have negative consequences. In one form, a second blocking capacitor 850-2 may be provided in series with blocking capacitor 850-1 such that current leakage from a point between blocking capacitors 850-1 and 850-2, e.g. It is monitored by an ADC circuit 852 to sample the voltage induced by leakage current. The samples may be received by logic circuit 842, for example. Based on the change in leakage current (as indicated by the voltage sample), the generator 800 determines when at least one of the blocking capacitors 850-1, 850-2 has failed and therefore It can provide advantages over single capacitor designs with failure points.

特定の形態では、非絶縁段階804は、好適な電圧及び電流でDC電力を送達するための電源854を含むことができる。電源は、例えば、48VDCシステム電圧を送達するための、400W電源を含み得る。電源854は、電源の出力を受信して発生器800の様々な構成要素によって必要とされる電圧及び電流でDC出力を生成するための1つ以上のDC/DC電圧変換器856を更に備えることができる。コントローラ838と関連して上述したように、DC/DC電圧変換器856のうちの1つ以上は、ユーザによる「オン/オフ」入力装置の起動がコントローラ838によって検出されたときにコントローラ838から入力を受信し、DC/DC電圧変換器856の動作を可能にする又はそれを起動させることができる。 In certain forms, non-isolated stage 804 can include a power source 854 for delivering DC power at a suitable voltage and current. The power supply may include, for example, a 400W power supply to deliver a 48VDC system voltage. The power supply 854 further comprises one or more DC/DC voltage converters 856 for receiving the output of the power supply and producing a DC output at the voltages and currents required by the various components of the generator 800. I can do it. As described above in connection with controller 838, one or more of DC/DC voltage converters 856 receive input from controller 838 when activation of an "on/off" input device by a user is detected by controller 838. may be received and enable or activate operation of the DC/DC voltage converter 856.

図59は、発生器800(図58)の一形態である発生器900の一例を示す。発生器900は、複数のエネルギーモダリティを外科用器具に送達するように構成されている。発生器900は、エネルギーを外科用器具に送達するためのRF信号及び超音波信号を単独で又は同時にのいずれかで提供する。RF信号及び超音波信号は、単独で、又は組み合わせて提供されてもよく、また同時に提供されてもよい。上述したように、少なくとも1つの発生器出力部は、単一のポートを通して複数のエネルギーモダリティ(例えば、とりわけ超音波、双極若しくは単極RF、不可逆及び/若しくは可逆電気穿孔法、並びに/又はマイクロ波エネルギー)を送達することができ、これらの信号は、組織を治療するために個別に又は同時にエンドエフェクタに送達することができる。 FIG. 59 shows an example of a generator 900, which is a form of generator 800 (FIG. 58). Generator 900 is configured to deliver multiple energy modalities to a surgical instrument. Generator 900 provides RF and ultrasound signals, either alone or simultaneously, for delivering energy to a surgical instrument. The RF signal and ultrasound signal may be provided alone, in combination, or simultaneously. As mentioned above, at least one generator output can transmit multiple energy modalities (e.g., ultrasound, bipolar or monopolar RF, irreversible and/or reversible electroporation, and/or microwave, among others) through a single port. These signals can be delivered to the end effector individually or simultaneously to treat tissue.

発生器900は、波形発生器904に連結されたプロセッサ902を備える。プロセッサ902及び波形発生器904は、プロセッサ902に連結されたメモリに記憶された情報(開示を明瞭にするために示されず)に基づいて、様々な信号波形を発生するように構成されている。波形に関連するデジタル情報は、デジタル入力をアナログ出力に変換するために1つ以上のDAC回路を含む波形発生器904に提供される。アナログ出力は、信号調節及び増幅のために、増幅器1106に供給される。増幅器906の調節され増幅された出力は、電力変圧器908に連結される。信号は、電力変圧器908を横断して患者絶縁側にある二次側に連結される。第1のエネルギーモダリティの第1の信号は、ENERGY1及びRETURNとラベルされた端子間の外科用器具に提供される。第2のエネルギーモダリティの第2の信号は、コンデンサ910にわたって連結され、ENERGY2及びRETURNとラベルされた端子間の外科用器具に提供される。3つ以上のエネルギーモダリティが出力されてもよく、したがって添え字「n」は、最大n個のENERGYn端子が提供され得ることを表示するために使用することができ、このnは、2以上の正の整数であることが理解されよう。最大「n」個のリターンパス(RETURNn)が、本開示の範囲から逸脱することなく提供されてもよいことも理解されよう。 Generator 900 includes a processor 902 coupled to a waveform generator 904. Processor 902 and waveform generator 904 are configured to generate various signal waveforms based on information stored in a memory coupled to processor 902 (not shown for clarity of disclosure). Digital information related to the waveform is provided to a waveform generator 904 that includes one or more DAC circuits to convert digital inputs to analog outputs. The analog output is provided to amplifier 1106 for signal conditioning and amplification. The conditioned and amplified output of amplifier 906 is coupled to power transformer 908. The signal is coupled across power transformer 908 to the secondary side on the patient isolation side. A first signal of a first energy modality is provided to the surgical instrument between terminals labeled ENERGY1 and RETURN. A second signal of a second energy modality is coupled across capacitor 910 and provided to the surgical instrument between terminals labeled ENERGY2 and RETURN. More than two energy modalities may be output, so the subscript "n" may be used to indicate that up to n ENERGYn terminals may be provided, where n is equal to or greater than two. It will be understood that it is a positive integer. It will also be appreciated that up to "n" return paths (RETURNn) may be provided without departing from the scope of this disclosure.

第1の電圧感知回路912は、ENERGY1及びRETURNパスとラベルされた端子にわたって連結され、それらの間の出力電圧を測定する。第2の電圧感知回路924は、ENERGY2及びRETURNパスとラベルされた端子にわたって連結され、それらの間の出力電圧を測定する。電流感知回路914は、いずれかのエネルギーモダリティの出力電流を測定するために、図示される電力変圧器908の二次側のRETURN区間と直列に配設される。異なるリターンパスが各エネルギーモダリティに対して提供される場合、別個の電流感知回路が、各リターン区間で提供されねばならない。第1の電圧感知回路912及び第2の電圧感知回路924の出力が対応の絶縁変圧器916、922に提供され、電流感知回路914の出力は、別の絶縁変圧器918に提供される。電力変圧器908の一次側(非患者絶縁側)上における絶縁変圧器916、928、922の出力は、1つ以上のADC回路926に提供される。ADC回路926のデジタル化された出力は、更なる処理及び計算のためにプロセッサ902に提供される。出力電圧及び出力電流のフィードバック情報は、外科用器具に提供される出力電圧及び電流を調整するために、またいくつかあるパラメータの中で出力インピーダンスを計算するために使用することができる。プロセッサ902と患者絶縁回路との間の入力/出力通信は、インターフェース回路920を介して提供される。センサもまた、インターフェース回路920を介してプロセッサ902と電気通信してもよい。 A first voltage sensing circuit 912 is coupled across the terminals labeled ENERGY1 and RETURN paths and measures the output voltage therebetween. A second voltage sensing circuit 924 is coupled across the terminals labeled ENERGY2 and RETURN paths to measure the output voltage therebetween. A current sensing circuit 914 is placed in series with the RETURN section of the secondary of the illustrated power transformer 908 to measure the output current of either energy modality. If different return paths are provided for each energy modality, separate current sensing circuits must be provided for each return leg. The outputs of the first voltage sensing circuit 912 and the second voltage sensing circuit 924 are provided to corresponding isolation transformers 916, 922, and the output of the current sensing circuit 914 is provided to another isolation transformer 918. The outputs of isolation transformers 916 , 928 , 922 on the primary side (non-patient isolated side) of power transformer 908 are provided to one or more ADC circuits 926 . The digitized output of ADC circuit 926 is provided to processor 902 for further processing and calculations. The output voltage and output current feedback information can be used to adjust the output voltage and current provided to the surgical instrument and to calculate the output impedance, among other parameters. Input/output communication between processor 902 and patient isolation circuitry is provided via interface circuitry 920. Sensors may also be in electrical communication with processor 902 via interface circuitry 920.

一態様では、インピーダンスは、ENERGY1/RETURNとラベルされた端子にわたって連結された第1の電圧感知回路912又はENERGY2/RETURNとラベルされた端子にわたって連結された第2の電圧感知回路924のいずれかの出力を、電力変圧器908の二次側のRETURN区間と直列に配置された電流感知回路914の出力で割ることによって、プロセッサ902により判定されてもよい。第1の電圧感知回路912及び第2の電圧感知回路924の出力は、個別の絶縁変圧器916、922に提供され、電流感知回路914の出力は、別の絶縁変圧器916に提供される。ADC回路926からのデジタル化された電圧及び電流感知測定値は、インピーダンスを計算するためにプロセッサ902に提供される。一例として、第1のエネルギーモダリティENERGY1は、超音波エネルギーであってもよく、第2のエネルギーモダリティENERGY2は、RFエネルギーであってもよい。それでも、超音波エネルギーモダリティ及び双極又は単極RFエネルギーモダリティに加えて、他のエネルギーモダリティには、数ある中でも不可逆並びに/又は可逆電気穿孔法及び/若しくはマイクロ波エネルギーが挙げられる。また、図59に例示された例は、単一の戻り経路RETURNが2つ以上のエネルギーモダリティに提供されてもよいことを示しているが、他の態様では、複数の戻り経路RETURNnが、各エネルギーモダリティENERGYnに提供されてもよい。したがって、本明細書に記載されるように、超音波変換器のインピーダンスは、第1の電圧感知回路912の出力を電流感知回路914で割ることによって測定されてもよく、組織のインピーダンスは、第2の電圧感知回路924の出力を電流感知回路914で割ることによって測定されてもよい。 In one aspect, the impedance is of either the first voltage sensing circuit 912 coupled across the terminal labeled ENERGY1/RETURN or the second voltage sensing circuit 924 coupled across the terminal labeled ENERGY2/RETURN. The output may be determined by the processor 902 by dividing the output by the output of a current sensing circuit 914 placed in series with the RETURN section of the secondary side of the power transformer 908 . The outputs of the first voltage sensing circuit 912 and the second voltage sensing circuit 924 are provided to separate isolation transformers 916, 922, and the output of the current sensing circuit 914 is provided to another isolation transformer 916. Digitized voltage and current sensing measurements from ADC circuit 926 are provided to processor 902 to calculate impedance. As an example, the first energy modality ENERGY1 may be ultrasound energy and the second energy modality ENERGY2 may be RF energy. Nevertheless, in addition to ultrasound energy modalities and bipolar or unipolar RF energy modalities, other energy modalities include irreversible and/or reversible electroporation and/or microwave energy, among others. Also, while the example illustrated in FIG. 59 shows that a single return path RETURN may be provided to more than one energy modality, in other aspects multiple return paths RETURNn may be provided for each The energy modality ENERGYn may be provided. Thus, as described herein, the impedance of the ultrasound transducer may be measured by dividing the output of the first voltage sensing circuit 912 by the current sensing circuit 914, and the impedance of the tissue is determined by dividing the output of the first voltage sensing circuit 912 by the current sensing circuit 914. It may be measured by dividing the output of two voltage sensing circuits 924 by the current sensing circuit 914.

図59に示すように、少なくとも1つの出力ポートを含む発生器900は、実行される組織の処置の種類に応じて、電力を、例えば、とりわけ、超音波、双極若しくは単極RF、不可逆及び/若しくは可逆電気穿孔法、並びに/又はマイクロ波エネルギーなどの1つ以上のエネルギーモダリティの形態でエンドエフェクタに提供するために単一の出力部を有し、かつ複数のタップを有する電力変圧器908を含むことができる。例えば、発生器900は、単極又は双極RF電気外科用電極のいずれかを用いて、超音波変換器を駆動するために高電圧かつ低電流で、組織封止のためのRF電極を駆動するために低電圧かつ高電流で、又はスポット凝固のための凝固波形で、エネルギーを送達することができる。発生器900からの出力波形は、周波数を外科用器具のエンドエフェクタに提供するために、誘導、切り替え、又はフィルタリングされ得る。超音波変換器の発生器900の出力部への接続部は、好ましくは、図59に示したENERGY1とラベルされた出力部とRETURNとラベルされた出力部との間に位置するであろう。一実施例では、RF双極電極の発生器900の出力部への接続部は、好ましくは、ENERGY2とラベルされた出力部とRETURNとラベルされた出力部との間に位置するであろう。単極出力の場合、好ましい接続部は、ENERGY2出力部及びRETURN出力部に接続された好適なリターンパッドへの活性電極(例えば、ペンシル型又は他のプローブ)であろう。 As shown in FIG. 59, the generator 900, which includes at least one output port, can provide power depending on the type of tissue treatment to be performed, such as ultrasound, bipolar or monopolar RF, irreversible and/or or a power transformer 908 having a single output and having multiple taps to provide one or more energy modalities, such as reversible electroporation and/or microwave energy, to an end effector. can be included. For example, the generator 900 drives RF electrodes for tissue sealing with high voltage and low current to drive an ultrasound transducer using either monopolar or bipolar RF electrosurgical electrodes. Energy can be delivered at low voltage and high current for spot coagulation or in a coagulation waveform for spot coagulation. The output waveform from generator 900 may be guided, switched, or filtered to provide a frequency to an end effector of a surgical instrument. The connection of the ultrasonic transducer to the output of the generator 900 will preferably be located between the output labeled ENERGY1 and the output labeled RETURN shown in FIG. In one embodiment, the connection of the RF bipolar electrode to the output of generator 900 will preferably be located between the output labeled ENERGY2 and the output labeled RETURN. For unipolar outputs, the preferred connection would be an active electrode (eg, a pencil or other probe) to a suitable return pad connected to the ENERGY2 output and the RETURN output.

更なる詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、「TECHNIQUES FOR OPERATING GENERATOR FOR DIGITALLY GENERATING ELECTRICAL SIGNAL WAVEFORMS AND SURGICAL INSTRUMENTS」と題する2017年3月30日公開の米国特許出願公開第2017/0086914号に開示されている。 Further details may be found in TECHNIQUES FOR OPERATING GENERATOR FOR DIGITALLY GENERATING ELECTRICAL SIGNAL WAVEFORMS AND SURGICAL INST, which is incorporated herein by reference in its entirety. U.S. Patent Application Publication No. 2017/0086914 published March 30, 2017 entitled “RUMENTS” Disclosed in the issue.

本説明全体で使用される用語「無線」及びその派生語は、非固体媒体を介して変調電磁放射線の使用を通じてデータを通信し得る回路、装置、システム、方法、技術、通信チャネルなどを説明するために使用されてもよい。この用語は、関連する装置がいかなる有線も含まないことを意味するものではないが、一部の態様では、それらは存在しない可能性がある。通信モジュールは、Wi-Fi(IEEE802.11ファミリー)、WiMAX(IEEE802.16ファミリー)、IEEE802.20、ロング・ターム・エボリューション(LTE)、Ev-DO、HSPA+、HSDPA+、HSUPA+、EDGE、GSM、GPRS、CDMA、TDMA、DECT、Bluetooth、これらのイーサネット派生物、のみならず3G、4G、5G、及びそれ以降と指定される任意の他の無線及び有線プロトコルが挙げられるがこれらに限定されない多数の無線又は有線通信規格又はプロトコルのうちのいずれかを実装してもよい。コンピューティングモジュールは、複数の通信モジュールを含んでもよい。例えば、第1の通信モジュールは、Wi-Fi及びBluetoothなどの短距離無線通信専用であってもよく、第2の通信モジュールは、GPS、EDGE、GPRS、CDMA、WiMAX、LTE、Ev-DOなどの長距離無線通信専用であってもよい。 As used throughout this description, the term "wireless" and its derivatives describe any circuit, device, system, method, technique, communication channel, etc. that may communicate data through the use of modulated electromagnetic radiation through a non-solid medium. may be used for This term does not imply that the associated equipment does not include any wires, although in some aspects they may not be present. Communication modules include Wi-Fi (IEEE802.11 family), WiMAX (IEEE802.16 family), IEEE802.20, Long Term Evolution (LTE), Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPRS , CDMA, TDMA, DECT, Bluetooth, their Ethernet derivatives, as well as any other wireless and wired protocols designated as 3G, 4G, 5G, and beyond. or may implement any of the wired communication standards or protocols. A computing module may include multiple communication modules. For example, the first communication module may be dedicated to short-range wireless communications such as Wi-Fi and Bluetooth, and the second communication module may be dedicated to short-range wireless communications such as Wi-Fi and Bluetooth, and the second communication module may be dedicated to short-range wireless communications such as It may also be used exclusively for long-distance wireless communications.

本明細書で使用するとき、プロセッサ又は処理ユニットは、いくつかの外部データソース、通常はメモリ又はなんらかの他のデータストリーム上で動作を実行する電子回路である。この用語は、本明細書では、多くの専用「プロセッサ」を組み合わせたシステム又はコンピュータシステム(特にシステムオンチップ(SoC))内の中央プロセッサ(中央処理ユニット)を指すために使用される。 As used herein, a processor or processing unit is an electronic circuit that performs operations on some external data source, usually memory or some other data stream. This term is used herein to refer to a central processor (central processing unit) within a system or computer system (particularly a system-on-chip (SoC)) that combines a number of dedicated "processors".

本明細書で使用するとき、チップ上のシステム又はシステムオンチップ(SoC又はSOC)は、コンピュータ又は他の電子システムの全ての構成要素を統合する集積回路(「IC」又は「チップ」としても知られる)である。これは、デジタル、アナログ、混合信号、及び多くの場合は高周波数機能を、全て単一の基材上に含むことができる。SoCは、マイクロコントローラ(又はマイクロプロセッサ)を、グラフィックス処理ユニット(GPU)、Wi-Fiモジュール、又はコプロセッサなどの最新の周辺装置と統合する。SoCは、内蔵メモリを含んでもよく、含まなくてもよい。 As used herein, a system on a chip or system on a chip (SoC or SOC) refers to an integrated circuit (also known as an "IC" or "chip") that integrates all the components of a computer or other electronic system. ). This can include digital, analog, mixed signal, and often high frequency functionality, all on a single substrate. SoCs integrate microcontrollers (or microprocessors) with modern peripherals such as graphics processing units (GPUs), Wi-Fi modules, or coprocessors. The SoC may or may not include built-in memory.

本明細書で使用するとき、マイクロコントローラ又はコントローラは、マイクロプロセッサを周辺回路及びメモリと統合するシステムである。マイクロコントローラ(又はマイクロコントローラユニットのMCU)は、単一の集積回路上の小型コンピュータとして実装されてもよい。これはSoCと同様であってもよく、SoCは、その構成要素の1つとしてマイクロコントローラを含み得る。マイクロコントローラは、1つ以上のコア処理ユニット(CPU)と共にメモリ及びプログラム可能な入力/出力周辺機器を収容することができる。強誘電性のRAM、NORフラッシュ、又はOTP ROMの形態のプログラムメモリ、及び少量のRAMもまた、チップ上にしばしば含まれる。マイクロコントローラは、パーソナルコンピュータ又は様々な個別のチップで構成された他の汎用用途で使用されるマイクロプロセッサとは対照的に、組み込み型用途用に採用され得る。 As used herein, a microcontroller or controller is a system that integrates a microprocessor with peripheral circuitry and memory. A microcontroller (or microcontroller unit MCU) may be implemented as a miniature computer on a single integrated circuit. This may be similar to an SoC, which may include a microcontroller as one of its components. A microcontroller can house one or more core processing units (CPUs) as well as memory and programmable input/output peripherals. Program memory in the form of ferroelectric RAM, NOR flash, or OTP ROM, and small amounts of RAM are also often included on the chip. Microcontrollers may be employed for embedded applications, as opposed to microprocessors used in personal computers or other general purpose applications made up of various individual chips.

本明細書で使用するとき、コントローラ又はマイクロコントローラという用語は、周辺装置とインターフェースするスタンドアロンIC又はチップ装置であってもよい。これは、その装置の動作(及び装置との接続)を管理する外部装置上のコンピュータ又はコントローラの2つの部分間の連結部であってもよい。 As used herein, the term controller or microcontroller may be a standalone IC or chip device that interfaces with peripheral devices. This may be a link between the two parts of a computer or controller on an external device that manages the operation of (and the connection to) the device.

本明細書で説明されるプロセッサ又はマイクロコントローラはいずれも、Texas Instruments製のARM Cortexの商品名で知られているものなど、任意のシングルコア又はマルチコアプロセッサであってもよい。一態様では、プロセッサは、例えば、その詳細が製品データシートで入手可能である、最大40MHzの256KBのシングルサイクルフラッシュメモリ若しくは他の不揮発性メモリのオンチップメモリ、性能を40MHz超に改善するためのプリフェッチバッファ、32KBのシングルサイクルシリアルランダムアクセスメモリ(SRAM)、StellarisWare(登録商標)ソフトウェアを搭載した内部読み出し専用メモリ(ROM)、2KBの電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ(EEPROM)、1つ以上のパルス幅変調(PWM)モジュール、1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つ以上の12ビットアナログ-デジタル変換器(ADC)を含む、Texas Instrumentsから入手可能なLM4F230H5QR ARM Cortex-M4Fプロセッサコアであってもよい。 Any processor or microcontroller described herein may be any single-core or multi-core processor, such as that known under the trade name ARM Cortex from Texas Instruments. In one aspect, the processor includes on-chip memory, e.g., 256 KB of single-cycle flash memory or other non-volatile memory up to 40 MHz, details of which are available in the product data sheet, to improve performance above 40 MHz. a prefetch buffer, 32 KB of single-cycle serial random access memory (SRAM), internal read-only memory (ROM) with StellarisWare® software, 2 KB of electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), one or more Available from Texas Instruments, including a pulse width modulation (PWM) module, one or more quadrature encoder input (QEI) analog, and one or more 12-bit analog-to-digital converter (ADC) with 12 analog input channels It may be a LM4F230H5QR ARM Cortex-M4F processor core.

一態様では、プロセッサは、同じくTexas Instruments製のHercules ARM Cortex R4の商品名で知られるTMS570及びRM4xなどの2つのコントローラ系ファミリーを含む安全コントローラを含んでもよい。安全コントローラは、拡張性のある性能、接続性、及びメモリの選択肢を提供しながら、高度な集積型安全機構を提供するために、中でも特に、IEC61508及びISO26262の安全限界用途専用に構成されてもよい。 In one aspect, the processor may include a safety controller that includes two controller family families, such as TMS570 and RM4x, also known by the Hercules ARM Cortex R4 trade names from Texas Instruments. The safety controller can be configured specifically for IEC61508 and ISO26262 safety limit applications, among other things, to provide advanced integrated safety mechanisms while offering scalable performance, connectivity, and memory options. good.

モジュール式装置は、外科用ハブ内に受容可能な(例えば図41及び図48に関連して説明される)モジュールと、対応する外科用ハブと接続又はペアリングするために様々なモジュールに接続することができる外科用装置又は器具と、を含む。モジュール式装置としては、例えば、インテリジェント外科用器具、医療用撮像装置、吸引/灌注装置、排煙器、エネルギー発生器、ベンチレータ、吸入器、及びディスプレイが挙げられる。本明細書に記載されるモジュール式装置は、制御アルゴリズムによって制御することができる。制御アルゴリズムは、モジュール式装置自体上で、特定のモジュール式装置がペアリングされる外科用ハブ上で、又はモジュール式装置及び外科用ハブの両方の上で(例えば、分散コンピューティングアーキテクチャを介して)、実行され得る。いくつかの例示では、モジュール式装置の制御アルゴリズムは、モジュール式装置自体によって(すなわち、モジュール式装置内の、モジュール式装置上の、又はモジュール式装置に接続されたセンサによって)感知されたデータに基づいて装置を制御する。このデータは、手術中の患者(例えば、組織特性又は送気圧)又はモジュール式装置自体(例えば、前進するナイフの速度、モータ電流、又はエネルギーレベル)に関連し得る。例えば、外科用ステープル留め及び切断器具の制御アルゴリズムは、ナイフが前進する際にナイフが遭遇する抵抗に基づき、器具のモータが組織を貫いてそのナイフを駆動させる速度を制御することができる。 The modular device connects to various modules for connection or pairing with a module receivable within the surgical hub (e.g., as described in connection with FIGS. 41 and 48) and a corresponding surgical hub. and a surgical device or instrument that can be used. Modular devices include, for example, intelligent surgical instruments, medical imaging devices, suction/irrigation devices, smoke evacuators, energy generators, ventilators, inhalers, and displays. The modular devices described herein can be controlled by a control algorithm. Control algorithms may be implemented on the modular device itself, on the surgical hub to which a particular modular device is paired, or on both the modular device and the surgical hub (e.g., via a distributed computing architecture). ), can be executed. In some examples, a control algorithm for a modular device relies on data sensed by the modular device itself (i.e., by sensors within, on, or connected to the modular device). control the device based on This data may be related to the patient during surgery (eg, tissue properties or air pressure) or to the modular device itself (eg, advancing knife speed, motor current, or energy level). For example, a control algorithm for a surgical stapling and cutting instrument can control the speed at which the instrument's motor drives the knife through tissue based on the resistance the knife encounters as it advances.

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判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。情報は、実行されている処置の種類、手術されている組織の種類、又は処置の対象である体腔を含むことができる。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、かつ外科処置の過程でコンテキスト化した情報又は提案を外科医に提供す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)を制御する方法を改善することができる。
Situational Awareness Situational awareness is the ability of some aspects of a surgical system to determine or infer information relevant to a surgical procedure from data received from a database and/or instruments. The 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 allows the surgical system to, for example, connect modular devices (e.g., robotic arms and/or tools) can be improved.

ここで図60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. 60, a timeline 5200 is shown illustrating situational awareness of a hub, such as surgical hub 106 or 206, for example. Timeline 5200 is an exemplary surgical procedure and the context information that the surgical hub 106, 206 may derive from the data it receives from the data sources at each step of the surgical procedure. Time line 5200 is taken by nurses, surgeons, and other medical personnel during the course of a segmental lung resection surgery, starting with setting up the operating room and ending with transferring the patient to the post-operative recovery room. A typical process is shown below.

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行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 surgical hub 106, 206 sources data including data generated each time a medical personnel uses a modular device paired with the surgical hub 106, 206 throughout the course of a surgical procedure. Receive from. The surgical hub 106, 206 receives this data from paired modular devices and other data sources, and receives new data such as which steps of the procedure are being performed at any given time. Once performed, inferences (i.e., contextual information) regarding the ongoing procedure can be continuously derived. The situational awareness system of the surgical hub 106, 206 may, for example, record data regarding a procedure to generate a report, verify steps being taken by medical personnel, or record data that may be related to a particular procedure step. providing prompts (e.g., via a display screen), adjusting the modular device based on context (e.g., activating a monitor, adjusting the field of view (FOV) of a medical imaging device, or ultrasonic surgical (such as changing the energy level of the instrument or RF electrosurgical instrument), and any other such actions described above.

この例示的な処置における第1の工程5202として、病院職員は、病院のEMRデータベースから患者の電子医療記録(Electronic Medical Record、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。 As a first step 5202 in this exemplary procedure, hospital personnel retrieve the patient's electronic medical record (EMR) from the hospital's EMR database. Based on selected patient data in the EMR, the surgical hub 106, 206 determines that the procedure to be performed is a thoracic procedure.

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 the second step 5204, personnel scan incoming medical supplies for treatment. The surgical hub 106, 206 cross-references the scanned supplies with a list of supplies utilized in various types of procedures to ensure that the mix of supplies corresponds to the thoracic procedure. Additionally, the surgical hub 106, 206 may also determine that the procedure is not a wedge procedure (incoming supplies do not include certain supplies required for a thoracic wedge procedure, or otherwise (because they are either not compatible with cuneiform procedures).

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 third step 5206, the medical personnel scans the patient's band via a scanner communicatively connected to the surgical hub 106, 206. The surgical hub 106, 206 can then verify the patient's identity based on the scanned data.

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、外科チームが実行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行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 the fourth step 5208, medical staff turns on the auxiliary device. The auxiliary equipment utilized may vary according to the type of surgical procedure and the technique used by the surgeon, but in this illustrative case these include a smoke evacuation device, an inhaler, and a medical imaging device. Once activated, an auxiliary device that is a modular device may automatically pair with a surgical hub 106, 206 located within a particular proximity of the modular device as part of its initialization process. . The surgical hub 106, 206 can then derive contextual information regarding the surgical procedure by detecting the type of modular device with which it is paired during this pre-operative or initialization phase. In this particular example, the surgical hub 106, 206 determines that the surgical procedure is a VATS procedure based on this particular combination of paired modular devices. Based on a combination of data from the patient's EMR, the list of medical supplies used in the procedure, and the type of modular equipment that connects to the hub, the surgical hub 106, 206 generally determines the particular procedure that the surgical team will perform. It can be estimated. Once the surgical hub 106, 206 knows what particular procedure is being performed, the surgical hub 106, 206 can then read the steps of that procedure from memory or from the cloud and then connect Data subsequently received from data sources (e.g., modular devices and patient monitoring devices) can be cross-referenced to infer which steps of the surgical procedure the surgical team is performing.

第5の工程5210では、職員は、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 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. When the surgical hub 106, 206 begins receiving data from the patient monitoring device, the surgical hub 106, 206 confirms that the patient is in the operating room.

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 the sixth step 5212, the medical personnel induces anesthesia in the patient. The surgical hub 106, 206 may determine that the patient is under anesthesia based on data from the modular device and/or patient monitoring equipment, including, for example, EKG data, blood pressure data, ventilator data, or a combination thereof. It can be estimated. Upon completion of the sixth step 5212, the preoperative portion of the lung segmentectomy surgery is complete and the surgical portion begins.

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 the seventh step 5214, the patient's lung being manipulated is collapsed (while ventilation is switched to the contralateral lung). The surgical hub 106, 206 may, for example, infer from the ventilator data that the patient's lung has collapsed. The surgical hub 106, 206 can compare the detected collapse of the patient's lungs to the expected steps of the procedure (which can be accessed or read out in advance) so that the surgical portion of the procedure is It can be estimated that this has started, thereby determining that collapsing the lung is the first surgical step in this particular procedure.

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、実行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40)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行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てもよい。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。別の実施例として、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。更に別の実施例として、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 eighth step 5216, a medical imaging device (eg, a scope) is inserted and video footage from the medical imaging device is initiated. The surgical hub 106, 206 receives medical imaging device data (ie, video or image data) through a connection to the medical imaging device. Upon receiving the medical imager data, the surgical hub 106, 206 may determine that the laparoscopic portion of the surgical procedure has begun. Additionally, the surgical hub 106, 206 may determine that the particular procedure being performed is a segmentectomy as opposed to a lobectomy (based on data received in the second step 5204 of the procedure). Note that the wedge-shaped procedure is already discounted by the surgical hub 106, 206). Data from the medical imaging device 124 (FIG. 40) is used (i.e., activated and among many different methods, including by monitoring the number (or medical imaging devices) that are paired with the surgical hub 106, 206; and by monitoring the type of visualization device being used. may be used to determine context information regarding the type of procedure being performed. For example, one technique for performing a VATS lobectomy places the camera above the diaphragm in the anteroinferior corner of the patient's thoracic cavity, whereas one technique for performing a VATS segmentectomy places the camera is placed in the anterior intercostal position relative to the segmental fissure. For example, using pattern recognition or machine learning techniques, a situational awareness system can be trained to recognize the location of a medical imaging device based on visualization of the patient's anatomy. As another example, one technique for performing a VATS lobectomy utilizes a single medical imaging device, while another technique for performing a VATS segmentectomy utilizes multiple cameras. . As yet another example, one technique for performing a VATS segmentectomy uses an infrared light source (which may be communicatively coupled to the surgical hub as part of the visualization system) to visualize the segmental cleft. However, this is not used in VATS lobectomy. By tracking any or all of this data from medical imaging devices, the surgical hub 106, 206 can determine whether the surgical hub 106, 206 is performing a particular type of surgical procedure and/or is being used for a particular type of surgical procedure. technology can be determined.

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 surgical hub 106, 206 receives data from the RF or ultrasound generator indicating that the energy instrument is being fired, and therefore infers that the surgeon is in the process of dissecting and separating the patient's lungs. I can do it. The surgical hub 106, 206 cross-references the received data with the readout steps of the surgical procedure to determine the energy being delivered at this point in the process (i.e., after the steps of the procedure described above are completed). It can be determined that the instrument is compatible with the cutting process. In certain examples, the energy instrument may be an energy tool attached to a robotic arm of a robotic surgical system.

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。 In a tenth step 5220, the surgical team proceeds to the ligation step of the procedure. The surgical hub 106, 206 receives data from the surgical stapling and cutting instruments indicating that the instruments are being fired, so it can assume that the surgeon is ligating the artery and vein. Similar to the previous step, the surgical hub 106, 206 can derive this estimate by cross-referencing the receipt of data from the surgical stapling and cutting instruments with steps in the process that have been read out. . In certain examples, the surgical instrument may be a surgical tool attached to a robotic arm of a robotic surgical system.

第11の工程5222では、処置の区域切除部分が実行される。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 eleventh step 5222, the segmental excision portion of the procedure is performed. The surgical hub 106, 206 can estimate that the surgeon is transecting parenchymal tissue based on data from the surgical stapling and cutting instruments, including data from the cartridge. Cartridge data can correspond, for example, to the size or type of staples fired by the instrument. Because different types of staples are utilized on different types of tissue, the cartridge data can indicate the type of tissue being stapled and/or transected. In this case, the type of staple fired is used in the parenchymal tissue (or other similar tissue type) so that the surgical hub 106, 206 can assume that the segmental resection portion of the procedure is being performed. I can do it.

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行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(単数又は複数)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 twelfth step 5224, a nodule dissection step is performed. The surgical hub 106, 206 may infer that the surgical team is dissecting the nodule and performing a leak test based on data received from the generator indicating that the RF or ultrasound instrument is being fired. I can do it. For this particular procedure, the RF or ultrasound instruments used after the parenchymal tissue is transected are compatible with a nodule dissection step that allows the surgical hub 106, 206 to make this estimate. It becomes possible. Because different instruments are better suited to specific tasks, surgeons routinely use surgical stapling/cutting instruments and surgical energy (i.e., RF or ultrasonic ) Please note the alternating between the instruments. Thus, the particular sequence in which the stapling/cutting instruments and surgical energy instruments are used can indicate which step of the procedure the surgeon is performing. Additionally, in certain examples, robotic tools may be used for one or more steps during a surgical procedure, and/or handheld surgical instruments may be used for one or more steps during a surgical procedure. The surgeon(s) may, for example, alternate between robotic tools and handheld surgical instruments, and/or may use the devices simultaneously, for example. Upon completion of the twelfth step 5224, the incision is closed and the post-operative portion of the procedure begins.

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 the thirteenth step 5226, the patient's anesthesia is reversed. The surgical hub 106, 206 may estimate that the patient is emerging from anesthesia based on, for example, ventilator data (ie, the patient's breathing rate begins to increase).

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、BP、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, the fourteenth step 5228 is for the medical personnel to remove the various patient monitoring devices from the patient. Therefore, the surgical hub 106, 206 can assume that the patient is being transferred to the recovery room when the hub loses the EKG, BP, and other data from the patient monitoring device. As can be seen from this exemplary procedure description, based on data received from various data sources communicatively coupled to the surgical hub 106, 206, the surgical hub 106, 206 performs a given surgical procedure. It is possible to determine or estimate when each step is occurring.

状況認識については、その開示内容の全体が参照により本明細書に組み込まれる、「INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」と題する2017年12月28日出願の米国仮特許出願第62/611,341号で更に説明されている。特定の例では、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によって制御されてもよい。 Situational awareness is further described in U.S. Provisional Patent Application No. 62/611,341, filed December 28, 2017, entitled "INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM," the entire disclosure of which is incorporated herein by reference. ing. In certain examples, the operation of a robotic surgical system, including, for example, the various robotic surgical systems disclosed herein, is based on its situational awareness and/or feedback from its components and/or from the cloud 104. may be controlled by the hub 106, 206 based on the information of the hub 106, 206.

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 numbered examples below.

実施例1-ポンプと、ポンプを駆動するように構成されたモータと、ハウジングと、を備える、外科用排出システム。ハウジングは、入口ポートと、出口ポートと、入口ポートから出口ポートまでハウジングを通って画定された流路と、を含む。ポンプは、流路に沿って配置されている。外科用排出システムは、流路に沿って配置されたセンサを更に備える。センサは、センサを通過して移動する流体の体積中の微粒子濃度を検出するように構成されている。外科用排出システムは、流体の体積中の微粒子濃度を示す信号をセンサから受信するように構成された制御回路を更に備える。制御回路は、センサからの信号に基づいてモータの速度を自動的に変更するためのモータへの駆動信号を送信するように更に構成されている。 Example 1 - A surgical evacuation system comprising a pump, a motor configured to drive the pump, and a housing. The housing includes an inlet port, an outlet port, and a flow path defined through the housing from the inlet port to the outlet port. A pump is arranged along the flow path. The surgical drainage system further includes a sensor positioned along the flow path. The sensor is configured to detect particulate concentration in a volume of fluid moving past the sensor. The surgical drainage system further includes a control circuit configured to receive a signal from the sensor indicative of a particulate concentration in the volume of fluid. The control circuit is further configured to send a drive signal to the motor to automatically change the speed of the motor based on the signal from the sensor.

実施例2-センサは、入口ポートに隣接する第1の位置及び出口ポートに隣接する第2の位置のうちの1つから選択される位置に配置されている、実施例1に記載の外科用排出システム。 Example 2 - The surgical method of Example 1, wherein the sensor is located at a position selected from one of a first position adjacent the inlet port and a second position adjacent the outlet port. Ejection system.

実施例3-制御回路は、モータの速度が操作者によって選択される第1の動作状態でモータを動作させるように構成されている、実施例1又は2に記載の外科用排出システム。制御回路は、モータの速度がセンサからの信号に基づいて自動的に変更される第2の動作状態でモータを動作させるように更に構成されている。 Example 3 - The surgical evacuation system of Example 1 or 2, wherein the control circuit is configured to operate the motor in a first operating state in which the speed of the motor is selected by the operator. The control circuit is further configured to operate the motor in a second operating state in which the speed of the motor is automatically varied based on the signal from the sensor.

実施例4-制御回路は、センサからの信号が閾値を上回ると、第2の動作状態を選択的に実施する、実施例3に記載の外科用排出システム。 Example 4 - The surgical evacuation system of Example 3, wherein the control circuit selectively implements the second operating state when the signal from the sensor exceeds a threshold.

実施例5-入口ポートとポンプとの中間の流路に沿ったフィルタレセプタクルを更に備える、実施例1、2、3、又は4に記載の外科用排出システム。センサは、フィルタレセプタクルの上流に配置されている。外科用排出システムは、フィルタレセプタクルの下流に流路に沿って配置された第2のセンサを更に備える。第2のセンサは、第2のセンサを通過して移動する流体の体積中の微粒子濃度を検出するように構成されている。 Example 5 - The surgical drainage system of Example 1, 2, 3, or 4 further comprising a filter receptacle along the flow path intermediate the inlet port and the pump. A sensor is located upstream of the filter receptacle. The surgical drainage system further includes a second sensor disposed along the flow path downstream of the filter receptacle. The second sensor is configured to detect particulate concentration in a volume of fluid moving past the second sensor.

実施例6-制御回路は、第2のセンサから第2の信号を受信するように構成されており、モータへの駆動信号は、第2の信号にも基づく、実施例5に記載の外科用排出システム。 Example 6 - The control circuit is configured to receive a second signal from the second sensor, and the drive signal to the motor is also based on the second signal. Ejection system.

実施例7-フィルタレセプタクル内に配置された交換可能なフィルタを更に備える、実施例5に記載の外科用排出システム。 Example 7 - The surgical drainage system of Example 5 further comprising a replaceable filter disposed within the filter receptacle.

実施例8-センサは、レーザー粒子カウンタを含む、実施例1、2、3、4、5、6、又は7に記載の外科用排出システム。 Example 8 - The surgical evacuation system of Example 1, 2, 3, 4, 5, 6, or 7, wherein the sensor includes a laser particle counter.

実施例9-ユーザインターフェースを更に備え、モータの速度は、ユーザインターフェースを介して選択可能である、実施例1、2、3、4、5、6、7、又は8に記載の外科用排出システム。 Example 9 - The surgical evacuation system of Example 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, or 8, further comprising a user interface, and the speed of the motor is selectable via the user interface. .

実施例10-センサからの信号に基づいてモータの速度を自動的に変更するためのモータへの駆動信号は、オーバーライド条件が満たされると、ユーザインターフェースを介して選択されたモータの速度をオーバーライドする、実施例9に記載の外科用排出システム。 Example 10 - A drive signal to a motor for automatically changing the speed of a motor based on a signal from a sensor overrides the speed of the motor selected via a user interface when an override condition is met. , a surgical drainage system as described in Example 9.

実施例11-プロセッサと、プロセッサに通信可能に連結されたメモリとを更に備え、メモリは、センサからの信号に基づいてモータの速度を変更するように、プロセッサによって実行可能な命令を記憶する、実施例1、2、3、4、5、6、7、8、9、又は10に記載の外科用排出システム。 Example 11 - further comprising a processor and a memory communicatively coupled to the processor, the memory storing instructions executable by the processor to change the speed of the motor based on the signal from the sensor. The surgical drainage system of Examples 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, or 10.

実施例12-コンピュータ可読命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体であって、コンピュータ可読命令は、実行されると、マシンに、外科用排出システムのセンサから信号を受信させ、外科用排出システムは、ポンプと、ポンプを駆動するように構成されたモータと、入口ポート及び出口ポートを有するハウジングと、入口ポートから出口ポートまでハウジングを通って画定された流路と、を更に含む、非一時的コンピュータ可読媒体。センサは、流路に沿って配置されており、センサを通過して移動する流体の体積中の微粒子濃度を検出するように構成されている。コンピュータ可読命令は、実行されると、更にマシンに、センサからの信号に基づいてモータの速度を変更するためのモータへの駆動信号を自動的に送信させる。 Example 12 - A non-transitory computer readable medium storing computer readable instructions, the computer readable instructions, when executed, cause a machine to receive a signal from a sensor of a surgical evacuation system, the surgical evacuation system , a pump, a motor configured to drive the pump, a housing having an inlet port and an outlet port, and a flow path defined through the housing from the inlet port to the outlet port. computer readable medium. A sensor is disposed along the flow path and configured to detect particulate concentration in a volume of fluid moving past the sensor. The computer readable instructions, when executed, further cause the machine to automatically send a drive signal to the motor to change the speed of the motor based on the signal from the sensor.

実施例13-コンピュータ可読命令は、実行されると、マシンに、微粒子濃度が第1の閾値量より大きいとき、モータの速度を増加させ、微粒子濃度が第2の閾値量未満であるとき、モータの速度を減少させる、実施例12に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。 Example 13 - Computer readable instructions, when executed, cause the machine to increase the speed of the motor when the particulate concentration is greater than a first threshold amount and to increase the speed of the motor when the particulate concentration is less than a second threshold amount. 13. The non-transitory computer-readable medium of Example 12, which reduces the speed of.

実施例14-コンピュータ可読命令は、実行されると、マシンに、微粒子濃度が閾値量を上回ると、モータを停止させる、実施例12又は13に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。 Example 14 - The non-transitory computer-readable medium of Example 12 or 13, wherein the computer-readable instructions, when executed, cause the machine to stop the motor when the particulate concentration exceeds a threshold amount.

実施例15-ポンプと、ポンプを駆動するように構成されたモータと、フィルタレセプタクルと、ハウジングと、を備える、外科用排出システム。ハウジングは、入口ポートと、出口ポートと、ハウジングを通って画定された流路と、を含む。流路は、入口ポート、フィルタレセプタクル、ポンプ、及び出口ポートを流体連結する。外科用排出システムは、フィルタレセプタクルの上流で流路内に配置された第1のセンサを更に備える。第1のセンサは、流路を通って移動する流体中の微粒子を検出するように構成されている。外科用排出システムは、フィルタレセプタクルの下流で流路内に配置された第2のセンサを更に備える。第2のセンサは、流路を通って移動する流体中の微粒子の濃度を検出するように構成されている。外科用排出システムは、第1のセンサから第1の信号を受信するように構成された制御回路を更に備える。第1の信号は、フィルタレセプタクルの上流の流体中に存在する微粒子濃度を示す。制御回路は、第2のセンサから第2の信号を受信するように更に構成されている。第2の信号は、フィルタレセプタクルの下流の流体中に存在する微粒子濃度を示す。制御回路は、第1の信号及び第2の信号のうちの少なくとも1つに基づいてモータの速度を変更するための駆動信号を送信するように更に構成されている。 Example 15 - A surgical evacuation system comprising a pump, a motor configured to drive the pump, a filter receptacle, and a housing. The housing includes an inlet port, an outlet port, and a flow path defined through the housing. A flow path fluidly couples the inlet port, filter receptacle, pump, and outlet port. The surgical drainage system further includes a first sensor disposed within the flow path upstream of the filter receptacle. The first sensor is configured to detect particulates in a fluid moving through the flow path. The surgical drainage system further includes a second sensor positioned within the flow path downstream of the filter receptacle. The second sensor is configured to detect a concentration of particulates in a fluid moving through the flow path. The surgical evacuation system further includes a control circuit configured to receive a first signal from the first sensor. The first signal is indicative of the particulate concentration present in the fluid upstream of the filter receptacle. The control circuit is further configured to receive a second signal from a second sensor. The second signal is indicative of the particulate concentration present in the fluid downstream of the filter receptacle. The control circuit is further configured to send a drive signal to change the speed of the motor based on at least one of the first signal and the second signal.

実施例16-ユーザインターフェースを更に備え、モータの速度は、ユーザインターフェースを介して選択可能である、実施例15に記載の外科用排出システム。 Example 16 - The surgical evacuation system of Example 15, further comprising a user interface, wherein the speed of the motor is selectable via the user interface.

実施例17-フィルタレセプタクル内に配置されたフィルタを更に備える、実施例15又は16に記載の外科用排出システム。 Example 17 - The surgical drainage system of Example 15 or 16, further comprising a filter disposed within the filter receptacle.

実施例18-制御回路は、フィルタレセプタクルの上流の微粒子濃度が第1の閾値量より大きいとき、モータの速度を増加させ、フィルタレセプタクルの下流の微粒子濃度が第2の閾値量より大きいとき、モータの速度を減少させるように構成されている、実施例15、16、又は17に記載の外科用排出システム。 Example 18 - A control circuit increases the speed of the motor when the particulate concentration upstream of the filter receptacle is greater than a first threshold amount, and increases the speed of the motor when the particulate concentration downstream of the filter receptacle is greater than a second threshold amount. 18. The surgical evacuation system of Example 15, 16, or 17, wherein the surgical evacuation system is configured to reduce the velocity of.

実施例19-制御回路は、モータの速度が第1の信号及び第2の信号のうちの少なくとも1つに基づく、自動モードで動作するように構成されている、実施例15、16、17、又は18に記載の外科用排出システム。制御回路は、モータの速度がユーザオーバーライド入力に基づく、手動モードで動作するように更に構成されている。 Example 19 - Examples 15, 16, 17, wherein the control circuit is configured to operate in an automatic mode in which the speed of the motor is based on at least one of the first signal and the second signal. or the surgical drainage system according to 18. The control circuit is further configured to operate in a manual mode in which the speed of the motor is based on a user override input.

実施例20-制御回路は、プロセッサと、プロセッサに通信可能に連結されたメモリとを含み、メモリは、第1の信号及び第2の信号のうちの少なくとも1つに基づいて、モータの速度を変更するように、プロセッサによって実行可能な命令を記憶する、実施例15、16、17、18、又は19に記載の外科用排出システム。 Example 20 - A control circuit includes a processor and a memory communicatively coupled to the processor, the memory controlling the speed of the motor based on at least one of a first signal and a second signal. 20. The surgical evacuation system of example 15, 16, 17, 18, or 19 storing instructions executable by a processor to modify the surgical evacuation system.

いくつかの形態が例示され説明されてきたが、添付の「特許請求の範囲」をそのような詳述に制限又は限定することは、本出願人が意図するところではない。多数の修正、変形、変化、置換、組み合わせ及びこれらの形態の等価物を実装することができ、本開示の範囲から逸脱することなく当業者により想到されるであろう。更に、記述する形態に関連した各要素の構造は、その要素によって行われる機能を提供するための手段として代替的に説明することができる。また、材料が特定の構成要素に関して開示されているが、他の材料が使用されてもよい。したがって、上記の説明文及び添付の特許請求の範囲は、全てのそのような修正、組み合わせ、及び変形を、開示される形態の範囲に含まれるものとして網羅することを意図としたものである点を理解されたい。添付の特許請求の範囲は、全てのそのような修正、変形、変化、置換、修正、及び等価物を網羅することを意図する。 While several embodiments have been illustrated and described, it is not the intention of the applicant to limit or limit the scope of the appended claims to such details. Numerous modifications, variations, changes, permutations, combinations and equivalents of these forms may be implemented and will occur to those skilled in the art without departing from the scope of this disclosure. Furthermore, the structure of each element in connection with the described form may alternatively be described as a means for providing the functionality performed by that element. Also, although materials are disclosed for particular components, other materials may be used. It is therefore intended that the foregoing description and appended claims are intended to cover all such modifications, combinations, and variations as falling within the scope of the disclosed forms. I want you to understand. The appended claims are intended to cover all such modifications, variations, changes, substitutions, modifications, and equivalents.

上記の詳細な説明は、ブロック図、フローチャート、及び/又は実施例を用いて装置及び/又はプロセスの様々な形態について記載してきた。そのようなブロック図、フローチャート、及び/又は実施例が1つ以上の機能及び/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つ以上のプログラムとして)、1つ以上のプロセッサ上で稼働する1つ以上のプログラムとして(例えば、1つ以上のマイクロプロセッサ上で稼働する1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 detailed description above has described various forms of apparatus and/or processes using block diagrams, flowcharts, and/or example embodiments. Those skilled in the art will appreciate that such block diagrams, flowcharts, and/or examples include one or more functions and/or operations, insofar as such block diagrams, flowcharts, and/or examples include one or more features and/or operations. Each included feature and/or operation may be implemented individually and/or collectively by a variety of hardware, software, firmware, or virtually any combination thereof. Those skilled in the art will appreciate that some aspects of the forms disclosed herein can be implemented, in whole or in part, as one or more computer programs running on one or more computers (e.g., as one or more computer programs running on one or more computers). (as one or more programs running on a computer system); as one or more programs running on one or more processors (e.g., as one or more programs running on one or more microprocessors); Designing the circuit and/or writing the software and/or firmware code may equivalently be implemented on an integrated circuit as firmware, or as virtually any combination thereof. It will be understood that it is within the skill of those skilled in the art in view of the disclosure. Additionally, those skilled in the art will appreciate that the features of the subject matter described herein can be distributed as one or more program products in a variety of formats, and the features of the subject matter described herein can The specific form is used regardless of the particular type of signal-bearing medium used to actually effectuate 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。 The instructions used to program the logic to perform the various disclosed aspects may be stored in memory within the system, 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 may include any mechanism for storing or transmitting information in a form readable by a machine (e.g., a computer), including floppy diskettes, optical disks, compact disks, read-only memory (CDs), etc. - 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, Flash memory or any tangible machine-readable device used to transmit information over the Internet via electrical, optical, acoustic, or other forms of propagating signals (e.g., carrier waves, infrared signals, digital signals, etc.) Not limited to storage. Thus, non-transitory computer-readable media includes 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デバイス(PLD)、プログラマブル論理アレイ(PLA)、又はフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA))、状態機械回路、プログラマブル回路によって実行される命令を記憶するファームウェア、及びこれらの任意の組み合わせを指すことができる。制御回路は、集合的に又は個別に、例えば、集積回路(IC)、特定用途向け集積回路(ASIC)、システムオンチップ(SoC)、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、サーバ、スマートフォンなどの、より大きなシステムの一部を形成する回路として具現化され得る。したがって、本明細書で使用するとき、「制御回路」としては、少なくとも1つの個別の電気回路を有する電気回路、少なくとも1つの集積回路を有する電気回路、少なくとも1つの特定用途向け集積回路を有する電気回路、コンピュータプログラムによって構成された汎用コンピューティング装置(例えば、本明細書で説明したプロセス及び/若しくは装置を少なくとも部分的に実行するコンピュータプログラムによって構成された汎用コンピュータ、又は本明細書で説明したプロセス及び/若しくは装置を少なくとも部分的に実行するコンピュータプログラムによって構成されたマイクロプロセッサ)を形成する電気回路、メモリ装置(例えば、ランダムアクセスメモリの形態)を形成する電気回路、及び/又は通信装置(例えばモデム、通信スイッチ、又は光-電気設備)を形成する電気回路が挙げられるが、これらに限定されない。当業者は、本明細書で述べた主題が、アナログ若しくはデジタルの形式又はこれらのいくつかの組み合わせで実現されてもよいことを認識するであろう。 As used in any aspect herein, the term "control circuit" refers to, for example, hard-wired circuits, programmable circuits (e.g., computer processors, processing units, processors, including one or more individual instruction processing cores, implemented by a microcontroller, microcontroller unit, controller, digital signal processor (DSP), programmable logic device (PLD), programmable logic array (PLA), or field programmable gate array (FPGA)), state machine circuit, programmable circuit Can refer to firmware that stores instructions, and any combination thereof. Control circuits may be used, collectively or individually, in, for example, integrated circuits (ICs), application specific integrated circuits (ASICs), systems on chips (SoCs), desktop computers, laptop computers, tablet computers, servers, smartphones, etc. , may be implemented as a circuit that forms part of a larger system. Accordingly, as used herein, "control circuit" refers to an electrical circuit having at least one individual 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 at least partially executes a process and/or device described herein, or a process described herein) and/or electrical circuits forming memory devices (e.g. in the form of random access memory), and/or communication devices (e.g. Examples include, but are not limited to, electrical circuits forming a modem, communications switch, or optical-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 a software package, code, instructions, instruction sets, and/or data recorded on a non-transitory computer-readable storage medium. Firmware may be embodied as code, instructions, or a set of instructions in a memory device, and/or hard-coded (eg, non-volatile) data.

本明細書の任意の態様で使用するとき、用語「構成要素」、「システム」、「モジュール」などは、ハードウェア、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせ、ソフトウェア、又は実行中のソフトウェアのどちらかであるコンピュータ関連エンティティを指すことができる。 As used in any aspect herein, the terms "component," "system," "module," etc. refer to either hardware, a combination of hardware and software, software, or running software. 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, an "algorithm" refers to a self-consistent sequence of steps leading to a desired result; a "step" may include, but does not require, storage, transfer, combination, Refers to the manipulation of physical quantities and/or logical states, which can take the form of electrical or magnetic signals, which can be compared and 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 or are simply convenient labels applied to these quantities and/or conditions.

ネットワークとしては、パケット交換ネットワークが挙げられ得る。通信装置は、選択されたパケット交換ネットワーク通信プロトコルを使用して、互いに通信することができる。1つの例示的な通信プロトコルとしては、伝送制御プロトコル/インターネットプロトコル(TCP/IP)を使用して通信を可能にすることができるイーサネット通信プロトコルを挙げることができる。イーサネットプロトコルは、Institute of Electrical and Electronics Engineers(IEEE)によって発行された2008年12月発行の表題「IEEE802.3Standard」、及び/又は本規格の後のバージョンのイーサネット規格に準拠するか、又は互換性があり得る。代替的に又は追加的に、通信装置は、X.25通信プロトコルを使用して互いに通信することができる。X.25通信プロトコルは、International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector(ITU-T)によって公布された規格に準拠するか、又は互換性があり得る。代替的に又は追加的に、通信装置は、フレームリレー通信プロトコルを使用して互いに通信することができる。フレームリレー通信プロトコルは、Consultative Committee for International Telegraph and Telephone(CCITT)及び/又はthe American National Standards Institute(ANSI)によって公布された規格に準拠するか、又は互換性があり得る。代替的に又は追加的に、送受信機は、非同期転送モード(ATM)通信プロトコルを使用して互いに通信することが可能であり得る。ATM通信プロトコルは、ATM Forumによって「ATM-MPLS Network Interworking2.0」という題で2001年8月に公開されたATM規格及び/又は本規格の後のバージョンに準拠するか、又は互換性があり得る。当然のことながら、異なる及び/又は後に開発されたコネクション型ネットワーク通信プロトコルは、本明細書で等しく企図される。 The network may include a packet switched network. The communication devices can communicate with each other using a selected packet-switched network communication protocol. One example communication protocol may include the Ethernet communication protocol, which may enable communication using Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP). The Ethernet protocol shall conform to or be compatible with the Ethernet standard published by the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) under the title "IEEE 802.3 Standard" published December 2008, and/or any later version of this standard. is possible. Alternatively or additionally, the communication device is configured to support X. can communicate with each other using the X.25 communication protocol. X. The T.25 communication protocols 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 may communicate with each other using a frame relay communication protocol. The Frame Relay communication protocol is a protocol developed by the Consultative Committee for International Telegraph and Telephone (CCITT) and/or the American National Standards Institute (AN SI) or may be compatible with the standards promulgated by SI. Alternatively or additionally, the transceivers may be capable of communicating with each other using an asynchronous transfer mode (ATM) communication protocol. The ATM communication protocol may conform to or be compatible with the ATM standard published by the ATM Forum in August 2001 under the title "ATM-MPLS Network Interworking 2.0" and/or with 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、前述の開示全体をつうじて、「処理する」、「計算する」、「算出する」、「判定する」、「表示する」などの用語を使用する議論は、コンピュータシステムのレジスタ及びメモリ内で物理(電子的)量として表現されるデータを、コンピュータシステムのメモリ若しくはレジスタ又は他のそのような情報記憶、伝送、若しくは表示装置内で物理量として同様に表現される他のデータへと操作し変換する、コンピュータシステム又は類似の電子計算装置の動作及び処理を指していることが理解されよう。 Unless expressly stated otherwise, the terms "process", "calculate", "calculate", "determine", "display", as is clear from the foregoing disclosures, and throughout the foregoing disclosures. An argument using terms such as "data represented as a physical (electronic) quantity in the registers and memory of a computer system" refers to data represented as a physical (electronic) quantity in the memory or registers of a computer system or other such information storage, transmission, or display device. It will be understood to refer to the operations and processes of a computer system or similar electronic computing device that manipulate and convert data into other data similarly represented as physical quantities within a computer.

1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。 One or more components are herein defined as "configured to," "configurable to," "operable/operating." "operable/operative to", "adapted/adaptable", "able to", "conformable/conformed to" It can be mentioned as such. Those skilled in the art will understand that "configured to" generally refers to components in an active state and/or components in an inactive state and/or configurations in a standby state, unless the context requires otherwise. It will be understood that elements can be included.

「近位」及び「遠位」という用語は、本明細書では、外科用器具のハンドル部分を操作する臨床医を基準として使用される。「近位」という用語は、臨床医に最も近い部分を指し、「遠位」という用語は、臨床医から離れた位置にある部分を指す。便宜上及び明確性のために、「垂直」、「水平」、「上」、及び「下」などの空間的用語が、本明細書において図面に対して使用され得ることが更に理解されよう。しかしながら、外科用器具は、多くの向き及び位置で使用されるものであり、これらの用語は限定的及び/又は絶対的であることを意図したものではない。 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 part closest to the clinician, and the term "distal" refers to the part located away from the clinician. It will be further understood that for convenience and clarity, spatial terms such as "vertical," "horizontal," "above," and "below" may be used herein with respect to the drawings. However, surgical instruments may be 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、導入された請求項記載(introduced claim recitation)において特定の数が意図される場合、かかる意図は当該請求項中に明確に記載され、またかかる記載がない場合は、かかる意図は存在しないことが、当業者には理解されるであろう。例えば、理解を助けるものとして、後続の添付の特許請求の範囲は、「少なくとも1つの(at least one)」及び「1つ以上の(one or more)」という導入句を、請求項記載を導入するために含むことがある。しかしながら、かかる句の使用は、「a」又は「an」という不定冠詞によって請求項記載を導入した場合に、たとえ同一の請求項内に「1つ以上の」又は「少なくとも1つの」といった導入句及び「a」又は「an」という不定冠詞が含まれる場合であっても、かかる導入された請求項記載を含むいかなる特定の請求項も、かかる記載事項を1つのみ含む請求項に限定されると示唆されるものと解釈されるべきではない(例えば、「a」及び/又は「an」は通常、「少なくとも1つの」又は「1つ以上の」を意味するものと解釈されるべきである)。定冠詞を使用して請求項記載を導入する場合にも、同様のことが当てはまる。 Those skilled in the art will generally understand that the terms used herein, and particularly in the appended claims (e.g., the text of the appended claims), are generally intended as "open" terms. (For example, the term "including" should be interpreted as "including but not limited to," and the term "having" should 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.). Further, if a specific number is intended in an introduced claim recitation, such intent will be clearly stated in the claim, and if no such statement is made, no such intent exists. will be understood by those skilled in the art. For example, as an aid to understanding, the following appended claims incorporate the introductory phrases "at least one" and "one or more" into claim statements. may be included in order to However, the use of such phrases does not apply when the claim is introduced by the indefinite article "a" or "an," even if the introductory phrase "one or more" or "at least one" appears within the same claim. and the indefinite article "a" or "an," any particular claim containing such an introduced claim statement is limited to a claim containing only one such statement. (e.g., "a" and/or "an" should generally be interpreted to mean "at least one" or "one or more") ). The same applies when introducing claim statements using definite articles.

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。 Furthermore, even if a particular number is specified in an introduced claim statement, such statement is typically to be construed to mean at least the recited number. , as will be recognized by those skilled in the art (e.g., a mere statement of "two entries" without any other modifiers generally means at least two entries, or two or more entries). (meaning a matter). Further, when a notation similar to "at least one of A, B, and C, etc." is used, such construction is generally intended in the sense that a person 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 and/or all of A, B, and C, etc.). When a notation similar to "at least one of A, B, or C, etc." is used, such construction is generally intended in the sense that a person 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, B, and C, etc.). Further, typically any disjunctive words and/or phrases representing two or more alternative terms, whether within the specification, unless the context otherwise requires: It should be understood that the possibility of including one, either, or both of these terms is intended, whether in the claims or in the drawings. Those skilled in the art will understand that. For example, the phrase "A or B" will typically be understood to include the possibilities "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(単数又は複数)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 reference to the appended claims, those skilled in the art will appreciate that the acts recited herein may generally be performed in any order. Additionally, although flow diagrams of various operations are shown in sequence(s), it is understood that the various operations may be performed in an order other than that illustrated, or may be performed simultaneously. should be understood. Examples of such alternative orderings include overlapping, interleaving, interpolating, reordering, incremental, preliminary, additional, simultaneous, reverse, or other different orderings, unless the context requires otherwise. May include. Additionally, terms such as "responsive to," "relating to," or other past tense adjectives generally exclude such variations unless the context requires otherwise. It's 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、本明細書の全体をつう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," "an example," "an example," etc. refers to the fact that the particular feature, structure, or characteristic described in connection with that aspect is included in at least one aspect. The meaning of this is worth noting. Thus, the words "in one aspect," "in an aspect," "in an example," and "in one example" appearing in various places throughout this specification do not necessarily all refer to the same aspect. do not have. Furthermore, 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 application, patent, non-patent publication, or other disclosure material referenced herein and/or listed in any application data sheet is incorporated by reference herein to the extent that the incorporated material is not inconsistent with this specification. , incorporated herein by reference. As such, and to the extent necessary, disclosure expressly set forth herein shall supersede any conflicting disclosure herein incorporated by reference. Any content, or portion thereof, that is inconsistent with current definitions, views, or other disclosures set forth herein shall be incorporated herein by reference, but the references and current disclosures shall be incorporated herein by reference. shall be referred to only to the extent that there is no conflict between them.

要約すると、本明細書に記載した構想を用いる結果として得られる多くの利益が記載されてきた。1つ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, many benefits have been described that result from using the concepts described herein. The above description of one or more forms has been presented for purposes of illustration and description. It is not intended to be exhaustive or limited to the precise form disclosed. Modifications or variations are possible in light of the above teachings. The one or more embodiments are intended to be illustrative of the principles and practical application, thereby enabling those skilled in the art to utilize the various embodiments, with various modifications, as appropriate for the particular application contemplated. Selected and written. It is intended that the claims presented herewith define the overall scope.

〔実施の態様〕
(1) ポンプと、
前記ポンプを駆動するように構成されたモータと、
ハウジングであって、
入口ポートと、
出口ポートと、
前記入口ポートから前記出口ポートまで前記ハウジングを通って画定された流路であって、前記ポンプは、前記流路に沿って配置されている、流路と、
を含む、ハウジングと、
前記流路に沿って配置されたセンサであって、前記センサは、前記センサを通過して移動する流体の体積中の微粒子濃度を検出するように構成されている、センサと、
制御回路であって、
前記流体の体積中の前記微粒子濃度を示す信号を前記センサから受信し、
前記センサからの前記信号に基づいて前記モータの速度を自動的に変更するための前記モータへの駆動信号を送信する、
ように構成された、制御回路と、
を備える、外科用排出システム。
(2) 前記センサは、前記入口ポートに隣接する第1の位置及び前記出口ポートに隣接する第2の位置のうちの1つから選択される位置に配置されている、実施態様1に記載の外科用排出システム。
(3) 前記制御回路は、
前記モータの前記速度が操作者によって選択される第1の動作状態で前記モータを動作させ、
前記モータの前記速度が前記センサからの前記信号に基づいて自動的に変更される第2の動作状態で前記モータを動作させる、
ように構成されている、実施態様1に記載の外科用排出システム。
(4) 前記制御回路は、前記センサからの前記信号が閾値を上回ると、前記第2の動作状態を選択的に実施する、実施態様3に記載の外科用排出システム。
(5) 前記入口ポートと前記ポンプとの中間の前記流路に沿ったフィルタレセプタクルであって、前記センサは、前記フィルタレセプタクルの上流に配置されている、フィルタレセプタクルと、
前記フィルタレセプタクルの下流に前記流路に沿って配置された第2のセンサであって、前記第2のセンサは、前記第2のセンサを通過して移動する流体の体積中の微粒子濃度を検出するように構成されている、第2のセンサと、
を更に備える、実施態様3に記載の外科用排出システム。
[Mode of implementation]
(1) Pump and
a motor configured to drive the pump;
A housing,
an inlet port;
an exit port;
a flow path defined through the housing from the inlet port to the outlet port, the pump being disposed along the flow path;
a housing, including;
a sensor disposed along the flow path, the sensor configured to detect a particulate concentration in a volume of fluid moving past the sensor;
A control circuit,
receiving a signal from the sensor indicative of the particulate concentration in the volume of fluid;
transmitting a drive signal to the motor to automatically change the speed of the motor based on the signal from the sensor;
A control circuit configured as follows;
A surgical evacuation system comprising:
(2) The sensor of embodiment 1, wherein the sensor is located at a position selected from one of a first position adjacent the inlet port and a second position adjacent the outlet port. Surgical drainage system.
(3) The control circuit includes:
operating the motor in a first operating state in which the speed of the motor is selected by an operator;
operating the motor in a second operating state in which the speed of the motor is automatically varied based on the signal from the sensor;
The surgical evacuation system of embodiment 1, configured to.
4. The surgical evacuation system of embodiment 3, wherein the control circuit selectively implements the second operating state when the signal from the sensor exceeds a threshold.
(5) a filter receptacle along the flow path intermediate the inlet port and the pump, the sensor being located upstream of the filter receptacle;
a second sensor disposed along the flow path downstream of the filter receptacle, the second sensor detecting particulate concentration in a volume of fluid moving past the second sensor; a second sensor configured to;
4. The surgical drainage system of embodiment 3, further comprising:

(6) 前記制御回路は、前記第2のセンサから第2の信号を受信するように構成されており、前記モータへの前記駆動信号は、前記第2の信号にも基づく、実施態様5に記載の外科用排出システム。
(7) 前記フィルタレセプタクル内に配置された交換可能なフィルタを更に備える、実施態様5に記載の外科用排出システム。
(8) 前記センサは、レーザー粒子カウンタを含む、実施態様1に記載の外科用排出システム。
(9) ユーザインターフェースを更に備え、前記モータの前記速度は、前記ユーザインターフェースを介して選択可能である、実施態様3に記載の外科用排出システム。
(10) 前記センサからの前記信号に基づいて前記モータの前記速度を自動的に変更するための前記モータへの前記駆動信号は、オーバーライド条件が満たされると、前記ユーザインターフェースを介して選択された前記モータの前記速度をオーバーライドする、実施態様9に記載の外科用排出システム。
(6) According to embodiment 5, the control circuit is configured to receive a second signal from the second sensor, and the drive signal to the motor is also based on the second signal. Surgical drainage system as described.
7. The surgical drainage system of embodiment 5, further comprising a replaceable filter disposed within the filter receptacle.
8. The surgical evacuation system of embodiment 1, wherein the sensor includes a laser particle counter.
9. The surgical evacuation system of embodiment 3, further comprising a user interface, wherein the speed of the motor is selectable via the user interface.
(10) the drive signal to the motor for automatically changing the speed of the motor based on the signal from the sensor is selected via the user interface when an override condition is met; 10. The surgical evacuation system of embodiment 9, overriding the speed of the motor.

(11) プロセッサと、前記プロセッサに通信可能に連結されたメモリとを更に備え、前記メモリは、前記センサからの前記信号に基づいて前記モータの前記速度を変更するように、前記プロセッサによって実行可能な命令を記憶する、実施態様1に記載の外科用排出システム。
(12) コンピュータ可読命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータ可読命令は、実行されると、マシンに、
外科用排出システムのセンサから信号を受信することであって、前記外科用排出システムは、ポンプと、前記ポンプを駆動するように構成されたモータと、入口ポート及び出口ポートを有するハウジングと、前記入口ポートから前記出口ポートまで前記ハウジングを通って画定された流路とを更に含み、前記センサは、前記流路に沿って配置され、かつ前記センサを通過して移動する流体の体積中の微粒子濃度を検出するように構成されている、ことと、
前記センサからの前記信号に基づいて前記モータの速度を変更するための前記モータへの駆動信号を自動的に送信することと、を行わせる、
非一時的コンピュータ可読媒体。
(13) 前記コンピュータ可読命令は、実行されると、前記マシンに、
前記微粒子濃度が第1の閾値量より大きいとき、前記モータの前記速度を増加させ、
前記微粒子濃度が第2の閾値量未満であるとき、前記モータの前記速度を減少させる、
実施態様12に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
(14) 前記コンピュータ可読命令は、実行されると、前記マシンに、前記微粒子濃度が閾値量を上回ると、前記モータを停止させる、実施態様12に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
(15) ポンプと、
前記ポンプを駆動するように構成されたモータと、
フィルタレセプタクルと、
ハウジングであって、
入口ポートと、
出口ポートと、
前記ハウジングを通って画定された流路であって、前記流路は、前記入口ポート、前記フィルタレセプタクル、前記ポンプ、及び前記出口ポートを流体連結する、流路と、
を含む、ハウジングと、
前記フィルタレセプタクルの上流で前記流路内に配置された第1のセンサであって、前記第1のセンサは、前記流路を通って移動する流体中の微粒子を検出するように構成されている、第1のセンサと、
前記フィルタレセプタクルの下流で前記流路内に配置された第2のセンサであって、前記第2のセンサは、前記流路を通って移動する前記流体中の微粒子の濃度を検出するように構成されている、第2のセンサと、
制御回路であって、
前記フィルタレセプタクルの上流の前記流体中に存在する微粒子濃度を示す第1の信号を、前記第1のセンサから受信し、
前記フィルタレセプタクルの下流の前記流体中に存在する微粒子濃度を示す第2の信号を、前記第2のセンサから受信し、
前記第1の信号及び前記第2の信号のうちの少なくとも1つに基づいて前記モータの速度を変更するための駆動信号を送信する、
ように構成されている、制御回路と、
を備える、外科用排出システム。
(11) further comprising a processor and a memory communicatively coupled to the processor, the memory being executable by the processor to change the speed of the motor based on the signal from the sensor; 2. The surgical evacuation system of embodiment 1, wherein the surgical evacuation system stores instructions.
(12) A non-transitory computer-readable medium storing computer-readable instructions, the computer-readable instructions, when executed, causing a machine to:
receiving a signal from a sensor of a surgical evacuation system, the surgical evacuation system comprising: a pump; a motor configured to drive the pump; a housing having an inlet port and an outlet port; a flow path defined through the housing from an inlet port to the outlet port, the sensor being positioned along the flow path and configured to detect particles in a volume of fluid moving past the sensor. configured to detect the concentration; and
automatically transmitting a drive signal to the motor to change the speed of the motor based on the signal from the sensor;
Non-transitory computer-readable medium.
(13) The computer readable instructions, when executed, cause the machine to:
increasing the speed of the motor when the particulate concentration is greater than a first threshold amount;
reducing the speed of the motor when the particulate concentration is less than a second threshold amount;
13. The non-transitory computer-readable medium of embodiment 12.
14. The non-transitory computer-readable medium of embodiment 12, wherein the computer-readable instructions, when executed, cause the machine to stop the motor when the particulate concentration exceeds a threshold amount.
(15) Pump and
a motor configured to drive the pump;
a filter receptacle;
A housing,
an inlet port;
an exit port;
a flow path defined through the housing, the flow path fluidly connecting the inlet port, the filter receptacle, the pump, and the outlet port;
a housing, including;
a first sensor disposed in the flow path upstream of the filter receptacle, the first sensor configured to detect particulates in a fluid moving through the flow path; , a first sensor;
a second sensor disposed in the flow path downstream of the filter receptacle, the second sensor configured to detect a concentration of particulates in the fluid moving through the flow path; a second sensor,
A control circuit,
receiving a first signal from the first sensor indicative of a particulate concentration present in the fluid upstream of the filter receptacle;
receiving a second signal from the second sensor indicative of a particulate concentration present in the fluid downstream of the filter receptacle;
transmitting a drive signal for changing the speed of the motor based on at least one of the first signal and the second signal;
A control circuit configured as follows;
A surgical evacuation system comprising:

(16) ユーザインターフェースを更に備え、前記モータの前記速度は、前記ユーザインターフェースを介して選択可能である、実施態様15に記載の外科用排出システム。
(17) 前記フィルタレセプタクル内に配置されたフィルタを更に備える、実施態様15に記載の外科用排出システム。
(18) 前記制御回路は、
前記フィルタレセプタクルの上流の前記微粒子濃度が第1の閾値量より大きいとき、前記モータの前記速度を増加させ、
前記フィルタレセプタクルの下流の前記微粒子濃度が第2の閾値量より大きいとき、前記モータの前記速度を減少させる、
ように構成されている、実施態様15に記載の外科用排出システム。
(19) 前記制御回路は、
前記モータの前記速度が前記第1の信号及び前記第2の信号のうちの少なくとも1つに基づく、自動モードで動作し、
前記モータの前記速度がユーザオーバーライド入力に基づく、手動モードで動作する、
ように構成されている、実施態様15に記載の外科用排出システム。
(20) 前記制御回路は、プロセッサと、前記プロセッサに通信可能に連結されたメモリとを含み、前記メモリは、前記第1の信号及び前記第2の信号のうちの少なくとも1つに基づいて、前記モータの前記速度を変更するように、前記プロセッサによって実行可能な命令を記憶する、実施態様15に記載の外科用排出システム。
16. The surgical evacuation system of embodiment 15, further comprising a user interface, wherein the speed of the motor is selectable via the user interface.
17. The surgical drainage system of embodiment 15, further comprising a filter disposed within the filter receptacle.
(18) The control circuit includes:
increasing the speed of the motor when the particulate concentration upstream of the filter receptacle is greater than a first threshold amount;
reducing the speed of the motor when the particulate concentration downstream of the filter receptacle is greater than a second threshold amount;
16. The surgical evacuation system of embodiment 15, configured to.
(19) The control circuit includes:
operating in an automatic mode, wherein the speed of the motor is based on at least one of the first signal and the second signal;
operating in manual mode, where the speed of the motor is based on a user override input;
16. The surgical evacuation system of embodiment 15, configured to.
(20) The control circuit includes a processor and a memory communicatively coupled to the processor, and the memory is configured to: 16. The surgical evacuation system of embodiment 15, storing instructions executable by the processor to change the speed of the motor.

Claims (15)

ポンプと、
前記ポンプを駆動するように構成されたモータと、
ハウジングであって、
入口ポートと、
出口ポートと、
前記入口ポートから前記出口ポートまで前記ハウジングを通って画定された流路であって、前記ポンプは、前記流路に沿って配置されている、流路と、
を含む、ハウジングと、
前記入口ポートと前記ポンプとの間の前記流路に沿ったフィルタレセプタクルと、
前記出口ポートと前記フィルタレセプタクルとの間の前記流路に沿って配置されたセンサであって、前記センサは、前記フィルタレセプタクルの下流の前記センサを通過して移動する流体の体積中の微粒子濃度を検出するように構成されている、センサと、
制御回路であって、
前記流体の体積中の前記微粒子濃度を示す信号を前記センサから受信し、
前記センサからの前記信号に基づいて、第1のゼロではない速度から第2のゼロではない速度に前記モータの速度を自動的に変更するための前記モータへの駆動信号を送信する、
ように構成された、制御回路と、
を備える、外科用排出システムであって、
前記制御回路は、
第1の動作状態で前記モータを動作させ、
前記モータの前記速度が前記センサからの前記信号に基づいて自動的に変更される第2の動作状態で前記モータを動作させる、
ように構成されており、
前記制御回路は、前記センサからの前記信号が閾値を上回ると、前記第2の動作状態を実施する、外科用排出システム。
pump and
a motor configured to drive the pump;
A housing,
an inlet port;
an exit port;
a flow path defined through the housing from the inlet port to the outlet port, the pump being disposed along the flow path;
a housing, including;
a filter receptacle along the flow path between the inlet port and the pump;
a sensor disposed along the flow path between the outlet port and the filter receptacle, the sensor detecting particulate concentration in a volume of fluid moving past the sensor downstream of the filter receptacle; a sensor configured to detect;
A control circuit,
receiving a signal from the sensor indicative of the particulate concentration in the volume of fluid;
transmitting a drive signal to the motor to automatically change the speed of the motor from a first non-zero speed to a second non-zero speed based on the signal from the sensor;
A control circuit configured as follows;
A surgical evacuation system comprising:
The control circuit includes:
operating the motor in a first operating state;
operating the motor in a second operating state in which the speed of the motor is automatically varied based on the signal from the sensor;
It is configured as follows.
The control circuit implements the second operating state when the signal from the sensor exceeds a threshold.
前記センサは、前記出口ポートに隣接する位置に配置されている、請求項1に記載の外科用排出システム。 The surgical evacuation system of claim 1, wherein the sensor is located adjacent the exit port. 前記フィルタレセプタクルの上流に前記流路に沿って配置された第2のセンサであって、前記第2のセンサは、前記第2のセンサを通過して移動する流体の体積中の微粒子濃度を検出するように構成されている、第2のセンサと、
を更に備える、請求項1に記載の外科用排出システム。
a second sensor disposed along the flow path upstream of the filter receptacle, the second sensor detecting a particulate concentration in a volume of fluid moving past the second sensor; a second sensor configured to;
The surgical evacuation system of claim 1, further comprising:
前記制御回路は、前記第2のセンサから第2の信号を受信するように構成されており、前記モータへの前記駆動信号は、前記第2の信号にも基づく、請求項3に記載の外科用排出システム。 The surgical method of claim 3, wherein the control circuit is configured to receive a second signal from the second sensor, and the drive signal to the motor is also based on the second signal. evacuation system. 前記フィルタレセプタクル内に配置された交換可能なフィルタを更に備える、請求項3に記載の外科用排出システム。 The surgical drainage system of claim 3, further comprising a replaceable filter disposed within the filter receptacle. 前記センサは、レーザー粒子カウンタを含む、請求項1に記載の外科用排出システム。 The surgical evacuation system of claim 1, wherein the sensor includes a laser particle counter. ユーザインターフェースを更に備え、前記モータの前記速度は、前記ユーザインターフェースを介して選択可能である、請求項1に記載の外科用排出システム。 The surgical evacuation system of claim 1, further comprising a user interface, wherein the speed of the motor is selectable via the user interface. 前記センサからの前記信号に基づいて前記モータの前記速度を自動的に変更するための前記モータへの前記駆動信号は、オーバーライド条件が満たされると、前記ユーザインターフェースを介して選択された前記モータの前記速度をオーバーライドする、請求項7に記載の外科用排出システム。 The drive signal to the motor for automatically changing the speed of the motor based on the signal from the sensor is applied to the motor selected via the user interface when an override condition is met. The surgical evacuation system of claim 7, overriding the speed. プロセッサと、前記プロセッサに通信可能に連結されたメモリとを更に備え、前記メモリは、前記センサからの前記信号に基づいて前記モータの前記速度を変更するように、前記プロセッサによって実行可能な命令を記憶する、請求項1に記載の外科用排出システム。 further comprising a processor and a memory communicatively coupled to the processor, the memory executing instructions executable by the processor to change the speed of the motor based on the signal from the sensor. The surgical evacuation system of claim 1, wherein the surgical evacuation system stores storage. ポンプと、
前記ポンプを駆動するように構成されたモータと、
フィルタレセプタクルと、
ハウジングであって、
入口ポートと、
出口ポートと、
前記ハウジングを通って画定された流路であって、前記流路は、前記入口ポート、前記フィルタレセプタクル、前記ポンプ、及び前記出口ポートを流体連結する、流路と、
を含む、ハウジングと、
前記フィルタレセプタクルの上流で前記流路内に配置された第1のセンサであって、前記第1のセンサは、前記流路を通って移動する流体中の微粒子を検出するように構成されている、第1のセンサと、
前記フィルタレセプタクルの下流で前記流路内に配置された第2のセンサであって、前記第2のセンサは、前記流路を通って移動する前記流体中の微粒子の濃度を検出するように構成されている、第2のセンサと、
制御回路であって、
前記フィルタレセプタクルの上流の前記流体中に存在する微粒子濃度を示す第1の信号を、前記第1のセンサから受信し、
前記フィルタレセプタクルの下流の前記流体中に存在する微粒子濃度を示す第2の信号を、前記第2のセンサから受信し、
少なくとも前記第2の信号に基づいて、第1のゼロではない速度から第2のゼロではない速度に前記モータの速度を変更するための駆動信号を送信する、
ように構成されている、制御回路と、
を備える、外科用排出システム。
pump and
a motor configured to drive the pump;
a filter receptacle;
A housing,
an inlet port;
an exit port;
a flow path defined through the housing, the flow path fluidly connecting the inlet port, the filter receptacle, the pump, and the outlet port;
a housing, including;
a first sensor disposed in the flow path upstream of the filter receptacle, the first sensor configured to detect particulates in a fluid moving through the flow path; , a first sensor;
a second sensor disposed in the flow path downstream of the filter receptacle, the second sensor configured to detect a concentration of particulates in the fluid moving through the flow path; a second sensor,
A control circuit,
receiving a first signal from the first sensor indicative of a particulate concentration present in the fluid upstream of the filter receptacle;
receiving a second signal from the second sensor indicative of a particulate concentration present in the fluid downstream of the filter receptacle;
transmitting a drive signal for changing the speed of the motor from a first non-zero speed to a second non-zero speed based at least on the second signal;
A control circuit configured as follows;
A surgical evacuation system comprising:
ユーザインターフェースを更に備え、前記モータの前記速度は、前記ユーザインターフェースを介して選択可能である、請求項10に記載の外科用排出システム。 The surgical evacuation system of claim 10, further comprising a user interface, wherein the speed of the motor is selectable via the user interface. 前記フィルタレセプタクル内に配置されたフィルタを更に備える、請求項10に記載の外科用排出システム。 The surgical drainage system of claim 10, further comprising a filter disposed within the filter receptacle. 前記制御回路は、
前記フィルタレセプタクルの上流の前記微粒子濃度が第1の閾値量より大きいとき、前記モータの前記速度を増加させ、
前記フィルタレセプタクルの下流の前記微粒子濃度が第2の閾値量より大きいとき、前記モータの前記速度を減少させる、
ように構成されている、請求項10に記載の外科用排出システム。
The control circuit includes:
increasing the speed of the motor when the particulate concentration upstream of the filter receptacle is greater than a first threshold amount;
reducing the speed of the motor when the particulate concentration downstream of the filter receptacle is greater than a second threshold amount;
11. The surgical evacuation system of claim 10, wherein the surgical evacuation system is configured to.
前記外科用排出システムは、所定の条件が満たされるとオーバーライドモードに移行し、操作者による手動の入力によって、前記ポンプを駆動するように構成された前記モータの速度が制御されるように構成されている、請求項10に記載の外科用排出システム。 The surgical evacuation system is configured to enter an override mode when predetermined conditions are met, and manual input by an operator controls the speed of the motor configured to drive the pump. 11. The surgical evacuation system of claim 10. 前記制御回路は、プロセッサと、前記プロセッサに通信可能に連結されたメモリとを含み、前記メモリは、前記第2の信号に基づいて、前記モータの前記速度を変更するように、前記プロセッサによって実行可能な命令を記憶する、請求項10に記載の外科用排出システム。 The control circuit includes a processor and a memory communicatively coupled to the processor , the memory controlling the processor to change the speed of the motor based on the second signal . 11. The surgical evacuation system of claim 10, storing instructions executable by.
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