JP7447091B2 - モジュール式エネルギーシステム用の適合可能に接続可能かつ再割り当て可能なシステムアクセサリ - Google Patents

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    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046—Tracking techniques
    • A61B2034/2048—Tracking techniques using an accelerometer or inertia sensor
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    • A61B5/021—Measuring pressure in heart or blood vessels
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    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
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    • H01R2201/00—Connectors or connections adapted for particular applications
    • H01R2201/12—Connectors or connections adapted for particular applications for medicine and surgery
    • H—ELECTRICITY
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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    • H04L27/02—Amplitude-modulated carrier systems, e.g. using on-off keying; Single sideband or vestigial sideband modulation
    • H04L27/04—Modulator circuits; Transmitter circuits
    • H—ELECTRICITY
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    • H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/0026—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus provided with connectors and printed circuit boards [PCB], e.g. automotive electronic control units
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/0026—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus provided with connectors and printed circuit boards [PCB], e.g. automotive electronic control units
    • H05K5/0065—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus provided with connectors and printed circuit boards [PCB], e.g. automotive electronic control units wherein modules are associated together, e.g. electromechanical assemblies, modular structures
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/02—Arrangements of circuit components or wiring on supporting structure
    • H05K7/023—Stackable modules
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S40/00—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
    • Y04S40/18—Network protocols supporting networked applications, e.g. including control of end-device applications over a network

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＡＤＡＰＴＡＢＬＹ ＣＯＮＮＥＣＴＡＢＬＥ ＡＮＤ ＲＥＡＳＳＩＧＮＡＢＬＥ ＳＹＳＴＥＭ ＡＣＣＥＳＳＯＲＩＥＳ ＦＯＲ ＭＯＤＵＬＡＲ ＥＮＥＲＧＹ ＳＹＳＴＥＭ」と題する２０１９年９月５日出願の米国特許非仮出願第１６／５６２，１６３号の利益を主張する。
本出願はまた、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＭＯＤＵＬＡＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ」と題する２０１９年３月２９日出願の米国特許仮出願第６２／８２６，５８４号の利益を主張する。
本出願はまた、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＭＯＤＵＬＡＲ ＥＮＥＲＧＹ ＳＹＳＴＥＭ ＣＯＮＮＥＣＴＩＶＩＴＹ」と題する２０１９年３月２９日出願の米国特許仮出願第６２／８２６，５８７号の利益を主張する。
本出願はまた、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＭＯＤＵＬＡＲ ＥＮＥＲＧＹ ＤＥＬＩＶＥＲＹ ＳＹＳＴＥＭ」と題する２０１９年３月２９日出願の米国特許仮出願第６２／８２６，５９２号の利益を主張する。
本出願はまた、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＭＯＤＵＬＡＲ ＥＮＥＲＧＹ ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＵＳＥＲ ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ」と題する２０１８年９月７日出願の米国特許仮出願第６２／７２８，４８０号の利益を主張する。
本開示は、モジュール式電気外科及び／又は超音波外科システムを含む、様々な外科システムに関する。手術室（ＯＲ）では、各外科手術を完了するために必要とされる様々な装置の数に起因して、コード、装置、及び人が複雑に絡み合っているため、ＯＲには合理化された資本ソリューションを必要としている。これは、世界中のあらゆる市場の全てのＯＲの現実である。大抵の資本設備が１つの目的又は操作を実行し、各タイプの資本設備は、使用するための固有の技術又は方法を必要とし、かつ固有のユーザインターフェースを有するため、資本設備は、ＯＲ内を乱雑にする主な元凶である。したがって、ＯＲ内で設備の設置面積を減少させ、機器のインターフェースを合理化し、かつ手術スタッフが関わる必要がある装置の数を削減することによって手術中の手術スタッフの効率を高めるため、資本設備と他の外科用技術を統合させる、消費者にとって満たされていないニーズが存在する。
１つの一般的な態様は、１つ以上のエネルギーモジュールに取り外し可能に連結可能なヘッダモジュールであって、１つ以上のエネルギーモジュールは、外科用器具が接続可能である第１のポート及び第２のポートを集合的に含み、１つ以上のエネルギーモジュールのそれぞれは、外科用器具のための複数のエネルギーモダリティを駆動するように構成されている、ヘッダモジュールである。ヘッダモジュールは、ユーザインターフェースを表示するように構成されているディスプレイスクリーンであって、ユーザインターフェースは、ユーザ入力を受信するように構成されており、ヘッダモジュールがフットスイッチから制御信号を受信することができ、フットスイッチに制御信号を送信することができるように、フットスイッチに接続可能である、ディスプレイスクリーンと、ディスプレイスクリーン及び１つ以上のエネルギーモジュールに連結されている制御回路であって、制御回路は、フットスイッチから制御信号を受信したことに応答して、制御回路が１つ以上のエネルギーモジュールを制御して、第１のポートに接続された第１の外科用器具のための複数のエネルギーモダリティのうちの１つを駆動させるように、フットスイッチを第１のポートに割り当てを行い、かつ、フットスイッチから制御信号を受信したことに応答して、制御回路が１つ以上のエネルギーモジュールを制御して、第２のポートに接続された第２の外科用器具のための複数のエネルギーモダリティのうちの１つを駆動させるように、ユーザインターフェースを介して受信したユーザ入力に基づいて、フットスイッチを第１のポートから第２のポートに再割り当てを行うように構成されている、制御回路と、を備えることができる。
別の一般的な態様は、モジュール式エネルギーシステムに接続するように構成されているフットスイッチである。フットスイッチは、ペダルと、ディスプレイスクリーンと、ディスプレイスクリーンに連結されている制御回路であって、制御回路は、ペダルの第１の機能に関連付けられた第１のしるしをディスプレイスクリーンに表示させ、モジュール式エネルギーシステムから受信した制御信号に基づいて、ペダルの第２の機能に関連付けられた第２のしるしをディスプレイスクリーンに表示させるように構成されている、制御回路と、を備えることができる。
別の一般的な態様は、モジュール式エネルギーシステムに接続するように構成されているフットスイッチである。フットスイッチは、ペダルと、ディスプレイスクリーンと、ディスプレイスクリーンに連結されている制御回路であって、制御回路は、ペダルが割り当て解除されていることを示す第１のしるしをディスプレイスクリーンに表示させ、モジュール式エネルギーシステムから受信した制御信号に基づいて、ペダルに割り当てられた外科用器具に対応する第２のしるしをディスプレイスクリーンに表示させるように構成されている、制御回路と、を備えることができる。
構成及び操作方法の両方に関して本明細書で説明する様々な態様は、それらの他の目的及び利点と共に、以下の説明を以下の添付図面と併せて参照することで最もよく理解することができる。
本開示の少なくとも１つの態様による、コンピュータ実装インタラクティブ外科システムのブロック図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、手術室内で外科処置を実施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、双極接点、超音波接点、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、又は外科手術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ている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ている制御回路を示す。 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ている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ている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、様々な機能を実施するために起動され得る複数のモータを備える外科用器具又はツールを示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、本明細書で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ている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、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内で適応型超音波ブレード制御アルゴリズムを実行するように構成されているシステムである。 本開示の少なくとも１つの態様による、発生器の例を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、発生器及び発生器と共に使用可能な様々な外科用器具を備え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、状況認識外科システムの図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、モジュール式エネルギーシステムをカスタマイズするために組み合わせが可能な様々なモジュール及び他の構成要素の図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、ヘッダモジュールと、ヘッダモジュールに接続されたモジュールに関する情報を中継するためのグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）をレンダリングするディスプレイスクリーンとを含む、第１の例示的なモジュール式エネルギーシステム構成である。 本開示の少なくとも１つの態様による、カートに装着された図２５Ａに示されるモジュール式エネルギーシステムである。 本開示の少なくとも１つの態様による、共に接続されてカートに装着されているヘッダモジュールと、ディスプレイスクリーンと、エネルギーモジュールと、拡張エネルギーモジュールとを含む、第２の例示的なモジュール式エネルギーシステム構成である。 本開示の少なくとも１つの態様による、ヘッダモジュールがディスプレイスクリーンを欠いていることを除いて、図２５Ａに示される第２の構成と同様の第３の例示的なモジュール式エネルギーシステム構成である。 本開示の少なくとも１つの態様による、共に接続されてカートに装着されているヘッダモジュールと、ディスプレイスクリーンと、エネルギーモジュールと、拡張エネルギーモジュールと、技術モジュールとを含む、第４の例示的なモジュール式エネルギーシステム構成である。 本開示の少なくとも１つの態様による、共に接続されてカートに装着されているヘッダモジュールと、ディスプレイスクリーンと、エネルギーモジュールと、拡張エネルギーモジュールと、技術モジュールと、可視化モジュールとを含む、第５の例示的なモジュール式エネルギーシステム構成である。 本開示の少なくとも１つの態様による、通信可能に接続可能な外科用プラットフォームを含むモジュール式エネルギーシステムの図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、ユーザインターフェースを含むモジュール式エネルギーシステムのヘッダ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、モジュール式エネルギーシステムのスタンドアロンハブ構成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、外科用制御システムと統合されたモジュール式エネルギーシステムのハブ構成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、モジュール式エネルギーシステムの通信モジュールに連結されたユーザインターフェースモジュール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、モジュール式エネルギーシステムのエネルギーモジュール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、モジュール式エネルギーシステムのヘッダモジュールに連結されたエネルギーモジュール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、モジュール式エネルギーシステムのヘッダモジュールに連結されたエネルギーモジュール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、図３３に示されるヘッダモジュールなどの、ハブ用のモジュール式エネルギーシステムのヘッダ／ユーザインターフェース（ＵＩ）モジュール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、図３３に示されるヘッダモジュールなどの、ハブ用のモジュール式エネルギーシステムのヘッダ／ユーザインターフェース（ＵＩ）モジュール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、図３１～３６Ｂに示されるエネルギーモジュールなどの、ハブ用のエネルギーモジュール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、複数のシステムアクセサリポートを含むエネルギーモジュールである。 本開示の少なくとも１つの態様による、エネルギーモジュールに物理的に接続されるフットスイッチの図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、フットスイッチをエネルギーモジュールに無線接続するプロセスの図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、エネルギーモジュールの正面図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、エネルギーモジュールの正面図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、エネルギーモジュールの正面図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、エネルギーモジュールの正面図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、エネルギーモジュールの正面図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、ユーザインターフェースの表示である。 本開示の少なくとも１つの態様による、ユーザインターフェースの表示である。 本開示の少なくとも１つの態様による、ユーザインターフェースの表示である。 本開示の少なくとも１つの態様による、ユーザインターフェースの表示である。 本開示の少なくとも１つの態様による、ユーザインターフェースの表示である。 本開示の少なくとも１つの態様による、フットスイッチの斜視図である
本出願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、本出願と同時に出願された以下の米国特許出願を所有する。
・米国特許出願整理番号ＥＮＤ９０６７ＵＳＮＰ１／１８０６７９－１Ｍ、発明の名称「ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＮＧ ＡＮＤ ＵＳＩＮＧ Ａ ＭＯＤＵＬＡＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＮＥＲＧＹ ＳＹＳＴＥＭ ＷＩＴＨ ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＤＥＶＩＣＥＳ」、
・米国特許出願整理番号ＥＮＤ９０６９ＵＳＮＰ１／１８０６８１－１Ｍ、発明の名称「ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＥＮＥＲＧＹ ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＩＯＮ ＩＮ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＭＯＤＵＬＡＲ ＥＮＥＲＧＹ ＳＹＳＴＥＭ」、
・米国特許出願整理番号ＥＮＤ９０６９ＵＳＮＰ２／１８０６８１－２、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＭＯＤＵＬＡＲ ＥＮＥＲＧＹ ＳＹＳＴＥＭ ＷＩＴＨ Ａ ＳＥＧＭＥＮＴＥＤ ＢＡＣＫＰＬＡＮＥ」、
・米国特許出願整理番号ＥＮＤ９０６９ＵＳＮＰ３／１８０６８１－３、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＭＯＤＵＬＡＲ ＥＮＥＲＧＹ ＳＹＳＴＥＭ ＷＩＴＨ ＦＯＯＴＥＲ ＭＯＤＵＬＥ」、
・米国特許出願整理番号ＥＮＤ９０６９ＵＳＮＰ４／１８０６８１－４、発明の名称「ＰＯＷＥＲ ＡＮＤ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＭＩＴＩＧＡＴＩＯＮ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴ ＦＯＲ ＭＯＤＵＬＡＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＮＥＲＧＹ ＳＹＳＴＥＭ」、
・米国特許出願整理番号ＥＮＤ９０６９ＵＳＮＰ５／１８０６８１－５、発明の名称「ＭＯＤＵＬＡＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＮＥＲＧＹ ＳＹＳＴＥＭ ＷＩＴＨ ＭＯＤＵＬＥ ＰＯＳＩＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＳＥＮＳＩＮＧ ＷＩＴＨ ＶＯＬＴＡＧＥ ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ」、
・米国特許出願整理番号ＥＮＤ９０６９ＵＳＮＰ６／１８０６８１－６、発明の名称「ＭＯＤＵＬＡＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＮＥＲＧＹ ＳＹＳＴＥＭ ＷＩＴＨ ＭＯＤＵＬＥ ＰＯＳＩＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＳＥＮＳＩＮＧ ＷＩＴＨ ＴＩＭＥ ＣＯＵＮＴＥＲ」、
・米国特許出願整理番号ＥＮＤ９０６９ＵＳＮＰ７／１８０６８１－７、発明の名称「ＭＯＤＵＬＡＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＮＥＲＧＹ ＳＹＳＴＥＭ ＷＩＴＨ ＭＯＤＵＬＥ ＰＯＳＩＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＷＩＴＨ ＤＩＧＩＴＡＬ ＬＯＧＩＣ」、
・米国特許出願整理番号ＥＮＤ９０６８ＵＳＮＰ１／１８０６８０－１Ｍ、発明の名称「ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ ＡＮ ＥＮＥＲＧＹ ＭＯＤＵＬＥ ＯＵＴＰＵＴ」、
・米国特許出願整理番号ＥＮＤ９０６８ＵＳＮＰ２／１８０６８０－２、発明の名称「ＥＮＥＲＧＹ ＭＯＤＵＬＥ ＦＯＲ ＤＲＩＶＩＮＧ ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＥＮＥＲＧＹ ＭＯＤＡＬＩＴＩＥＳ」、
・米国特許出願整理番号ＥＮＤ９０６８ＵＳＮＰ３／１８０６８０－３、発明の名称「ＧＲＯＵＮＤＩＮＧ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴ ＯＦ ＥＮＥＲＧＹ ＭＯＤＵＬＥＳ」、
・米国特許出願整理番号ＥＮＤ９０６８ＵＳＮＰ４／１８０６８０－４、発明の名称「ＢＡＣＫＰＬＡＮＥ ＣＯＮＮＥＣＴＯＲ ＤＥＳＩＧＮ ＴＯ ＣＯＮＮＥＣＴ ＳＴＡＣＫＥＤ ＥＮＥＲＧＹ ＭＯＤＵＬＥＳ」、
・米国特許出願整理番号ＥＮＤ９０６８ＵＳＮＰ５／１８０６８０－５、発明の名称「ＥＮＥＲＧＹ ＭＯＤＵＬＥ ＦＯＲ ＤＲＩＶＩＮＧ ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＥＮＥＲＧＹ ＭＯＤＡＬＩＴＩＥＳ ＴＨＲＯＵＧＨ Ａ ＰＯＲＴ」、
・米国特許出願整理番号ＥＮＤ９０６８ＵＳＮＰ６／１８０６８０－６、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＵＴＩＬＩＺＩＮＧ ＤＲＩＶＥ ＳＩＧＮＡＬ ＴＯ ＰＯＷＥＲ ＳＥＣＯＮＤＡＲＹ ＦＵＮＣＴＩＯＮ」、
・米国特許出願整理番号ＥＮＤ９０３８ＵＳＮＰ１／１８０５２９－１Ｍ、発明の名称「ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ Ａ ＭＯＤＵＬＡＲ ＥＮＥＲＧＹ ＳＹＳＴＥＭ ＵＳＥＲ ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ」、
・米国特許出願整理番号ＥＮＤ９０３８ＵＳＮＰ２／１８０５２９－２、発明の名称「ＰＡＳＳＩＶＥ ＨＥＡＤＥＲ ＭＯＤＵＬＥ ＦＯＲ Ａ ＭＯＤＵＬＡＲ ＥＮＥＲＧＹ ＳＹＳＴＥＭ」、
・米国特許出願整理番号ＥＮＤ９０３８ＵＳＮＰ３／１８０５２９－３、発明の名称「ＣＯＮＳＯＬＩＤＡＴＥＤ ＵＳＥＲ ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ ＦＯＲ ＭＯＤＵＬＡＲ ＥＮＥＲＧＹ ＳＹＳＴＥＭ」、
・米国特許出願整理番号ＥＮＤ９０３８ＵＳＮＰ４／１８０５２９－４、発明の名称「ＡＵＤＩＯ ＴＯＮＥ ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ ＦＯＲ ＡＮ ＥＮＥＲＧＹ ＭＯＤＵＬＥ ＯＦ Ａ ＭＯＤＵＬＡＲ ＥＮＥＲＧＹ ＳＹＳＴＥＭ」、
・米国特許出願整理番号ＥＮＤ９０３８ＵＳＮＰ５／１８０５２９－５、発明の名称「ＡＤＡＰＴＡＢＬＹ ＣＯＮＮＥＣＴＡＢＬＥ ＡＮＤ ＲＥＡＳＳＩＧＮＡＢＬＥ ＳＹＳＴＥＭ ＡＣＣＥＳＳＯＲＩＥＳ ＦＯＲ ＭＯＤＵＬＡＲ ＥＮＥＲＧＹ ＳＹＳＴＥＭ」、
・米国特許出願整理番号ＥＮＤ９０７０ＵＳＮＰ１／１８０６８２－１Ｍ、発明の名称「ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＮＧ ＢＥＴＷＥＥＮ ＭＯＤＵＬＥＳ ＡＮＤ ＤＥＶＩＣＥＳ ＩＮ Ａ ＭＯＤＵＬＡＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ」、
・米国特許出願整理番号ＥＮＤ９０７０ＵＳＮＰ２／１８０６８２－２、発明の名称「ＦＬＥＸＩＢＬＥ ＨＡＮＤ－ＳＷＩＴＣＨ ＣＩＲＣＵＩＴ」、
・米国特許出願整理番号ＥＮＤ９０７０ＵＳＮＰ３／１８０６８２－３、発明の名称「ＦＩＲＳＴ ＡＮＤ ＳＥＣＯＮＤ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＰＲＯＴＯＣＯＬ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴ ＦＯＲ ＤＲＩＶＩＮＧ ＰＲＩＭＡＲＹ ＡＮＤ ＳＥＣＯＮＤＡＲＹ ＤＥＶＩＣＥＳ ＴＨＲＯＵＧＨ Ａ ＳＩＮＧＬＥ ＰＯＲＴ」、
・米国特許出願整理番号ＥＮＤ９０７０ＵＳＮＰ４／１８０６８２－４、発明の名称「ＦＬＥＸＩＢＬＥ ＮＥＵＴＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＯＤＥ」、
・米国特許出願整理番号ＥＮＤ９０７０ＵＳＮＰ５／１８０６８２－５、発明の名称「ＳＭＡＲＴ ＲＥＴＵＲＮ ＰＡＤ ＳＥＮＳＩＮＧ ＴＨＲＯＵＧＨ ＭＯＤＵＬＡＴＩＯＮ ＯＦ ＮＥＡＲ ＦＩＥＬＤ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＣＯＮＴＡＣＴ ＱＵＡＬＩＴＹ ＭＯＮＩＴＯＲＩＮＧ ＳＩＧＮＡＬＳ」、
・米国特許出願整理番号ＥＮＤ９０７０ＵＳＮＰ６／１８０６８２－６、発明の名称「ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＥＮＥＲＧＹ ＡＣＴＩＶＡＴＩＯＮ ＣＩＲＣＵＩＴ ＤＥＳＩＧＮ ＦＯＲ ＭＯＤＵＬＡＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ」、
・米国特許出願整理番号ＥＮＤ９０７０ＵＳＮＰ７／１８０６８２－７、発明の名称「ＣＯＯＲＤＩＮＡＴＥＤ ＥＮＥＲＧＹ ＯＵＴＰＵＴＳ ＯＦ ＳＥＰＡＲＡＴＥ ＢＵＴ ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ ＭＯＤＵＬＥＳ」、
・米国特許出願整理番号ＥＮＤ９０７０ＵＳＮＰ８／１８０６８２－８、発明の名称「ＭＡＮＡＧＩＮＧ ＳＩＭＵＬＴＡＮＥＯＵＳ ＭＯＮＯＰＯＬＡＲ ＯＵＴＰＵＴＳ ＵＳＩＮＧ ＤＵＴＹ ＣＹＣＬＥ ＡＮＤ ＳＹＮＣＨＲＯＮＩＺＡＴＩＯＮ」、
・米国特許出願整理番号ＥＮＤ９０７０ＵＳＮＰ９／１８０６８２－９、発明の名称「ＰＯＲＴ ＰＲＥＳＥＮＣＥ ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＭＯＤＵＬＡＲ ＥＮＥＲＧＹ ＳＹＳＴＥＭ」、
・米国特許出願整理番号ＥＮＤ９０７０ＵＳＮＰ１０／１８０６８２－１０、発明の名称「ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＴＲＡＣＫＩＮＧ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＲＥＡＬ ＴＩＭＥ ＣＬＯＣＫ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ」、
・米国特許出願整理番号ＥＮＤ９０７０ＵＳＮＰ１１／１８０６８２－１１、発明の名称「ＲＥＧＩＯＮＡＬ ＬＯＣＡＴＩＯＮ ＴＲＡＣＫＩＮＧ ＯＦ ＣＯＭＰＯＮＥＮＴＳ ＯＦ Ａ ＭＯＤＵＬＡＲ ＥＮＥＲＧＹ ＳＹＳＴＥＭ」、
・米国意匠特許出願整理番号ＥＮＤ９２１２ＵＳＤＰ１／１９０３７０Ｄ、発明の名称「ＥＮＥＲＧＹ ＭＯＤＵＬＥ」、
・米国意匠特許出願整理番号ＥＮＤ９２１３ＵＳＤＰ１／１９０３７１Ｄ、発明の名称「ＥＮＥＲＧＹ ＭＯＤＵＬＥ ＭＯＮＯＰＯＬＡＲ ＰＯＲＴ ＷＩＴＨ ＦＯＵＲＴＨ ＳＯＣＫＥＴ ＡＭＯＮＧ ＴＨＲＥＥ ＯＴＨＥＲ ＳＯＣＫＥＴＳ」、
・米国意匠特許出願整理番号ＥＮＤ９２１４ＵＳＤＰ１／１９０３７２Ｄ、発明の名称「ＢＡＣＫＰＬＡＮＥ ＣＯＮＮＥＣＴＯＲ ＦＯＲ ＥＮＥＲＧＹ ＭＯＤＵＬＥ」、及び
・米国意匠特許出願整理番号ＥＮＤ９２１５ＵＳＤＰ１／１９０３７３Ｄ、発明の名称「ＡＬＥＲＴ ＳＣＲＥＥＮ ＦＯＲ ＥＮＥＲＧＹ ＭＯＤＵＬＥ」。
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、例示の実施例は、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注意を喚起しておく。例示の実施例は、他の態様、変形形態、及び修正形態で実装されるか、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の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、態様の表現、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、態様の表現、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。
様々な態様が、改善された超音波外科用装置、電気外科用装置、及びこれと共に使用するための発生器を対象とする。超音波外科用装置の態様は、例えば、外科処置中に組織を横切開及び／又は凝固するように構成され得る。電気外科用装置の態様は、例えば、外科処置中に、組織を横切開、凝固、スケーリング、溶接及び／又は乾燥させるように構成され得る。
外科システムのハードウェア
図１を参照すると、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム１００は、１つ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１に示すように、外科システム１０２は、互いに、及び／又はハブ１０６と通信するように構成された、可視化システム１０８と、ロボットシステム１１０と、ハンドヘルド式インテリジェント外科用器具１１２と、を含む。いくつかの態様では、外科システム１０２は、Ｍ個のハブ１０６と、Ｎ個の可視化システム１０８と、Ｏ個のロボットシステム１１０と、Ｐ個のハンドヘルド式インテリジェント外科用器具１１２と、を含んでもよく、ここでＭ、Ｎ、Ｏ及びＰは１以上の整数である。
図２は、外科手術室１１６内の手術台１１４上に横たわる患者に対して外科処置を実施するために使用される外科システム１０２の一例を示す。ロボットシステム１１０は、外科処置において外科システム１０２の一部として使用される。ロボットシステム１１０は、外科医のコンソール１１８と、患者側カート１２０（外科用ロボット）と、外科用ロボットハブ１２２と、を含む。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、患者側カート１２０は、患者の身体の低侵襲切開部を介して、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、患者側カート１２０によって操作され、撮像装置１２４を向けさせ得る。ロボットハブ１２２は、手術部位の画像を処理し、その後処理した画像を外科医のコンソール１１８を介して外科医に対して表示させるために使用することができる。
他のタイプのロボットシステムを、外科システム１０２と共に使用するために容易に適合させることができる。本開示と共に使用するのに好適なロボットシステム及び外科用ツールの様々な例は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１７年１２月２８日出願の「ＲＯＢＯＴ ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する米国仮特許出願第６２／６１１，３３９号に記載されている。
クラウド１０４によって実施され、本開示と共に使用するのに好適なクラウドベース分析法の様々な例は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１７年１２月２８日出願の「ＣＬＯＵＤ－ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６１１，３４０号に記載されている。
様々な態様では、撮像装置１２４は、少なくとも１つの画像センサと、１つ以上の光学構成要素と、を含む。好適な画像センサとしては、電荷結合素子（ＣＣＤ）センサ及び相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）センサが挙げられるが、これらに限定されない。
撮像装置１２４の光学構成要素は、１つ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光することができる。
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。
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（すなわち、約３８０ｎｍ未満及び約７５０ｎｍ超の波長の）電磁スペクトルの一部分である。不可視スペクトルは、人間の目で検出可能ではない。約７５０ｎｍを超える波長は、赤色可視スペクトルよりも長く、これらは不可視赤外線（ＩＲ）、マイクロ波及び無線電磁放射線になる。約３８０ｎｍ未満の波長は、紫色スペクトルよりも短く、これらは不可視紫外線、Ｘ線及びガンマ線電磁放射線になる。
様々な態様では、撮像装置１２４は、低侵襲性手術で使用するように構成されている。本開示と共に使用するのに好適な撮像装置の例としては、関節鏡、血管鏡、気管支鏡、胆道鏡、結腸鏡、膀胱鏡、十二指腸鏡、腸鏡、食道胃十二指腸鏡（胃鏡）、内視鏡、喉頭鏡、鼻咽喉－腎盂鏡（nasopharyngo-neproscope）、Ｓ状結腸鏡、胸腔鏡、及び尿管鏡が挙げられるが、これらに限定されない。
一態様では、撮像装置は、トポグラフィーと下層構造とを区別するためにマルチスペクトルモニタリングを用いる。マルチスペクトル画像は、電磁スペクトル全体から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の光を感知できる器具を使用することによって分離することができる。スペクトル撮像法は、人間の目がその赤色、緑色及び青色の受容体で捕捉することのできない追加情報の抽出を可能にすることができる。マルチスペクトル撮像法の使用は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる２０１７年１２月２８日出願の「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する米国仮特許出願第６２／６１１，３４１号の「Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｉｍａｇｉｎｇ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｄｕｌｅ」の項で詳細に説明されている。マルチスペクトルモニタリングは、治療される組織上で上述の試験の１つ以上を実施するため、１つの外科的タスクが完了した後に手術野を再配置するのに有用なツールであり得る。
いかなる外科手術においても手術室及び外科用器具の厳格な滅菌が必要であることは自明である。「外科施術の行われる現場（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。上記の滅菌プロセスの一部としては、患者と接触する、又は滅菌野に侵入するあらゆるもの（撮像装置１２４並びにその付属品及び構成要素を含む）を滅菌する必要が挙げられる。滅菌野は、トレイ内若しくは滅菌タオル上などの微生物を含まないと見なされる特定の領域と見なされ得ること、又は滅菌野は、外科処置のために準備された患者のすぐ周囲の領域と見なされ得ることは理解されよう。滅菌野は、適切な衣類を着用した洗浄済みのチーム構成員、並びにその領域内の全ての備品及び固定具を含み得る。
様々な態様では、可視化システム１０８は、図２に示されるように、滅菌野に対して戦略的に配置される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。
図２に示すように、一次ディスプレイ１１９は、手術台１１４に位置するオペレータに可視であるように滅菌野内に位置決めされる。加えて、可視化タワー１１１が、滅菌野の外に位置決めされる。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側のオペレータ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、非滅菌オペレータにより、外科処置に関連する診断工程を実施可能とすることができる。
一態様では、ハブ１０６は、滅菌野内で、可視化タワー１１１にある非滅菌オペレータ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オペレータが見ることができるようにも構成されている。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。
図２を参照すると、外科用器具１１２は、外科処置において外科システム１０２の一部として使用されている。ハブ１０６はまた、外科用器具１１２のディスプレイへの情報フローを調整するようにも構成されている。例えば、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する２０１７年１２月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６１１，３４１号における。可視化タワー１１１にある非滅菌オペレータによって入力される診断入力又はフィードバックは、ハブ１０６によって滅菌野内の外科用器具ディスプレイ１１５に送られ得、ここで診断入力又はフィードバックを、外科用器具１１２のオペレータが見ることができる。外科システム１０２と共に用いるのに好適な例示的外科用器具については、例えば、「外科用器具のハードウェア（SURGICAL INSTRUMENT HARDWARE）」の項で、及びその開示全体が参照により本明細書に組み込まれる「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する２０１７年１２月２８日出願の米国特許仮出願第６２／６１１，３４１号で説明されている。
ここで図３を参照すると、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と通信するハブ１０６が示されている。ハブ１０６は、ハブディスプレイ１３５、撮像モジュール１３８、発生器モジュール１４０、通信モジュール１３０、プロセッサモジュール１３２、及びストレージアレイ１３４を含む。特定の態様では、図３に示すように、ハブ１０６は、排煙モジュール１２６及び／又は吸引／灌注モジュール１２８を更に含む。
外科処置中、封止及び／又は切断のために、組織へのエネルギー印加することには、一般に、排煙、過剰な流体の吸引、及び／又は組織の灌注と関連付けられる。異なる供給源からの流体ライン、電力ライン及び／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、電力ライン、データライン、及び流体ラインを管理するための統一環境を提供し、このようなライン間の絡まりの頻度を低減させる。
本開示の態様は、手術部位における組織へのエネルギー印加を伴う外科処置において使用するための外科用ハブを提示する。外科用ハブは、ハブ筐体と、ハブ筐体のドッキングステーション内に摺動可能に受容可能な組み合わせ発生器モジュールと、を含む。ドッキングステーションはデータ接点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。
一態様では、上記の流体ラインは第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ている。一態様では、ハブ筐体は、流体インターフェースを備える。
特定の外科処置は、２つ以上のエネルギータイプを組織に印加することを必要とする場合がある。１つのエネルギータイプは、組織を切断するのにより有益であり得るが、別の異なるエネルギータイプは、組織を封止するのにより有益であり得る。例えば、双極発生器は組織を封止するために使用することができ、一方で、超音波発生器は封止された組織を切断するために使用することができる。本開示の態様は、ハブのモジュール式筐体１３６が様々な発生器を収容して、これらの間のインタラクティブ通信を促進するように構成されているという解決法を提示する。ハブのモジュール式筐体１３６の利点の１つは、様々なモジュールの迅速な取り外し及び／又は交換を可能にすることである。
本開示の態様は、組織へのエネルギー印加を伴う外科処置で使用するためのモジュール式外科用筐体を提示する。モジュール式外科用筐体は、組織に印加するための第１のエネルギーを生成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。
上記に加えて、モジュール式外科用筐体は、第１のエネルギーとは異なる、組織に印加するための第２のエネルギーを発生させるように構成された第２のエネルギー発生器モジュールと、第２のデータ及び電力接点を含む第２のドッキングポートを備える第２のドッキングステーションと、を更に含み、第２のエネルギー発生器モジュールは、電力及びデータ接点と電気係合するように摺動可能に移動可能であり、また第２のエネルギー発生器モジュールは、第２の電力及びデータ接点との電気係合から外れるように摺動可能に移動可能である。
更に、モジュール式外科用筐体は、第１のエネルギー発生器モジュールと第２のエネルギー発生器モジュールとの間の通信を容易にするように構成された、第１のドッキングポートと第２のドッキングポートとの間の通信バスを更に含む。
図３～図７を参照すると、発生器モジュール１４０と、排煙モジュール１２６と、吸引／灌注モジュール１２８との、モジュール式統合を可能にするハブのモジュール式筐体１３６に関する本開示の態様が提示される。ハブのモジュール式筐体１３６は、モジュール１４０とモジュール１２６とモジュール１２８と間のインタラクティブ通信を更に促進する。図５に示すように、発生器モジュール１４０は、ハブのモジュール式筐体１３６に摺動可能に挿入可能な単一のハウジングユニット１３９内に支持される、一体化された単極構成要素、双極構成要素及び超音波構成要素を備える発生器モジュールであってもよい。図５に示すように、発生器モジュール１４０は、単極装置１４６、双極装置１４７、及び超音波装置１４８に接続するように構成することができる。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、双極発生器モジュール及び／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インタラクティブ通信と、を促進するように構成されてもよい。
一態様では、ハブのモジュール式筐体１３６は、モジュール１４０、１２６、１２８の取り外し可能な取り付け及びそれらの間のインタラクティブ通信を可能にするために、外部及び無線通信ヘッダを備えるモジュール式電力及び通信バックプレーン１４９を備える。
一態様では、ハブのモジュール式筐体１３６は、モジュール１４０、１２６、１２８を摺動可能に受容するように構成された、本明細書ではドロアーとも称されるドッキングステーション又はドロアー１５１を含む。図４は、外科用ハブ筐体１３６、及び外科用ハブ筐体１３６のドッキングステーション１５１に摺動可能に受容可能な組み合わせ発生器モジュール１４５の部分斜視図を示す。組み合わせ発生器モジュール１４５の後側には、電力及びデータ接点を有するドッキングポート１５２があり、そのドッキングポート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内の所定の位置へと摺動されると、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を有する対応するドッキングポート１５０と係合するように構成されている。一態様では、組み合わせ発生器モジュール１４５は、図５に示すように、単一のハウジングユニット１３９内に一緒に組み込まれた、双極、超音波及び単極モジュールと、排煙モジュールと、を含む。
様々な態様では、排煙モジュール１２６は、捕捉／回収された煙及び／又は流体を手術部位から遠ざけ、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。
様々な態様では、吸引／灌注モジュール１２８は、吸い込み流体ライン及び吸引流体ラインを含む外科用ツールに連結されている。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、及び手術部位に対する流体の灌注及び吸い込みを引き起こすように構成され得る。
一態様では、外科用ツールは、その遠位端にエンドエフェクタを有しかつ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を有するシャフトと、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、超音波エネルギー及び／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ており、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に連結されている。
灌注管は流体源と流体連通することができ、吸い込み管は真空源と流体連通することができる。流体源及び／又は真空源は、吸引／灌注モジュール１２８内に収容され得る。一実施例では、流体源及び／又は真空源は、吸引／灌注モジュール１２８とは別に、ハブ筐体１３６内に収容され得る。このような例では、流体インターフェースが、吸引／灌注モジュール１２８を流体源及び／又は真空源に接続するように構成され得る。
一態様では、モジュール１４０、１２６、１２８、及び／又はハブのモジュール式筐体１３６上のそれらの対応するドッキングステーションは、モジュールのドッキングポートを位置合わせして、ハブのモジュール式筐体１３６のドッキングステーション内のこれらの対応部品と係合させるように構成された位置合わせ機構を含み得る。例えば、図４に示すように、組み合わせ発生器モジュール１４５は、側部ブラケット１５５を含み、その側部ブラケット１５５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ている。上記の複数の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的に係合させるように誘導する。
いくつかの態様では、ハブのモジュール式筐体１３６のドロアー１５１どうしは、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どうしは互いにサイズが異なり、それぞれ特定のモジュールを収容するように設計される。
更に、適合しない接点を備えるドロアーにモジュールを挿入することを避けるため、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、キー構造を設けてもよい。
図４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インタラクティブ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インタラクティブ通信を容易にしてもよい。例えば、Ａｉｒ Ｔｉｔａｎ－Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなどの任意の好適な無線通信を用いてもよい。
図６は、外科用ハブ２０６の複数のモジュールを受容するように構成された横方向モジュール式ハウジング１６０の複数の横方向ドッキングポートの個々の電力バスアタッチメントを示す。横方向モジュール式ハウジング１６０は、モジュール１６１を横方向に受容して相互接続するように構成されている。モジュール１６１は、モジュール１６１を相互接続するためのバックプレーンを含む横方向モジュール式ハウジング１６０のドッキングステーション１６２内に摺動可能に挿入されている。図６に示すように、モジュール１６１は、横方向モジュール式ハウジング１６０内で横方向に配置されている。あるいは、モジュール１６１は、横方向モジュール式ハウジング内で垂直方向に配置されてもよい。
図７は、外科用ハブ１０６の複数のモジュール１６５を受容するように構成された垂直モジュール式ハウジング１６４を示す。モジュール１６５は、モジュール１６５を相互接続するためのバックプレーンを含む垂直モジュール式ハウジング１６４のドッキングステーション又はドロアー１６７内に摺動可能に挿入されている。垂直モジュール式ハウジング１６４のドロアー１６７は垂直方向に配置されているが、特定の場合では、垂直モジュール式ハウジング１６４は、横方向に配置されたドロアーを含んでもよい。更に、モジュール１６５は、垂直モジュール式ハウジング１６４のドッキングポートを介して互いに相互作用し得る。図７の実施例では、モジュール１６５の動作に関連するデータを表示するためのディスプレイ１７７が提供される。加えて、垂直モジュール式ハウジング１６４は、マスタモジュール１７８を含み、マスタモジュール１７８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。
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ている。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ている。光源モジュール及び／又はカメラモジュールは、外科処置のタイプ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ビーム走査式撮像用に構成されている。同様に、光源モジュールは、外科処置に応じて白色光又は異なる光を送達するように構成することができる。
外科処置中に、手術野から外科用装置を除去して異なるカメラ又は異なる光源を含む別の外科用装置と交換することは非効率的であり得る。手術野の視野を一時的に喪失することは、望ましくない結果をもたらし得る。本開示のモジュール式撮像装置は、手術野から撮像装置を除去する必要なく、外科処置中に光源モジュール又はカメラモジュール中間体（midstream）の交換を可能にするように構成されている。
一態様では、撮像装置は、複数のチャネルを含む管状ハウジングを備える。第１のチャネルは、第１のチャネルとスナップ嵌め係合するように構成され得るカメラモジュールを摺動可能に受容するように構成されている。第２のチャネルは、第２のチャネルとスナップ嵌め係合するように構成され得る光源モジュールを摺動可能に受容するように構成されている。別の例では、カメラモジュール及び／又は光源モジュールは、これらの対応するチャネル内の最終位置へと回転させることができる。スナップ嵌め係合の代わりにねじ係合が採用されてもよい。
様々な実施例では、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。
本開示と共に使用するのに好適な様々な画像プロセッサ及び撮像装置は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる「ＣＯＭＢＩＮＥＤ ＳＢＩ ＡＮＤ ＣＯＮＶＥＮＴＩＯＮＡＬ ＩＭＡＧＥ ＰＲＯＣＥＳＳＯＲ」と題する２０１１年８月９日発行の米国特許第７，９９５，０４５号に記載されている。更に、その全体が参照により本明細書に組み込まれる「ＳＢＩ ＭＯＴＩＯＮ ＡＲＴＩＦＡＣＴ ＲＥＭＯＶＡＬ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ」と題する２０１１年７月１９日発行の米国特許第７，９８２，７７６号は、画像データからモーションアーチファクトを除去するための様々なシステムについて記載している。こうしたシステムは、撮像モジュール１３８と一体化され得る。更に、「ＣＯＮＴＲＯＬＬＡＢＬＥ ＭＡＧＮＥＴＩＣ ＳＯＵＲＣＥ ＴＯ ＦＩＸＴＵＲＥ ＩＮＴＲＡＣＯＲＰＯＲＥＡＬ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ」と題する２０１１年１２月１５日公開の米国特許出願公開第２０１１／０３０６８４０号、及び「ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＰＥＲＦＯＲＭＩＮＧ Ａ ＭＩＮＩＭＡＬＬＹ ＩＮＶＡＳＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＲＯＣＥＤＵＲＥ」と題する２０１４年８月２８日公開の米国特許出願公開第２０１４／０２４３５９７号は、それぞれその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
図８は、医療施設の１つ以上の手術室、又は外科手術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システム２１０に連結することができ、ローカルコンピュータ処理及びデータ操作を提供することができる。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り替え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。
手術室に配置されるモジュール式装置１ａ～１ｎは、モジュール式通信ハブ２０３に連結されてもよい。ネットワークハブ２０７及び／又はネットワークスイッチ２０９は、ネットワークルータ２１１に連結されて、装置１ａ～１ｎをクラウド２０４又はローカルコンピュータシステム２１０に接続することができる。装置１ａ～１ｎに関連付けられたデータは、遠隔データ処理及び操作のためにルータを介してクラウドベースのコンピュータに転送されてもよい。装置１ａ～１ｎに関連付けられたデータはまた、ローカルでのデータ処理及び操作のためにローカルコンピュータシステム２１０に転送されてもよい。同じ手術室に位置するモジュール式装置２ａ～２ｍもまた、ネットワークスイッチ２０９に連結されてもよい。ネットワークスイッチ２０９は、ネットワークハブ２０７及び／又はネットワークルータ２１１に連結されて、装置２ａ～２ｍをクラウド２０４に接続することができる。装置２ａ～２ｎに関連付けられたデータは、データ処理及び操作のためにネットワークルータ２１１を介してクラウド２０４に転送されてもよい。装置２ａ～２ｍに関連付けられたデータはまた、ローカルでのデータ処理及び操作のためにローカルコンピュータシステム２１０に転送されてもよい。
複数のネットワークハブ２０７及び／又は複数のネットワークスイッチ２０９を複数のネットワークルータ２１１と相互接続することによって、外科用データネットワーク２０１が拡張され得ることが理解されるであろう。モジュール式通信ハブ２０３は、複数の装置１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍを受容するように構成されたモジュール式制御タワー内に収容され得る。ローカルコンピュータシステム２１０もまた、モジュール式制御タワーに収容されてもよい。モジュール式通信ハブ２０３は、ディスプレイ２１２に接続されて、例えば外科処置中に、装置１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍのうちのいくつかによって取得された画像を表示する。様々な態様では、装置１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍとしては、外科用データネットワーク２０１のモジュール式通信ハブ２０３に接続され得るモジュール式装置の中でもとりわけ、例えば、内視鏡に連結された撮像モジュール１３８、エネルギーベースの外科用装置に連結された発生器モジュール１４０、排煙モジュール１２６、吸引／灌注モジュール１２８、通信モジュール１３０、プロセッサモジュール１３２、ストレージアレイ１３４、ディスプレイに連結された外科用装置及び／又は非接触センサモジュールなどの様々なモジュールが挙げられ得る。
一態様では、外科用データネットワーク２０１は、装置１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍをクラウドに接続する、ネットワークハブ（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、コンピューティングリソースを共有すること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、インターネットを介して、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施することができる。ハブハードウェアは、複数の装置又は接続部がクラウドコンピューティングリソース及びストレージと通信するコンピュータに接続することを可能にする。
装置１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍによって収集されたデータにクラウドコンピュータデータ処理技術を適用することで、外科用データネットワークは、外科的結果の改善、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理を特定するために、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。そのようなデータには、組織の位置特定及びマージン確認並びに表現型が含まれる。撮像装置と一体化された様々なセンサを使用し、かつ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されてもよい。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、標準化された手法を使用することは、外科的治療及び外科医の挙動を確認するか、又は外科的治療及び外科医の挙動に対する修正を提案するかのいずれかのために有益なフィードバックを提供することができる。
一実装形態では、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、いかなる装置データを転送するための媒体アクセス制御／インターネットプロトコル（media access control、ＭＡＣ/Internet Protocol、ＩＰ）も記憶しない。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ルーティングテーブル又はインテリジェンスを有さず、全てのネットワークデータを各コネクション全体及びクラウド２０４上のリモートサーバ２１３（図９）にブロードキャストする。ネットワークハブ２０７は、コリジョンなどの基本的なネットワークエラーを検出することができるが、全ての情報を複数のポートにブロードキャストすることは、セキュリティリスクとなりボトルネックを引き起こすおそれがある。
別の実装形態では、手術室装置２ａ～２ｍは、有線チャネル又は無線チャネルを介してネットワークスイッチ２０９に接続されてもよい。ネットワークスイッチ２０９は、ＯＳＩモデルのデータリンク層内で機能する。ネットワークスイッチ２０９は、同じ手術室内に位置する装置２ａ～２ｍをネットワークに接続するためのマルチキャスト装置である。ネットワークスイッチ２０９は、フレームの形態のデータをネットワークルータ２１１に送信し、全二重モードで機能する。複数の装置２ａ～２ｍは、ネットワークスイッチ２０９を介して同時にデータを送信することができる。ネットワークスイッチ２０９は、データを転送するために装置２ａ～２ｍのＭＡＣアドレスを記憶かつ使用する。
ネットワークハブ２０７及び／又はネットワークスイッチ２０９は、クラウド２０４に接続するためにネットワークルータ２１１に連結されている。ネットワークルータ２１１は、ＯＳＩモデルのネットワーク層内で機能する。ネットワークルータ２１１は、装置１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍのいずれか１つ又は全てによって収集されたデータを更に処理及び操作するために、ネットワークハブ２０７及び／又はネットワークスイッチ２１１から受信したデータパケットをクラウドベースのコンピュータリソースに送信するための経路を作成する。ネットワークルータ２１１は、例えば、同じ医療施設の異なる手術室又は異なる医療施設の異なる手術室に位置する異なるネットワークなどの、異なる位置に位置する２つ以上の異なるネットワークを接続するために用いられてもよい。ネットワークルータ２１１は、パケット形態のデータをクラウド２０４に送信し、全二重モードで機能する。複数の装置が同時にデータを送信することができる。ネットワークルータ２１１は、データを転送するためにＩＰアドレスを使用する。
一実施例では、ネットワークハブ２０７は、複数のＵＳＢ装置をホストコンピュータに接続することを可能にするＵＳＢハブとして実装されてもよい。ＵＳＢハブは、装置をホストシステムコンピュータに接続するために利用可能なポートが多くなるように、単一のＵＳＢポートをいくつかの階層に拡張することができる。ネットワークハブ２０７は、有線チャネル又は無線チャネルを介して情報を受信するための有線機能又は無線機能を含むことができる。一態様では、無線ＵＳＢ短距離高帯域無線通信プロトコルが、手術室内に位置する装置１ａ～１ｎと装置２ａ～２ｍとの間の通信のために使用されてもよい。
他の実施例では、手術室装置１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍは、固定及びモバイル装置から短距離にわたってデータを交換し（２．４～２．４８５ＧＨｚのＩＳＭ帯域における短波長ＵＨＦ電波を使用して）、かつパーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）を構築するために、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ無線技術規格を介してモジュール式通信ハブ２０３と通信することができる。他の態様では、手術室装置１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍは、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、そのような規格又はプロトコルとしては、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。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などのより短距離の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などのより長距離の無線通信専用であってもよい。
モジュール式通信ハブ２０３は、手術室装置１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍの１つ又は全ての中央接続部として機能することができ、フレームとして知られるデータ型を取り扱う。フレームは、装置１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍによって生成されたデータを搬送する。フレームがモジュール式通信ハブ２０３によって受信されると、フレームは増幅されてネットワークルータ２１１へ送信され、ネットワークルータ２１１は本明細書に記載されるように、数多くの無線又は有線通信規格又はプロトコルを使用することによって、このデータをクラウドコンピューティングリソースに転送する。
モジュール式通信ハブ２０３は、スタンドアロンの装置として使用されてもよく、又はより大きなネットワークを形成するために互換性のあるネットワークハブ及びネットワークスイッチに接続されてもよい。モジュール式通信ハブ２０３は、一般に据え付け、構成、及び維持が容易であるため、モジュール式通信ハブ２０３は手術室装置１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍをネットワーク接続するための良好な選択肢となる。
図９は、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム２００を示す。コンピュータ実装インタラクティブ外科システム２００は、多くの点で、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム１００と類似している。例えば、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム２００は、多くの点で外科システム１０２と類似する１つ以上の外科システム２０２を含む。各外科システム２０２は、リモートサーバ２１３を含み得るクラウド２０４と通信する少なくとも１つの外科用ハブ２０６を含む。一態様では、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム２００は、例えば、インテリジェント外科用器具、ロボット及び手術室内に位置する他のコンピュータ化装置などの複数の手術室装置に接続されたモジュール式制御タワー２３６を備える。図１０に示されるように、モジュール式制御タワー２３６は、コンピュータシステム２１０に連結されたモジュール式通信ハブ２０３を備える。図９の実施例に例示するように、モジュール式制御タワー２３６は、内視鏡２３９に連結された撮像モジュール２３８、エネルギー装置２４１に連結された発生器モジュール２４０、排煙器モジュール２２６、吸引／灌注モジュール２２８、通信モジュール２３０、プロセッサモジュール２３２、ストレージアレイ２３４、任意でディスプレイ２３７に連結されたスマート装置／器具２３５及び非接触センサモジュール２４２に連結されている。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ている。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。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ように、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、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、画像及びオーバーレイ画像と共に表示してもよい。
図１０は、モジュール式制御タワー２３６に連結された複数のモジュールを備える外科用ハブ２０６を示す。モジュール式制御タワー２３６は、例えばネットワーク接続装置などのモジュール式通信ハブ２０３と、例えばローカルでの処理、可視化及び撮像を行うためのコンピュータシステム２１０と、を備える。図１０に示すように、モジュール式通信ハブ２０３は、モジュール式通信ハブ２０３に接続できるモジュール（例えば、装置）の数を拡張するために階層化構成で接続されて、モジュールに関連付けられたデータをコンピュータシステム２１０、クラウドコンピューティングリソース、又はその両方に転送することができる。図１０に示すように、モジュール式通信ハブ２０３内のネットワークハブ／スイッチのそれぞれは、３つの下流ポート及び１つの上流ポートを含む。上流のネットワークハブ／スイッチは、クラウドコンピューティングリソース及びローカルディスプレイ２１７への通信接続を提供するためにプロセッサに接続されている。クラウド２０４への通信は、有線通信チャネル又は無線通信チャネルのいずれかを介して行うことができる。
外科用ハブ２０６は、非接触センサモジュール２４２を使用して、手術室の寸法を測定し、また超音波非接触測定装置又はレーザ型非接触測定装置のいずれかを使用して手術室のマップを生成する。その全体が参照により本明細書に組み込まれる「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する２０１７年１２月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６１１，３４１号では、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ているが、同文献中の「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スキャンする。レーザベースの非接触センサモジュールは、例えば、レーザ光パルスを送信することによって手術室を走査し、手術室の外壁に反射するレーザ光パルスを受信し、送信されたパルスの位相を受信したパルスと比較して手術室のサイズを判定し、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈペアリング距離限界を調整する。
コンピュータシステム２１０は、プロセッサ２４４と、ネットワークインターフェース２４５と、を備える。プロセッサ２４４は、システムバスを介して、通信モジュール２４７、ストレージ２４８、メモリ２４９、不揮発性メモリ２５０及び入力／出力インターフェース２５１に連結されている。システムバスは、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てもよく、それらのアーキテクチャの例としては、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。
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、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。このプロセッサコアは、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。なお、その詳細は、製品データシートで入手可能である。
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、とりわけ、ＩＥＣ６１５０８及びＩＳＯ２６２６２の安全限界用途専用に構成されてもよい。
システムメモリとしては、揮発性メモリ及び不揮発性メモリが挙げられる。起動中などにコンピュータシステム内の要素間で情報を転送するための基本ルーチンを含む基本入出力システム（ＢＩＯＳ）は、不揮発性メモリに記憶される。例えば、不揮発性メモリとしては、ＲＯＭ、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、電気的プログラマブルＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリが挙げられ得る。揮発性メモリとしては、外部キャッシュメモリとして機能するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）が挙げられる。更に、ＲＡＭは、ＳＲＡＭ、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、ダブルデータレートＳＤＲＡＭ（ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ）、エンハンスドＳＤＲＡＭ（ＥＳＤＲＡＭ）、シンクリンクＤＲＡＭ（ＳＬＤＲＡＭ）及びダイレクトランバスＲＡＭ（ＤＲＲＡＭ）などの多くの形態で利用可能である。
コンピュータシステム２１０はまた、取り外し可能／取り外し不可能な揮発性／不揮発性の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、上記のストレージ媒体を、独立して、又は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。他のストレージ媒体としては、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。ディスクストレージ装置のシステムバスへの接続を容易にするために、取り外し可能な又は取り外し不可能なインターフェースが用いられてもよい。
コンピュータシステム２１０は、好適な動作環境で説明されるユーザと基本コンピュータリソースとの間で媒介として機能するソフトウェアを含むことを理解されたい。このようなソフトウェアとしてはオペレーティングシステムが挙げられる。ディスクストレージ上に記憶され得るオペレーティングシステムは、コンピュータシステムのリソースを制御及び割り当てするように機能する。システムアプリケーションは、システムメモリ内又はディスクストレージ上のいずれかに記憶されたプログラムモジュール及びプログラムデータを介して、オペレーティングシステムによるリソース管理を活用する。本明細書に記載される様々な構成要素は、様々なオペレーティングシステム又はオペレーティングシステムの組み合わせで実装することができることを理解されたい。
ユーザは、Ｉ／Ｏインターフェース２５１に連結された入力装置（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、衛星放送受信アンテナ、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、システムバスを通じ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）と同じタイプ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、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、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が、これは例示としてのものであり、限定するものではない。リモートコンピュータ（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。
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つ以上のリモート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るが、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、リモートコンピュータ（単数又は複数）と共に、メモリストレージ装置１台のみが示される。リモートコンピュータ（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、通信接続部を介して物理的に接続される。ネットワークインターフェースは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）及びワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）などの通信ネットワークを包含する。ＬＡＮ技術としては、光ファイバ分散データインターフェース（ＦＤＤＩ）、銅線分散データインターフェース（ＣＤＤＩ）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ／ＩＥＥＥ８０２．３、Ｔｏｋｅｎ Ｒｉｎｇ／ＩＥＥＥ８０２．５などが挙げられる。ＷＡＮ技術としては、ポイントツーポイントリンク、統合サービスデジタルネットワーク（ＩＳＤＮ）及びその変形などの回路交換ネットワーク、パケット交換ネットワーク並びにデジタル加入者回線（ＤＳＬ）が挙げられるが、これらに限定されない。
様々な態様では、図１０のコンピュータシステム２１０、図９～図１０の撮像モジュール２３８及び／又は可視化システム２０８及び／又はプロセッサモジュール２３２は、画像プロセッサ、画像処理エンジン、メディアプロセッサ又はデジタル画像の処理に使用される任意の専用デジタル信号プロセッサ（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、様々なタスクを実施することができる。画像プロセッサは、マルチコアプロセッサアーキテクチャを備えるチップ上のシステムであってもよい。
通信接続部（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通信接続部はコンピュータシステム内部に示されているが、通信接続部はコンピュータシステム２１０の外部にあってもよい。例示のみを目的として、ネットワークインターフェースへの接続に必要なハードウェア／ソフトウェアとしては、通常の電話グレードモデム、ケーブルモデム及びＤＳＬモデムを含むモデム、ＩＳＤＮアダプタ並びにイーサネットカードなどの内部及び外部技術が挙げられる。
図１１は、本開示の少なくとも１つの態様による、ＵＳＢネットワークハブ３００装置の一態様の機能ブロック図を示す。例示の態様では、ＵＳＢネットワークハブ装置３００は、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製の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と、最大３つの下流ＵＳＢ送受信ポート３０４、３０６、３０８と、を提供するＣＭＯＳ装置である。上流ＵＳＢ送受信ポート３０２は、差動データプラス（ＤＰ０）入力とペアリングされた差動データマイナス（ＤＭ０）入力を含む差動ルートデータポートである。３つの下流ＵＳＢ送受信ポート３０４、３０６、３０８は、各ポートが差動データマイナス（ＤＭ１～ＤＭ３）出力とペアリングした差動データプラス（ＤＰ１～ＤＰ３）出力を含む差動データポートである。
ＵＳＢネットワークハブ３００装置は、マイクロコントローラの代わりにデジタル状態マシンを備えて実装され、ファームウェアのプログラミングを必要としない。完全準拠したＵＳＢ送受信機が、上流ＵＳＢ送受信ポート３０２及び全ての下流ＵＳＢ送受信ポート３０４、３０６、３０８の回路に組み込まれている。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立ち上がり速度を自動的に設定することによって、最高速度及び低速の装置の両方をサポートする。ＵＳＢネットワークハブ３００装置は、バスパワーモード又はセルフパワーモードのいずれかで構成されてもよく、電力を管理するためのハブパワー論理３１２を含む。
ＵＳＢネットワークハブ３００装置は、シリアルインターフェースエンジン３１０（ＳＩＥ）を含む。ＳＩＥ３１０は、ＵＳＢネットワークハブ３００ハードウェアのフロントエンドであり、ＵＳＢ仕様書の第８章に記載されているプロトコルの大部分を取り扱う。ＳＩＥ３１０は、典型的には、トランザクションレベルまでのシグナリングを理解する。これが取り扱う機能としては、パケット認識、トランザクションの並べ替え、ＳＯＰ、ＥＯＰ、ＲＥＳＥＴ及びＲＥＳＵＭＥ信号の検出／生成、クロック／データ分離、非ゼロ復帰逆転（ＮＲＺＩ）データ符号化／復号及びビットスタッフィング、ＣＲＣ生成及びチェック（トークン及びデータ）、パケットＩＤ（ＰＩＤ）の生成及びチェック／復号、並びに／又はシリアル－パラレル／パラレル－シリアル変換が挙げられ得る。３１０はクロック入力３１４を受信し、ポート論理回路３２０、３２２、３２４を介して上流ＵＳＢ送受信ポート３０２と下流ＵＳＢ送受信ポート３０４、３０６、３０８との間の通信を制御するため、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に連結されている。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ように、インターフェース論理を介してコマンドデコーダ３２６に連結される。
様々な態様では、ＵＳＢネットワークハブ３００は、最大６つの論理層（階層）内に構成された１２７個の機能を単一のコンピュータに接続することができる。更に、ＵＳＢネットワークハブ３００は、通信及び電力分配の両方を提供する標準化された４本のワイヤケーブルを使用して全ての周辺機器に接続することができる。電力構成は、バスパワーモード及びセルフパワーモードである。ＵＳＢネットワークハブ３００は、個々のポート電力管理又は連動ポート電力管理のいずれかを備えるバスパワーハブ及び個々のポート電力管理又は連動ポート電力管理のいずれかを備えるセルフパワーハブの、電力管理の４つのモードをサポートするように構成されてもよい。一態様では、ＵＳＢケーブル、ＵＳＢネットワークハブ３００を使用して、上流ＵＳＢ送受信ポート３０２はＵＳＢホストコントローラにプラグ接続され、下流ＵＳＢ送受信ポート３０４、３０６、３０８はＵＳＢに互換性のある装置を接続するために露出される、といった具合である。
外科用器具のハードウェア
図１２は、本開示の１つ以上の態様による、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。モータ駆動器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、クランプアーム閉鎖部材を駆動する。追跡システム４８０は、長手方向に移動可能な変位部材の位置を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及び閉鎖部材の位置を決定するようにプログラム又は構成可能なプロセッサ４６２に提供される。閉鎖管の移動、シャフトの回転、関節運動、若しくはクランプアームの閉鎖、又は上記の組み合わせを制御するために、ツールドライバインターフェースに追加のモータが提供されてもよい。ディスプレイ４７３は、器具の様々な動作条件を表示し、データ入力のためのタッチスクリーン機能を含んでもよい。ディスプレイ４７３上に表示された情報は、内視鏡撮像モジュールを介して取得された画像とオーバーレイさせることができる。
一態様では、マイクロコントローラ４６１は、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘの商品名で知られているものなど、任意のシングルコア又はマルチコアプロセッサであってもよい。一態様では、主マイクロコントローラ４６１は、例えば、その詳細が製品データシートで入手可能である、最大４０ＭＨｚの２５６ＫＢのシングルサイクルフラッシュメモリ若しくは他の不揮発性メモリのオンチップメモリ、性能を４０ＭＨｚ超に改善するためのプリフェッチバッファ、３２ＫＢのシングルサイクルＳＲＡＭ、ＳｔｅｌｌａｒｉｓＷａｒｅ（登録商標）ソフトウェアを搭載した内部ＲＯＭ、２ＫＢのＥＥＰＲＯＭ、１つ若しくは２つ以上のＰＷＭモジュール、１つ若しくは２つ以上のＱＥＩアナログ、及び／又は１２個のアナログ入力チャネルを備える１つ若しくは２つ以上の１２ビットＡＤＣを含む、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから入手可能なＬＭ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲ ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ４Ｆプロセッサコアであってもよい。
一態様では、マイクロコントローラ４６１は、同じくＴｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＨｅｒｃｕｌｅｓ ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ Ｒ４の商品名で知られるＴＭＳ５７０及びＲＭ４ｘなどの２つのコントローラ系ファミリーを含む安全コントローラを含んでもよい。安全コントローラは、拡張性のある性能、接続性及びメモリの選択肢を提供しながら、高度な集積型安全機構を提供するために、とりわけ、ＩＥＣ６１５０８及びＩＳＯ２６２６２の安全限界用途専用に構成されてもよい。
マイクロコントローラ４６１は、ナイフ、関節運動システム、クランプアーム、又は上記の組み合わせの速度及び位置の正確な制御などの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。電気モータ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代用することができる。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。
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、シミュレートされた応答の滑らかで連続的な性質と、測定された応答とのバランスを取る好適な調整された値であり、これはシステムに及ぼす外部の影響を検出することができる。
一態様では、モータ４８２は、モータドライバ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。他の構成では、モータ４８２としては、ブラシレスモータ、コードレスモータ、同期モータ、ステッパモータ、又は任意の他の好適な電気モータが挙げられ得る。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、ハンドル組立体又はツールハウジングに解除可能に装着された電源組立体によって給電され得る。電源組立体は、外科用器具又はツールに給電するための電源として使用され得る、直列に接続された多数の電池セルを含み得る電池を備えてもよい。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／又は再充電可能な電池セルであってよい。少なくとも１つの例では、電池セルは、電源組立体に連結可能かつ電源組立体から分離可能であり得るリチウムイオン電池であり得る。
モータドライバ４９２は、Ａｌｌｅｇｒｏ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃから入手可能なＡ３９４１であってもよい。Ａ３９４１ ４９２は、特にブラシ付きＤＣモータなどの誘導負荷を目的として設計された外部Ｎチャネルパワー金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）と共に使用するためのフルブリッジコントローラである。ドライバ４９２は、固有の電荷ポンプレギュレータを備え、これは、完全（＞１０Ｖ）ゲート駆動を７Ｖまでの電池電圧に提供し、Ａ３９４１が５．５Ｖまでの低減ゲート駆動で動作することを可能にする。ＮチャネルＭＯＳＦＥＴに必要な上記の電池供給電圧を与えるために、ブートストラップコンデンサが用いられてもよい。ハイサイド駆動用の内部電荷ポンプにより、ＤＣ（１００％デューティサイクル）動作が可能となる。フルブリッジは、ダイオード又は同期整流を用いて高速又は低速減衰モードで駆動され得る。低速減衰モードでは、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、抵抗器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代用することができる。
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配置を備える。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、ギア減速機組立体の対応する駆動ギアと噛合係合するための駆動歯のラックを備える長手方向に移動可能な駆動部材を表す。他の態様では、変位部材は、駆動歯のラックを含むように適合され、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、クランプアームを開閉するための長手方向変位部材を表し、これは駆動歯のラックを含むように適合及び構成され得る。他の態様では、変位部材は、ステープラ、超音波、若しくは電気外科用装置のクランプアーム、又は上記の組み合わせを開閉するように構成されたクランプアーム閉鎖部材を表す。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、クランプアーム、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。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、クランプアームの変位を追跡することができる。他の態様では、絶対位置決めシステムは、開閉プロセスにおけるクランプアームの位置を追跡するように構成され得る。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、若しくはクランプアーム、又はこ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、接触式変位センサ又は非接触式変位センサを含んでもよい。直線変位センサは、線形可変差動変圧器（ＬＶＤＴ）、差動可変磁気抵抗型変換器（ＤＶＲＴ）、スライドポテンショメータ、移動可能な磁石及び一連の直線上に配置されたホール効果センサを備える磁気感知システム、固定された磁石及び一連の移動可能な直線上に配置されたホール効果センサを備える磁気感知システム、移動可能な光源及び一連の直線上に配置された光ダイオード若しくは光検出器を備える光学検出システム、固定された光源及び一連の移動可能な直線上に配置された光ダイオード若しくは光検出器を備える光学検出システム、又はこれらの任意の組み合わせを含んでもよい。
電気モータ４８２は、変位部材上の駆動歯の組又はラックと噛合係合で装着されるギア組立体と動作可能にインターフェースする回転式シャフトを含んでもよい。センサ素子は、位置センサ４７２素子の１回転が、変位部材のいくらかの直線長手方向並進に対応するように、ギア組立体に動作可能に連結されてもよい。ギアリング及びセンサの構成は、ラックピニオン構成によって直線アクチュエータに、又はスパーギア若しくは他の接続によって回転アクチュエータに接続することができる。電源は、絶対位置決めシステムに電力を供給し、出力インジケータは、絶対位置決めシステムの出力を表示することができる。変位部材は、ギア減速機組立体の対応する駆動ギアと噛合係合するための、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、クランプアームを開閉する長手方向に移動可能な発射部材を表す。
位置センサ４７２に付随するセンサ素子の１回転は、変位部材の長手方向直線変位ｄ１に相当し、ｄ１は、変位部材に連結したセンサ素子の１回転した後で、変位部材が点「ａ」から点「ｂ」まで移動する長手方向の直線距離である。センサ機構は、位置センサ４７２が変位部材のフルストロークに対して１回以上の回転を完了する結果をもたらすギアの減速を介して連結されてもよい。位置センサ４７２は、変位部材のフルストロークに対して複数回の回転を完了することができる。
位置センサ４７２の２回以上の回転に対する固有の位置信号を提供するために、一連のスイッチ（ここでｎは１よりも大きい整数である）が、単独で用いられても、ギアの減速との組み合わせで用いられてもよい。スイッチの状態はマイクロコントローラ４６１にフィードバックされ、マイクロコントローラ４６１は論理を適用して、変位部材の長手方向の直線変位ｄ１＋ｄ２＋．．．ｄｎに対応する固有の位置信号を判定する。位置センサ４７２の出力はマイクロコントローラ４６１に提供される。センサ機構の位置センサ４７２は、位置信号又は値の固有の組み合わせを出力する、磁気センサ、電位差計などのアナログ回転センサ、又はアナログホール効果素子のアレイを備えてもよい。
位置センサ４７２は、例えば、全磁界又は磁界の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。磁界の感知に使用される技術としては、とりわけ、探りコイル、フラックスゲート、光ポンピング、核摂動（nuclear precession）、ＳＱＵＩＤ、ホール効果、異方性磁気抵抗、巨大磁気抵抗、磁気トンネル接合、巨大磁気インピーダンス、磁歪／圧電複合材、磁気ダイオード、磁気トランジスタ、光ファイバ、磁気光学、及び微小電気機械システムベースの磁気センサが挙げられる。
一態様では、絶対位置決めシステムを備える追跡システム４８０の位置センサ４７２は、磁気回転絶対位置決めシステムを備える。位置センサ４７２は、Ａｕｓｔｒｉａ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，ＡＧから入手可能なＡＳ５０５５ＥＱＦＴシングルチップ磁気回転位置センサとして実装されてもよい。位置センサ４７２は、マイクロコントローラ４６１とインターフェースされ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のエリアに、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、桁毎法及びボルダーアルゴリズムとしても知られる、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４ｘ４ｘ０．８５ｍｍパッケージで提供されるＡＳ５０５５チップであってもよい。
絶対位置決めシステムを備える追跡システム４８０は、ＰＩＤ、状態フィードバック、及び適応コントローラなどのフィードバックコントローラを備えてもよく、かつ／又はこれを実装するようにプログラムされてもよい。電源は、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配置を挙げることができる。デジタル信号処理システムでは、絶対位置決めシステムはデジタルデータ取得システムに連結され、ここで絶対位置決めシステムの出力は有限の解像度及びサンプリング周波数を有する。絶対位置決めシステムは、計算された応答を測定された応答に向けて駆動する加重平均及び理論制御ループなどのアルゴリズムを使用して、計算された応答を測定された応答と組み合わせるために、比較及び組み合わせ回路を備え得る。入力を知ることによって物理的システムの状態及び出力がどうなるかを予測するために、物理的システムの計算された応答は、質量、慣性、粘性摩擦、誘導抵抗などの特性を考慮に入れる。
絶対位置決めシステムは、単にモータ４８２が取った前方又は後方への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。
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、閉鎖駆動システムが超音波又は電気外科用器具内のステープラ又はクランプアーム内のアンビルに加え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、外科用器具若しくはツールのクランプアームに連結された閉鎖部材に加えられる発射力、又はクランプアームによって超音波若しくは電気外科用器具のジョー内に位置する組織に加えられる力を測定することができる。代替的に、モータ４８２により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。変位部材はまた、クランプアームに係合してクランプアームを開閉するように構成されてもよい。力センサは、組織上のクランプ力を測定するように構成されてもよい。変位部材を前進させるのに必要な力は、例えば、モータ４８２によって引き込まれる電流に相当し得る。測定された力は、デジタル信号に変換されて、プロセッサ４６２に提供される。
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。治療されてい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加えら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、組織圧縮を示し得る、クランプ動作中にエンドエフェクタのジョー部材に及ぼされる歪みの振幅又は規模を測定することができる。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、ナイフ要素を動作させるために使用される力を測定することができる。負荷センサ４７６は、例えば、クランプアームと超音波ブレードとの間に組織を捕捉するために、又はクランプアームと電気外科用器具のジョーとの間に組織を捕捉するために、クランプアーム要素を操作するのに使用される力を測定することができる。磁界センサは、捕捉された組織の厚さを測定するために用いることができる。磁界センサの測定値もデジタル信号に変換されて、プロセッサ４６２に提供され得る。
センサ４７４、４７６によってそれぞれ測定される、組織圧縮、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。
外科用器具又はツールの制御システム４７０はまた、図８～図１１に示されるようにモジュール式通信ハブと通信するための有線通信回路又は無線通信回路を備えてもよい。
図１３は、本開示の一態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成されている制御回路５００を示す。制御回路５００は、本明細書に説明される様々なプロセスを実施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施するための機械命令をプロセッサ５０２に実行させる、機械実行可能命令を記憶する。プロセッサ５０２は、当該技術分野で既知の多数のシングルコア又はマルチコアプロセッサのうちの任意の１つであってもよい。メモリ回路５０４は、揮発性及び不揮発性の記憶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。
図１４は、本開示の一態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成されている組み合わせ論理回路５１０を示す。組み合わせ論理回路５１０は、本明細書に説明される様々なプロセスを実施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ている組み合わせ論理５１２を含む有限状態マシンを含んでもよい。
図１５は、本開示の一態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成されている順序論理回路５２０を示す。順序論理回路５２０又は組み合わせ論理５２２は、本明細書に記載される様々なプロセスを実装するように構成することができる。順序論理回路５２０は有限状態マシンを含んでもよい。順序論理回路５２０は、例えば、組み合わせ論理５２２、少なくとも１つのメモリ回路５２４、及びクロック５２９を含んでもよい。少なくとも１つのメモリ回路５２４は、有限状態マシンの現在の状態を記憶することができる。特定の例では、順序論理回路５２０は、同期式又は非同期式であってもよい。組み合わせ論理５２２は、入力５２６から外科用器具又はツールと関連付けられたデータを受信し、組み合わせ論理５２２によってデータを処理し、出力５２８を提供するように構成される。他の態様では、回路は、プロセッサ（例えば、図１３のプロセッサ５０２）と、本明細書の様々なプロセスを実装する有限状態マシンと、の組み合わせを含んでもよい。他の態様では、有限状態マシンは、組み合わせ論理回路（例えば図１４の組み合わせ論理回路５１０）と順序論理回路５２０との組み合わせを含むことができる。
図１６は、様々な機能を実施するために起動され得る複数のモータを備える外科用器具又はツールを示す。特定の例では、第１のモータを起動させて第１の機能を実施することができ、第２のモータを起動させて第２の機能を実施することができ、第３のモータを起動させて第３の機能を実施することができ、第４のモータを起動させて第４の機能を実施することができる、といった具合である。特定の例では、ロボット外科用器具６００の複数のモータは個々に起動されて、エンドエフェクタにおいて発射運動、閉鎖運動、及び／又は関節運動を生じさせることができる。発射運動、閉鎖運動、及び／又は関節運動は、例えばシャフト組立体を介してエンドエフェクタに伝達することができる。
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、具体的にはクランプアーム閉鎖部材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。閉鎖部材は、モータ６０２の方向を逆転させることによって後退させられて、それによって更にクランプアームを開放させてもよい。
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、閉鎖モータ駆動組立体６０５と動作可能に連結されてもよい。閉鎖モータ６０３は、具体的には閉鎖管を変位させてクランプアームを閉鎖し、クランプアームと、電気外科用装置の超音波ブレード又はジョー部材のいずれかと、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近似構成へと移行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移行され得る。
特定の例では、外科用器具又はツールは、例えば、１つ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組立体６０８ａ、６０８ｂに動作可能に連結され得る。特定の例では、関節運動によって、例えば、エンドエフェクタがシャフトに対して関節運動することができる。
上述したように、外科用器具又はツールは、様々な独立した機能を実施するように構成され得る複数のモータを含んでもよい。特定の例では、外科用器具又はツールの複数のモータは、他のモータが停止した状態を維持している間に、個別に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。代替的に、発射モータ６０２を起動させて、関節運動モータ６０６が停止した状態を維持している間に、複数のステープルを発射させ、及び／又は切刃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とおり、閉鎖管又は閉鎖部材を遠位に前進させるために、発射モータ６０２と同時に起動させてもよい。
特定の例では、外科用器具又はツールは、外科用器具又はツールの複数のモータと共に用いることができる、共通の制御モジュール６１０を含んでもよい。特定の例では、共通の制御モジュール６１０は、一度に複数のモータのうちの１つに対応することができる。例えば、共通の制御モジュール６１０は、ロボット外科用器具の複数のモータ対して個々に連結可能かつ分離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の一方とのインターフェース接続から、外科用器具又はツールの複数のモータのうちのもう一方とのインターフェース接続へと選択的に切り替えることができる。
少なくとも１つの例では、共通の制御モジュール６１０は、関節運動モータ６０６ａ、６０６ｂとの動作可能な係合と、発射モータ６０２又は閉鎖モータ６０３のいずれかとの動作可能な係合と、の間で選択的に切り替えることができる。少なくとも１つの実施例では、図１６に示すように、スイッチ６１４は、複数の位置及び／又は状態間を移動又は移行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、例えば、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。
モータ６０２、６０３、６０６ａ、６０６ｂの各々は、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、任意の従来の様式で感知されてもよい。
様々な例では、図１６に示されるように、共通の制御モジュール６１０は、１つ以上のＨブリッジＦＥＴを備え得るモータドライバ６２６を備えてもよい。モータドライバ６２６は、例えば、マイクロコントローラ６２０（「コントローラ」）からの入力に基づいて、電源６２８から共通の制御モジュール６１０に連結されたモータへと伝達された電力を変調してもよい。特定の例では、上述したように、例えば、モータが共通の制御モジュール６１０に連結されている間にマイクロコントローラ６２０を用いて、モータによって引き込まれる電流を判定することができる。
特定の例では、マイクロコントローラ６２０は、マイクロプロセッサ６２２（「プロセッサ」）と、１つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体又はメモリユニット６２４（「メモリ」）と、を含んでもよい。特定の例では、メモリ６２４は、様々なプログラム命令を記憶することができ、それが実行されると、プロセッサ６２２に、本明細書に記載される複数の機能及び／又は計算を実施させることができる。特定の例では、メモリユニット６２４の１つ以上が、例えば、プロセッサ６２２に連結されてもよい。様々な態様では、マイクロコントローラ６２０は、有線若しくは無線チャネル、又はこれらの組み合わせを介して通信してもよい。
特定の例では、電源６２８を用いて、例えばマイクロコントローラ６２０に電力を供給してもよい。特定の例では、電源６２８は、例えばリチウムイオン電池などの電池（又は「電池パック」若しくは「電源パック」）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。
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に連結されるモータを停止及び／又は無効化することができる。「プロセッサ」という用語は、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（central processing unit、ＣＰＵ）の機能を１つの集積回路又は最大で数個の集積回路上で統合した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６２２は、デジタルデータを入力として受理し、メモリに記憶された命令に従ってそのデータを処理し、結果を出力として提供する、多目的のプログラム可能装置である。これは、内部メモリを有するので、逐次的デジタル論理の一例である。プロセッサは、二進数法で表される数字及び記号で動作する。
一例では、プロセッサ６２２は、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘの商品名で知られているものなど、任意のシングルコア又はマルチコアプロセッサであってもよい。特定の例では、マイクロコントローラ６２０は、例えばＴｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから入手可能なＬＭ ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲであってもよい。少なくとも１つの実施例では、Ｔｅｘａｓ ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓのＬＭ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲは、製品データシートで容易に利用可能な機能の中でもとりわけ、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。
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のモータの各々を制御するためのプログラム命令を含んでもよい。例えば、メモリ６２４は、発射モータ６０２、閉鎖モータ６０３、及び関節運動モータ６０６ａ、６０６ｂを制御するためのプログラム命令を含んでもよい。このようなプログラム命令は、プロセッサ６２２に、外科用器具又はツールのアルゴリズム又は制御プログラムからの入力に従って、発射機能、閉鎖機能、及び関節運動機能を制御させることができる。
特定の例では、例えば、センサ６３０などの１つ以上の機構及び／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に警報することができる。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に警報することができる。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クランプアームに連結された閉鎖部材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。
図１７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ている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、シャフト部材若しくは１つ以上の関節運動部材、又はこれらの組み合わせを個別に制御するようにプログラム又は構成されてもよい。外科用器具７００は、モータ駆動式の発射部材、閉鎖部材、シャフト部材若しくは１つ以上の関節運動部材、又はこれらの組み合わせを制御するように構成された制御回路７１０を備える。
一態様では、ロボット外科用器具７００は、複数のモータ７０４ａ～７０４ｅを介して、エンドエフェクタ７０２のクランプアーム７１６及び閉鎖部材７１４部分と、超音波発生器７２１によって励起される超音波変換器７１９に連結された超音波ブレード７１８と、シャフト７４０と、１つ以上の関節運動部材７４２ａ、７４２ｂと、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、閉鎖部材７１４の位置フィードバックを制御回路７１０に提供するように構成されてもよい。他のセンサ７３８は、制御回路７１０にフィードバックを提供するように構成されてもよい。タイマー／カウンタ７３１は、制御回路７１０にタイミング及びカウント情報を提供する。モータ７０４ａ～７０４ｅを動作させるためにエネルギー源７１２が設けられてもよく、電流センサ７３６はモータ電流フィードバックを制御回路７１０に提供する。モータ７０４ａ～７０４ｅは、開ループ又は閉ループフィードバック制御において制御回路７１０によって個別に操作することができる。
一態様では、制御回路７１０は、１つ以上のマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、又は１つ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閉鎖部材７１４の位置をタイマー／カウンタ７３１の出力と相関させる。その結果、制御回路７１０は、閉鎖部材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）における閉鎖部材７１４の位置を判定することができる。タイマー／カウンタ７３１は、経過時間を測定するか、外部イベントを計数するか、又は外部イベントの時間を測定するように構成されてよい。
一態様では、制御回路７１０は、１つ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治療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、クランプアーム７１６によって組織に加えられる閉鎖力を制御し得る。他の制御プログラムは、シャフト７４０及び関節運動部材７４２ａ、７４２ｂの回転を制御する。
一態様では、制御回路７１０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。いくつかの例では、モータ７０４ａ～７０４ｅはブラシ付きＤＣ電気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。いくつかの例では、モータ７０４ａ～７０４ｅはブラシレスＤＣ電気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、いくつかの例では、モータコントローラ７０８ａ～７０８ｅは省略されてもよく、制御回路７１０がモータ駆動信号を直接生成してもよい。
一態様では、制御回路７１０は、最初に、モータ７０４ａ～７０４ｅのそれぞれを、変位部材のストロークの第１の開ループ部分では開ループ構成で動作させてもよい。ストロークの開ループ部分の間のロボット外科用器具７００の応答に基づいて、制御回路７１０は、閉ループ構成の発射制御プログラムを選択してもよい。器具の応答としては、開ループ部分の間の変位部材の並進距離、開ループ部分の間に経過する時間、開ループ部分の間にモータ７０４ａ～７０４ｅのうちの１つに提供されるエネルギー、モータ駆動信号のパルス幅の合計などが挙げられ得る。開ループ部分の後で、制御回路７１０は、変位部材ストロークの第２の部分に対して選択された発射制御プログラムを実装してもよい。例えば、ストロークの閉ループ部分の間、制御回路７１０は、変位部材の位置を記述する並進データに基づいてモータ７０４ａ～７０４ｅのうちの１つを閉ループ式に変調して、変位部材を一定速度で並進させてもよい。
一態様では、モータ７０４ａ～７０４ｅは、エネルギー源７１２から電力を受け取ることができる。エネルギー源７１２は、主交流電源、電池、スーパーキャパシタ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、閉鎖部材７１４、クランプアーム７１６、シャフト７４０、関節７４２ａ及び関節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、閉鎖部材７１４の位置を感知し得る。位置センサ７３４は、閉鎖部材７１４の位置を示す位置データを生成することができる任意の種類のセンサであってもよく、又はそれを含んでもよい。いくつかの例では、位置センサ７３４は、閉鎖部材７１４が遠位方向及び近位方向に並進すると、一連のパルスを制御回路７１０に提供するように構成されたエンコーダを含んでもよい。制御回路７１０は、パルスを追跡して閉鎖部材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、閉鎖部材７１４の動きを示す他の信号を提供することができる。また、いくつかの例では、位置センサ７３４は省略されてもよい。モータ７０４ａ～７０４ｅのいずれかがステップモータである場合、制御回路７１０は、モータ７０４が実行するように指示されたステップの数及び方向を合計することによって、閉鎖部材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。
一態様では、制御回路７１０は、エンドエフェクタ７０２の閉鎖部材７１４部分などの発射部材を駆動するように構成されている。制御回路７１０はモータ制御部７０８ａにモータ設定点を提供し、モータ制御部７０８ａはモータ７０４ａに駆動信号を提供する。モータ７０４ａの出力シャフトは、トルクセンサ７４４ａに連結されている。トルクセンサ７４４ａは、閉鎖部材７１４に連結された伝達機構７０６ａに連結されている。伝達機構７０６ａは、エンドエフェクタ７０２の長手方向軸線に沿って遠位方向及び近位方向への閉鎖部材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組立体に連結されていてもよい。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、閉鎖部材７１４を発射又は変位させるのに必要な力を表す。位置センサ７３４は、発射ストロークに沿った閉鎖部材７１４の位置又は発射部材の位置を、フィードバック信号として制御回路７１０に提供するように構成されていてもよい。エンドエフェクタ７０２は、制御回路７１０にフィードバック信号を提供するように構成された追加のセンサ７３８を含んでもよい。使用準備が整うと、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側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。閉鎖部材７１４が遠位方向に並進すると、クランプアーム７１６は超音波ブレード７１８に向かって閉鎖する。
一態様では、制御回路７１０は、エンドエフェクタ７０２のクランプアーム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にモータ設定値を提供する。モータ７０４ｂの出力シャフトは、トルクセンサ７４４ｂに連結される。トルクセンサ７４４ｂは、クランプアーム７１６に連結された伝達機構７０６ｂに連結されている。伝達機構７０６ｂは、開放位置及び閉鎖位置からのクランプアーム７１６の移動を制御するための回転要素及び閉鎖部材などの可動機械的要素を含む。一態様では、モータ７０４ｂは、閉鎖スパーギアと噛合係合して支持される閉鎖減速ギアセットを含む閉鎖ギア組立体に連結されている。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、クランプアーム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。枢動可能なクランプアーム７１６は、超音波ブレード７１８の反対側に位置決めされている。使用準備が整うと、制御回路７１０は、モータ制御部７０８ｂに閉鎖信号を提供することができる。閉鎖信号に応答して、モータ７０４ｂは閉鎖部材を前進させて、クランプアーム７１６と超音波ブレード７１８との間に組織を把持する。
一態様では、制御回路７１０は、エンドエフェクタ７０２を回転させるために、シャフト７４０などのシャフト部材を回転させるように構成されている。制御回路７１０は、モータ７０４ｃに駆動信号を提供するモータ制御部７０８ｃにモータ設定値を提供する。モータ７０４ｃの出力シャフトは、トルクセンサ７４４ｃに連結される。トルクセンサ７４４ｃは、シャフト７４０に連結された伝達機構７０６ｃに連結されている。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の回転要素などの可動機械的要素を含む。一態様では、モータ７０４ｃは、ツール装着プレート上に動作可能に支持された回転ギア組立体によって動作可能に係合されるように、近位閉鎖管の近位端上に形成された（又はこれに取り付けられた）管状ギアセグメントを含む回転伝達機構組立体に連結されている。トルクセンサ７４４ｃは、制御回路７１０に回転力フィードバック信号を提供する。回転力フィードバック信号は、シャフト７４０に加えられる回転力を表す。位置センサ７３４は、閉鎖部材の位置をフィードバック信号として制御回路７１０に提供するように構成されてもよい。シャフトエンコーダなどの追加のセンサ７３８が、シャフト７４０の回転位置を制御回路７１０に提供してもよい。
一態様では、制御回路７１０は、エンドエフェクタ７０２を関節運動させるように構成されている。制御回路７１０は、モータ制御部７０８ｄにモータ設定点を提供し、モータ制御部７０８ｄは、モータ７０４ｄに駆動信号を提供する。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に連結されている。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組立体によって回転可能に駆動される。トルクセンサ７４４ｄは、制御回路７１０に関節運動力フィードバック信号を提供する。関節運動力フィードバック信号は、エンドエフェクタ７０２に加えられる関節運動力を表す。関節運動エンコーダなどのセンサ７３８は、エンドエフェクタ７０２の関節運動位置を制御回路７１０に提供してもよい。
別の態様では、ロボット外科システム７００の関節運動機能は、２つの関節運動部材又は連結部７４２ａ、７４２ｂを含んでもよい。これらの関節運動部材７４２ａ、７４２ｂは、２つのモータ７０８ｄ、７０８ｅによって駆動されるロボットインターフェース（ラック）上の個別のディスクによって駆動される。個別の発射モータ７０４ａが提供されると、ヘッドが運動していないときにヘッドに抵抗保持運動及び負荷を提供するために、かつヘッドが関節運動しているときに関節運動を提供するために、関節運動連結部７４２ａ、７４２ｂのそれぞれは、他の連結部に対して拮抗的に駆動され得る。関節運動部材７４２ａ、７４２ｂは、ヘッドが回転するときに規定の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的利益は変化する。この機械的利点の変化は、他の関節運動連結部の駆動システムでより顕著であり得る。
一態様では、１つ以上のモータ７０４ａ～７０４ｅは、ギアボックスと、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モータと、を備えてもよい。別の例としては、変位部材、関節運動連結部、閉鎖管及びシャフトなどの可動機械的要素を動作させる電気モータ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、電気モータ７０４ａ～７０４ｅの１つに反して作用する障害（ｄｒａｇ）と呼ばれることがある。障害などの外部影響は、物理系の動作を物理系の所望の動作から逸脱させることがある。
一態様では、位置センサ７３４は、絶対位置決めシステムとして実装されてもよい。一態様では、位置センサ７３４は、Ａｕｓｔｒｉａ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，ＡＧから入手可能なＡＳ５０５５ＥＱＦＴシングルチップ磁気回転位置センサとして実装される磁気回転絶対位置決めシステムを備えてもよい。位置センサ７３４は、制御回路７１０とインターフェース接続して絶対位置決めシステムを提供することができる。位置は、磁石の上方に位置し、加算、減算、ビットシフト及びテーブル参照演算のみを必要とする、双曲線関数及び三角関数を計算する簡潔かつ効率的なアルゴリズムを実装するために設けられ、桁毎法及びボルダーアルゴリズムとしても知られるＣＯＲＤＩＣプロセッサに連結された、複数のホール効果素子を含み得る。
一態様では、制御回路７１０は、１つ以上のセンサ７３８と通信してもよい。センサ７３８は、エンドエフェクタ７０２上に位置決めされ、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、クランプアーム７１６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）超音波ブレード７１８のどの部分がその上に組織を有しているか、及び（４）両方の関節運動ロッド上の負荷及び位置を感知することができる。
一態様では、１つ以上のセンサ７３８は、クランプ状態の間のクランプアーム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、歪みの規模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、クランプアーム７１６と超音波ブレード７１８との間に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、クランプアーム７１６と超音波ブレード７１８との間に位置する組織部分のインピーダンスを検出するように構成されてもよく、このインピーダンスは、それらの間に位置する組織の厚さ及び／又は充満度を示す。
一態様では、センサ７３８は、とりわけ、１つ以上のリミットスイッチ、電気機械装置、固体スイッチ、ホール効果装置、磁気抵抗（ＭＲ）装置、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）装置、磁力計として実装されてもよい。他の実装形態では、センサ７３８は、とりわけ光センサ、ＩＲセンサ、紫外線センサなどの光の影響下で動作する固体スイッチとして実装されてもよい。更に、スイッチは、トランジスタ（例えば、ＦＥＴ、接合ＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ、双極など）などの固体装置であってもよい。他の実装形態では、センサ７３８は、とりわけ、導電体非含有スイッチ、超音波スイッチ、加速度計及び慣性センサを含んでもよい。
一態様では、センサ７３８は、閉鎖駆動システムによってクランプアーム７１６に及ぼされる力を測定するように構成され得る。例えば、１つ以上のセンサ７３８は、閉鎖管によってクランプアーム７１６に加えられる閉鎖力を検出するために、閉鎖管とクランプアーム７１６との間の相互作用点に位置してもよい。クランプアーム７１６に対して及ぼされる力は、クランプアーム７１６と超音波ブレード７１８との間に捕捉された組織切片によって経験される組織圧縮を表すものであり得る。１つ以上のセンサ７３８は、閉鎖駆動システムに沿った様々な相互作用点に配置されて、閉鎖駆動システムによってクランプアーム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、クランプ動作中にリアルタイムで、制御回路７１０のプロセッサによってサンプリングされてもよい。制御回路７１０は、リアルタイムのサンプル測定値を受信して時間ベースの情報を提供及び分析し、クランプアーム７１６に加えられる閉鎖力をリアルタイムで評価する。
一態様では、電流センサ７３６を用いて、モータ７０４ａ～７０４ｅのそれぞれによって引き込まれる電流を測定することができる。閉鎖部材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内の閉鎖部材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／又は適応型コントローラが挙げられるがこれらに限定されない、任意のフィードバックコントローラのうちのいずれか１つであってもよい。ロボット外科用器具７００は、フィードバックコントローラからの信号を、例えば、ケース電圧、ＰＷＭ電圧、周波数変調電圧、電流、トルク及び／又は力などの物理的入力に変換するための電源を含むことができる。更なる詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１７年６月２９日出願の「ＣＬＯＳＥＤ ＬＯＯＰ ＶＥＬＯＣＩＴＹ ＣＯＮＴＲＯＬ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴＩＣ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」と題する米国特許出願第１５／６３６，８２９号に開示されている。
図１８は、本開示の一態様による、変位部材の遠位並進を制御するように構成されている外科用器具７５０の概略図を示す。一態様では、外科用器具７５０は、閉鎖部材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、クランプアーム７６６と、閉鎖部材７６４と、超音波発生器７７１によって駆動される超音波変換器７６９に連結された超音波ブレード７６８と、を備え得るエンドエフェクタ７５２を備える。
閉鎖部材７６４などの直線変位部材の位置、移動、変位及び／又は並進は、絶対位置決めシステム、センサ機構及び位置センサ７８４によって測定することができる。閉鎖部材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、閉鎖部材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、閉鎖部材７６４の位置、変位及び／又は並進は、本明細書に記載される位置センサ７８４によって達成され得る。制御回路７６０は、閉鎖部材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。いくつかの例では、制御回路７６０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、例えば閉鎖部材７６４を制御させる命令を実行するため、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閉鎖部材７６４の位置をタイマー／カウンタ７８１の出力と相関させる。その結果、制御回路７６０は、開始位置に対する特定の時間（ｔ）における閉鎖部材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。
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。いくつかの例では、モータ７５４は、ブラシ付きＤＣ電気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電気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、いくつかの例では、モータコントローラ７５８は省略されてもよく、制御回路７６０がモータ駆動信号７７４を直接生成してもよい。
モータ７５４は、エネルギー源７６２から電力を受け取ることができる。エネルギー源７６２は、電池、スーパーキャパシタ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を介して閉鎖部材７６４に機械的に連結され得る。伝達機構７５６は、モータ７５４を閉鎖部材７６４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７８４は、閉鎖部材７６４の位置を感知し得る。位置センサ７８４は、閉鎖部材７６４の位置を示す位置データを生成することができる任意の種類のセンサであってもよく、又はそれを含んでもよい。いくつかの例では、位置センサ７８４は、閉鎖部材７６４が遠位方向及び近位方向に並進すると、一連のパルスを制御回路７６０に提供するように構成されているエンコーダを含んでもよい。制御回路７６０は、パルスを追跡して閉鎖部材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、閉鎖部材７６４の動きを示す他の信号を提供することができる。また、いくつかの例では、位置センサ７８４は省略されてもよい。モータ７５４がステップモータである場合、制御回路７６０は、モータ７５４が実行するように指示されたステップの数及び方向を合計することによって、閉鎖部材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。
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上に位置決めされ、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。
１つ以上のセンサ７８８は、クランプ状態の間のクランプアーム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、歪みの規模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、クランプアーム７６６と超音波ブレード７６８との間に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ている圧力センサを備えてもよい。センサ７８８は、クランプアーム７６６と超音波ブレード７６８との間に位置する組織部分のインピーダンスを検出するように構成されてもよく、このインピーダンスは、それらの間に位置する組織の厚さ及び／又は充満度を示す。
センサ７８８は、閉鎖駆動システムによってクランプアーム７６６に及ぼされる力を測定するように構成され得る。例えば、１つ以上のセンサ７８８は、閉鎖管によってクランプアーム７６６に加えられる閉鎖力を検出するために、閉鎖管とクランプアーム７６６との間の相互作用点に位置してもよい。クランプアーム７６６に対して及ぼされる力は、クランプアーム７６６と超音波ブレード７６８との間に捕捉された組織切片によって経験される組織圧縮を表すものであり得る。１つ以上のセンサ７８８は、閉鎖駆動システムに沿った様々な相互作用点に配置されて、閉鎖駆動システムによってクランプアーム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、クランプ動作中にリアルタイムで、制御回路７６０のプロセッサによってサンプリングされてもよい。制御回路７６０は、リアルタイムのサンプル測定値を受信して時間ベースの情報を提供及び分析し、クランプアーム７６６に加えられる閉鎖力をリアルタイムで評価する。
モータ７５４によって引き込まれる電流を測定するために、電流センサ７８６を用いることができる。閉鎖部材７６４を前進させるのに必要な力は、モータ７５４によって引き込まれる電流に相当する。力はデジタル信号に変換されて、制御回路７６０に提供される。
制御回路７６０は、器具の実際のシステムの応答をコントローラのソフトウェアでシミュレートするように構成することができる。変位部材を作動させて、エンドエフェクタ７５２内の閉鎖部材７６４を目標速度又はその付近で移動させることができる。外科用器具７５０は、フィードバックコントローラを含むことができ、フィードバックコントローラは、例えば、ＰＩＤ、状態フィードバック、ＬＱＲ及び／又は適応コントローラが挙げられるがこれらに限定されない、任意のフィードバックコントローラのうちのいずれか１つであってもよい。外科用器具７５０は、フィードバックコントローラからの信号を、例えば、ケース電圧、ＰＷＭ電圧、周波数変調電圧、電流、トルク及び／又は力などの物理的入力に変換するための電源を含むことができる。
外科用器具７５０の実際の駆動システムは、ギアボックス、並びに関節運動及び／又はナイフシステムへの機械的連結部を備えるブラシ付きＤＣモータによって、変位部材、切断部材又は閉鎖部材７６４を駆動するように構成されている。別の例は、交換式シャフト組立体の、例えば変位部材及び関節運動ドライバを動作させる電気モータ７５４である。外部影響とは、組織、周囲体及び物理系上の摩擦などのものの、測定されていない予測不可能な影響である。こうした外部影響は、電気モータ７５４に反して作用する障害と呼ばれることがある。障害などの外部影響は、物理系の動作を物理系の所望の動作から逸脱させることがある。
様々な例示的態様は、モータ駆動の外科用封止及び切断器具を有するエンドエフェクタ７５２を備える外科用器具７５０に関する。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、枢動可能なクランプアーム７６６と、使用のために構成されるときは、クランプアーム７６６の反対側に位置付けられた超音波ブレード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、クランプアーム７６６と超音波ブレード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。発射信号に応答して、モータ７５４は、変位部材をエンドエフェクタ７５２の長手方向軸に沿って、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と、遠位端に位置付けられた切断要素を備える閉鎖部材７６４は、超音波ブレード７６８とクランプアーム７６６との間の組織を切断することができる。
様々な例で、外科用器具７５０は、１つ以上の組織状態に基づいて、例えば閉鎖部材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。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制御プログラムを選択することができる。例えば、より厚い組織が存在する場合、制御回路７６０は、変位部材をより低速で、かつ／又はより低電力で並進させるようにプログラムされてもよい。より薄い組織が存在する場合、制御回路７６０は、変位部材をより高速で、かつ／又はより高電力で並進させるようにプログラムされてもよい。
いくつかの例では、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。
図１９は、本開示の一態様による、様々な機能を制御するように構成されている外科用器具７９０の概略図である。一態様では、外科用器具７９０は、閉鎖部材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、クランプアーム７６６と、閉鎖部材７６４と、１つ以上のＲＦ電極７９６（破線で示される）と交換されるか、又はそれと連動して動作し得る超音波ブレード７６８とを備え得るエンドエフェクタ７９２を備える。超音波ブレード７６８は、超音波発生器７７１によって駆動される超音波変換器７６９に連結されている。
一態様では、センサ７８８は、とりわけ、リミットスイッチ、電気機械装置、固体スイッチ、ホール効果装置、ＭＲ装置、ＧＭＲ装置、磁力計として実装されてもよい。他の実装形態では、センサ６３８は、とりわけ光センサ、ＩＲセンサ、紫外線センサなどの光の影響下で動作する固体スイッチであってもよい。更に、スイッチは、トランジスタ（例えば、ＦＥＴ、接合ＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ、双極など）などの固体装置であってもよい。他の実装形態では、センサ７８８は、とりわけ、導電体非含有スイッチ、超音波スイッチ、加速度計及び慣性センサを含んでもよい。
一態様では、位置センサ７８４は、Ａｕｓｔｒｉａ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ（ＡＧ）から入手可能なＡＳ５０５５ＥＱＦＴシングルチップ磁気回転位置センサとして実装される磁気回転絶対位置決めシステムを備える絶対位置決めシステムとして実装されてもよい。位置センサ７８４は、制御回路７６０とインターフェース接続して絶対位置決めシステムを提供することができる。位置は、磁石の上方に位置し、加算、減算、ビットシフト及びテーブル参照演算のみを必要とする、双曲線関数及び三角関数を計算する簡潔かつ効率的なアルゴリズムを実装するために設けられ、桁毎法及びボルダーアルゴリズムとしても知られるＣＯＲＤＩＣプロセッサに連結された、複数のホール効果素子を含み得る。
一部の例では、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指示されたステップの数及び方向を合計することによって、閉鎖部材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。
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上に位置決めされ、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。
ＲＦエネルギー源７９４は、エンドエフェクタ７９２に連結され、ＲＦ電極７９６が超音波ブレード７６８の代わりにエンドエフェクタ７９２内に提供されるとき、又は超音波ブレード７６８と連動して動作するように提供されるとき、ＲＦ電極７９６に印加される。例えば、超音波ブレードは、導電性金属で作製され、電気外科用ＲＦ電流のリターンパスとして使用されてもよい。制御回路７６０は、ＲＦ電極７９６へのＲＦエネルギーの送達を制御する。
更なる詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１７年６月２８日出願の「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ ＣＯＵＰＬＡＢＬＥ ＷＩＴＨ ＳＴＡＰＬＥ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＡＮＤ ＲＡＤＩＯ ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ，ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＵＳＩＮＧ ＳＡＭＥ」と題する米国特許出願第１５／６３６，０９６号に開示されている。
発生器ハードウェア
様々な態様では、スマート超音波エネルギー装置は、超音波ブレードの動作を制御するための適応アルゴリズムを含んでもよい。一態様では、超音波ブレード適応制御アルゴリズムは、組織の種類を特定し、装置パラメータを調整するように構成される。一態様では、超音波ブレード制御アルゴリズムは、組織の種類をパラメータ化するように構成される。超音波ブレードの遠位先端の振幅を調整するために組織のコラーゲン／弾性比を検出するためのアルゴリズムが、本開示の以下の項で説明される。スマート超音波エネルギー装置の様々な態様が、例えば図１２～１９に関連して本明細書で説明される。したがって、適応型超音波ブレード制御アルゴリズムの以下の説明は、図１２～１９及びこれらに関連する説明と併せて読まれるべきである。
特定の外科処置では、適応型超音波ブレード制御アルゴリズムを用いることが望ましい。一態様では、超音波ブレードと接触する組織の種類に基づいて、超音波装置のパラメータを調節するために、適応型超音波ブレード制御アルゴリズムを用いてもよい。一態様では、超音波装置のパラメータは、超音波エンドエフェクタのジョー内の組織の位置、例えば、クランプアームと超音波ブレードとの間の組織の位置に基づいて調節されてもよい。超音波トランスデューサのインピーダンスは、組織のどの程度の割合がエンドエフェクタの遠位端又は近位端に位置するかを識別するために用いられてもよい。超音波装置の反応は、組織の種類又は組織の圧縮率に基づき得る。別の態様では、超音波装置のパラメータは、特定された組織の種類又はパラメータ化に基づいて調節されてもよい。例えば、超音波ブレードの遠位先端の機械的変位振幅は、組織識別手順中に検出されたエラスチン組織に対するコラーゲンの割当量（ration）に基づいて調整されてもよい。コラーゲンとエラスチン組織との比は、赤外線（ＩＲ）表面反射率及び放射率を含む様々な技術を使用して検出され得る。クランプアーム及び／又はクランプアームのストロークによって組織に加えられて間隙及び圧縮を生じさせる力。電極を備えたジョー全体の電気的導通を用いて、ジョーのどの程度の割合が組織で覆われているかを判定することができる。
図２０は、本開示の少なくとも１つの態様による、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内で適応型超音波ブレード制御アルゴリズムを実行するように構成されたシステム８００である。一態様では、発生器モジュール２４０は、適応型超音波ブレード制御アルゴリズム８０２を実行するように構成されている。別の態様では、装置／器具２３５は、適応型超音波ブレード制御アルゴリズム８０４を実行するように構成されている。別の態様では、発生器モジュール２４０及び装置／器具２３５の両方が、本明細書に記載される適応型超音波ブレード制御アルゴリズム８０２、８０４を実行するように構成されている。
発生器モジュール２４０は、電力変圧器を介して非絶縁段階と通信する患者絶縁段階を備えてもよい。電力変圧器の二次巻線は、絶縁段階内に収容され、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）を備え得る。具体的には、駆動信号出力部は、超音波駆動信号（例えば、４２０Ｖの二乗平均平方根（root-mean-square、ＲＭＳ）駆動信号）を超音波外科用器具２４１に出力することができ、駆動信号出力部は、ＲＦ電気外科駆動信号（例えば、１００ＶのＲＭＳ駆動信号）をＲＦ電気外科用器具２４１に出力することができる。発生器モジュール２４０の態様は、図２１～２２を参照して本明細書で説明される。
発生器モジュール２４０、若しくは装置／器具２３５、又はその両方は、例えば、図８～図１１を参照して説明されている、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に連結されている。
図２１は、超音波器具と連結するように構成され、かつ、図２０に示す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内で適応型超音波ブレード制御アルゴリズムを実行するように更に構成されている発生器の一形態である、発生器９００の例を示す。発生器９００は、複数のエネルギーモダリティを外科用器具に送達するように構成されている。発生器９００は、エネルギーを外科用器具に送達するためのＲＦ信号及び超音波信号を単独で又は同時にのいずれかで提供する。ＲＦ信号及び超音波信号は、単独で又は組み合わせて提供されてもよく、また同時に提供されてもよい。上述したように、少なくとも１つの発生器出力部は、単一のポートを通して複数のエネルギーモダリティ（例えば、とりわけ超音波、双極若しくは単極ＲＦ、不可逆及び／若しくは可逆電気穿孔法並びに／又はマイクロ波エネルギー）を送達することができ、これらの信号は、組織を治療するために個別に又は同時にエンドエフェクタに送達することができる。発生器９００は、波形発生器９０４に連結されたプロセッサ９０２を備える。プロセッサ９０２及び波形発生器９０４は、プロセッサ９０２に連結されたメモリに記憶された情報（開示を明瞭にするために示されず）に基づいて、様々な信号波形を発生するように構成されている。波形に関連するデジタル情報は、デジタル入力をアナログ出力に変換するために１つ以上の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に連結されている。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ている。第１のエネルギーモダリティの第１の信号は、外科用器具のＥＮＥＲＧＹ１及びＲＥＴＵＲＮとラベルされた端子間に提供される。第２のエネルギーモダリティの第２の信号は、コンデンサ９１０を横断して連結され、外科用器具のＥＮＥＲＧＹ２及びＲＥＴＵＲＮとラベルされた端子間に提供される。２つを超えるエネルギーモダリティが出力されてもよく、したがって添え字「ｎ」は、最大ｎ個のＥＮＥＲＧＹｎ端子が提供され得ることを示すために使用することができ、ここでｎは、１超の正の整数であることが理解されよう。最大「ｎ」個のリターンパス（ＲＥＴＵＲＮｎ）が、本開示の範囲から逸脱することなく提供されてもよいことも理解されよう。
第１の電圧感知回路９１２は、ＥＮＥＲＧＹ１及びＲＥＴＵＲＮパスとラベルされた端子にわたって連結され、それらの間の出力電圧を測定する。第２の電圧感知回路９２４は、ＥＮＥＲＧＹ２及びＲＥＴＵＲＮパスとラベルされた端子にわたって連結され、それらの間の出力電圧を測定する。電流感知回路９１４は、いずれかのエネルギーモダリティの出力電流を測定するために、図示される電力変圧器９０８の二次側のＲＥＴＵＲＮ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は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）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、出力インピーダンスなどのパラメータ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。
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により判定され得る。第１の電圧感知回路９１２及び第２の電圧感知回路９２４の出力は、個別の絶縁変圧器９１６、９２２に提供され、電流感知回路９１４の出力は、別の絶縁変圧器９１６に提供される。ＡＤＣ回路９２６からのデジタル化された電圧及び電流感知測定値は、インピーダンスを計算するためにプロセッサ９０２に提供される。一例として、第１のエネルギーモダリティＥＮＥＲＧＹ１は超音波エネルギーであってもよく、第２のエネルギーモダリティＥＮＥＲＧＹ２はＲＦエネルギーであってもよい。それでも、超音波エネルギーモダリティ及び双極又は単極ＲＦエネルギーモダリティに加えて、他のエネルギーモダリティには、数ある中でも不可逆並びに／又は可逆電気穿孔法及び／若しくはマイクロ波エネルギーが挙げられる。また、図２１に例示された例は、単一のリターンパス（ＲＥＴＵＲＮ）が２つ以上のエネルギーモダリティに提供され得ることを示しているが、他の態様では、複数のリターンパスＲＥＴＵＲＮｎが、各エネルギーモダリティＥＮＥＲＧＹｎに提供されてもよい。したがって、本明細書に記載されるように、超音波トランスデューサのインピーダンスは、第１の電圧感知回路９１２の出力を電流感知回路９１４で割ることによって測定されてもよく、組織のインピーダンスは、第２の電圧感知回路９２４の出力を電流感知回路９１４で割ることによって測定されてもよい。
図２１に示すように、少なくとも１つの出力ポートを含む発生器９００は、実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、超音波トランスデューサを駆動するために高電圧かつ低電流のエネルギーを送達し、ＲＦ電極を駆動して組織を封止するために低電圧かつ高電流のエネルギーを送達し、又は単極又は双極ＲＦ電気外科用電極のいずれかを用いたスポット凝固のために凝固波形を有する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。超音波トランスデューサの、発生器９００の出力部への接続部は、好ましくは、図２１に示すようにＥＮＥＲＧＹ１とラベルされた出力部とＲＥＴＵＲＮとの間に位置するであろう。一例では、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との間に位置するであろう。単極出力の場合、ＥＮＥＲＧＹ２出力部へ活性電極（例えば、ペンシル型又は他のプローブ）を接続し、ＲＥＴＵＲＮ出力部に好適なリターンパッドを接続することが好ましいであろう。
更なる詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ ＦＯＲ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ ＦＯＲ ＤＩＧＩＴＡＬＬＹ ＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＳＩＧＮＡＬ ＷＡＶＥＦＯＲＭＳ ＡＮＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ」と題する２０１７年３月３０日公開の米国特許出願公開第２０１７／００８６９１４号に開示されている。
本説明全体で使用される用語「無線」及びその派生語は、非固体媒体を介して変調電磁放射線の使用を通じてデータを通信し得る回路、装置、システム、方法、技術、通信チャネルなどを説明するために使用されてもよい。この用語は、関連する装置がいかなる有線も含まないことを意味するものではないが、いくつかの態様では、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。
本明細書で使用するとき、プロセッサ又は処理ユニットは、いくつかの外部データソース（通常はメモリ）又は何らかの他のデータストリーム上で動作を実行する電子回路である。この用語は、本明細書では、多くの専用「プロセッサ」を組み合わせたシステム又はコンピュータシステム（特にシステムオンチップ（systems on a chip、ＳｏＣ））内の中央プロセッサ（中央処理ユニット）を指すために使用される。
本明細書で使用するとき、システムオンチップ（ＳｏＣ又はＳＯＣ）は、コンピュータ又は他の電子システムの全ての構成要素を統合する集積回路（「ＩＣ」又は「チップ」としても知られる）である。これは、デジタル、アナログ、混合信号及び多くの場合は高周波数機能を、全て単一の基材上に含むことができる。ＳｏＣは、マイクロコントローラ（又はマイクロプロセッサ）を、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）、Ｗｉ－Ｆｉモジュール又はコプロセッサなどの最新の周辺装置と統合する。ＳｏＣは、内蔵メモリを含んでもよく、含まなくてもよい。
本明細書で使用するとき、マイクロコントローラ又はコントローラは、マイクロプロセッサを周辺回路及びメモリと統合するシステムである。マイクロコントローラ（又はマイクロコントローラユニットのＭＣＵ）は、単一の集積回路上の小型コンピュータとして実装されてもよい。これはＳｏＣと同様であってもよく、ＳｏＣは、その構成要素の１つとしてマイクロコントローラを含み得る。マイクロコントローラは、１つ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。
本明細書で使用するとき、コントローラ又はマイクロコントローラという用語は、周辺装置とインターフェース接続するスタンドアロンＩＣ又はチップ装置であってもよい。これは、その装置の動作（及び当該装置との接続）を管理する外部装置上のコンピュータ又はコントローラの２つの部分間の連結部であってもよい。
本明細書で説明されるプロセッサ又はマイクロコントローラはいずれも、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘの商品名で知られているものなど、任意のシングルコア又はマルチコアプロセッサであってもよい。一態様では、プロセッサは、例えば、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。このプロセッサコアは、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（electrically erasable programmable read-only memory、ＥＥＰＲＯＭ）、１つ以上のパルス幅変調（pulse width modulation、ＰＷＭ）モジュール、１つ以上の直交エンコーダ入力（quadrature encoder input、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。なお、その詳細は、製品データシートで入手可能である。
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、とりわけ、ＩＥＣ６１５０８及びＩＳＯ２６２６２の安全限界用途専用に構成されてもよい。
モジュール式装置は、外科用ハブ内に受容可能な（例えば図３及び図９に関連して説明される）モジュールと、対応する外科用ハブと接続又はペアリングするために様々なモジュールに接続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、手術中の患者に関連するもの（例えば、組織特性又は送気圧）であってもよく、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）に関連するものであってもよい。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により生じた抵抗に基づき、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。
図２２は、発生器１１００と、これと共に使用可能な様々な外科用器具１１０４、１１０６、１１０８と、を備える外科システム１０００の一形態を示し、外科用器具１１０４は超音波外科用器具であり、外科用器具１１０６はＲＦ電気外科用器具であり、多機能型外科用器具１１０８は組み合わせ超音波／ＲＦ電気外科用器具である。発生器１１００は、様々な外科用器具と共に使用するように構成可能である。様々な形態によれば、発生器１１００は、例えば、超音波外科用器具１１０４、ＲＦ電気外科用器具１１０６、並びに発生器１１００から同時に送達されるＲＦエネルギー及び超音波エネルギーを統合する多機能型外科用器具１１０８を含む様々な種類の様々な外科用装置と共に使用するように構成可能であり得る。図２２の形態では、発生器１１００は、外科用器具１１０４、１１０６、１１０８とは別個に示されているが、一形態では、発生器１１００は、外科用器具１１０４、１１０６、１１０８のうちのいずれかと一体的に形成されて、一体型外科システムを形成してもよい。発生器１１００は、発生器１１００のコンソールの前側パネル上に位置する入力装置１１１０を含む。入力装置１１１０は、発生器１１００の動作をプログラムするのに適した信号を生成する任意の適切な装置を含むことができる。発生器１１００は、有線又は無線通信用に構成されてもよい。
発生器１１００は、複数の外科用器具１１０４、１１０６、１１０８を駆動するように構成される。第１の外科用器具は超音波外科用器具１１０４であり、ハンドピース１１０５（handpiece、ＨＰ）、超音波トランスデューサ１１２０、シャフト１１２６、及びエンドエフェクタ１１２２を備える。エンドエフェクタ１１２２は、超音波トランスデューサ１１２０と音響的に連結された超音波ブレード１１２８及びクランプアーム１１４０を備える。ハンドピース１１０５は、クランプアーム１１４０を動作させるトリガ１１４３と、超音波ブレード１１２８又は他の機能にエネルギーを供給し、駆動するためのトグルボタン１１３４ａ、１１３４ｂ、１１３４ｃの組み合わせと、を備える。トグルボタン１１３４ａ、１１３４ｂ、１１３４ｃは、発生器１１００を用いて超音波トランスデューサ１１２０にエネルギーを供給するように構成することができる。
発生器１１００はまた、第２の外科用器具１１０６を駆動するようにも構成される。第２の外科用器具１１０６は、ＲＦ電気外科用器具であり、ハンドピース１１０７（ＨＰ）、シャフト１１２７、及びエンドエフェクタ１１２４を備える。エンドエフェクタ１１２４は、クランプアーム１１４２ａ、１１４２ｂ内に電極を備え、シャフト１１２７の導電体部分を通って戻る。電極は、発生器１１００内の双極エネルギー源に連結され、双極エネルギー源によってエネルギーを供給される。ハンドピース１１０７は、クランプアーム１１４２ａ、１１４２ｂを動作させるためのトリガ１１４５と、エンドエフェクタ１１２４内の電極にエネルギーを供給するためのエネルギースイッチを作動するためのエネルギーボタン１１３５と、を備える。
発生器１１００はまた、多機能型外科用器具１１０８を駆動するようにも構成される。多機能型外科用器具１１０８は、ハンドピース１１０９（ＨＰ）、シャフト１１２９、及びエンドエフェクタ１１２５を備える。エンドエフェクタ１１２５は、超音波ブレード１１４９及びクランプアーム１１４６を備える。超音波ブレード１１４９は、超音波トランスデューサ１１２０と音響的に連結される。ハンドピース１１０９は、クランプアーム１１４６を動作させるトリガ１１４７と、超音波ブレード１１４９又は他の機能にエネルギーを供給し、駆動するためのトグルボタン１１３７ａ、１１３７ｂ、１１３７ｃの組み合わせと、を備える。トグルボタン１１３７ａ、１１３７ｂ、１１３７ｃは、発生器１１００を用いて超音波トランスデューサ１１２０にエネルギーを供給し、かつ同様に発生器１１００内に収容された双極エネルギー源を用いて超音波ブレード１１４９にエネルギーを供給するように構成することができる。
発生器１１００は、様々な外科用器具と共に使用するように構成可能である。様々な形態によれば、発生器１１００は、例えば、超音波外科用器具１１０４、ＲＦ電気外科用器具１１０６、並びに発生器１１００から同時に送達されるＲＦエネルギー及び超音波エネルギーを統合する多機能型外科用器具１１０８を含む様々な種類の様々な外科用装置と共に使用するように構成可能であり得る。図２２の形態では、発生器１１００は、外科用器具１１０４、１１０６、１１０８とは別個に示されているが、別の形態では、発生器１１００は、外科用器具１１０４、１１０６、１１０８のうちのいずれか１つと一体的に形成されて、一体型外科システムを形成してもよい。上述したように、発生器１１００は、発生器１１００のコンソールの前側パネル上に位置する入力装置１１１０を含む。入力装置１１１０は、発生器１１００の動作をプログラムするのに適した信号を生成する任意の適切な装置を含むことができる。発生器１１００はまた、１つ以上の出力装置１１１２を含んでもよい。電気信号波形をデジタル的に生成するための発生器、及び外科用器具の更なる態様は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２０１７－００８６９１４－（Ａ１）号に記載されている。
状況認識
感知されたデータに応答する制御アルゴリズムを含む「インテリジェント」装置は、感知されたデータを考慮することなく動作する「データ処理能力のない（dumb）」装置に改善を加えたものであり得るが、いくつかの感知されたデータは、単独で考慮される場合、すなわち、実行される外科処置のタイプ又は手術されている組織のタイプのコンテキストなしには、不完全又は決定的ではない可能性がある。処置コンテキストを知る（例えば、手術される組織のタイプ又は行われている処置のタイプを知る）ことがなければ、制御アルゴリズムは、特定のコンテキストを含まない感知データが与えられると、モジュール式装置を不正確に又は準最適に制御することがある。例えば、特定の感知されたパラメータに応答して外科用器具を制御するための制御アルゴリズムの最適な方法は、手術されている特定の組織のタイプによって変化する可能性がある。これは、異なる組織のタイプが異なる特性（例えば、引き裂きに対する抵抗）を有し、そのため、外科用器具によってとられた動作に対して異なって応答するという事実に起因する。したがって、特定のパラメータについて同じ測定値が感知された場合であっても、外科用器具が異なる動作をとることが望ましいことがある。１つの具体的な例として、外科用ステープル留め及び切断器具がそのエンドエフェクタを閉鎖するために予想外に高い力を感知することに応答してその器具を制御する最適な方法は、組織のタイプが引き裂きの影響を受けやすいか、又はこれに耐性があるかによって異なる。肺組織など、引き裂きの影響を受けやすい組織の場合、器具の制御アルゴリズムは、組織の引き裂きを回避するために、閉鎖するための予想外に高い力に応答してモータを最適にランプダウンさせる。胃組織など、引き裂きに耐性がある組織の場合、器具の制御アルゴリズムは、エンドエフェクタが組織に適切にクランプされることを確実にするために、閉鎖するための予想外に高い力に応答してモータを最適にランプアップさせる。肺組織がクランプされているのか、胃組織がクランプされているのかを知らなければ、制御アルゴリズムは、準最適な決定を行う可能性がある。
１つの解決策は、様々なデータソースから受信したデータに基づいて行われている外科処置に関する情報を導出し、次いで、ペアリングされたモジュール式装置を適宜制御するように構成されたシステムを含む、外科用ハブを利用する。換言すれば、外科用ハブは、受信したデータから外科処置に関する情報を推測し、次いで、外科処置の推定されたコンテキストに基づいて、外科用ハブとペアリングされたモジュール式装置を制御するように構成されている。図２３は、本開示の少なくとも１つの態様による、状況認識外科システム５１００の図を示す。いくつかの例示では、データソース５１２６は、例えば、モジュール式装置５１０２（患者及び／又はモジュール式装置自体に関連付けられたパラメータを検出するように構成されたセンサを含み得る）、データベース５１２２（例えば、患者記録を含むＥＭＲデータベース）、及び患者監視装置５１２４（例えば、血圧（ＢＰ）モニタ及び心電図（ＥＫＧ）モニタ）を含む。外科用ハブ５１０４は、例えば、受信したデータの特定の組み合わせ又はデータソース５１２６からデータが受信される特定の順序に基づいて、データから外科処置に関するコンテキスト情報を導出するように構成され得る。受信したデータから推定されるコンテキスト情報は、例えば、行われる外科処置のタイプ、外科医が行っている外科処置の特定の工程、手術されている組織のタイプ、又は処置の対象である体腔を含み得る。受信したデータから外科処置に関連する情報を導出又は推定するための外科用ハブ５１０４のいくつかの態様によるこの能力は、「状況認識」と称され得る。１つの例示では、外科用ハブ５１０４は、受信したデータから外科処置に関連するコンテキスト情報を導出する外科用ハブ５１０４に関連付けられたハードウェア及び／又はプログラミングである状況認識システムを組み込むことができる。
外科用ハブ５１０４の状況認識システムは、様々な異なる方法でデータソース５１２６から受信したデータからコンテキスト情報を導出するように構成され得る。１つの例示では、状況認識システムは、様々な入力（例えば、データベース５１２２、患者監視装置５１２４、及び／又はモジュール式装置５１０２からのデータ）を、外科処置に関する対応するコンテキスト情報と相関させるために、訓練データで訓練されたパターン認識システム、又は機械学習システム（例えば、人工ニューラルネットワーク）を含む。換言すれば、機械学習システムは、提供された入力から外科処置に関するコンテキスト情報を正確に導出するように訓練され得る。別の例示では、状況認識システムは、外科処置に関する事前に特徴付けされたコンテキスト情報を、コンテキスト情報に対応する１つ以上の入力（又は入力の範囲）と対応させて記憶する、ルックアップテーブルを含み得る。１つ以上の入力による問い合わせに応答して、ルックアップテーブルは、モジュール式装置５１０２を制御するために状況認識システムの対応するコンテキスト情報を返すことができる。１つの例示では、外科用ハブ５１０４の状況認識システムによって受信されたコンテキスト情報は、１つ以上のモジュール式装置５１０２の特定の制御調整又は一連の制御調整に関連付けられる。別の例示では、状況認識システムは、コンテキスト情報を入力として提供されたときに１つ以上のモジュール式装置５１０２の１つ以上の制御調整を生成又は検索する、更なる機械学習システム、ルックアップテーブル、又はその他のそのようなシステムを含む。
状況認識システムを組み込む外科用ハブ５１０４は、外科用システム５１００に多くの利益を提供する。１つの利益は、感知及び収集されたデータの解釈を改善することを含み、これは、外科処置の過程中の処理精度及び／又はデータの使用を改善する。以前の例に戻るために、状況認識した外科用ハブ５１０４は、どのタイプの組織が手術されているかを判定することができ、したがって、外科用器具のエンドエフェクタを閉じるために予想外に高い力が検出されると、状況認識した外科用ハブ５１０４は、組織のタイプに合わせて外科用器具のモータを正しくランプアップ又はランプダウンさせることができる。
別の実施例として、手術されている組織のタイプは、特定の組織間隙測定のための外科用ステープル留め及び切断器具の圧縮速度及び負荷閾値になされる調整に影響を及ぼし得る。状況認識した外科用ハブ５１０４は、行われている外科処置が胸部処置であるのか又は腹部処置であるのかを推定することができ、これにより外科用ハブ５１０４は、外科用ステープル留め及び切断器具のエンドエフェクタによってクランプされている組織が肺であるのか（胸部手術の場合）又は胃であるのか（腹部手術の場合）を判定することができる。次いで、外科用ハブ５１０４は、外科用ステープル留め及び切断器具の圧縮速度及び負荷閾値を、組織のタイプに合わせて適切に調整することができる。
更に別の実施例として、送気処置中に手術されている体腔のタイプは、煙排出器の機能に影響を及ぼし得る。状況認識した手術ハブ５１０４は、手術部位が（外科処置が送気を利用していると判定することによって）圧力下にあるかどうかを判定し、処置タイプを判定することができる。処置タイプは概して特定の体腔内で実行されるため、外科用ハブ５１０４は、手術されている体腔に合わせて適切に煙排出器のモータ速度を制御することができる。したがって、状況認識した手術ハブ５１０４は、胸部手術及び腹部手術の両方のために一定量の煙排出を提供することができる。
更に別の実施例として、行われている処置のタイプは、超音波外科用器具又は高周波（ＲＦ）電気外科器具が作動するのに最適なエネルギーレベルに影響を及ぼし得る。例えば、関節鏡処置は、超音波外科用器具又はＲＦ電気外科器具のエンドエフェクタが流体中に浸漬されるため、より高いエネルギーレベルを必要とする。状況認識した外科用ハブ５１０４は、外科処置が関節鏡処置であるかどうかを判定することができる。次いで、外科用ハブ５１０４は、流体充填環境を補償するために、発生器のＲＦ電力レベル又は超音波振幅（すなわち、「エネルギーレベル」）を調整することができる。関連して、手術されている組織のタイプは、超音波外科用器具又はＲＦ電気外科器具が作動するのに最適なエネルギーレベルに影響を及ぼし得る。状況認識した外科用ハブ５１０４は、どのタイプの外科処置が行われているかを判定し、次いで、外科処置に関する予想される組織プロファイルに従って超音波外科用器具又はＲＦ電気外科器具のエネルギーレベルをそれぞれカスタマイズすることができる。更に、状況認識した外科用ハブ５１０４は、処置別のみではなく、外科処置の過程にわたって、超音波外科用器具又はＲＦ電気外科器具のエネルギーレベルを調整するように構成され得る。状況認識した外科用ハブ５１０４は、外科処置のどの工程が行われているか、又はその後に行われるかを判定し、次いで発生器及び／又は超音波外科用器具若しくはＲＦ電気外科器具の制御アルゴリズムを更新して、外科処置の工程に従って予想される組織タイプに適切な値にエネルギーレベルを設定することができる。
更に別の例として、外科用ハブ５１０４が１つのデータソース５１２６から引き出す結論を改善するために、追加のデータソース５１２６からデータを引き出してもよい。状況認識した外科用ハブ５１０４は、モジュール式装置５１０２から受信したデータを、他のデータソース５１２６から外科処置に関して構築したコンテキスト情報で増強することができる。例えば、状況認識した外科用ハブ５１０４は、医療用撮像装置から受信したビデオ又は画像データに従って、止血が発生したかどうか（すなわち、手術部位での出血が止まったかどうか）を判定するように構成され得る。しかしながら、場合によっては、ビデオ又は画像データは、決定的ではない可能性がある。したがって、１つの例示では、外科用ハブ５１０４は、生理学的測定（例えば、外科用ハブ５１０４に通信可能に接続されたＢＰモニタによって感知された血圧）を、（例えば、外科用ハブ５１０４に通信可能に連結された医療用撮像装置１２４（図２）からの）止血の視覚データ又は画像データと比較して、ステープルライン又は組織溶着の完全性についての判定を行うように更に構成され得る。換言すれば、外科用ハブ５１０４の状況認識システムは、生理学的測定データを考慮して、可視化データを分析する際に追加のコンテキストを提供することができる。追加のコンテキストは、可視化データがそれ自体では決定的ではないか、又は不完全であり得る場合に有用であり得る。
別の利益としては、外科処置の過程中に医療従事者が外科用システム５１００と相互作用するか又はこれを制御するために必要とされる回数を低減するために、行われている外科処置の特定の工程に従って、ペアリングされたモジュール式装置５１０２を積極的かつ自動的に制御することが挙げられる。例えば、状況認識した外科用ハブ５１０４は、処置の後続の工程が器具の使用を必要とすると判定した場合に、ＲＦ電気外科器具が接続されている発生器を積極的に起動させることができる。エネルギー源を積極的に起動することにより、処置の先行する工程が完了するとすぐに器具を使用準備完了にすることができる。
別の実施例として、状況認識した外科用ハブ５１０４は、外科処置の現在又は後続の工程が、ディスプレイ上の異なる視界又は拡大の度合いを必要とするかどうかを、外科医が見る必要があると予想される手術部位における特徴（複数可）に従って判定することができる。次いで、外科用ハブ５１０４は、（例えば、可視化システム１０８のために医療用撮像装置によって供給される）表示された視界を適切に積極的に変更することができ、その結果、ディスプレイは外科処置にわたって自動的に調整するようになる。
更に別の例として、状況認識した手術ハブ５１０４は、外科処置のどの工程が行われているか、又はその後に実行されるか、及び特定のデータ又はデータ間の比較が外科処置のその工程に必要とされるかどうかを判定することができる。外科用ハブ５１０４は、外科医が特定の情報を尋ねるのを待つことなく、行われている外科処置の工程に基づいて、自動的にデータスクリーンを呼び出すように構成され得る。
別の利益としては、外科処置のセットアップ中又は外科処置の過程中にエラーをチェックすることが挙げられる。例えば、状況認識した外科用ハブ５１０４は、手術現場が、行われる外科処置のために適切に又は最適にセットアップされているかどうかを判定することができる。外科用ハブ５１０４は、行われている外科処置のタイプを判定し、（例えば、メモリから）対応するチェックリスト、製品位置、又はセットアップニーズを読み出し、次いで、現在の手術現場のレイアウトを、外科用ハブ５１０４が行われていると判定した外科処置のタイプの標準レイアウトと比較するように構成され得る。１つの例示では、外科用ハブ５１０４は、処置（例えばスキャナによるスキャン）のための項目リスト、及び／又は外科用ハブ５１０４とペアリングされた装置のリストを、所与の外科処置のための項目及び／又は装置の推奨される又は予想されるマニフェストと比較するように構成され得る。リスト間に不連続性が存在する場合、外科用ハブ５１０４は、特定のモジュール式装置５１０２、患者監視装置５１２４、及び／又はその他の外科用アイテムが欠落していることを示す警告を提供するように構成され得る。１つの例示では、外科用ハブ５１０４は、例えば、近接センサによってモジュール式装置５１０２及び患者監視装置５１２４の相対距離又は位置を判定するように構成され得る。外科用ハブ５１０４は、装置の相対位置を、特定の外科処置のための推奨される又は予想されるレイアウトと比較することができる。レイアウト間に不連続性が存在する場合、外科用ハブ５１０４は、外科処置の現在のレイアウトが推奨されるレイアウトから逸脱していることを示す警告を提供するように構成され得る。
別の例として、状況認識した外科用ハブ５１０４は、外科医（又は他の医療従事者）が誤りを犯しているか、又は別の方法で外科処置の過程中に求められる一連の行動から逸脱しているかどうかを判定することができる。例えば、外科用ハブ５１０４は、実施される外科処置のタイプを判定し、（例えば、メモリから）機器使用の工程又は順序の対応するリストを読み出し、次いで、外科処置の過程中に行われている工程、又は使用されている機器を、外科用ハブ５１０４が行われていると判定した外科処置のタイプの予想された工程又は機器と比較するように構成され得る。１つの例示では、外科用ハブ５１０４は、外科処理における特定の工程で、予期せぬ行為が行われているか、又は予期せぬ装置が利用されていることを示す警告を提供するように構成され得る。
全体的に、外科用ハブ５１０４のための状況認識システムは、各外科処置の特定のコンテキストのために外科用器具（及び他のモジュール式装置５１０２）を調整し（例えば、異なる組織タイプに調整する）、手術処置中の行動を検証することによって、外科処置の結果を改善する。状況認識システムはまた、処置の特定のコンテキストに従って、次の工程を自動的に示唆すること、データを提供すること、及び手術現場内のディスプレイ及び他のモジュール式装置５１０２を調整することによって、外科処置を実行する際の外科医の効率を改善する。
モジュール式エネルギーシステム
世界各地のＯＲでは、外科手術を実施するために必要とされる装置の量に起因して、コード、装置、及び人が複雑に絡み合っている。大抵の手術用資本設備が単一の専門化した目的を実行するため、外科用資本設備がこの問題に対して主に寄与する傾向がある。それらの専門的な性質と、１つの外科手術過程において外科医が複数の異なるタイプの装置を利用する必要があることにより、ＯＲは、２つ又は更にはより多くの外科用資本設備、例えばエネルギー発生器を備えざるを得ない。これらの外科用資本設備はそれぞれ、個別に電源に接続しなければならず、ＯＲ内の人員間で行き来する１つ以上の他の装置に接続される場合もあり、操縦が必要なコードの絡みにつながる。現代のＯＲに直面する別の問題は、これらの専門的な外科用資本設備のそれぞれがそれぞれのユーザインターフェースを有することや、ＯＲ内の他の装置から独立して制御されなければならないことである。これにより、互いに接続した複数の異なる装置を適切に制御することが複雑になり、ユーザに対して、異なる種類のユーザインターフェース（各資本装置間の変化に加えて、実施される目的又は外科処置に基づいて更に変更され得る）に対する訓練と、記憶を強いることになる。この煩雑で複雑なプロセスにより、必然的にＯＲ内により多くの人員が必要とされる場合があり、複数の装置が互いに連動して適切に制御されていない場合に危険性を招く可能性がある。したがって、外科用資本設備技術を、外科医のニーズに柔軟に対処し、ＯＲ内の手術資本設備の設置面積を減少することが可能な単一のシステムに統合することで、ユーザ体験が単純化され、ＯＲ内の乱雑さが軽減され、複数の資本設備を同時に制御することに関連する苦労や危険性が防止される。更に、そのようなシステムを拡張可能又はカスタマイズ可能にすることにより、新しい技術を既存の外科システムに便利に組み込むことを可能にし、外科システム全体を交換する必要性や、ＯＲの人員が新しい技術それぞれについて新しいユーザインターフェース又は装置の制御を学習する必要性がなくなる。
図１～図１１に記載されるように、外科用ハブ１０６は、様々なモジュールを互換的に受容するように構成することができ、このモジュールは次に、外科用装置（例えば、外科用器具又は排煙器）とインターフェースするか、又は様々な他の機能（例えば、通信）を提供することができる。一態様では、外科用ハブ１０６は、図２４～図３０に関連して例示されるモジュール式エネルギーシステム２０００として具現化することができる。モジュール式エネルギーシステム２０００は、積み重ねられた構成で互いに接続可能な様々な異なるモジュール２００１を含むことができる。一態様では、モジュール２００１は、積み重ねられたとき、ないしは別の方法で単一アセンブリに接続されたときに、物理的かつ通信可能に共に連結され得る。更に、モジュール２００１は、異なる組み合わせ又は構成で互いに互換的に接続可能であり得る。一態様では、モジュール２００１のそれぞれは、それらの上面及び下面に沿って配設された一貫した、つまり汎用のコネクタアレイを備えることができ、それにより、任意のモジュール２００１の任意の配置での別のモジュール２００１への接続を可能にする（ただし、いくつかの態様では、ヘッダモジュール２００２などの特定のモジュールタイプは、例えば、スタック内の最も上のモジュールとして機能するように構成することができる）。別の態様では、モジュール式エネルギーシステム２０００は、図３及び図４に示されるように、モジュール２００１を受容し保持するように構成されているハウジングを含むことができる。モジュール式エネルギーシステム２０００はまた、これもモジュール２００１に接続可能であるか、ないしは別の方法で関連可能である、様々な異なる構成要素又は付属品を含むことができる。別の態様では、モジュール式エネルギーシステム２０００は、外科用ハブ１０６の発生器モジュール１４０、２４０（図３及び図１０）として具現化することができる。更に別の態様では、モジュール式エネルギーシステム２０００は、外科用ハブ１０６とは別個のシステムであり得る。そのような態様では、モジュール式エネルギーシステム２０００は、それらの間でデータを送信及び／又は受信するために、外科用ハブ２０６に通信可能に結合可能であり得る。
モジュール式エネルギーシステム２０００は、様々な異なるモジュール２００１から組み立てることができ、そのいくつかの例を図２４に示す。異なる種類のモジュール２００１のそれぞれは、異なる機能を提供することができ、それによってモジュール式エネルギーシステム２０００を異なる構成に組み立てて、各モジュール式エネルギーシステム２０００に含まれるモジュール２００１をカスタマイズすることによって、モジュール式エネルギーシステム２０００の機能及び性能をカスタマイズすることを可能にする。モジュール式エネルギーシステム２０００のモジュール２００１は、例えば、ヘッダモジュール２００２（ディスプレイスクリーン２００６を含み得る）、エネルギーモジュール２００４、技術モジュール２０４０、及び可視化モジュール２０４２を含むことができる。図示される態様では、ヘッダモジュール２００２は、モジュール式エネルギーシステムスタック内の頂部、つまり最上部モジュールとして機能するように構成され、したがって、その頂面に沿ったコネクタを欠いてもよい。別の態様では、ヘッダモジュール２００２は、モジュール式エネルギーシステムスタック内の底部、つまり最下部モジュールに位置付けられるように構成されてもよく、したがって、その底面に沿ったコネクタを欠いてもよい。更に別の態様では、ヘッダモジュール２００２は、モジュール式エネルギーシステムスタック内の中央位置に位置付けられるように構成されてもよく、したがって、その底面及び頂面に沿ったコネクタを含んでもよい。ヘッダモジュール２００２は、上面の物理的制御部２０１１、及び／又はディスプレイスクリーン２００６上にレンダリングされたグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）２００８を介して、各モジュール２００１及びそこに接続された構成要素のシステム全体の設定を制御するように構成することができる。そのような設定は、モジュール式エネルギーシステム２０００の起動、警告の音量、フットスイッチ設定、設定アイコン、ユーザインターフェースの外観若しくは構成、モジュール式エネルギーシステム２０００にログインした外科医のプロファイル、及び／又は実行される外科処置のタイプを含むことができる。ヘッダモジュール２００２はまた、ヘッダモジュール２００２に接続されたモジュール２００１の通信、処理、及び／又は電力供給を提供するように構成され得る。発生器モジュール１４０、２４０（図３及び図１０）とも称され得るエネルギーモジュール２００４は、図２１に示される発生器９００に関連して上述したように、電気外科用及び／又は超音波外科用器具を駆動するための１つ又は複数のエネルギーモダリティを発生するように構成され得る。技術モジュール２０４０は、追加の、又は拡張した制御アルゴリズム（例えば、エネルギーモジュール２０４０のエネルギー出力を制御するための電気外科又は超音波制御アルゴリズム）を提供するように構成され得る。可視化モジュール２０４２は、可視化デバイス（すなわち、スコープ）とインターフェースするように構成することができ、したがって、可視化能力を向上させることができる。
モジュール式エネルギーシステム２０００は、モジュール２００１の機能を制御するためにモジュールに接続可能であるか、ないしは別の方法でモジュール式エネルギーシステム２０００と連携して機能するように構成されている、様々な付属品２０２９を更に含むことができる。付属品２０２９は、例えば、単一ペダルフットスイッチ２０３２、二重ペダルフットスイッチ２０３４、及びモジュール式エネルギーシステム２０００を支持するためのカート２０３０を含むことができる。フットスイッチ２０３２、２０３４は、例えば、エネルギーモジュール２００４によって出力される特定のエネルギーモダリティの起動又は機能を制御するように構成することができる。
モジュール式構成要素を利用することによって、描写されたモジュール式エネルギーシステム２０００は、技術の利用と共に拡張し、施設及び／又は外科医の必要性に対してカスタマイズ可能である外科用プラットフォームを提供する。更に、モジュール式エネルギーシステム２０００は、組み合わせ装置（例えば、電気外科及び超音波エネルギー発生器の二重装置）を支持し、カスタマイズされた組織効果のためのソフトウェア駆動アルゴリズムを支持する。また更に、外科システムアーキテクチャは、手術にとって重要な複数の技術を単一のシステムに組み合わせることによって、資本設置面積を低減する。
モジュール式エネルギーシステム２０００に関連して利用可能な様々なモジュール式構成要素は、単極エネルギー発生器、双極エネルギー発生器、電気外科／超音波エネルギー発生器の二重装置、ディスプレイスクリーン、及び様々な他のモジュール、並びに／又は他の構成要素を含むことができ、これらのいくつかもまた、図１～１１に関連して上述されている。
ここで図２５Ａを参照すると、ヘッダモジュール２００２は、いくつかの態様では、ヘッダモジュール２００２に接続されたモジュール２００１に関する情報を中継するためのＧＵＩ２００８をレンダリングする、ディスプレイスクリーン２００６を含むことができる。いくつかの態様では、ディスプレイスクリーン２００６のＧＵＩ２００８は、モジュール式エネルギーシステム２０００の特定の構成を作り出すモジュール２００１の全ての統合された制御点を提供することができる。ＧＵＩ２００８の様々な態様は、図３０に関連して以下でより詳細に論じられる。別の態様では、ヘッダモジュール２００２は、ディスプレイスクリーン２００６を欠く場合もあり、又はディスプレイスクリーン２００６は、ヘッダモジュール２００２のハウジング２０１０に取り外し可能に接続される場合もある。そのような態様では、ヘッダモジュール２００２は、モジュール式エネルギーシステム２０００のモジュール２００１によって生成された情報を表示するように構成されている外部システムに通信可能に結合可能であり得る。例えば、ロボット外科用途では、モジュール式エネルギーシステム２０００は、ロボットカート又はロボット制御コンソールに通信可能に結合可能であってよく、モジュール式エネルギーシステム２０００によって生成された情報をロボット外科システムの操作者に表示するように構成されている。別の例として、モジュール式エネルギーシステム２０００は、それを用いて見るために手術スタッフが持つ又はスタッフに固定できるモバイルディスプレイに通信可能に結合可能であり得る。更に別の例では、モジュール式エネルギーシステム２０００は、図２９に示されるように、外科用ハブ２１００又はディスプレイ２１０４を含むことができる別のコンピュータシステムに通信可能に結合可能であり得る。モジュール式エネルギーシステム２０００とは分かれているか、ないしは別の方法で別個であるユーザインターフェースを利用する態様では、ユーザインターフェースが接続されたモジュール２００１からの情報を表示できるように、ユーザインターフェースは、全体としてのモジュール式エネルギーシステム２０００、又はその１つ以上のモジュール２００１と無線接続可能であり得る。
更に図２５Ａを参照すると、エネルギーモジュール２００４は、それに接続可能な対応する外科用器具に異なるエネルギーモダリティを送達するように構成されている多数の異なるポートを含む、ポートアセンブリ２０１２を含むことができる。図２４～図３０に示される特定の態様では、ポートアセンブリ２０１２は、双極ポート２０１４と、第１の単極ポート２０１６ａと、第２の単極ポート２０１８ｂと、中性極ポート２０１８（単極リターンパッドが接続可能）と、組み合わせエネルギーポート２０２０と、を含む。しかしながら、この特定のポートの組み合わせは、単に例示目的のために提供され、ポート及び／又はエネルギーモダリティの代替の組み合わせが、ポートアセンブリ２０１２において可能であり得る。
上述したように、モジュール式エネルギーシステム２０００は、異なる構成に組み立てることができる。更に、モジュール式エネルギーシステム２０００の異なる構成はまた、異なる外科処置のタイプ及び／又は異なる目的に対して利用可能であり得る。例えば、図２５Ａ及び図２５Ｂは、共に接続されたヘッダモジュール２００２（ディスプレイスクリーン２００６を含む）と、エネルギーモジュール２００４とを含む、モジュール式エネルギーシステム２０００の第１の例示的な構成を示す。このような構成は、例えば腹腔鏡手術及び開腹手術に好適であり得る。
図２６Ａは、共に接続されたヘッダモジュール２００２（ディスプレイスクリーン２００６を含む）と、第１のエネルギーモジュール２００４ａと、第２のエネルギーモジュール２００４ｂとを含む、モジュール式エネルギーシステム２０００の第２の例示的な構成を示す。２つのエネルギーモジュール２００４ａ、２００４ｂを積み重ねることによって、モジュール式エネルギーシステム２０００は、モジュール式エネルギーシステム２０００によって第１の構成から送達可能なエネルギーモダリティのアレイを拡張するために、一対のポートアセンブリ２０１２ａ、２０１２ｂを提供することができる。したがって、モジュール式エネルギーシステム２０００の第２の構成は、２つ以上の双極／単極電気外科用器具、３つ以上の双極／単極電気外科用器具などを収容することができる。このような構成は、特に複雑な腹腔鏡手術及び開腹手術に好適であり得る。図２６Ｂは、ヘッダモジュール２００２がディスプレイスクリーン２００６を欠いていることを除いて、第２の構成と同様の第３の例示的な構成を示す。この構成は、上述のように、ロボット外科用途又はモバイルディスプレイ用途に好適であり得る。
図２７は、共に接続されたヘッダモジュール２００２（ディスプレイスクリーン２００６を含む）と、第１のエネルギーモジュール２００４ａと、第２のエネルギーモジュール２００４ｂと、技術モジュール２０４０とを含む、モジュール式エネルギーシステム２０００の第４の例示的な構成を示す。そのような構成は、特に複雑な、つまりコンピュータを駆使した制御アルゴリズムが必要とされる外科用途に好適であり得る。あるいは、技術モジュール２０４０は、以前に発売されたモジュール（エネルギーモジュール２００４など）の能力を補完する又は拡張する、新たに発売されたモジュールであってもよい。
図２８は、共に接続されたヘッダモジュール２００２（ディスプレイスクリーン２００６を含む）と、第１のエネルギーモジュール２００４ａと、第２のエネルギーモジュール２００４ｂと、技術モジュール２０４０と、可視化モジュール２０４２とを含む、モジュール式エネルギーシステム２０００の第５の例示的な構成を示す。このような構成は、可視化モジュール２０４２に連結されたスコープからビデオフィード中継するための専用の外科用ディスプレイ２０４４を提供することによって、内視鏡手術に好適であり得る。図２５Ａ～図２９に示され、上述された構成は、モジュール式エネルギーシステム２０００の様々な概念を単に例示するために提供され、モジュール式エネルギーシステム２０００を特定の前述の構成に制限するように解釈されるべきではないことに留意されたい。
上述したように、モジュール式エネルギーシステム２０００は、図２９に示されるように、外科用ハブ２１００などの外部システムに通信可能に結合可能であり得る。そのような外部システムは、内視鏡（又は、カメラ若しくは別のそのような可視化装置）からの視覚的フィード及び／又はモジュール式エネルギーシステム２０００からのデータを表示するためのディスプレイスクリーン２１０４を含むことができる。そのような外部システムはまた、モジュール式エネルギーシステム２０００によって生成又は提供されたデータの計算を実行するか、ないしは別の方法で分析する、モジュール式エネルギーシステム２０００の機能若しくはモードを制御する、及び／又はデータをクラウドコンピュータシステム若しくは別のコンピュータシステムに中継するための、コンピュータシステム２１０２を含むことができる。このような外部システムはまた、複数のモジュール式エネルギーシステム２０００及び／又は他の外科システム（例えば、図１及び図２に関連して説明されるような、可視化システム１０８及び／又はロボットシステム１１０）間の動作を調整することもできる。
ここで図３０を参照すると、いくつかの態様では、ヘッダモジュール２００２は、上述のように、ＧＵＩ２００８を表示するように構成されているディスプレイ２００６を含むか、又は支持することができる。ディスプレイスクリーン２００６は、情報を表示することに加えて、ユーザから入力を受信するためのタッチスクリーンを含むことができる。ＧＵＩ２００８上に表示された制御部は、ヘッダモジュール２００２に接続されたモジュール２００１に対応することができる。いくつかの態様では、ＧＵＩ２００８の異なる部分又は領域は、特定のモジュール２００１に対応することができる。例えば、ＧＵＩ２００８の第１の部分又は領域は、第１のモジュールに対応することができ、ＧＵＩ２００８の第２の部分又は領域は、第２のモジュールに対応することができる。異なる及び／又は追加のモジュール２００１がモジュール式エネルギーシステムスタックに接続されると、ＧＵＩ２００８を調整して、新たに追加されたモジュール２００１ごとに異なる及び／又は追加の制御部を提供する、又は除去された各モジュール２００１の制御部を除去することができる。ヘッダモジュール２００２に接続された特定のモジュールに対応するディスプレイの各部分は、制御部、データ、ユーザプロンプト、及び／又はそのモジュールに対応する他の情報を表示することができる。例えば、図３０では、描写されたＧＵＩ２００８の第１の、つまり上部２０５２は、ヘッダモジュール２００２に接続されたエネルギーモジュール２００４に関連付けられた制御部及びデータを表示する。具体的には、エネルギーモジュール２００４のＧＵＩ２００８の第１の部分２０５２は、双極ポート２０１４に対応する第１のウィジェット２０５６ａ、第１の単極ポート２０１６ａに対応する第２のウィジェット２０５６ｂ、第２の単極ポート２０１６ｂに対応する第３のウィジェット２０５６ｃ、及び組み合わせエネルギーポート２０２０に対応する第４のウィジェット２０５６ｄを提供する。これらのウィジェット２０５６ａ～ｄのそれぞれは、ポートアセンブリ２０１２の対応するポートに関連するデータ、及びポートアセンブリ２０１２の対応するポートを通じてエネルギーモジュール２００４によって送達されるエネルギーモダリティのモード及び他の特徴を制御するための制御部を提供する。例えば、ウィジェット２０５６ａ～ｄは、それぞれのポートに接続された外科用器具の電力レベルを表示する、それぞれのポートに接続された外科用器具の動作モードを変更するなどを行うように構成され得る（例えば、外科用器具を第１の電力レベルから第２の電力レベルに変更する、及び／又は単極外科用器具を「噴霧」モードから「ブレンド」モードに変更する）。
一態様では、ヘッダモジュール２００２は、ＧＵＩ２００８に加えて又はその代わりに、様々な物理的制御部２０１１を含み得る。そのような物理的制御部２０１１は、例えば、モジュール式エネルギーシステム２０００内のヘッダモジュール２００２に接続される各モジュール２００１の起動を制御する電源ボタンを含むことができる。あるいは、電源ボタンは、ＧＵＩ２００８の一部として表示され得る。したがって、ヘッダモジュール２００２は、単一の接触点として機能し、モジュール式エネルギーシステム２０００が構築される各個々のモジュール２００１を個別に起動及び無効化する必要性をなくすことができる。
一態様では、ヘッダモジュール２００２は、モジュール式エネルギーシステム２０００が構築される外科モジュール２００１、又はモジュール式エネルギーシステム２０００に通信可能に連結された外科用装置と関連付けられた静止画像、ビデオ、アニメーション、及び／又は情報を表示することができる。ヘッダモジュール２００２によって表示される静止画像及び／又はビデオは、モジュール式エネルギーシステム２０００に通信可能に連結された内視鏡又は別の可視化デバイスから受信することができる。ＧＵＩ２００８のアニメーション及び／又は情報は、画像又はビデオフィード上に重ね合わせるか、又はそれに隣接して表示することができる。
一態様では、ヘッダモジュール２００２以外のモジュール２００１は、同様に情報をユーザに中継するように構成することができる。例えば、エネルギーモジュール２００４は、ポートアセンブリ２０１２のポートのそれぞれの周りに配設されたライトアセンブリ２０１５を含み得る。ライトアセンブリ２０１５は、それらの色又は状態（例えば、点滅）に従って、ポートに関する情報をユーザに中継するように構成することができる。例えば、ライトアセンブリ２０１５は、プラグがそれぞれのポート内に完全に固定されたときに、第１の色から第２の色へと変化し得る。一態様では、ライトアセンブリ２０１５の色又は状態は、ヘッダモジュール２００２によって制御され得る。例えば、ヘッダモジュール２００２は、各ポートのライトアセンブリ２０１５に、ＧＵＩ２００８上のポートのカラー表示に対応する色を表示させることができる。
図３１は、本開示の少なくとも１つの態様による、モジュール式エネルギーシステム３０００のスタンドアロンハブ構成のブロック図であり、図３２は、本開示の少なくとも１つの態様による、外科用制御システム３０１０と統合されたモジュール式エネルギーシステム３０００のハブ構成のブロック図である。図３１及び図３２に示されるように、モジュール式エネルギーシステム３０００は、スタンドアロンユニットとして利用されるか、又は１つ以上の外科用ハブユニットからデータを制御及び／又は受信する外科用制御システム３０１０と統合され得る。図３１及び図３２に示す例では、モジュール式エネルギーシステム３０００の統合されたヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、単一モジュールとして一体に組み込まれたヘッダモジュールＵＩモジュールとを含む。他の態様では、ヘッダモジュール及びＵＩモジュールは、データバス３００８を介して通信可能に結合される別個の構成要素として提供され得る。
図３１に示すように、スタンドアロンのモジュール式エネルギーシステム３０００の例は、エネルギーモジュール３００４に連結された統合されたヘッダモジュール／ユーザインターフェース（ＵＩ）モジュール３００２を含む。電力及びデータは、統合されたヘッダ／ＵＩモジュール３００２とエネルギーモジュール３００４との間で電力インターフェース３００６及びデータインターフェース３００８を介して送信される。例えば、統合されたヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、データインターフェース３００８を介してエネルギーモジュール３００４に様々なコマンドを送信することができる。このようなコマンドは、ＵＩからのユーザ入力に基づくことができる。更なる例として、電力は、電力インターフェース３００６を介してエネルギーモジュール３００４に送信されてもよい。
図３２では、外科用ハブ構成は、制御システム３０１０と統合されたモジュール式エネルギーシステム３０００と、モジュール式エネルギーシステム３０００へ及び／又はそこから、特にデータ及び電力伝送を管理するためのインターフェースシステム３０２２とを含む。図３２に示されるモジュール式エネルギーシステムは、統合されたヘッダモジュール／ＵＩモジュール３００２と、第１のエネルギーモジュール３００４と、第２のエネルギーモジュール３０１２とを含む。一例では、データ伝送経路は、制御システム３０１０のシステム制御ユニット３０２４と、第１のエネルギーモジュール３００４を介する第２のエネルギーモジュール３０１２と、データインターフェース３００８を介するヘッダ／ＵＩモジュール３００２との間に確立される。加えて、電力経路は、統合されたヘッダ／ＵＩモジュール３００２と第２のエネルギーモジュール３０１２との間に、電力インターフェース３００６を介して第１のエネルギーモジュール３００４を通って延在する。換言すれば、一態様では、第１のエネルギーモジュール３００４は、電力インターフェース３００６及びデータインターフェース３００８を介して、第２のエネルギーモジュール３０１２と統合されたヘッダ／ＵＩモジュール３００２との間の電力及びデータインターフェースとして機能するように構成されている。この構成により、モジュール式エネルギーシステム３０００が、統合されたヘッダ／ＵＩモジュール３００２内の専用電力及びエネルギーインターフェースを必要とせずに、統合されたヘッダ／ＵＩモジュール３００２に既に接続されているエネルギーモジュール３００４、３０１２に、追加のエネルギーモジュールを継ぎ目なく接続することによって拡張することを可能にする。
本明細書で制御回路、制御論理、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、論理、若しくはＦＰＧＡ、又はこれらの様々な組み合わせと称され得るシステム制御ユニット３０２４は、エネルギーインターフェース３０２６及び器具通信インターフェース３０２８を介してシステムインターフェース３０２２に結合される。システムインターフェース３０２２は、第１のエネルギーインターフェース３０１４及び第１の器具通信インターフェース３０１６を介して第１のエネルギーモジュール３００４に結合される。システムインターフェース３０２２は、第２のエネルギーインターフェース３０１８及び第２の器具通信インターフェース３０２０を介して第２のエネルギーモジュール３０１２に結合される。追加モジュール、例えば追加のエネルギーモジュールがモジュール式エネルギーシステム３０００内で積み重ねられると、追加のエネルギー及び通信インターフェースがシステムインターフェース３０２２と追加モジュールとの間に提供される。
以下でより詳細に記載されるように、エネルギーモジュール３００４、３０１２はハブに接続可能であり、様々なエネルギー外科用器具のための電気外科エネルギー（例えば、双極又は単極）、超音波エネルギー、又はこれらの組み合わせ（本明細書では「高度エネルギー」モジュールと称される）を生成するように構成することができる。一般に、エネルギーモジュール３００４、３０１２は、ハードウェア／ソフトウェアインターフェース、超音波コントローラ、高度エネルギーＲＦコントローラ、双極ＲＦコントローラを含み、コントローラから出力を受信し、様々なエネルギーモジュール３００４、３０１２の動作を適宜制御する、コントローラによって実行される制御アルゴリズムを制御する。本開示の様々な態様では、本明細書に記載されるコントローラは、制御回路、制御論理、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、論理、若しくはＦＰＧＡ、又はこれらの様々な組み合わせとして実装されてもよい。
図３３～図３５は、本開示の少なくとも１つの態様による、ハブを形成するために共に接続された様々なモジュール式エネルギーシステムのブロック図である。図３３～図３５は、ハブモジュールの様々な図（例えば、回路又は制御図）を示す。本開示の少なくとも１つの態様によると、モジュール式エネルギーシステム３０００は、複数のエネルギーモジュール３００４（図３４）、３０１２（図３５）、ヘッダモジュール３１５０（図３５）、ＵＩモジュール３０３０（図３３）、及び通信モジュール３０３２（図３３）を含む。ＵＩモジュール３０３０は、様々な関連情報、及びモジュール式エネルギーシステム３０００の１つ以上のパラメータを制御するための様々なユーザ制御部を表示するタッチスクリーン３０４６を含む。ＵＩモジュール３０３０は、頂部ヘッダモジュール３１５０に取り付けられているが、ヘッダモジュール３１５０とは独立して操作することができるように別々に収容される。例えば、ＵＩモジュール３０３０を、ユーザが取り出し、及び／又はヘッダモジュール３１５０に再取り付けしてもよい。加えて、又は代替的に、ＵＩモジュール３０３０を、ヘッダモジュール３１５０に対してわずかに移動させ、その位置及び／又は向きを調整することができる。例えば、ＵＩモジュール３０３０を、ヘッダモジュール３１５０に対して傾斜及び／又は回転させることができる。
いくつかの態様では、様々なハブモジュールは、器具状態を通信し、また、対応する器具に画面上の要素を接続するための物理ポートの周りのライトパイプを含むことができる。ライトパイプは、物理ポートに取り付けられた／接続された外科用器具の状態をユーザに警告するために使用され得る照明技術の一例である。一態様では、物理ポートを特定の光で照明することにより、ユーザに外科用器具を物理ポートに接続するよう指示する。別の例では、物理ポートを特定の光で照明することにより、ユーザに、外科用器具との既存の接続に関連するエラーを警告する。
図３３を参照すると、本開示の少なくとも１つの態様による、パススルーハブコネクタ３０３４を介して通信モジュール３０３２に連結されたユーザインターフェース（ＵＩ）モジュール３０３０のブロック図が示される。ＵＩモジュール３０３０は、ヘッダモジュール３１５０（図３５に示す）とは別個の構成要素として提供され、例えば、通信モジュール３０３２を介してヘッダモジュール３１５０に通信可能に連結されてもよい。一態様では、ＵＩモジュール３０３０は、他の接続されたモジュールから受信した宣言的可視化及び挙動を表し、並びにシステム構成（例えば、言語選択、モジュール関連など）などの他の集中的ＵＩ機能を実行するように構成されている、ＵＩプロセッサ３０４０を含むことができる。ＵＩプロセッサ３０４０は、例えば、Ｑｔ、．ＮＥＴ ＷＰＦ、ウェブサーバ、又は類似のものなどのフレームワークを実行するプロセッサ又はシステムオンモジュール（ＳＯＭ）であり得る。
図示される例では、ＵＩモジュール３０３０は、タッチスクリーン３０４６、液晶ディスプレイ３０４８（ＬＣＤ）、及びオーディオ出力３０５２（例えば、スピーカ、ブザー）を含む。ＵＩプロセッサ３０４０は、タッチスクリーン３０４６とＵＩプロセッサ３０４０との間に結合されたタッチコントローラ３０４４からのタッチスクリーン入力を受信するように構成されている。ＵＩプロセッサ３０４０は、ＬＣＤディスプレイ３０４８に視覚情報を出力し、オーディオ増幅器３０５０を介してオーディオ出力３０５２に音声情報を出力するように構成されている。ＵＩプロセッサ３０４０は、パススルーハブコネクタ３０３４に連結されたスイッチ３０４２を介して通信モジュール３０３２にインターフェース接続して、ソースデバイスから宛先デバイスへのデータを受信、処理、及び転送し、それらの間のデータ通信を制御するように構成されている。直流電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータモジュール３０５４を介してＵＩモジュール３０３０に供給される。直流電力は、パススルーハブコネクタ３０３４を通過して、電力バス３００６を介して通信モジュール３０３２に渡される。データは、パススルーハブコネクタ３０３４を通過して、データバス３００８を介して通信モジュール３０３２に渡される。スイッチ３０４２、３０５６は、ソースデバイスから宛先デバイスへのデータを受信、処理、及び転送する。
引き続き図３３を参照すると、通信モジュール３０３２、並びに様々な外科用ハブ及び／又は外科システムは、異なるプロトコルを実行している２つの異種ネットワーク（例えば、内部ネットワーク及び／又は病院ネットワーク）間の選択トラフィック（すなわち、データ）を往復するように構成されているゲートウェイ３０５８を含むことができる。通信モジュール３０３２は、通信モジュール３０３２を他のモジュールに結合するための第１のパススルーハブコネクタ３０３６を含む。図示される例では、通信モジュール３０３２は、ＵＩモジュール３０３０に結合される。通信モジュール３０３２は、第２のパススルーハブコネクタ３０３８を介して他のモジュール（例えば、エネルギーモジュール）に連結して、通信モジュール３０３２を第１のパススルーハブコネクタ３０３６と第２のパススルーハブコネクタ３０３８との間に配設されたスイッチ３０５６を介して他のモジュールに結合するように構成されており、ソースデバイスから宛先デバイスへのデータを受信、処理、及び転送し、それらの間のデータ通信を制御する。スイッチ３０５６はまた、外部通信ポートとＵＩモジュール３０３０と他の接続モジュールとの間で情報を通信するためにゲートウェイ３０５８に結合される。ゲートウェイ３０５８は、例えば、数ある中でも特に、病院又は他のローカルネットワークと通信するためのイーサネットモジュール３０６０、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）モジュール３０６２、ＷｉＦｉモジュール３０６４、及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール３０６６などの様々な通信モジュールに結合されてもよい。通信モジュールは、通信モジュール３０３２内に配置された物理的基板であってもよく、又は遠隔通信ボードに連結するポートであってもよい。
いくつかの態様では、モジュール（すなわち、取り外し可能なハードウェア）の全ては、ヘッダモジュール上に、又はヘッダモジュールと一体に配置される単一のＵＩモジュール３０３０によって制御される。図３５は、ＵＩモジュール３０３０が取り付けられ得るスタンドアロンヘッダモジュール３１５０を示す。図３１、図３２、及び図３６は、統合されたヘッダ／ＵＩモジュール３００２を示す。ここで図３３に戻ると、様々な態様では、モジュールの全てを単一の応答性ＵＩモジュール３００２に統合することによって、システムは、一度に複数の機器を制御及び監視するためのより単純な方法を提供する。このアプローチは、手術室（ＯＲ）における設置面積及び複雑性を大幅に低減する。
図３４に戻ると、本開示の少なくとも１つの態様による、エネルギーモジュール３００４のブロック図が示される。通信モジュール３０３２（図３３）は、通信モジュール３０３２の第２のパススルーハブコネクタ３０３８、及びエネルギーモジュール３００４の第１のパススルーハブコネクタ３０７４を介して、エネルギーモジュール３００４に連結される。エネルギーモジュール３００４は、第２のパススルーハブコネクタ３０７８を介して図３５に示される第２のエネルギーモジュール３０１２などの他のモジュールに連結されてもよい。図３４に戻ると、第１のパススルーハブコネクタ３０７４と第２のパススルーハブコネクタ３０７８との間に配設されたスイッチ３０７６は、ソースデバイスから宛先デバイスへデータを受信、処理、及び転送し、それらの間のデータ通信を制御する。データは、データバス３００８を介して受信され、送信される。エネルギーモジュール３０３２は、エネルギーモジュール３００４の様々な通信及び処理機能を制御するためのコントローラ３０８２を含む。
直流電力は、電力バス３００６を介してエネルギーモジュール３００４によって受信され、送信される。電力バス３００６は、ＤＣ／ＤＣコンバータモジュール３１３８に連結されて、調節可能なレギュレータ３０８４、３１０７及び絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータポート３０９６、３１１２、３１３２に電力を供給する。
一態様では、エネルギーモジュール３００４は超音波広帯域増幅器３０８６を含むことができ、超音波広帯域増幅器は、一態様では、低全高調波歪（ＴＨＤ）レベルで任意の波形を生成し、高調波変換器を駆動することができる線形Ｈ級増幅器であってもよい。超音波広帯域増幅器３０８６は、効率を最大化するために調節可能なバックレギュレータ３０８４によって供給され、例えば、ダイレクトデジタルシンセサイザ（ＤＤＳ）を介してデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）として実装され得るコントローラ３０８２によって制御される。ＤＤＳは、ＤＳＰに埋め込むか、又は、例えばフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）に実装することができる。コントローラ３０８２は、デジタル・アナログ変換器３１０６（ＤＡＣ）を介して超音波広帯域増幅器３０８６を制御する。超音波広帯域増幅器３０８６の出力は、超音波電力変圧器３０８８に供給され、超音波電力変圧器は、高度エネルギーレセプタクル３１００の超音波エネルギー出力部分に連結される。超音波インピーダンスを計算するために使用され得る超音波電圧（Ｖ）及び電流（Ｉ）フィードバック（ＦＢ）信号は、超音波ＶＩ ＦＢ変圧器３０９２を介して、高度エネルギーレセプタクル３１００の入力部分を通じてコントローラ３０８２にフィードバックされる。超音波電圧及び電流フィードバック信号は、アナログ・デジタル変換器３１０２（Ａ／Ｄ）を介してコントローラ３０８２にルーティングされる。また、高度エネルギーレセプタクル３１００を介してコントローラ３０８２に結合されているのは、電力バス３００６から直流電力を受信する絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータポート３０９６、及び中帯域幅データポート３０９８である。
一態様では、エネルギーモジュール３００４はＲＦ電力増幅器３１０８を含むことができ、ＲＦ電力増幅器は、一態様では、出力周波数の範囲で任意の波形を生成し、ＲＦ負荷を駆動することができる線形Ｈ級増幅器であってもよい。広帯域ＲＦ電力増幅器３１０８は、効率を最大化するために調節可能なバックレギュレータ３１０７によって供給され、ＤＤＳを介してＤＳＰとして実装され得るコントローラ３０８２によって制御される。ＤＤＳは、ＤＳＰに埋め込まれるか、又は、例えばＦＰＧＡに実装することができる。コントローラ３０８２は、ＤＡＣ３１２２を介して広帯域ＲＦ増幅器３０８６を制御する。広帯域ＲＦ電力増幅器３１０８の出力は、ＲＦ選択リレー３１２４を介して供給され得る。ＲＦ選択リレー３１２４は、広帯域ＲＦ電力増幅器３１０８の出力信号を受信し、エネルギーモジュール３００４の様々な他の構成要素に選択的に送信するように構成されている。一態様では、広帯域ＲＦ電力増幅器３１０８の出力信号は、ＲＦ選択リレー３１２４を通じて、双極ＲＦエネルギーレセプタクル３１１８のＲＦ出力部分に結合されたＲＦ電力変圧器３１１０に供給され得る。ＲＦインピーダンスを計算するために使用され得る双極ＲＦ電圧（Ｖ）及び電流（Ｉ）フィードバック（ＦＢ）信号は、ＲＦ ＶＩ ＦＢ変圧器３１１４を介して、双極ＲＦエネルギーレセプタクル３１１８の入力部分を通じてコントローラ３０８２にフィードバックされる。ＲＦ電圧及び電流フィードバック信号は、Ａ／Ｄ３１２０を介してコントローラ３０８２にルーティングされる。また、双極ＲＦエネルギーレセプタクル３１１８を介してコントローラ３０８２に結合されているのは、電力バス３００６から直流電力を受信する絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータポート３１１２、及び低帯域幅データポート３１１６である。
上述したように、一態様では、エネルギーモジュール３００４は、作動のために定格コイル電流でコントローラ３０８２（例えば、ＦＰＧＡ）によって駆動されるＲＦ選択リレー３１２４を含むことができ、また、定常状態電力散逸を制限するためにパルス幅変調（ＰＷＭ）を介して、より低いホールド電流に設定することもできる。ＲＦ選択リレー３１２４の切り替えは、強制ガイド式（セーフティ）リレーによって達成され、接触状態の状況は、任意の単一故障状態の緩和としてコントローラ３０８２によって感知される。一態様では、ＲＦ選択リレー３１２４は、第１の状態にあるように構成され、ここでは、広帯域ＲＦ電力増幅器３１０８などのＲＦ源から受信された出力ＲＦ信号が、双極エネルギーレセプタクル３１１８のＲＦ電力変圧器３１１０などのエネルギーモジュール３００４の第１の構成要素に送信される。第２の態様では、ＲＦ選択リレー３１２４は、第２の状態にあるように構成され、ここでは、広帯域ＲＦ電力増幅器３１０８などのＲＦ源から受信された出力ＲＦ信号が、以下により詳細に記載される単極エネルギーレセプタクル３１３６のＲＦ電力変圧器３１２８などの第２の構成要素に送信される。一般的な態様では、ＲＦ選択リレー３１２４は、コントローラ３０８２によって駆動されて、第１の状態及び第２の状態などの複数の状態の間で切り替えられ、エネルギーモジュール３００４の異なるエネルギーレセプタクル間でＲＦ電力増幅器３１０８から受信した出力ＲＦ信号を送信するように構成されている。
上述のように、広帯域ＲＦ電力増幅器３１０８の出力はまた、ＲＦ選択リレー３１２４を介してＲＦ単極レセプタクル３１３６の広帯域ＲＦ電力変圧器３１２８に供給することができる。ＲＦインピーダンスを計算するために使用され得る単極ＲＦ電圧（Ｖ）及び電流（Ｉ）フィードバック（ＦＢ）信号は、ＲＦ ＶＩ ＦＢ変圧器３１３０を介して、単極ＲＦエネルギーレセプタクル３１３６の入力部分を通じてコントローラ３０８２にフィードバックされる。ＲＦ電圧及び電流フィードバック信号は、Ａ／Ｄ３１２６を介してコントローラ３０８２にルーティングされる。また、単極ＲＦエネルギーレセプタクル３１３６を介してコントローラ３０８２に結合されているのは、電力バス３００６から直流電力を受信する絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータポート３１３２、及び低帯域幅データポート３１３４である。
広帯域ＲＦ電力増幅器３１０８の出力はまた、ＲＦ選択リレー３１２４を介して高度エネルギーレセプタクル３１００の広帯域ＲＦ電力変圧器３０９０に供給することができる。超音波インピーダンスを計算するために使用され得るＲＦ電圧（Ｖ）及び電流（Ｉ）フィードバック（ＦＢ）信号は、ＲＦ ＶＩ ＦＢ変圧器３０９４を介して、高度エネルギーレセプタクル３１００の入力部分を通じてコントローラ３０８２にフィードバックされる。ＲＦ電圧及び電流フィードバック信号は、Ａ／Ｄ３１０４を介してコントローラ３０８２にルーティングされる。
図３５は、本開示の少なくとも１つの態様による、ヘッダモジュール３１５０に結合される第２のエネルギーモジュール３０１２のブロック図である。図３４に示される第１のエネルギーモジュール３００４は、第１のエネルギーモジュール３００４の第２のパススルーハブコネクタ３０７８を、第２のエネルギーモジュール３０１２の第１のパススルーハブコネクタ３０７４に結合することによって、図３５に示される第２のエネルギーモジュール３０１２に連結される。一態様では、第２のエネルギーモジュール３０１２は、図３５に示されるように、第１のエネルギーモジュール３００４と同様のエネルギーモジュールであってもよい。別の態様では、第２のエネルギーモジュール２０１２は、より詳細に説明される図３７に例示されるエネルギーモジュールなどの、第１のエネルギーモジュールとは異なるエネルギーモジュールであってもよい。第２のエネルギーモジュール３０１２を第１のエネルギーモジュール３００４に追加すると、モジュール式エネルギーシステム３０００に機能性が付加される。
第２のエネルギーモジュール３０１２は、パススルーハブコネクタ３０７８をヘッダモジュール３１５０のパススルーハブコネクタ３１５２に接続することによって、ヘッダモジュール３１５０に連結される。一態様では、ヘッダモジュール３１５０は、電源ボタン機能３１６６、アップグレードＵＳＢモジュール３１６２を介したソフトウェアのアップグレード、システム時間管理、及び異なるプロトコルを実行し得るイーサネットモジュール３１６４を介した外部ネットワーク（すなわち、病院又はクラウド）へのゲートウェイを管理するように構成されている、ヘッダプロセッサ３１５８を含むことができる。データは、パススルーハブコネクタ３１５２を介してヘッダモジュール３１５０によって受信される。ヘッダプロセッサ３１５８はまた、スイッチ３１６０に連結されて、ソースデバイスから宛先デバイスへのデータを受信、処理、及び転送し、それらの間のデータ通信を制御する。ヘッダプロセッサ３１５８はまた、商用電源入力モジュール３１５４に連結されたＯＴＳ電源３１５６に連結される。
図３６Ａは、本開示の少なくとも１つの態様による、図３３に示されるヘッダモジュールなどの、ハブ用のヘッダ／ユーザインターフェース（ＵＩ）モジュール３００２のブロック図である。ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、ヘッダ電力モジュール３１７２と、ヘッダ無線モジュール３１７４と、ヘッダＵＳＢモジュール３１７６と、ヘッダオーディオ／スクリーンモジュール３１７８と、ヘッダネットワークモジュール３１８０（例えば、イーサネット）と、バックプレーンコネクタ３１８２と、ヘッダ待機プロセッサモジュール３１８４と、ヘッダフットスイッチモジュール３１８６とを含む。これらの機能モジュールは、ヘッダ／ＵＩ３００２の機能を提供するように相互作用する。ヘッダ／ＵＩコントローラ３１７０は、機能モジュールのそれぞれと、ヘッダ／ＵＩコントローラ３１７０とヘッダフットスイッチモジュール３１８６に連結された隔離された通信モジュール３２３４との間に連結された安全限界制御論理モジュール３２３０、３２３２を含むそれぞれの間の通信を制御する。セキュリティコ－プロセッサ３１８８は、ヘッダ／ＵＩコントローラ３１７０に結合される。
ヘッダ電力モジュール３１７２は、ＯＴＳ電源ユニット３１９２（ＰＳＵ）に連結された商用電源入力モジュール３１９０を含む。低電圧直流（例えば、５Ｖ）待機電力は、ＯＴＳ ＰＳＵ３１９２から低電圧電力バス３１９８を介してヘッダ／ＵＩモジュール３００２及び他のモジュールに供給される。高電圧直流（例えば、６０Ｖ）は、ＯＴＳ ＰＳＵ３１９２から高電圧バス３２００を通じてヘッダ／ＵＩモジュール３００２に供給される。高電圧ＤＣは、ＤＣ／ＤＣコンバータモジュール３１９６、並びに絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータモジュール３２３６に供給する。ヘッダ／待機モジュール３１８４の待機プロセッサ３２０４は、ＰＳＵ／イネーブル信号３２０２をＯＴＳ ＰＳＵ３１９２に提供する。
ヘッダワイヤレスモジュール３１７４は、ＷｉＦｉモジュール３２１２、及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール３２１４を含む。ＷｉＦｉモジュール３２１２及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール３２１４の両方は、ヘッダ／ＵＩコントローラ３１７０に結合される。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール３２１４は、ケーブルを使用せずにデバイスを接続するために使用され、Ｗｉ－Ｆｉモジュール３２１２は、インターネットなどのネットワークへの高速アクセスを提供し、複数のデバイス、例えば、複数のエネルギーモジュール又は他のモジュール、及び手術室内に配置される他のデバイスの中でも特に外科用器具などにリンクすることができる無線ネットワークを形成するために使用することができる。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈは、３０フィート未満などの短い距離でデータを交換するために使用される無線技術規格である。
ヘッダＵＳＢモジュール３１７６は、ヘッダ／ＵＩコントローラ３１７０に連結されたＵＳＢポート３２１６を含む。ＵＳＢモジュール３１７６は、近距離デジタルデータ通信を介してモジュール及び他の電子デバイス用の標準的なケーブル接続インターフェースを提供する。ＵＳＢモジュール３１７６は、ＵＳＢデバイスを備えるモジュールが、ＵＳＢケーブルを介して互いに接続され、デジタルデータを転送することを可能にする。
ヘッダオーディオ／スクリーンモジュール３１７８は、タッチコントローラ３２１８に結合されたタッチスクリーン３２２０を含む。タッチコントローラ３２１８は、ヘッダ／ＵＩコントローラ３１７０に結合されて、タッチスクリーン３２２０からの入力を読み取る。ヘッダ／ＵＩコントローラ３１７０は、ディスプレイ／ポートビデオ出力信号３２２２を介してＬＣＤディスプレイ３２２４を駆動する。ヘッダ／ＵＩコントローラ３１７０は、１つ以上のスピーカ３２２８を駆動するためにオーディオ増幅器３２２６に結合される。
一態様では、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、モジュール式エネルギーシステム３０００内の１つの制御部又はヘッダモジュール３００２に接続されたモジュールを制御するように構成されているタッチスクリーン３２２０ユーザインターフェースを提供する。タッチスクリーン３２２０は、モジュール式エネルギーシステム３０００内に接続された全てのモジュールを調節するために、ユーザに対する単一のアクセスポイントを維持するために使用することができる。追加のハードウェアモジュール（例えば、排煙モジュール）は、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２に接続されたときに、ユーザインターフェースＬＣＤディスプレイ３２２４の下部に出現することができ、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２から接続解除されたときに、ユーザインターフェースＬＣＤディスプレイ３２２４から消えることができる。
更に、ユーザタッチスクリーン３２２０は、モジュール式エネルギーシステム３０００に取り付けられたモジュールの設定へのアクセスを提供することができる。更に、ユーザインターフェースＬＣＤディスプレイ３２２４の構成は、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２に接続されているモジュールの数及び種類に従って変化するように構成することができる。例えば、第１のユーザインターフェースを、１つのエネルギーモジュール及び１つの排煙モジュールがヘッダ／ＵＩモジュール３００２に接続されている第１の用途についてＬＣＤディスプレイ３２２４上に表示でき、第２のユーザインターフェースを、２つのエネルギーモジュールがヘッダ／ＵＩモジュール３００２に接続されている第２の用途についてＬＣＤディスプレイ３２２４上に表示できる。更に、モジュールがモジュール式エネルギーシステム３０００に接続及び接続解除されると、ユーザインターフェースはＬＣＤディスプレイ３２２４上のその表示を変更することができる。
一態様では、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、ポート照明に対応する色をＬＣＤディスプレイ上に表示するように構成されている、ユーザインターフェースＬＣＤディスプレイ３２２４を提供する。一態様では、器具パネル及びその対応するポートの周囲のＬＥＤ光の色は、同じであるか、ないしは別の方法で互いに対応する。各色は、例えば、独自の意味を伝えることができる。このようにして、ユーザは、どの器具が指示を参照しているか、及び指示の性質を迅速に評価することができる。更に、器具に関する指示は、対応するポートの周囲に覆われたＬＥＤ光の色、及びそのモジュールの色の変化によって表すことができる。また更に、画面上のメッセージ及びハードウェア／ソフトウェアポートの位置合わせもまた、インターフェース上ではなく、ハードウェア上でアクションをとらなければならないことを伝える役割を果たすことができる。様々な態様では、警報が他の機器上で発生している間に、全ての他の機器を使用することができる。これにより、ユーザは、どの器具が指示を参照しているか、及び指示の性質を迅速に評価することができる。
一態様では、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、ユーザに処置オプションを提示するためにＬＣＤディスプレイ３２２４上に表示するように構成されている、ユーザインターフェーススクリーンを提供する。一態様では、ユーザインターフェースは、ユーザに一連のオプション（例えば、広範なものから具体的なものに配置できる）を提示するように構成することができる。各選択が行われた後、モジュール式エネルギーシステム３０００は、全ての選択が完了するまで次のレベルを提示する。これらの設定は、ローカルで管理され、二次手段（ＵＳＢサムドライブなど）を介して転送され得る。あるいは、設定はポータルを介して管理され、病院内の全ての接続されたシステムに自動的に配布され得る。
手技オプションとしては、例えば、診療科、処置、及び処置のタイプによって分類される製造所で事前設定されたオプションのリストを含むことができる。ユーザ選択を完了すると、ヘッダモジュールは、任意の接続された機器を、その特定の処置のための製造所で事前設定された設定に設定するように構成することができる。手技オプションはまた、例えば、外科医のリストに続いて、診療科、処置、及びタイプを含んでもよい。ユーザが選択を完了すると、システムは、外科医の好ましい器具を提案し、外科医の好みに従ってそれらの器具の設定を設定することができる（すなわち、外科医の好みを記憶する各外科医に関連するプロファイル）。
一態様では、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、ＬＣＤディスプレイ３２２４上に重要な器具設定を表示するように構成されているユーザインターフェーススクリーンを提供する。一態様では、ユーザインターフェースのＬＣＤディスプレイ３２２４上に表示された各器具パネルは、配置及び内容において、モジュール式エネルギーシステム３０００に差し込まれた器具に対応する。ユーザがパネルをタップすると、その特定の機器のための追加の設定及びオプションを示すために展開することができ、画面の残りを、例えば、暗くするか、ないしは別の方法で強調されないようにできる。
一態様では、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、機器に固有の制御部を含む／表示するように構成されているユーザインターフェースの機器設定パネルを提供し、ユーザによる、その出力の強度の増減、特定の機能の切り替え、ヘッダフットスイッチモジュール３１８６に接続されたフットスイッチなどのシステム付属品とのペアリング、器具の詳細設定へのアクセス、及び器具に関する追加情報の確認を可能にする。一態様では、ユーザは、「詳細設定」制御部をタップ／選択して、ユーザインターフェースＬＣＤディスプレイ３２２４上に表示された詳細設定タブを展開することができる。一態様では、ユーザは、次いで、機器設定パネルの右上の角でアイコンをタップ／選択するか、又はパネルの外側の任意の場所をタップし、パネルを、その元の状態へと縮小することができる。これらの態様では、ユーザインターフェースは、各器具パネルの準備完了／ホーム画面上で、電力レベル及び電力モードなどの最も重要な機器設定のみをＬＣＤディスプレイ３２２４に表示するように構成されている。これは、遠くから見えるシステムのサイズ及び可読性を最大化するためである。いくつかの態様では、パネル及び内部の設定は、可読性を更に改善するために、システムに接続された器具の数に比例して拡大することができる。より多くの器具が接続されると、パネルは、より多くの量の情報を収容するようにそのスケールを調整する。
ヘッダネットワークモジュール３１８０は、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２をモジュール式エネルギーシステム３０００の他のモジュールにネットワークで結ぶための複数のネットワークインターフェース３２６４、３２６６、３２６８（例えば、イーサネット）を含む。図示される例では、１つのネットワークインターフェース３２６４はサードパーティのネットワークインターフェースであってもよく、別のネットワークインターフェース３２６６は病院のネットワークインターフェースであってもよく、更に別のネットワークインターフェース３２６８は、バックプレーンネットワークインターフェースコネクタ３１８２上に配置されてもよい。
ヘッダ待機プロセッサモジュール３１８４は、オン／オフスイッチ３２１０に連結された待機プロセッサ３２０４を含む。待機プロセッサ３２０４は、電流が導通ループ３２０６内を流れるかどうかを確認することによって、電気的導通試験を行う。導通試験は、導通ループ３２０６にわたって小さい電圧をかけることによって実行される。シリアルバス３２０８は、待機プロセッサ３２０４をバックプレーンコネクタ３１８２に結合する。
ヘッダフットスイッチモジュール３１８６は、複数の対応する存在／ＩＤ及びスイッチ状態モジュール３２４２、３２４４、３２４６を介して、複数のアナログフットスイッチポート３２５４、３２５６、３２５８に結合されたコントローラ３２４０を含む。コントローラ３２４０はまた、存在／ＩＤ及びスイッチ状態モジュール３２４８並びに送受信機モジュール３２５０を介してアクセサリポート３２６０に結合される。アクセサリポート３２６０は、アクセサリ電力モジュール３２５２によって電力供給される。コントローラ３２４０は、隔離された通信モジュール３２３４、並びに第１及び第２の安全限界制御モジュール３２３０、３２３２を介してヘッダ／ＵＩコントローラ３１７０に連結される。ヘッダフットスイッチモジュール３１８６はまた、ＤＣ／ＤＣコンバータモジュール３２３８を含む。
一態様では、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、アナログフットスイッチポート３２５４、３２５６、３２５８のうちのいずれか１つに接続されたフットスイッチを制御するためにＬＣＤディスプレイ３２２４上に表示するように構成されている、ユーザインターフェーススクリーンを提供する。いくつかの態様では、ユーザが、非手動式器具をアナログフットスイッチポート３２５４、３２５６、３２５８のうちのいずれか１つに差し込むと、器具パネルは、フットスイッチアイコンの隣の警告アイコンを表示する。器具の設定は、例えば、器具がフットスイッチなしで起動できないため、グレーアウトされ得る。
ユーザがフットスイッチをアナログフットスイッチポート３２５４、３２５６、３２５８のうちのいずれか１つに差し込むと、フットスイッチがその器具に割り当てられていることを示すポップアップが現れる。フットスイッチアイコンは、フットスイッチが、器具に差し込まれ、割り当てられていることを示す。次いで、ユーザは、そのアイコンをタップ／選択して、そのフットスイッチに関連付けられた設定を割り当て、再割り当て、割り当て解除、又は変更することができる。これらの態様では、システムは、論理を使用して、フットスイッチを非手動式器具に自動的に割り当てるように構成されており、これは、単一又は二重ペダルフットスイッチを適切な器具に更に割り当てることができる。ユーザが、手動でフットスイッチを割り当て／再割り当てすることを望む場合、使用できる２つのフローがある。
一態様では、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、グローバルフットスイッチボタンを提供する。ユーザがグローバルフットスイッチアイコン（ユーザインターフェースＬＣＤディスプレイ３２２４の右上に位置する）をタップすると、フットスイッチ割り当てのオーバーレイが現れ、器具モジュール内のコンテンツが暗くなる。各取り付けられたフットスイッチ（二重又は単一ペダル）の（例えば、写実的）表示が、器具に割り当てられていない場合は下部に、又は対応する器具パネル上に現れる。したがって、ユーザは、これらのイラストを、フットスイッチ割り当てのオーバーレイ内の囲まれたアイコン内に、又はそこから外へドラッグアンドドロップして、フットスイッチをそれぞれの器具に割り当て、割り当て解除、及び再割り当てすることができる。
一態様では、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、本開示の少なくとも１つの態様による、フットスイッチ自動割り当てを示す、ＬＣＤディスプレイ３２２４上に表示されるユーザインターフェーススクリーンを提供する。上述のように、モジュール式エネルギーシステム３０００は、手動式ではない器具にフットスイッチを自動割り当てするように構成することができる。いくつかの態様では、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、ユーザインターフェース要素を用いる物理ポートを追跡する手段として、ユーザインターフェースＬＣＤディスプレイ３２２４上に表示された色をモジュール自体の光に相関させるように構成することができる。
一態様では、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、モジュール式エネルギーシステム３０００に接続された異なる数のモジュールを有するユーザインターフェースの様々な用途を描写するように構成されてもよい。様々な態様では、ＬＣＤディスプレイ３２２４上に表示されるユーザインターフェース要素の全体的なレイアウト又は割合は、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２に差し込まれた機器の数及び種類に基づくことができる。これらの拡張性のあるグラフィックは、より良好な可視化のために、スクリーンのより多くを利用する手段を提供することができる。
一態様では、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、モジュール式エネルギーシステム３０００に接続されたモジュールのどのポートがアクティブであるかを示すために、ＬＣＤディスプレイ３２２４上のユーザインターフェーススクリーンを描写するように構成されてもよい。いくつかの態様では、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、アクティブポートをハイライトし、非アクティブポートを暗くすることによって、アクティブポートと非アクティブポートを示すように構成することができる。一態様では、アクティブな場合にポートを色で表すことができる（例えば、単極組織切断を黄色、単極組織凝固を青色、双極組織切断を青色、高度エネルギー組織切断を暖白色など）。更に、表示された色は、ポートの周りのライトパイプの色と一致する。色によって、器具がアクティブである間に、ユーザが他の器具の設定を変更できないことを更に示すことができる。別の例として、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、第１のエネルギーモジュールの双極ポート、単極ポート、及び超音波ポートをアクティブとして、並びに、第２のエネルギーモジュールの単極ポートを同様にアクティブとして描写するように構成され得る。
一態様では、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、ＬＣＤディスプレイ３２２４上のユーザインターフェーススクリーンを示して、グローバル設定メニューを表示するように構成することができる。一態様では、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、ＬＣＤディスプレイ３２２４上にメニューを表示して、モジュール式エネルギーシステム３０００に接続された任意のモジュールにわたってグローバル設定を制御するように構成することができる。グローバル設定メニューは、例えば、常に一貫した場所に表示されてもよい（例えば、メイン画面の右上の角で常に見えている）。
一態様では、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、外科用器具が使用されている間に設定の変更を防止するように構成されているＬＣＤディスプレイ３２２４上のユーザインターフェーススクリーンを描写するように構成することができる。一例では、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、接続された機器がアクティブであるときに、表示されたメニューを介して設定が変更されることを防止するように構成することができる。ユーザインターフェーススクリーンは、例えば、設定メニューが開いている間に器具の起動を示すために使われる領域（例えば、左上の角）を含むことができる。一態様では、ユーザは、単極凝固がアクティブである間に双極設定を開いている。一態様では、起動が完了すると、その後設定メニューを使用することができる。一態様では、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、重要な情報の表示を維持するために、重要な器具情報を示す専用の領域上に任意のメニュー又は他の情報を重ね合わせないように構成され得る。
一態様では、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、器具エラーを表示するように構成されているＬＣＤディスプレイ３２２４上のユーザインターフェーススクリーンを描写するように構成することができる。一態様では、器具のエラー警告は、器具パネル自体に表示されてもよく、看護師がエラーの解決を行っている間に、ユーザが他の器具を使用し続けることを可能にする。これにより、ユーザは、手術を停止して器具の不具合を取り除く必要なく、手術を継続することができる。
一態様では、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、ＬＣＤディスプレイ３２２４上のユーザインターフェーススクリーンを示して、様々な機器で利用可能な異なるモード又は設定を表示するように構成することができる。様々な態様では、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、スタック／ハブに接続された外科用器具の種類又は用途に適切な設定メニューを表示するように構成することができる。各設定メニューは、特定の器具の種類に適切な異なる電力レベル、エネルギー送達プロファイルなどのオプションを提供することができる。一態様では、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、双極、単極切断、及び単極凝固用途で利用可能な異なるモードを表示するように構成することができる。
一態様では、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、ＬＣＤディスプレイ３２２４上のユーザインターフェーススクリーンを示して、予め選択された設定を表示するように構成することができる。一態様では、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、患者が手術室に入る前にモジュール式エネルギーシステム３０００が準備が整うように、器具を差し込む前に器具／デバイス設定の選択を受信するように構成することができる。一態様では、ユーザは、単にポートをクリックし、その後、そのポートの設定を変更することができる。図示される態様では、設定が完了していることを示すために選択されたポートが薄くなって見えるが、器具はそのポートに差し込まれていない。
図３７は、本開示の少なくとも１つの態様による、図３１、図３２、図３４、及び図３５に示されるエネルギーモジュールなどの、ハブ用のエネルギーモジュール３２７０のブロック図である。エネルギーモジュール３２７０は、第１及び第２のパススルーハブコネクタ３２７２、３２７６を介してヘッダモジュール、ヘッダ／ＵＩモジュール、及び他のエネルギーモジュールに連結するように構成されている。第１のパススルーハブコネクタ３２７２と第２のパススルーハブコネクタ３２７６との間に配設されたスイッチ３０７６は、ソースデバイスから宛先デバイスへデータを受信、処理、及び転送し、それらの間のデータ通信を制御する。データは、データバス３００８を介して受信され、送信される。エネルギーモジュール３２７０は、エネルギーモジュール３２７０の様々な通信及び処理機能を制御するためのコントローラ３０８２を含む。
直流電力は、電力バス３００６を介してエネルギーモジュール３２７０によって受信され、送信される。電力バス３００６は、ＤＣ／ＤＣコンバータモジュール３１３８に連結されて、調節可能なレギュレータ３０８４、３１０７及び絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータポート３０９６、３１１２、３１３２に電力を供給する。
一態様では、エネルギーモジュール３２７０は超音波広帯域増幅器３０８６を含むことができ、超音波広帯域増幅器は、一態様では、低全高調波歪（ＴＨＤ）レベルで任意の波形を生成し、高調波変換器を駆動することができる線形Ｈ級増幅器であってもよい。超音波広帯域増幅器３０８６は、効率を最大化するために調節可能なバックレギュレータ３０８４によって供給され、例えば、ダイレクトデジタルシンセサイザ（ＤＤＳ）を介してデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）として実装され得るコントローラ３０８２によって制御される。ＤＤＳは、ＤＳＰに埋め込むか、又は、例えばフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）に実装することができる。コントローラ３０８２は、デジタル・アナログ変換器３１０６（ＤＡＣ）を介して超音波広帯域増幅器３０８６を制御する。超音波広帯域増幅器３０８６の出力は、超音波電力変圧器３０８８に供給され、超音波電力変圧器は、高度エネルギーレセプタクル３１００の超音波エネルギー出力部分に連結される。超音波インピーダンスを計算するために使用され得る超音波電圧（Ｖ）及び電流（Ｉ）フィードバック（ＦＢ）信号は、超音波ＶＩ ＦＢ変圧器３０９２を介して、高度エネルギーレセプタクル３１００の入力部分を通じてコントローラ３０８２にフィードバックされる。超音波電圧及び電流フィードバック信号は、アナログマルチプレクサ３２８０及び二重アナログ・デジタル変換器３２７８（Ａ／Ｄ）を介してコントローラ３０８２にルーティングされる。一態様では、二重Ａ／Ｄ３２７８は、８０ＭＳＰＳのサンプリング速度を有する。また、高度エネルギーレセプタクル３１００を介してコントローラ３０８２に結合されているのは、電力バス３００６から直流電力を受信する絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータポート３０９６、及び中帯域幅データポート３０９８である。
一態様では、エネルギーモジュール３２７０は、とりわけ、複数の広帯域ＲＦ電力増幅器３１０８、３２８６、３２８８を含むことができ、１つの態様では、広帯域ＲＦ電力増幅器３１０８、３２８６、３２８８のそれぞれは、出力周波数の範囲で任意の波形を生成し、ＲＦ負荷を駆動することができる線形Ｈ級増幅器であってもよい。広帯域ＲＦ電力増幅器３１０８、３２８６、３２８８のそれぞれは、効率を最大化するために調節可能なバックレギュレータ３１０７によって供給され、ＤＤＳを介してＤＳＰとして実装され得るコントローラ３０８２によって制御される。ＤＤＳは、ＤＳＰに埋め込まれるか、又は、例えばＦＰＧＡに実装することができる。コントローラ３０８２は、ＤＡＣ３１２２を介して第１の広帯域ＲＦ電力増幅器３１０８を制御する。
図３４及び図３５に示され、説明されたエネルギーモジュール３００４、３０１２とは異なり、エネルギーモジュール３２７０は、調節可能なバックレギュレータ３１０７からＲＦ出力信号を受信するように構成されているＲＦ選択リレーを含まない。加えて、図３４及び図３５に示され、説明されたエネルギーモジュール３００４、３０１２とは異なり、エネルギーモジュール３２７０は、単一のＲＦ電力増幅器の代わりに複数の広帯域ＲＦ電力増幅器３１０８、３２８６、３２８８を含む。一態様では、調節可能なバックレギュレータ３１０７は、複数の状態間で切り替わることができ、調節可能なバックレギュレータ３１０７は、接続された複数の広帯域ＲＦ電力増幅器３１０８、３２８６、３２８８のうちの１つに出力ＲＦ信号を出力する。コントローラ３０８２は、複数の状態間で調節可能なバックレギュレータ３１０７を切り替えるように構成されている。第１の状態では、コントローラは調節可能なバックレギュレータ３１０７を駆動して、ＲＦエネルギー信号を第１の広帯域ＲＦ電力増幅器３１０８に出力する。第２の状態では、コントローラは調節可能なバックレギュレータ３１０７を駆動して、ＲＦエネルギー信号を第２の広帯域ＲＦ電力増幅器３２８６に出力する。第３の状態では、コントローラは調節可能なバックレギュレータ３１０７を駆動して、ＲＦエネルギー信号を第３の広帯域ＲＦ電力増幅器３２８８に出力する。
第１の広帯域ＲＦ電力増幅器３１０８の出力は、ＲＦ電力変圧器３０９０に供給でき、ＲＦ電力変圧器は、高度エネルギーレセプタクル３１００のＲＦ出力部分に連結される。超音波インピーダンスを計算するために使用され得るＲＦ電圧（Ｖ）及び電流（Ｉ）フィードバック（ＦＢ）信号は、ＲＦ ＶＩ ＦＢ変圧器３０９４を介して、高度エネルギーレセプタクル３１００の入力部分を通じてコントローラ３０８２にフィードバックされる。ＲＦ電圧及び電流フィードバック信号は、アナログマルチプレクサ３２８４及びコントローラ３０８２に結合された二重Ａ／Ｄ３２８２に連結されたＲＦ ＶＩ ＦＢ変圧器３０９４を介してコントローラ３０８２にルーティングされる。一態様では、二重Ａ／Ｄ３２８２は、８０ＭＳＰＳのサンプリング速度を有する。
第２のＲＦ広帯域電力増幅器３２８６の出力は、ＲＦ単極レセプタクル３１３６のＲＦ電力変圧器３１２８を通って供給される。ＲＦインピーダンスを計算するために使用され得る単極ＲＦ電圧（Ｖ）及び電流（Ｉ）フィードバック（ＦＢ）信号は、ＲＦ ＶＩ ＦＢ変圧器３１３０を介して、単極ＲＦエネルギーレセプタクル３１３６の入力部分を通じてコントローラ３０８２にフィードバックされる。ＲＦ電圧及び電流フィードバック信号は、アナログマルチプレクサ３２８４及び二重Ａ／Ｄ３２８２を介してコントローラ３０８２にルーティングされる。また、単極ＲＦエネルギーレセプタクル３１３６を介してコントローラ３０８２に結合されているのは、電力バス３００６から直流電力を受信する絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータポート３１３２、及び低帯域幅データポート３１３４である。
第３のＲＦ広帯域電力増幅器３２８８の出力は、双極ＲＦレセプタクル３１１８のＲＦ電力変圧器３１１０を通って供給される。ＲＦインピーダンスを計算するために使用され得る双極ＲＦ電圧（Ｖ）及び電流（Ｉ）フィードバック（ＦＢ）信号は、ＲＦ ＶＩ ＦＢ変圧器３１１４を介して、双極ＲＦエネルギーレセプタクル３１１８の入力部分を通じてコントローラ３０８２にフィードバックされる。ＲＦ電圧及び電流フィードバック信号は、アナログマルチプレクサ３２８０及び二重Ａ／Ｄ３２７８を介してコントローラ３０８２にルーティングされる。また、双極ＲＦエネルギーレセプタクル３１１８を介してコントローラ３０８２に結合されているのは、電力バス３００６から直流電力を受信する絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータポート３１１２、及び低帯域幅データポート３１１６である。
接触モニタ３２９０は、ＮＥレセプタクル３２９２に結合される。電力は、単極レセプタクル３１３６からＮＥレセプタクル３２９２に供給される。
一態様では、図３１～図３７を参照すると、モジュール式エネルギーシステム３０００は、レセプタクル３１００、３１１８、３１３６内の器具の存在を、レセプタクル３１００、３１１８、３１３６に組み込まれたフォトインタラプタ、磁気センサ、又は他の非接触センサを介して検出するように構成することができる。この手法は、ＭＴＤコネクタ上の専用の存在ピンを単一の目的に割り当てる必要性を排除し、代わりに、器具の存在を継続的に監視しながらＭＴＤ信号ピン６～９の多目的機能を可能にする。
一態様では、図３１～図３７を参照すると、モジュール式エネルギーシステム３０００のモジュールは、患者の絶縁境界を横切る高速通信（１０～５０Ｍｂ／ｓ）を可能にする光学リンクを含むことができる。このリンクは、デバイス通信、緩和信号（ウォッチドッグなど）、及び低帯域幅ランタイムデータを伝送する。いくつかの態様では、光学リンクは、非絶縁側で行われ得るリアルタイムサンプリングされたデータを含まない。
一態様では、図３１～図３７を参照すると、モジュール式エネルギーシステム３０００のモジュールは、（ｉ）Ａ／Ｄ及び電流源を介して存在抵抗値を読み取ること、（ｉｉ）ハンドスイッチＱプロトコルを介してレガシー器具と通信すること、（ｉｉｉ）ローカルバス１－Ｗｉｒｅプロトコルを介して器具と通信すること、及び（ｉｖ）ＣＡＮ ＦＤ対応外科用器具と通信することができる、多機能回路ブロックを含むことができる。外科用器具がエネルギー発生器モジュールによって適切に識別されると、関連するピン機能及び通信回路が有効化され、一方、他の未使用の機能は無効化され、高インピーダンス状態に設定される。
一態様では、図３１～図３７を参照すると、モジュール式エネルギーシステム３０００のモジュールは、増幅器パルス／刺激／副ＤＣ増幅器を含むことができる。これは、フルブリッジ出力に基づいて柔軟に利用される増幅器であり、機能的絶縁を組み込む。これにより、その差動出力が、適用されたパーツ（いくつかの態様では、単極活性電極を除く）上の任意の出力接続を参照することができる。増幅器出力は、ＤＡＣによって提供される波形駆動を有する小さい線形信号（パルス／刺激）か、ＤＣモータ、照明、ＦＥＴ駆動などのＤＣ用途のための中程度の出力電力における方形波駆動のいずれかであり得る。出力電圧及び電流は、機能的に絶縁された電圧及び電流フィードバックで感知され、正確なインピーダンス及び電力測定値をＦＰＧＡに提供する。ＣＡＮ ＦＤ対応器具と対になって、この出力はモータ／運動制御駆動を提供することができ、その一方で、位置又は速度フィードバックは、閉ループ制御のためのＣＡＮ ＦＤインターフェースによって提供される。
フットスイッチ識別及びマッピング
外科システムがよりモジュール化され、資本設備の機能及び能力を増加すると、様々な外科用装置を接続し、共に組み合わし得る配列の数が増加する。加えて、外科システムの機能が増加するにつれて、外科システムアクセサリがより必要とされる。従来の外科用装置では、ユーザは、外科的処置の過程で、外科システムアクセサリを複数の異なる外科システム（又はその構成要素）間で継続的に接続解除及び再接続する必要があり得る。したがって、外科システム（上述のようなハブ及び／又はモジュール式エネルギーシステムなど）への接続能に適合可能であり、そこに物理的に接続されると、外科システムの様々な態様に電子的に再割り当てされるように構成されている、外科システム及びアクセサリが必要とされている。したがって、本開示の様々な非限定態様では、システムアクセサリに適合可能に接続し、それらが接続されるとそれらのシステムアクセサリを再割り当てすることができる、外科システムが提供される。
例えば、図２５Ａの非限定態様では、モジュール式エネルギーシステムのエネルギーモジュール２００４は、それに接続可能な対応する外科用器具に異なるエネルギーモダリティを送達するように構成されている多数の異なるポートを有する、ポートアセンブリ２０１２を含む。そのようなエネルギーモジュール２００４に適合可能に接続され得るアクセサリの非限定例は、フットスイッチである。接続されると、フットスイッチは電子的に割り当てられ、ポートアセンブリ２０１２のポートのいずれかに再割り当てされ、エネルギーモジュール２００４の様々なエネルギーモダリティを起動するために使用され得る。例えば、ユーザは、接続されたフットスイッチのペダルを踏んで変換器を起動させてもよく、これにより、フットスイッチが接続されるエネルギーモジュール２００４に信号が伝達され、また、発生器によって、フットスイッチが割り当てられたポートに接続された外科用器具に通電される。フットスイッチは、エネルギーモジュールの特定の機能を実行するように構成され得る任意の数のペダルを更に含むことができる。例えば、１つの非限定態様では、フットスイッチは、超音波モードを起動及び／又は制御するための第１のペダルと、電気外科モードを起動及び／又は制御するための第２のペダルとを備えることができる。別の例として、フットスイッチの第１のペダルは、第１の単極モードを起動及び／又は制御するように構成することができ、第２のペダルは、第２の単極モードを起動及び／又は制御するように構成することができる。これらの特定例は、例示目的のためにのみ提供され、本開示の他の非限定態様は、外科システムのエネルギーモジュールの他の機能を実行するように構成された他のペダルを含む。したがって、フットスイッチペダルは、エネルギーモジュールの特定の駆動モード又はユーザ選択に適応するように、様々な方法で構成され得る。
一態様では、本開示は、それぞれが少なくとも１つのフットスイッチを有し得る、複数の接続されたエネルギーモジュールを含むように構成されているモジュール式エネルギーシステムを提供する。モジュール式エネルギーシステムは、フットスイッチコネクタの位置を物理的に変更することなく、互換性があるフットスイッチ（又は他の制御デバイス）を接続されたモジュールのいずれかのポートに割り当てるように構成されている、フットスイッチインターフェースを提供することができる。
ここで図３８を参照すると、本開示の少なくとも１つの態様による、システムアクセサリの物理的接続に適応するように構成されているシステムアクセサリポート１３０１６を含む、モジュール式エネルギーシステム１３０１２が示される。例えば、フットスイッチなどのシステムアクセサリは、ポート１３０１６を介してモジュール式エネルギーシステム１３０１２に接続することができる。一態様では、図３８のポート１３０１６は標準化され、標準化コネクタを有する任意のシステムアクセサリを収容するように構成されている。本開示の他の非限定態様では、ポートは標準化されず、それぞれが特定のシステムアクセサリを収容するように厳密に構成されている。図３８のエネルギーモジュールは、４つのポート１３０１６を含む。しかしながら、本開示の他の態様は、任意の数のフットスイッチを接続するように構成されている様々な数のポート１３０１６を含む。同様に、図３８のポート１３０１６はモジュール式エネルギーシステム１３０１２のヘッダモジュールの背面に示されているが、本開示の他の態様は、他の場所の中でもとりわけ、エネルギーモジュールの他のモジュールの前面、側面、及び上面に位置するポートを含む。図３８の態様によれば、ポート１３０１６は、モジュール式エネルギーシステム１３０１２に接続されたフットスイッチの物理的追跡及びマッピングをより容易にするために、しるし（例えば、「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、及び「Ｄ」）でラベルされ得る。例えば、図４９のユーザインターフェース１３０４２は、モジュール式エネルギーシステム１３０１２のポート１３０１６と一致する対応するしるし（例えば、「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、及び「Ｄ」）を含むフットスイッチアイコン１３０７８（図５０）を含むことができ、それによって、どのフットスイッチアイコン１３０７８がどの接続されたフットスイッチに対応するかを示す。しかしながら、本開示の他の非限定態様によれば、数、色、テクスチャ、及び他の識別手段を含む、物理ポート１３０１６のそれぞれを追跡及びマッピングする代替的手段を用いてフットスイッチが追跡及びマッピングされる。
図３９を参照すると、本開示の少なくとも１つの態様による、モジュール式エネルギーシステム１３０１２に物理的に接続された第１のフットスイッチ１３０２２及び第２のフットスイッチ１３０２４の図が示される。図３９の態様によれば、第１のフットスイッチ１３０２２及び第２のフットスイッチ１３０２４を、第１のケーブル１３０２０を介して物理的に接続することができ、第１のフットスイッチ１３０２２又は第２のフットスイッチ１３０２４のうちの１つを、第２のケーブル１３０１４を介しポート１３０１６のうちの１つを通じてモジュール式エネルギーシステム１３０１２に物理的に接続することができ、これにより、フットスイッチ１３０２２、１３０２４の両方が、モジュール式エネルギーシステム１３０１２に、デイジーチェーン方式で物理的に接続される。本開示の他の非限定態様では、他のフットスイッチ及び／又はシステムアクセサリを、第１のフットスイッチ１３０２２及び／又は第２のフットスイッチ１３０２４を介してモジュール式エネルギーシステム１３０１２に接続することができる。したがって、モジュール式エネルギーシステム１３０１２に含まれるポート１３０１６の数にかかわらず、任意の数のフットスイッチ及び／又はシステムアクセサリをモジュール式エネルギーシステム１３０１２に接続することができる。
ここで図４０を参照すると、本開示の少なくとも１つの態様による、フットスイッチをモジュール式エネルギーシステムに無線接続するプロセスの図が示されている。図４０の非限定態様によれば、無線で使用可能なフットスイッチ１３０２６は、無線通信モジュールを含むことができ、無線で使用可能なモジュール式エネルギーシステムは、無線信号を受信及び／又は送信するように構成されている無線送受信機を含むことができる。したがって、無線で使用可能なフットスイッチ１３０２６は、様々な異なる無線通信技術、媒体（例えば、無線ローカルアクセスネットワーク（ＷＬＡＮ）又はセルラーネットワーク）、及び／又は通信プロトコル（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ又はＷｉ－Ｆｉ）を介して、モジュール式エネルギーシステムと無線通信及び／又は接続することができる。図４０の態様によれば、ユーザがモジュール式エネルギーシステムのユーザインターフェースを介してペアリングプロセスを開始するとき、無線で使用可能なフットスイッチ１３０２６をモジュール式エネルギーシステムに接続することができる。例えば、ユーザインターフェースは、無線で使用可能なモジュール式エネルギーシステムによって認識される、フットスイッチ１３０２６などの無線で使用可能なアクセサリを選択するようにユーザに促す、ペアリングディスプレイ１３０２８をユーザに提示することができる。図４０では、ユーザは、無線で使用可能なフットスイッチ１３０２６を無線で使用可能なモジュール式エネルギーシステムとペアリングし、ユーザインターフェースは、無線接続が成功したことを確認するディスプレイ１３０３０をユーザに提示することができる。更に、無線で使用可能なフットスイッチ１３０２６が再構成可能なディスプレイ１３０３２で構成されている場合、無線で使用可能なフットスイッチ１３０２６の無線で使用可能なモジュールエネルギーシステムへの接続が成功していることの確認をユーザに提示することができる。本開示は、図３９のモジュール式エネルギーシステム１３０１２及びフットスイッチ１３０２２、１３０２４が、物理的接続用に構成されていることに加えて、無線で使用可能な別の態様を更に企図する。したがって、様々なシステムアクセサリ及びフットスイッチ１３０２２、１３０２４を、一部は物理的接続、他の一部は無線接続を介して、モジュール式エネルギーシステム１３０１２に同時に接続することができる。前述したように、モジュール式エネルギーシステム１３０１２は、接続時に、第１のフットスイッチ１３０２２及び第２のフットスイッチ１３０２４のそれぞれにデフォルト設定を自動的に適用することができる。
ここで図４１～図４５を参照すると、フットスイッチと共に使用するように構成されているモジュール式エネルギーシステム１３０１２及びユーザインターフェース１３０４２の様々な図が、本開示の少なくとも１つの態様に従って示される。フットスイッチ及び／又は他のシステムアクセサリを、上記ハードウェア及び／又は方法のいずれかを使用して、図４１～４５のモジュール式エネルギーシステム１３０１２に接続することができる。とりわけ、図４１～図４５のモジュール式エネルギーシステム１３０１２及びユーザインターフェース１３０４２を用いて、システムアクセサリとモジュール式エネルギーシステム１３０１２との間の物理的接続及び／又は無線接続設定を操作することなく、接続されたフットスイッチ及び／又は他のシステムアクセサリをエネルギーモジュール１３０４１、１３０４３の様々なポートに割り当て、再割り当てすることができる。図４１～図４５のモジュール式エネルギーシステム１３０１２は、第１のエネルギーモジュール１３０４１及び第２のエネルギーモジュール１３０４３を含む。しかしながら、本開示は、任意の数のエネルギーモジュールを含む他の態様を企図する。エネルギーモジュール１３０４１、１３０４３は、図２５Ａのポートアセンブリに示されるものと同様のポート１３０３６、１３０３８ａ、１３０３８ｂ、１３０３９、１３０４０を含む。例えば、エネルギーモジュール１３０４１、１３０４３はそれぞれ、双極ポート１３０３６、第１の単極ポート１３０３８ａ、第２の単極ポート１３０３８ｂ、中性極ポート１３０３９、及び組み合わせエネルギー器具ポート１３０４０を含む。しかしながら、本明細書で論じられる原理は、前述のポートに限定されず、モジュール式エネルギーシステム１３０１２の任意の他のポート及び／又はポートの組み合わせに適用することができる。
図４１～図４５のモジュール式エネルギーシステム１３０１２は、エネルギーモジュール１３０４１、１３０４３のそれぞれのポート１３０３６、１３０３８ａ、１３０３８ｂ、１３０４０の一部に関連付けられたアイコン１３０４６、１３０４８ａ、１３０４８ｂ、１３０５０を表示するユーザインターフェース１３０４２を更に含む。本明細書で使用するとき、アイコンは、モジュール式エネルギーシステム１３０１２、システムアクセサリ、又は器具の構成要素の仮想表現である。例えば、アイコンは、ユーザによるそれを表す構成要素、システムアクセサリ、又は器具の識別を助けるために、画像、形状、色、及び／又はそれらの任意の組み合わせを含むことができる。具体的には、図示されたポート構成を有するエネルギーモジュール１３０４１、１３０４３では、これに応じてユーザインターフェース１３０４２は、エネルギーモジュール１３０４１、１３０４３のそれぞれのための、双極ポートアイコン１３０４６、第１の単極ポートアイコン１３０４８ａ、第２の単極ポートアイコン１３０４８ｂ、組み合わせエネルギーポートアイコン１３０５０を含む。アイコンは、第１のエネルギーモジュール１３０４１及び第２のエネルギーモジュール１３０４３にそれぞれ対応する、第１の列１３０５１及び第２の列１３０５３に配置される。しかしながら、アイコン１３０４６、１３０４８ａ、１３０４８ｂ、１３０５０の代替的な配列は、本開示によって更に企図される。ユーザインターフェース１３０４２は、接続された器具が、グローバルフットスイッチ有効ポートアイコン１３０４５によってフットスイッチと互換性があるかどうかを更に表示する。したがって、ユーザは、様々なポートアイコン１３０４６、１３０４８ａ、１３０４８ｂ、１３０５０のうちのどの位置が、グローバルフットスイッチ有効ポートアイコン１３０４５で示されるか、又はそれを含むかによって、ポート１３０３６、１３０３８ａ、１３０３８ｂ、１３０４０のどれがフットスイッチ及び／又は他のシステムアクセサリと互換性があるかを容易に識別することができる。
図４１～図４５のユーザインターフェース１３０４２は、様々なポートアイコン１３０４６、１３０４８ａ、１３０４８ｂ、１３０５０上に、又はそれに関連して、フットスイッチウィジェット１３０５２を表示するように更に構成することができる。フットスイッチウィジェット１３０５２は、フットスイッチが、フットスイッチウィジェット１３０５２が関連付けられているポートアイコン１３０４６、１３０４８ａ、１３０４８ｂ、１３０５０に対応する特定のポート１３０３６、１３０３８ａ、１３０３８ｂ、１３０４０に割り当てられていることを示す。更に、フットスイッチウィジェット１３０５２は、ユーザによって（タッチスクリーンを含み得るディスプレイスクリーン２００６を介して）操作され、特定のフットスイッチが割り当てられるポート１３０３６、１３０３８ａ、１３０３８ｂ、１３０４０のいずれかを電子的に変更することができる。本明細書で使用するとき、ウィジェットは、ユーザが直接操作を介して対話することができ、それによって、所望の指示を実行させるためのディスプレイスクリーン２００６（図３０）及び／又はその上に表示されたユーザインターフェース１３０４２を制御するように構成されている制御回路（例えば、システム制御ユニット３０２４（図３３）又はＵＩプロセッサ３０４０（図３３））を指示する、ソフトウェア構成要素である。図４１では、ユーザインターフェース１３０４２は、両方の双極ポートアイコン１３０４６、及び第１の列１３０５１の第１の単極ポートアイコン１３０４８ａ上にフットスイッチウィジェット１３０５２を表示する。これは、フットスイッチが、第１及び第２のエネルギーモジュール１３０４１、１３０４３の双極ポート１３０３６、並びに第１のエネルギーモジュール１３０４１の第１の単極ポートアイコン１３０４８ａに割り当てられていることを示す。フットスイッチが割り当てられた器具ポートウィジェット１３０５２は、ポートに割り当てられたそのフットスイッチ及び／又は他のアクセサリに対応するように特別に調整することができる。例えば、フットスイッチウィジェット１３０５２は、どのタイプのフットスイッチがその器具に割り当てられているかに応じて、単一ペダルフットスイッチ又は二重ペダルフットスイッチの視覚的表示を含むことができる。
一態様では、ユーザインターフェース１３０４２は、ユーザインターフェース１３０４２を介して表示されているウィジェット１３０５２又は他の制御要素を操作することによって、モジュール式エネルギーシステム１３０１２に接続された任意のフットスイッチのユーザによる再割り当てを可能にできる。例えば、ユーザは、図４１のフットスイッチが割り当てられたポートウィジェット１３０５２を、フットスイッチ有効ポートアイコン１３０４５を含むポートアイコン１３０４６、１３０４８ａ、１３０４８ｂ、１３０５０のうちのいずれかにドラッグ及び／又は別の方法で貼り付けて、それによって、制御回路に、異なるポート１３０３６、１３０３８ａ、１３０３８ｂ、１３０４０にフットスイッチの再割り当てするように指示することができる。制御回路は、ユーザインターフェース１３０４２に連結することができ、フットスイッチが割り当てられたポートウィジェット１３０５２が配置されるポートアイコン１３０４６、１３０４８ａ、１３０４８ｂ、１３０５０に基づいて、エネルギーモジュール１３０４１、１３０４３及び／又はそこに接続された外科用器具を制御するように更に構成することができる。このプロセスは、図４６～図５０の次の議論において更に詳細に説明される。フットスイッチが新しいポートに再割り当てされた後、ユーザインターフェース１３０４２は、再割り当てが成功したことを確認するように更に構成することができる。したがって、以前に割り当てられたポートアイコン１３０４６、１３０４８ａ、１３０４８ｂ、１３０５０は、フットスイッチウィジェット１３０５２をこのときは表示せず、代わりにフットスイッチ有効ポートアイコン１３０４５を表示する。
更に図４１を参照すると、フットスイッチが器具に割り当てられると、ユーザインターフェースは、ポートアイコン１３０４６、１３０４８ａ、１３０４８ｂ、１３０５０を「確認」色に照明する。「確認」色は、図４１の網掛けによって表される。同様に、モジュール式エネルギーシステム１３０１２は、割り当てられた器具が接続されるポート１３０３６、１３０３８ａ、１３０３８ｂ、１３０４０を取り囲むライト管１３０５４を照明することができる。一態様では、特定のポートアイコン１３０４６、１３０４８ａ、１３０４８ｂ、１３０５０に関するユーザインターフェース１３０４２を介して表示される確認色は、対応するポート１３０３６、１３０３８ａ、１３０３８ｂ、１３０４０に対してライト管１３０５４が照明される色と一致させることができる。例えば、フットスイッチが割り当てられたポートウィジェット１３０５２及び／又はそれに関連付けられたポートアイコン１３０４６、１３０４８ａは、対応するポートにフットスイッチが割り当てられたことを示す色（例えば、緑色）で照明することができる。一態様では、モジュール式エネルギーシステム１３０１２は、第１及び第２のエネルギーモジュール１３０４１、１３０４３の双極ポート１３０３６のそれぞれに関連付けられたフットスイッチ割り当てインジケータ１３０３７、及び第１のエネルギーモジュール１３０４１の第１の単極ポート１３０３８ａに関連付けられたフットスイッチ割り当てインジケータ１３０３７を、更に又は代替的に緑に照明することができ、これにより、それらのポートにフットスイッチが割り当てられていることを確認する。別の態様では、第１及び第２のエネルギーモジュール１３０４１、１３０４３の中性極ポート１３０３９を取り囲むライト管１３０５４もまた、色（例えば、緑色）に照明することができ、中性極戻りのモジュール式エネルギーシステム１３０１２への接続が成功していることを確認する。あるポートに対してユーザインターフェース１３０４２上に示される色と一致する、エネルギーポートに直接関連付けられた色を（ライト管１３０５４を介して）有することによって、モジュール式エネルギーシステム１３０１２は、ユーザがフットスイッチに割り当てられた器具を容易に識別することを可能にできる。割り当て解除された器具が接続されているポートを取り囲むライト管は、ユーザがそれらの器具にフットスイッチを再割り当てするまで、照明されないままであり得る。したがって、ユーザは、モジュール式エネルギーシステム１３０１２の使用中の任意の時点において、どの器具がフットスイッチに割り当てられており、どのポートが使用中であるかを正しく理解するための、明確な視覚的指標を有する。
ここで図４２を参照すると、本開示の別の態様による、図４１のモジュール式エネルギーシステム１３０１２の正面図が示されている。ここで、ユーザインターフェース１３０４２は、フットスイッチが第１の単極ポート１３０３８ａに割り当て解除されていることをユーザに示す「割り当て要求」通知１３０５６を通信している。本明細書で使用するとき、通知は、ユーザに情報を伝えるための、特に、テキスト、色、又は可聴アラートを含むことができる。図４２の態様では、手で起動されない単極器具が第１のエネルギーモジュール１３０４１に接続されているが、フットスイッチはまだ割り当てられていない。したがって、単極ポートアイコン１３０４８ａの下に表示される「割り当て要求」通知１３０５６は、「割り当て要求」色で照明される。「割り当て要求」は、具体的に何が要求されているかを示す様々なテキスト、画像、又は色を表示することができる。例えば、図４２の「割り当て要求」通知は、「フットスイッチが必要」と伝えている。「割り当て要求」通知１３０５６は、例えば、特定の色（例えば、オレンジ色）の代替的な網掛けを含むことができる。したがって、モジュール式エネルギーシステム１３０１２は、第１及び第２のエネルギーモジュール１３０４１、１３０４３の双極ポート１３０３６に関連付けられたフットスイッチ割り当てインジケータ１３０３７を、色（例えば、緑色）で照明し、それによってフットスイッチがそれらのポートに割り当てられていることを確認することができる。しかしながら、第１のエネルギーモジュール１３０４１の第１の単極ポート１３０３８ａに関連付けられたフットスイッチ割り当てインジケータ１３０３７を、アイコン１３０４８ａの同じ色に対応する色に照明し、フットスイッチがそのポート１３０３８ａに割り当てられていないことを示すことができる。同様に、モジュール式エネルギーシステム１３０１２は、対応する第１のエネルギーモジュール１３０４１の第１の単極器具ポート１３０３８ａを取り囲むライト管１３０５８を、アイコン１３０４８ａと同じ色に照明することができる。他のポートを取り囲むライト管１３０５４は、それら自体の個々の状態に従って、それら自体の個別の色、マーク、及び／又は他のしるしを維持することができる。したがって、ユーザは、どのポート及び／又は器具が留意を必要とし、ユーザインターフェース１３０４２によって表示される「割り当て要求」通知１３０５６によって暗示されるかを正しく理解するための、明確な視覚的指標を有する。
ここで図４３を参照すると、本開示の別の態様による、図４１及び図４２のモジュール式エネルギーシステム１３０１２の正面図が示されている。ここで、ユーザインターフェース１３０４２は、器具が不適切に接続されているか、又は留意を必要とすることをユーザに示す「器具エラー」通知１３０６０を通信している。図４３では、「器具エラー」メッセージ１３０６０は、中性極戻りが第１のエネルギーモジュール１３０４１の中性極ポート１３０３９に適切に接続されていないことをユーザに伝えている。したがって、「器具エラー」通知１３０６０は、第１及び第２の単極ポートアイコン１３０４８ａ、１３０４８ｂの下方に表示され、単極ポートアイコン１３０４８ａ、１３０４８ｂは、「器具エラー」色を照射する。「器具エラー」通知１３０６０は、例えば、特定の色（例えば、赤色）の代替的な網掛けを含むことができる。したがって、モジュール式エネルギーシステム１３０１２は、第１及び第２のエネルギーモジュール１３０４１、１３０４３の双極ポート１３０３６のそれぞれに関連付けられたフットスイッチ割り当てインジケータ１３０３７、及び第１のエネルギーモジュール１３０４１の第１の単極ポート１３０３８ａに関連付けられたフットスイッチ割り当てインジケータ１３０３７を、色（例えば、緑色）に照明することができ、これにより、それらのポートにフットスイッチが割り当てられていることを確認する。しかしながら、モジュール式エネルギーシステム１３０１２は、ポートアイコン１３０４８ａ、１３０４８ｂに対応する第１のエネルギーモジュール１３０４１の第１及び第２の単極器具ポート１３０３８ａ、１３０３８ｂを取り囲むライト管１３０５８を、同じ色に照明することができる。したがって、ユーザは、どの器具が留意を必要とし、ユーザインターフェース１３０４２によって表示される「器具エラー」通知１３０６０によって暗示されるか、及び器具がフットスイッチに割り当てられているか否かを正しく理解するための、明確な視覚的指標を有する。
ここで図４４を参照すると、本開示の別の態様による、図４１～４３のモジュール式エネルギーシステム１３０１２の正面図が示されている。ここで、ユーザインターフェース１３０４２は、ユーザに「ポート起動」通知１３０６４を提供している。「ポート起動」通知は、エネルギーモジュール１３０４１、１３０４３のどのエネルギーモードが起動されているか、具体的には、そのエネルギーモジュール１３０４１、１３０４３のどのポート１３０３６、１３０３８ａ、１３０３８ｂ、１３０４０が使用に向け起動されているかを示すことができる。例えば、図４４の態様では、第１のエネルギーモジュール１３０４１の「切断」モードがモジュール式エネルギーシステム１３０１２によって起動され、それによって、第１の単極ポート１３０３８ａに接続された器具による組織の切断を可能にする。したがって、「器具起動」通知１３０６４を、第１の列１３０５１の単極ポートアイコン１３０４８ａ内に表示することができ、単極ポートアイコン１３０４８ａは、第１のしるし（例えば、色）を含むことができる。「切断」モードに関連付けられた「ポート起動」通知１３０６４は、例えば、第１の色（例えば、黄色）の代替的な網掛けを含むことができる。追加的及び／又は代替的に、ポートアイコン１３０４６、１３０４８ｂ、１３０５０を、ユーザインターフェース１３０４２によって薄くする、消去する、ないしは別の方法で視覚的に最小化され得る。同様に、モジュール式エネルギーシステム１３０１２は、作動ポート１３０３８ａを取り囲むライト管１３０６６を照明することができる。したがって、ライト管１３０６６及びユーザインターフェース１３０４２の様々な要素は、エネルギーモジュール１３０４１、１３０４３が起動されているポート１３０３６、１３０３８ａ、１３０３８ｂ、１３０４０がどれであるかとユーザに伝えることができる。
図４５は、本開示の別の態様による、図４４に類似するユーザインターフェース１３０４２を示す。しかしながら、図４５の態様では、第１のエネルギーモジュール１３０４１の「凝固」モードがモジュール式エネルギーシステム１３０１２によって起動され、それによって、第１の単極ポート１３０３８ａに接続された器具による組織の凝固を可能にする。したがって、「器具起動」通知１３０６８を、第１の列１３０５１の単極ポートアイコン１３０４８ａ内に表示することができ、単極ポートアイコン１３０４８ａは、第２のしるしを含むことができる。第２のしるしは、接続された外科用器具が動作できる異なるモードを視覚的に区別するために、第１のしるしと異なっていてもよい。「凝固」モードに関連付けられた「ポート起動」通知１３０６８は、例えば、第２の色（例えば、青色）の代替的な網掛けを含むことができる。追加的及び／又は代替的に、ポートアイコン１３０４６、１３０４８ｂ、１３０５０を、ユーザインターフェース１３０４２によって薄くする、消去する、ないしは別の方法で視覚的に最小化され得る。同様に、モジュール式エネルギーシステム１３０１２は、作動ポート１３０３８ａを取り囲むライト管１３０７０を照明することができる。
ここで図４６～図５０を参照すると、エネルギーモジュールのユーザインターフェース１３０４２の様々な表示が、本開示の少なくとも１つの態様に従って示される。図４６～図５０に示される特徴に加えて、ユーザインターフェースは、各器具に固有の制御部を含む器具設定パネルを更に表示することが企図される。いくつかの態様では、ユーザインターフェース１３０４２は、ユーザによる器具の出力１３０７１の強度の増減、機能１３０７３の調節、及び／又は接続されたシステムアクセサリ（例えば、フットスイッチ１３０５２）とのペアリングを可能にする制御部を含むことができる。ユーザインターフェース１３０４２は、器具の高度な設定へのアクセス及び器具に関する情報へのアクセスを更に提供することができる。例えば、計器設定パネルは、設定アイコン１３０７５と対話することによってアクセスすることができる。様々な組み合わせを含むこれらの特徴は、とりわけ、本開示によって想到される。したがって、ユーザインターフェース１３０４２は、極めて適応性が高い場合があり、電気外科処置の特定のニーズに適応するように再構成されてもよい。
図４６～図５０のユーザインターフェース１３０４２は、接続されたフットスイッチの使用を最適化するように更に構成されている。例えば、ユーザが手で起動されない器具を差し込む場合、ユーザインターフェース１３０４２は、フットスイッチが接続されていない場合に警告を表示する。代替的及び／又は追加的に、器具がフットスイッチを用いずに起動することができないため、器具設定がグレーアウトされる。更に、ユーザインターフェース１３０４２は、フットスイッチが器具に割り当てられたときにユーザに通知するように構成され、図４６～図５０に示される少なくとも態様に従って、ユーザが、接続されたフットスイッチに関連付けられた設定を再割り当て、割り当て解除、又は別の方法で変更することを可能にする。他の非限定態様では、ユーザインターフェース１３０４２は、制御回路と通信し、デフォルト設定に従って、フットスイッチを手で起動されない器具に自動的に割り当てるように更に構成されている。
ここで図４６を参照すると、エネルギーモジュールのユーザインターフェース１３０４２の表示が、本開示の少なくとも１つの態様に従って示される。図４６のユーザインターフェースは、第１のエネルギーモジュール１３０４５及び第２のエネルギーモジュール１３０４７のポートに関連付けられたポートアイコン１３０４６、１３０４８ａ、１３０４８ｂ、１３０５０を表示することができる。図４６のユーザインターフェースは、２つのエネルギーモジュール１３０４５、１３０４７と共に使用するように構成されているが、本開示は、ユーザインターフェースが任意の数のエネルギーモジュールと共に使用するように構成されている他の態様を企図する。
図４６に示すように、ポートアイコン１３０４６、１３０４８ａ、１３０４８ｂ、１３０５０は、ポートがフットスイッチ又は他のシステムアクセサリとの使用に互換性がある場合、グローバルフットスイッチアイコン１３０７７を含むことができる。ユーザがフットスイッチを特定のポートに割り当てることを望むとき、所望のポートアイコン１３０４６、１３０４８ａ、１３０４８ｂ、１３０５０のグローバルフットスイッチアイコン１３０７７と対話する。したがって、ユーザインターフェース１３０４２は、フットスイッチウィジェット１３０５２を使用して、ユーザによってフットスイッチを所望のポートアイコン１３０４６、１３０４８ａ、１３０４８ｂ、１３０５０への割り当て、再割り当てを可能にするフットスイッチ割り当てオーバーレイを表示する。ユーザが、所望のポートアイコン１３０４６、１３０４８ａ、１３０４８ｂ、１３０５０のグローバルフットスイッチアイコン１３０７７と対話すると、「ここにドラッグ」プロンプト１３０７２が、ポートアイコン１３０４６、１３０４８ａ、１３０４８ｂ、１３０５０上に現れ、選択されたポートアイコン１３０４６、１３０４８ａ、１３０４８ｂ、１３０５０に再割り当てされ得る任意のフットスイッチウィジェット１３０５２は、選択されたポートアイコン１３０４６、１３０４８ａ、１３０４８ｂ、１３０５０に再割り当てすることができないフットスイッチウィジェット１３０５２と視覚的に区別される。ユーザは、互換性のあるフットスイッチウィジェット１３０５２を選択されたポートアイコン１３０４６、１３０４８ａ、１３０４８ｂ、１３０５０に移動させることにより、フットスイッチをそのポートに再割り当てすることができる。
例えば、図４６では、ユーザは、第１のエネルギーモジュール１３０４５のための第２の単極ポートアイコン１３０４８ｂのグローバルフットスイッチアイコン１３０７７を選択しており、それにより、フットスイッチを第１のエネルギーモジュール１３０４５の第２の単極ポートに割り当てるプロセスを開始する。これに応答して、第２の単極ポートアイコン１３０４８ｂは、「ここにドラッグ」プロンプト１３０７２を表示する。選択されたことに応答して、フットスイッチウィジェット１３０５２は、（例えば、前後に枢動することによって）選択されたことを視覚的に確認するように構成することができる。図示の例では、第１のエネルギーモジュール１３０４５の第１の単極ポートアイコン１３０４８ａに割り当てられた二重ペダルフットスイッチに関連付けられたフットスイッチウィジェット１３０５２は、前後に枢動し始め、第１のエネルギーモジュール１３０４５の第２の単極ポートアイコン１３０４８ｂに再割り当てできることを示す。図４６のフットスイッチウィジェット１３０５２は前後に枢動するが、互換性のあるフットスイッチウィジェット１３０５２を視覚的に区別する他の方法が、本開示によって企図される（例えば、色の変化、明るくなる、テキスト表示）。注目すべきことに、第１及び第２のエネルギーモジュール１３０４５、１３０４７に接続された双極器具に現在割り当てられている単一ペダルフットスイッチに関連付けられたフットスイッチウィジェット１３０５２は、第２の単極ポートアイコン１３０４８ｂへの再割り当てに適合しないため、枢動しない。しかしながら、互換性のないフットスイッチウィジェット１３０５２を視覚的に区別する他の方法が、本開示によって企図される（例えば、色の変化、暗くなる、テキスト表示）。ユーザは、第１の単極ポートアイコン１３０４８ａ上の枢動しているフットスイッチウィジェット１３０５２を第２の単極ポートアイコン１３０４８ｂにドラッグすることにより、フットスイッチを第１の単極ポートアイコン１３０４８ａから第２の単極ポートアイコン１３０４８ｂに再割り当てすることができる。フットスイッチが再割り当てされた後、ユーザインターフェース１３０４２は、フットスイッチ割り当てオーバーオーバーレイを消去する。図４６は、第１のエネルギーモジュール１３０４５の第２の単極ポートアイコン１３０４８ｂの割り当てプロセスを示しているが、任意のポートアイコン１３０４６、１３０４８ａ、１３０４８ｂ、１３０５０のグローバルフットスイッチアイコン１３０７７を選択することにより、同様のプロセスが開始され、ここでは、選択された器具への割り当てに適合する接続されたフットスイッチに関連付けられた各フットスイッチウィジェット１３０５２が前後に枢動し始める。
ここで図４７を参照すると、エネルギーモジュールのユーザインターフェース１３０４２の別の表示が、本開示の少なくとも１つの態様に従って示される。図４６の態様とは対照的に、ユーザは、異なるポートアイコン１３０４６、１３０４８ａ、１３０４８ｂ、１３０５０への再割り当てを望むフットスイッチウィジェット１３０５２を選択している。それに応じて、ユーザインターフェース１３０４２は、選択されたフットスイッチウィジェット１３０５２と互換性があるポートアイコン１３０４６、１３０４８ａ、１３０４８ｂ、１３０５０を区別する、フットスイッチ再割り当てオーバーレイを表示することができる。例えば、図４７では、ユーザは、第１のエネルギーモジュール１３０４５の第１の単極ポートアイコン１３０４８ａに現在割り当てられているフットスイッチウィジェット１３０５２を選択している。したがって、第１のエネルギーモジュール１３０４５の第２の単極ポートアイコン１３０４８ｂ及び組み合わせエネルギーポートアイコン１３０５０、並びに、第２のエネルギーモジュール１３０４７の第１の単極ポートアイコン１３０４８ａ、第２の単極ポートアイコン１３０４８ｂ、及び組み合わせエネルギーポートアイコン１３０５０は、再割り当てのために選択されたフットスイッチと互換性があることを示す「ここにドラッグ」プロンプト１３０７２を表示する。「ここにドラッグ」プロンプト１３０７２は、選択されたフットスイッチがそれらのポートに割り当てられ得ることをユーザに示す。図４７の互換性のあるポートアイコン１３０４８ａ、１３０４８ｂ、１３０５０は、「ここにドラッグ」プロンプトを表示しているが、互換性のあるポートを視覚的に区別する他の方法が、本開示によって企図される（例えば、色の変化、明るくなる、テキスト表示）。加えて、選択されたフットスイッチウィジェット１３０５２は、前後に枢動し始め、どのフットスイッチが選択されているか、再割り当てされようとしているかを示す。しかしながら、選択されたフットスイッチウィジェット１３０５２を視覚的に区別する他の方法が、本開示によって企図される（例えば、色の変化、明るくなる、テキスト表示）。選択されたフットスイッチウィジェット１３０５２は、二重ペダルフットスイッチと関連付けられているため、接続された器具のいずれかと互換性がある。しかしながら、ユーザが単一ペダルフットスイッチに関連付けられたフットスイッチウィジェット１３０５２を選択した場合、「ここにドラッグ」プロンプト１３０７２は、双極ポートアイコン１３０４６及び組み合わせエネルギーポートアイコン１３０５０上に現れ得る。
ここで図４８を参照すると、エネルギーモジュールのユーザインターフェース１３０４２の別の表示が、本開示の少なくとも１つの態様に従って示される。図４８では、ユーザは、図４７に示す方法を使用して、第１のエネルギーモジュール１３０４５の第１の単極ポートアイコン１３０４８ａから第１のエネルギーモジュール１３０４５の第２の単極ポートアイコン１３０４８ｂにフットスイッチを再割り当てするプロセス中である。具体的には、ユーザは、第１のエネルギーモジュール１３０４５の第１の単極ポートアイコン１３０４８ａにこれまで割り当てられているフットスイッチウィジェット１３０５２と対話しており、フットスイッチ再割り当てオーバーレイを開始し、互換性のあるポートアイコン１３０４８ａ、１３０４８ｂ、１３０５０上で複数の「ここにドラッグ」プロンプト１３０７２の表示がでている。注目すべきことに、上部及び下部エネルギーモジュールに接続された双極器具に関連付けられた双極ポートアイコン１３０４６は、単一ペダルフットスイッチが現在それらに割り当てられているため、「ここにドラッグ」プロンプト１３０７２を表示していない。したがって、これらを再割り当てのために利用できない。ユーザは、第１のエネルギーモジュール１３０４５の第１の単極ポートアイコン１３０４８ａから第１のエネルギーモジュール１３０４５の第２の単極ポートアイコン１３０４８ｂに、フットスイッチウィジェット１３０５２をドラッグするプロセス中である。ユーザは、図４８ではフットスイッチウィジェット１３０５２をドラッグしているが、フットスイッチウィジェットを移動させる代替的な方法が、本開示によって企図される。
ここで図４９を参照すると、エネルギーモジュールのユーザインターフェース１３０４２の別の表示が、本開示の少なくとも１つの態様に従って示される。図４９では、ユーザは、図４８に示されるような、第１のエネルギーモジュール１３０４５の第１の単極ポートアイコン１３０４８ａから第１のエネルギーモジュール１３０４５の第２の単極ポートアイコン１３０４８ｂにフットスイッチを再割り当てするプロセスを完了している。したがって、フットスイッチ再割り当てオーバーレイは既に表示されておらず、「ここにドラッグ」プロンプトは消失し、ユーザインターフェースは、第２の単極ポートアイコン１３０４８ｂを「確認」色に照明している。「確認」色は、図４９の網掛けによって表される。
ここで図５０を参照すると、エネルギーモジュールのユーザインターフェース１３０４２の別の表示が、本開示の少なくとも１つの態様に従って示される。図５０の態様によれば、ユーザインターフェース１３０４２は、割り当てられていないフットスイッチアイコン１３０７８のための指定領域１３０７６を有することができる。したがって、フットスイッチがモジュール式エネルギーシステムに接続されるが、器具に割り当てられていない場合、未割り当てフットスイッチアイコン１３０７８が、ユーザインターフェース１３０４２上の指定領域１３０７６内に出現することがある。図５０の態様は、ディスプレイの上部に指定領域１３０７６を描写しているが、他の場所が本開示によって企図される。ユーザが、未割り当てフットスイッチを器具に割り当てることを望むとき、図４６～図４９に示されるものと同様のプロセスに従うことができる。具体的には、ユーザは、未割り当てフットスイッチアイコン１３０７８又は所望のポートアイコン１３０４６、１３０４８ａ、１３０４８ｂ、１３０５０のいずれかと対話し、それによってフットスイッチ再割り当てオーバーレイを開始し、フットスイッチアイコン１３０７８を所望のポートアイコン１３０４６、１３０４８ａ、１３０４８ｂ、１３０５０に移動させることができる。適切に割り当てられると、ユーザインターフェースは、フットスイッチが割り当てられたポートアイコン１３０４６、１３０４８ａ、１３０４８ｂ、１３０５０を「確認」色に照明する。図５０のモジュール式エネルギーシステムは、第１のエネルギーモジュール１３０４５のみを有するが、本開示は、ユーザインターフェース１３０４２が、任意の数のエネルギーモジュールのポートに関連付けられたポートアイコン１３０４６、１３０４８ａ、１３０４８ｂ、１３０５０を表示する他の態様を企図する。
図５１を参照すると、本開示の少なくとも１つの態様による、フットスイッチ１３０００の斜視図が示される。フットスイッチ１３０００は、異なるエネルギーポート、エネルギーモジュール、駆動モード、及び／又は器具と互換的に適合可能である。前述し、図４６～図５０に示されるように、図５１のフットスイッチ１３０００は、モジュール式エネルギーシステムのユーザインターフェースによって再割り当てすることができる。例えば、フットスイッチ１３０００は、図３８及び図３９に示されるように、対応するアクセサリポート１３０１６を介して外科システムの単一ポートを通じて接続され得るが、接続を変更することなく、モジュール式エネルギーシステムの単極、双極、又は組み合わせエネルギーモードの間に使用するために再割り当てすることができる。
図５１の態様によれば、フットスイッチ１３０００は、第１のフットペダル１３００２及び第２のフットペダル１３００４を含む。第１のフットペダル１３００２及び第２のフットペダル１３００４は、モジュール式エネルギーシステムのポートに接続された器具を作動させて、様々な機能を実行することができる。例えば、図５１では、第１のフットペダル１３００２は、エネルギーモジュールの切断エネルギーモードを起動するように割り当てられてもよく、第２のフットペダル１３００４は、エネルギーモジュールの凝固エネルギーモードを起動するように割り当てられてもよい。しかしながら、第１のフットペダル１３００２及び第２のフットペダル１３００４のそれぞれは、ユーザインターフェースを介してモジュール式エネルギーシステムの異なる機能を起動するように再割り当てされ得る。図５１のフットスイッチ１３０００は、第１のフットペダル１３００２及び第２のフットペダル１３００４を含むが、この特定の例は単に例示目的のためのものであり、本開示の他の非限定態様は、単一のフットペダルを含む。例えば、１つの非限定態様では、フットスイッチは、モジュール式エネルギーシステムの双極又は組み合わせエネルギーポートに割り当て可能な単一のフットペダルを含む。本開示の更に他の非限定態様は、３つ以上のフットペダルを含む。例えば、１つの非限定態様では、フットスイッチは、モジュール式エネルギーシステムの様々なエネルギーモードの起動に割り当て可能な３つのペダルを含む。したがって、フットスイッチ１３０００は、意図される用途に応じて、任意の数のフットペダルを含むように構成することができる。
更に図５１を参照すると、フットスイッチ１３０００は、第１のフットペダル１３００２及び第２のフットペダル１３００４のそれぞれの上に位置付けられた、第１の再構成可能なディスプレイ１３００６及び第２の再構成可能なディスプレイ１３００８を含む。第１の再構成可能なディスプレイ１３００６及び第２の再構成可能なディスプレイ１３００８は、第１のフットペダル１３００２及び第２のフットペダル１３００４のそれぞれが起動のために割り当てられるエネルギーモードをユーザに通知することができる。したがって、再構成可能なディスプレイ１３００６、１３００８によって表示されるテキスト、色、又は他のしるしは、それぞれのフットペダル１３００２、１３００４が割り当てられた特定のモード又は機能に対応することができる。再構成可能なディスプレイ１３００６、１３００８は、発光ダイオードディスプレイ（ＬＥＤ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、エレクトロルミネセントディスプレイ（ＥＬＤ）、電子ペーパー、及びデジタルライトプロセシングディスプレイ（ＤＬＰ）が挙げられるが、これらに限定されない、任意の数のディスプレイ技術を利用する。図５１の特定の態様では、第１のフットペダル１３００２は、接続された電気外科用器具を起動して組織を切断するように構成されている。したがって、第１の再構成可能なディスプレイ１３００６は、単語「切断」を表示することができる。同様に、第２のフットペダル１３００４は、接続された電気外科用器具を起動して組織を凝固させるように構成されている。したがって、第２の再構成可能なディスプレイ１３００８は、単語「凝固」を表示することができる。しかしながら、ユーザインターフェースが第１のフットペダル１３００２又は第２のフットペダル１３００４のそれぞれを、モジュール式エネルギーシステムの異なるエネルギーモードを起動させるために割り当てるとき、第１の再構成可能なディスプレイ１３００６及び第２の再構成可能なディスプレイ１３００８のそれぞれは、新しい機能を表示するように再構成されている。再構成可能なディスプレイ１３００６、１３００８は、モジュール式エネルギーシステムによって自動的に再構成されるか、又はユーザによって手動で変更することができる。図５１のフットスイッチ１３０００は、２つのフットペダルのそれぞれに対して１つずつ、２つの再構成可能なディスプレイを含むが、本開示の他の非限定態様は、フットペダルの数よりも少ない再構成可能なディスプレイを含み、このとき再構成可能なディスプレイは、フットスイッチ上のフットペダルのいずれかの割り当てられた機能をユーザに通知することができる。本開示の更に他の非限定態様は、モジュール式エネルギーシステムのユーザインターフェース及び／又はディスプレイを使用してそれぞれのフットペダルの機能を表示する、再構成可能なディスプレイを１つにまとめない。本開示の他の非限定態様は、それぞれのフットペダルの構成された機能をユーザに通知するために、可聴又は触覚フィードバックを優先し、再構成可能なディスプレイを省略する。フットスイッチの更に他の態様は、ユーザと通信するための構成可能なディスプレイ、可聴フィードバック、及び触覚フィードバックの組み合わせを含む。
図５１の態様によれば、フットスイッチ１３０００は、モジュール式エネルギーシステムと連動して、ポート、モジュール、駆動モード、及び／又は接続された器具に関連する多数のプログラムされた機能を実行するように構成されている、追加の機能ボタン１３０１０を含む。例えば、図５１の追加の機能ボタン１３０１０は、フットスイッチ１３０００をモジュール式エネルギーシステムの異なるポートに再割り当てすることができる。手術が異なる器具の使用を必要とする場合、ユーザは、追加の機能ボタン１３０１０を押し、物理的接続の変更、又はユーザインターフェースへのアクセスのためのＯＲの移動の必要なく、フットスイッチ１３０００を再割り当てし、モジュール式エネルギーシステムの第２のポートを起動することができる。第１のフットペダル１３００２及び第２のフットペダル１３００４と同様に、ユーザインターフェースを使用して追加の機能ボタン１３０１０を再割り当てし、任意の数の代替機能を実行することができる。例えば、追加の機能ボタン１３０１０は、フットスイッチ１３０００をモジュール式外科システムの代替モジュール又は駆動モードに再割り当てするように構成することができる。あるいは、追加の機能ボタン１３０１０は、モジュール式エネルギーシステムの代替エネルギーモードを起動するために、第１のフットペダル１３００２又は第２のフットペダル１３００４を再割り当てするように構成され得る。
ユーザインターフェースは、フットスイッチ１３０００をモジュール式エネルギーシステムに接続すると、自動的にデフォルト設定を適用することができる。ユーザは、外科システムのユーザインターフェースを介してデフォルト設定を選択することができ、その後、外科システムと通信するデータ記憶装置に記憶される。接続時に、モジュール式エネルギーシステムは、（例えば、抵抗器識別を介して）フットスイッチを特定することができる。したがって、モジュール式エネルギーシステムは、デフォルト設定に基づいて、識別されたフットスイッチ１３０００をエネルギーモジュールの特定のポートに自動的に割り当てることができる。デフォルト設定は、更に、外科システムの特定の構成（例えば、モジュール式外科システムが形成されるエネルギーモジュールの数及び種類、モジュール式エネルギーシステムに連結されたフットスイッチ１３０００の数及び種類、モジュール式エネルギーシステムに連結されたフットスイッチ１３０００全体で集合的に利用可能なフットペダルの数及び配置）を考慮することができる。本開示の特定の態様では、デフォルト設定によるフットスイッチ１３０００の自動識別及び割り当ては、フェイルセーフとして機能する。例えば、双極及び単極腹腔鏡器具は、一般に、動作前にフットスイッチ１３０００を必要とする。一態様では、必要とされるフットスイッチ１３０００の識別及び割り当ての前に、エネルギーモジュールが作動することを防止するように、デフォルト設定が確立される。したがって、ユーザは、手術を開始する前にフットスイッチ１３０００を接続する必要がある。しかしながら、一旦接続されると、フットスイッチ１３０００及びフットペダル１３００２、１３００４は自動的に割り当てられる。したがって、デフォルト設定は、好み及び／又は手術要件に適合するように、ユーザによって修正され得る。
別の例として、モジュール式エネルギーシステムが双極手術用に構成されている場合、デフォルト設定は、デフォルト設定に基づいて、接続時に双極起動のための第１の単一フットペダルフットスイッチを自動的に構成する。第２の単一フットペダルフットスイッチがその後接続される場合、モジュール式エネルギーシステムは、第１のフットスイッチが既に双極ポートに割り当てられていることを認識し、デフォルト設定に基づいて、接続時に第２のフットスイッチを組み合わせエネルギーポートに自動的に割り当てることを認識するであろう。あるいは、モジュール式エネルギーシステムが単極手術用に構成されている場合、デフォルト設定は、デフォルト設定に基づいて、接続時に第１の単極ポートを起動するために、２つのフットペダルを有する第１のフットスイッチを自動的に割り当てることができる。２つのフットペダルを有する第２のフットスイッチが続いて接続される場合、モジュール式エネルギーシステムは、第１のフットスイッチが第１の単極ポートに既に割り当てられており、デフォルト設定に基づいて、接続時に第２のフットスイッチを自動的に割り当て、第２の単極ポートを作動させることを認識することができる。２つのフットペダルを有する第３のフットスイッチが続いて接続される場合、モジュール式エネルギーシステムは、第１のフットスイッチが第１の単極ポートに既に割り当てられており、第２のフットスイッチが第２の単極ポートに既に割り当てられており、デフォルト設定に基づいて、接続時に第３のフットスイッチを組み合わせエネルギーポートに自動的に割り当てることを認識することができる。したがって、各フットスイッチの再構成可能なディスプレイは、モジュール式エネルギーシステムがフットスイッチを自動的に割り当て、デフォルト設定が適切に適用されたことを便利に確認できるようにするため、各フットペダルの機能をユーザに通知することができる。デフォルト設定は、接続時に各フットスイッチ１３０００を自動的に割り当てることができるが、ユーザインターフェースを介して再割り当てが可能である。したがって、ユーザが設定変更を決定した場合、ユーザインターフェースを使用することによって、又は一部の態様では、追加の機能ボタン１３０１０を介して設定を切り替えることによって、それを行うことができる。
本明細書に記載される主題の様々な態様は、以下の番号付けされた実施例において説明される。
実施例１．１つ以上のエネルギーモジュールに取り外し可能に連結可能なヘッダモジュールであって、１つ以上のエネルギーモジュールは、外科用器具が接続可能である第１のポート及び第２のポートを集合的に含み、１つ以上のエネルギーモジュールのそれぞれは、外科用器具のための複数のエネルギーモダリティを駆動するように構成されており、ヘッダモジュールは、ユーザインターフェースを表示するように構成されているディスプレイスクリーンであって、ユーザインターフェースは、ユーザ入力を受信するように構成されており、ヘッダモジュールがフットスイッチから制御信号を受信することができ、フットスイッチに制御信号を送信することができるように、ヘッダモジュールがフットスイッチに接続可能である、ディスプレイスクリーンと、ディスプレイスクリーン及び１つ以上のエネルギーモジュールに連結されている制御回路であって、制御回路は、フットスイッチから制御信号を受信したことに応答して、制御回路が１つ以上のエネルギーモジュールを制御して、第１のポートに接続された第１の外科用器具のための複数のエネルギーモダリティのうちの１つを駆動させるように、フットスイッチを第１のポートに割り当て、かつ、フットスイッチから制御信号を受信したことに応答して、制御回路が１つ以上のエネルギーモジュールを制御して、第２のポートに接続された第２の外科用器具のための複数のエネルギーモダリティのうちの１つを駆動させるように、ユーザインターフェースを介して受信したユーザ入力に基づいて、フットスイッチを第１のポートから第２のポートに再割り当てするように構成されている、制御回路と、を備える、ヘッダモジュール。
実施例２．制御回路と通信するデータ記憶装置を更に備え、データ記憶装置は、フットスイッチの設定を記憶するように構成されており、制御回路は、フットスイッチがヘッダモジュールに接続されているかどうかを判定し、フットスイッチの接続状態では、データ記憶装置からフットスイッチの設定を取得し、かつ、設定に基づいて、フットスイッチを１つ以上のエネルギーモジュールの第１のポート又は第２のポートのいずれかに割り当てるように更に構成されている、実施例１に記載のヘッダモジュール。
実施例３．制御回路は、フットスイッチから制御信号を受信したことに応答して、複数のエネルギーモダリティのうちの第１のエネルギーモダリティを制御回路が駆動するように、フットスイッチを複数のエネルギーモダリティのうちの第１のエネルギーモダリティに割り当て、かつ、フットスイッチから制御信号を受信したことに応答して、複数のエネルギーモダリティのうちの第２のエネルギーモダリティを制御回路が駆動するように、ユーザインターフェースを介して受信されたユーザ入力に基づいて、フットスイッチを第１のエネルギーモダリティから第２のエネルギーモダリティに再割り当てするように更に構成されている、実施例１又は２に記載のヘッダモジュール。
実施例４．ヘッダモジュールは、複数のペダルのそれぞれから別個の信号をヘッダモジュールが受信できるように、フットスイッチの複数のペダルに更に接続可能であり、制御回路は、第１の別個の信号を複数のペダルのうちの第１のペダルから受信したことに応答して、複数のエネルギーモダリティのうちの第１のエネルギーモダリティを制御回路が駆動するように、複数のペダルのうちの第１のペダルを複数のエネルギーモダリティのうちの第１のエネルギーモダリティに割り当て、かつ第１の別個の信号を複数のペダルのうちの第１のペダルから受信したことに応答して、複数のエネルギーモダリティのうちの第２のエネルギーモダリティを制御回路が駆動するように、ユーザインターフェースを介して受信されたユーザ入力に基づいて、複数のペダルのうちの第１のペダルを複数のエネルギーモダリティのうちの第１のエネルギーモダリティから複数のエネルギーモダリティのうちの第２のエネルギーモダリティに再割り当てするように更に構成されている、実施例１～３のいずれか１つに記載のヘッダモジュール。
実施例５．制御回路が、フットスイッチの再構成可能なディスプレイに指示する制御信号をフットスイッチに送信して、複数のエネルギーモダリティのうちのあるエネルギーモダリティに関連付けられたしるしを表示するように更に構成されている、実施例４に記載のヘッダモジュール。
実施例６．制御回路が、制御信号をフットスイッチに送信し、それによって、フットスイッチの再構成可能なディスプレイに、１つ以上のエネルギーモジュールのポートに関連付けられたしるしを表示させるように更に構成されている、実施例１～５のいずれか１つに記載のヘッダモジュール。
実施例７．ヘッダモジュールが、フットスイッチに制御信号を無線で送信することができ、ヘッダモジュールが、フットスイッチから制御信号を無線で受信することができるように、ヘッダモジュールがフットスイッチに無線接続可能である、実施例１～６のいずれか１つに記載のヘッダモジュール。
実施例８．フットスイッチが、第２のフットスイッチに接続可能であり、フットスイッチは、第２のフットスイッチからヘッダモジュールに制御信号を送信するように更に構成されており、フットスイッチは、ヘッダモジュールがフットスイッチに接続されているときに、第２のフットスイッチに制御信号を送信するように更に構成されている、実施例１～７のいずれか１つに記載のヘッダモジュール。
実施例９．制御回路が、フットスイッチの追加の機能ボタンから割り当て信号を受信するように更に構成されている、実施例１～８のいずれか１つに記載のヘッダモジュール。
実施例１０．制御回路は、フットスイッチから制御信号を受信したことに応答して、１つ以上のエネルギーモジュールを制御回路が制御し、第１のポートに接続された外科用器具のための複数のエネルギーモダリティのうちの１つを駆動するように、追加の機能ボタンから割り当て信号を受信したことに応答して、フットスイッチを第１のポートに再割り当てするように更に構成されている、実施例９に記載のヘッダモジュール。
実施例１１．制御回路は、フットスイッチから制御信号を受信したことに応答して、制御回路が１つ以上のエネルギーモジュールに、複数のエネルギーモダリティのうちの第１のエネルギーモダリティを駆動させるように、追加の機能ボタンから割り当て信号を受信したことに応答して、フットスイッチを複数のエネルギーモダリティのうちの第１のエネルギーモダリティに割り当てるように更に構成されている、実施例９又は１０に記載のヘッダモジュール。
実施例１２．モジュール式エネルギーシステムに接続するように構成されているフットスイッチであって、フットスイッチは、ペダルと、ディスプレイスクリーンと、ディスプレイスクリーンに連結されている制御回路であって、ペダルの第１の機能に関連付けられた第１のしるしをディスプレイスクリーンに表示させ、モジュール式エネルギーシステムから受信した制御信号に基づいて、ペダルの第２の機能に関連付けられた第２のしるしをディスプレイスクリーンに表示させるように構成されている、制御回路と、を備える、フットスイッチ。
実施例１３．ユーザ入力を受信するように構成されている追加の機能ボタンを更に備え、制御回路は、追加の機能ボタンがユーザ入力を受信するのに応答して、モジュール式エネルギーシステムに制御信号を送信するように更に構成されている、実施例１２に記載のフットスイッチ。
実施例１４．フットスイッチが第２のフットスイッチに接続可能であり、制御回路は、第２のフットスイッチから受信した制御信号をモジュール式エネルギーシステムに送信するように更に構成されており、制御回路は、モジュール式エネルギーシステムから受信した制御信号を第２のフットスイッチに送信するように更に構成されている、実施例１２又は１３に記載のフットスイッチ。
実施例１５．モジュール式エネルギーシステムに接続するように構成されているフットスイッチであって、フットスイッチは、ペダルと、ディスプレイスクリーンと、ディスプレイスクリーンに連結されている制御回路であって、ペダルが割り当て解除されていることを示す第１のしるしをディスプレイスクリーンに表示させ、モジュール式エネルギーシステムから受信した制御信号に基づいて、ペダルに割り当てられた外科用器具に対応する第２のしるしをディスプレイスクリーンに表示させるように構成されている、制御回路と、を備える、フットスイッチ。
実施例１６．第２のフットスイッチから第２の制御信号を受信するように構成されているポートを更に備え、フットスイッチは、モジュール式エネルギーシステムから第２のフットスイッチに第２の制御信号を送信するように更に構成されている、実施例１５に記載のフットスイッチ。
実施例１７．フットスイッチが無線で使用可能であり、フットスイッチが、モジュール式エネルギーシステムから制御信号を無線で受信するように更に構成されている、実施例１５又は１６に記載のフットスイッチ。
実施例１８．スピーカを更に備え、制御回路は、モジュール式エネルギーシステムから制御信号を受信したことに応答して、スピーカに可聴通知を伝達させるように更に構成されている、実施例１５～１７のいずれか１つに記載のフットスイッチ。
実施例１９．モータを更に備え、制御回路は、モジュール式エネルギーシステムから制御信号を受信したことに応答して、モータに触覚通知を提供させるように更に構成されている、実施例１５～１８のいずれか１つに記載のフットスイッチ。
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細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。多くの修正、変形、変更、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、変更、置換、修正、及び等価物を網羅することを意図する。
上記の詳細な説明は、ブロック図、フローチャート及び／又は実施例を用いて、装置及び／又はプロセスの様々な形態について記載してきた。そのようなブロック図、フローチャート及び／又は実施例が１つ以上の機能及び／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装することができ、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タイプにかかわらず用いられる。
様々な開示された態様を実施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配布され得る。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タイプの有形機械可読媒体が挙げられる。
本明細書の任意の態様で使用されるとき、用語「制御回路」は、例えば、ハードワイヤード回路、プログラマブル回路（例えば、１つ以上の個々の命令処理コアを含むコンピュータプロセッサ、処理ユニット、プロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロコントローラユニット、コントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、プログラマブル論理機構（ＰＬＤ）、プログラマブル論理アレイ（ＰＬＡ）、又はフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ））、状態機械回路、プログラマブル回路によって実行される命令を記憶するファームウェア、及びこれらの任意の組み合わせを指すことができる。制御回路は、集合的に又は個別に、例えば、集積回路（ＩＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、システムオンチップ（ＳｏＣ）、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、サーバ、スマートフォンなどの、より大きなシステムの一部を形成する回路として具現化され得る。したがって、本明細書で使用するとき、「制御回路」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を含むが、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、アナログ形式若しくはデジタル形式、又はこれらのいくつかの組み合わせで実装されてもよいことを認識するであろう。
本明細書の任意の態様で使用される場合、用語「論理」は、前述の動作のいずれかを実施するように構成されたアプリケーション、ソフトウェア、ファームウェア及び／又は回路を指し得る。ソフトウェアは、非一時的コンピュータ可読記憶媒体上に記録されたソフトウェアパッケージ、コード、命令、命令セット及び／又はデータとして具現化されてもよい。ファームウェアは、メモリ装置内のコード、命令、若しくは命令セット及び／又はハードコードされた（例えば、不揮発性の）データとして具現化されてもよい。
本明細書の任意の態様で使用するとき、用語「構成要素」、「システム」、「モジュール」などは、ハードウェア、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせ、ソフトウェア、又は実行中のソフトウェアのどちらかであるコンピュータ関連エンティティを指すことができる。
本明細書の任意の態様で使用するとき、「アルゴリズム」とは、所望の結果につながる工程の自己無撞着シーケンスを指し、「工程」とは、必ずしも必要ではないが、記憶、転送、結合、比較及び別様に操作されることが可能な電気信号又は磁気信号の形態をとることができる物理量及び／又は論理状態の操作を指す。これらの信号を、ビット、値、要素、記号、文字、用語、番号などとして言及することが一般的な扱い方である。これらの及び類似の用語は、適切な物理量と関連付けられてもよく、また単に、これらの量及び／又は状態に適用される便利なラベルである。
ネットワークとしては、パケット交換ネットワークが挙げられ得る。通信装置は、選択されたパケット交換ネットワーク通信プロトコルを使用して、互いに通信することができる。１つの例示的な通信プロトコルとしては、伝送制御プロトコル／インターネットプロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）を使用して通信を可能にすることができるイーサネット通信プロトコルを挙げることができる。イーサネットプロトコルは、Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ（ＩＥＥＥ）によって発行された２００８年１２月発行の表題「ＩＥＥＥ８０２．３Ｓｔａｎｄａｒｄ」、及び／又は本規格の後のバージョンのイーサネット規格に準拠するか、又は互換性があり得る。代替的に又は追加的に、通信装置は、Ｘ．２５通信プロトコルを使用して互いに通信することができる。Ｘ．２５通信プロトコルは、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ－Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ Ｓｅｃｔｏｒ（ＩＴＵ－Ｔ）によって公布された規格に準拠するか、又は互換性があり得る。代替的に又は追加的に、通信装置は、フレームリレー通信プロトコルを使用して互いに通信することができる。フレームリレー通信プロトコルは、Ｃｏｎｓｕｌｔａｔｉｖｅ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ ｆｏｒ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｇｒａｐｈ ａｎｄ Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ（ＣＣＩＴＴ）及び／又はｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ（ＡＮＳＩ）によって公布された規格に準拠するか、又は互換性があり得る。代替的に又は追加的に、送受信機は、非同期転送モード（ＡＴＭ）通信プロトコルを使用して互いに通信することが可能であり得る。ＡＴＭ通信プロトコルは、ＡＴＭ Ｆｏｒｕｍによって「ＡＴＭ－ＭＰＬＳ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｗｏｒｋｉｎｇ２．０」という題で２００１年８月に公開されたＡＴＭ規格及び／又は本規格の後のバージョンに準拠するか、又は互換性があり得る。当然のことながら、異なる及び／又は後に開発されたコネクション型ネットワーク通信プロトコルは、本明細書で等しく企図される。
別段の明確な定めがない限り、前述の開示から明らかなように、前述の開示全体を通じて、「処理すること（processing）」、「計算すること（computing）」、「算出すること（calculating）」、「判定すること（determining）」、「表示すること（displaying）」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アクション及び処理を指していることが理解されよう。
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。
「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、多くの配向及び位置で使用されるものであり、これらの用語は限定的及び／又は絶対的であることを意図したものではない。
当業者は、一般に、本明細書で使用され、かつ特に添付の特許請求の範囲（例えば、添付の特許請求の範囲の本文）で使用される用語は、概して「オープンな」用語として意図されるものである（例えば、「含む（including）」という用語は、「～を含むが、それらに限定されない（including but not limited to）」と解釈されるべきであり、「有する（having）」という用語は「～を少なくとも有する（having at least）」と解釈されるべきであり、「含む（includes）」という用語は「～を含むが、それらに限定されない（includes but is not limited to）」と解釈されるべきであるなど）ことを理解するであろう。更に、導入された請求項記載（introduced claim recitation）において特定の数が意図される場合、かかる意図は当該請求項中に明確に記載され、またかかる記載がない場合は、かかる意図は存在しないことが、当業者には理解されるであろう。例えば、理解を助けるものとして、後続の添付の特許請求の範囲は、「少なくとも１つの（at least one）」及び「１つ以上の（one or more）」という導入句を、請求項記載を導入するために含むことがある。しかしながら、かかる句の使用は、「ａ」又は「ａｎ」という不定冠詞によって請求項記載を導入した場合に、たとえ同一の請求項内に「１つ以上の」又は「少なくとも１つの」といった導入句及び「ａ」又は「ａｎ」という不定冠詞が含まれる場合であっても、かかる導入された請求項記載を含むいかなる特定の請求項も、かかる記載事項を１つのみ含む請求項に限定されると示唆されるものと解釈されるべきではない（例えば、「ａ」及び／又は「ａｎ」は通常、「少なくとも１つの」又は「１つ以上の」を意味するものと解釈されるべきである）。定冠詞を使用して請求項記載を導入する場合にも、同様のことが当てはまる。
更に、導入された請求項記載において特定の数が明示されている場合であっても、かかる記載は、典型的には、少なくとも記載された数を意味するものと解釈されるべきであることが、当業者には認識されるであろう（例えば、他に修飾語のない、単なる「２つの記載事項」という記載がある場合、一般的に、少なくとも２つの記載事項、又は２つ以上の記載事項を意味する）。更に、「Ａ、Ｂ及びＣなどのうちの少なくとも１つ」に類する表記が用いられる場合、一般に、かかる構文は、当業者がその表記を理解するであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ及びＣのうちの少なくとも１つを有するシステム」は、限定するものではないが、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢの両方、ＡとＣの両方、ＢとＣの両方及び／又はＡとＢとＣの全てなどを有するシステムを含む）。「Ａ、Ｂ又はＣなどのうちの少なくとも１つ」に類する表記が用いられる場合、一般に、かかる構文は、当業者がその表記を理解するであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、又はＣのうちの少なくとも１つを有するシステム」は、限定するものではないが、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢの両方、ＡとＣの両方、ＢとＣの両方及び／又はＡとＢとＣの全てなどを有するシステムを含む）。更に、典型的には、２つ以上の選択的な用語を表すあらゆる選言的な語及び／又は句は、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除いて、明細書内であろうと、請求の範囲内であろうと、あるいは図面内であろうと、それら用語のうちの１つ、それらの用語のうちのいずれか、又はそれらの用語の両方を含む可能性を意図すると理解されるべきであることが、当業者には理解されよう。例えば、「Ａ又はＢ」という句は、典型的には、「Ａ」又は「Ｂ」又は「Ａ及びＢ」の可能性を含むものと理解されよう。
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。
「一態様」、「態様」、「例示」、「一例示」などへの任意の参照は、その態様に関連して記載される特定の機構、構造又は特性が少なくとも１つの態様に含まれると意味することは特記に値する。したがって、本明細書の全体を通じて様々な場所に見られる語句「一態様では」、「態様では」、「例示では」及び「一例示では」は、必ずしも全てが同じ態様を指すものではない。更に、特定の特徴、構造、又は特性は、１つ以上の態様において任意の好適な様態で組み合わせることができる。
本明細書で参照され、かつ／又は任意の出願データシートに列挙される任意の特許出願、特許、非特許刊行物、又は他の開示資料は、組み込まれる資料が本明細書と矛盾しない範囲で、参照により本明細書に組み込まれる。それ自体、また必要な範囲で、本明細書に明瞭に記載される開示内容は、参照により本明細書に組み込まれるあらゆる矛盾する記載に優先するものとする。参照により本明細書に組み込まれると言及されているが、現行の定義、見解、又は本明細書に記載される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、組み込まれた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、組み込まれるものとする。
要約すると、本明細書に記載した構想を用いる結果として得られる多くの利益が記載されてきた。１つ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。
〔実施の態様〕
（１） １つ以上のエネルギーモジュールに取り外し可能に連結可能なヘッダモジュールであって、前記１つ以上のエネルギーモジュールは、外科用器具が接続可能である第１のポート及び第２のポートを集合的に含み、前記１つ以上のエネルギーモジュールのそれぞれは、前記外科用器具のための複数のエネルギーモダリティを駆動するように構成されており、前記ヘッダモジュールは、
ユーザインターフェースを表示するように構成されているディスプレイスクリーンであって、前記ユーザインターフェースは、ユーザ入力を受信するように構成されており、
前記ヘッダモジュールがフットスイッチから制御信号を受信することができ、前記フットスイッチに制御信号を送信することができるように、前記ヘッダモジュールが前記フットスイッチに接続可能である、ディスプレイスクリーンと、
前記ディスプレイスクリーン及び前記１つ以上のエネルギーモジュールに連結されている制御回路であって、前記制御回路は、
前記フットスイッチから前記制御信号を受信したことに応答して、前記制御回路が前記１つ以上のエネルギーモジュールを制御して、前記第１のポートに接続された第１の外科用器具のための前記複数のエネルギーモダリティのうちの１つを駆動させるように、前記フットスイッチを前記第１のポートに割り当て、かつ、
前記フットスイッチから前記制御信号を受信したことに応答して、前記制御回路が前記１つ以上のエネルギーモジュールを制御して、前記第２のポートに接続された第２の外科用器具のための前記複数のエネルギーモダリティのうちの１つを駆動させるように、前記ユーザインターフェースを介して受信した前記ユーザ入力に基づいて、前記フットスイッチを前記第１のポートから前記第２のポートに再割り当てするように構成されている、制御回路と、を備える、ヘッダモジュール。
（２） 前記制御回路と通信するデータ記憶装置を更に備え、前記データ記憶装置は、前記フットスイッチの設定を記憶するように構成されており、前記制御回路は、
前記フットスイッチが前記ヘッダモジュールに接続されているかどうかを判定し、
前記フットスイッチの接続状態では、
前記データ記憶装置から前記フットスイッチの設定を取得し、かつ、
前記設定に基づいて、前記フットスイッチを前記１つ以上のエネルギーモジュールの前記第１のポート又は前記第２のポートのいずれかに割り当てるように更に構成されている、実施態様１に記載のヘッダモジュール。
（３） 前記制御回路は、
前記フットスイッチから前記制御信号を受信したことに応答して、前記複数のエネルギーモダリティのうちの第１のエネルギーモダリティを前記制御回路が駆動するように、前記フットスイッチを前記複数のエネルギーモダリティのうちの前記第１のエネルギーモダリティに割り当て、かつ、
前記フットスイッチから前記制御信号を受信したことに応答して、前記複数のエネルギーモダリティのうちの第２のエネルギーモダリティを前記制御回路が駆動するように、前記ユーザインターフェースを介して受信された前記ユーザ入力に基づいて、前記フットスイッチを前記第１のエネルギーモダリティから前記第２のエネルギーモダリティに再割り当てするように更に構成されている、実施態様１に記載のヘッダモジュール。
（４） 前記ヘッダモジュールは、前記フットスイッチの複数のペダルのそれぞれから別個の信号を前記ヘッダモジュールが受信できるように、前記複数のペダルに更に接続可能であり、前記制御回路は、
第１の別個の信号を前記複数のペダルのうちの第１のペダルから受信したことに応答して、前記複数のエネルギーモダリティのうちの第１のエネルギーモダリティを前記制御回路が駆動するように、前記複数のペダルのうちの第１のペダルを前記複数のエネルギーモダリティのうちの前記第１のエネルギーモダリティに割り当て、かつ
前記第１の別個の信号を前記複数のペダルのうちの前記第１のペダルから受信したことに応答して、前記複数のエネルギーモダリティのうちの第２のエネルギーモダリティを前記制御回路が駆動するように、前記ユーザインターフェースを介して受信された前記ユーザ入力に基づいて、前記複数のペダルのうちの前記第１のペダルを前記複数のエネルギーモダリティのうちの前記第１のエネルギーモダリティから前記複数のエネルギーモダリティのうちの前記第２のエネルギーモダリティに再割り当てするように更に構成されている、実施態様１に記載のヘッダモジュール。
（５） 前記制御回路が、前記フットスイッチの再構成可能なディスプレイに指示する制御信号を前記フットスイッチに送信して、前記複数のエネルギーモダリティのうちのあるエネルギーモダリティに関連付けられたしるしを表示するように更に構成されている、実施態様４に記載のヘッダモジュール。
（６） 前記制御回路が、制御信号を前記フットスイッチに送信し、それによって、前記フットスイッチの再構成可能なディスプレイに、前記１つ以上のエネルギーモジュールのポートに関連付けられたしるしを表示させるように更に構成されている、実施態様１に記載のヘッダモジュール。
（７） 前記ヘッダモジュールが、前記フットスイッチに制御信号を無線で送信することができ、前記ヘッダモジュールが、前記フットスイッチから制御信号を無線で受信することができるように、前記ヘッダモジュールが前記フットスイッチに無線接続可能である、実施態様１に記載のヘッダモジュール。
（８） 前記フットスイッチが、第２のフットスイッチに接続可能であり、前記フットスイッチは、前記第２のフットスイッチから前記ヘッダモジュールに制御信号を送信するように更に構成されており、前記フットスイッチは、前記ヘッダモジュールが前記フットスイッチに接続されているときに、前記第２のフットスイッチに制御信号を送信するように更に構成されている、実施態様１に記載のヘッダモジュール。
（９） 前記制御回路が、前記フットスイッチの追加の機能ボタンから割り当て信号を受信するように更に構成されている、実施態様１に記載のヘッダモジュール。
（１０） 前記制御回路は、前記フットスイッチから前記制御信号を受信したことに応答して、前記１つ以上のエネルギーモジュールを前記制御回路が制御し、前記第１のポートに接続された外科用器具のための前記複数のエネルギーモダリティのうちの１つを駆動するように、前記追加の機能ボタンから前記割り当て信号を受信したことに応答して、前記フットスイッチを前記第１のポートに再割り当てするように更に構成されている、実施態様９に記載のヘッダモジュール。
（１１） 前記制御回路は、前記フットスイッチから前記制御信号を受信したことに応答して、前記制御回路が前記１つ以上のエネルギーモジュールに、前記複数のエネルギーモダリティのうちの第１のエネルギーモダリティを駆動させるように、前記追加の機能ボタンから前記割り当て信号を受信したことに応答して、前記フットスイッチを前記複数のエネルギーモダリティのうちの前記第１のエネルギーモダリティに割り当てるように更に構成されている、実施態様９に記載のヘッダモジュール。
（１２） モジュール式エネルギーシステムに接続するように構成されているフットスイッチであって、前記フットスイッチは、
ペダルと、
ディスプレイスクリーンと、
前記ディスプレイスクリーンに連結されている制御回路であって、
前記ペダルの第１の機能に関連付けられた第１のしるしを前記ディスプレイスクリーンに表示させ、
前記モジュール式エネルギーシステムから受信した制御信号に基づいて、前記ペダルの第２の機能に関連付けられた第２のしるしを前記ディスプレイスクリーンに表示させるように構成されている、制御回路と、を備える、フットスイッチ。
（１３） ユーザ入力を受信するように構成されている追加の機能ボタンを更に備え、前記制御回路は、前記追加の機能ボタンが前記ユーザ入力を受信するのに応答して、前記モジュール式エネルギーシステムに制御信号を送信するように更に構成されている、実施態様１２に記載のフットスイッチ。
（１４） 前記フットスイッチが第２のフットスイッチに接続可能であり、前記制御回路は、前記第２のフットスイッチから受信した制御信号を前記モジュール式エネルギーシステムに送信するように更に構成されており、前記制御回路は、前記モジュール式エネルギーシステムから受信した制御信号を前記第２のフットスイッチに送信するように更に構成されている、実施態様１２に記載のフットスイッチ。
（１５） モジュール式エネルギーシステムに接続するように構成されているフットスイッチであって、前記フットスイッチは、
ペダルと、
ディスプレイスクリーンと、
前記ディスプレイスクリーンに連結されている制御回路であって、
前記ペダルが割り当て解除されていることを示す第１のしるしを前記ディスプレイスクリーンに表示させ、
前記モジュール式エネルギーシステムから受信した制御信号に基づいて、前記ペダルに割り当てられた外科用器具に対応する第２のしるしを前記ディスプレイスクリーンに表示させるように構成されている、制御回路と、を備える、フットスイッチ。
（１６） 第２のフットスイッチから第２の制御信号を受信するように構成されているポートを更に備え、前記フットスイッチは、前記モジュール式エネルギーシステムから前記第２のフットスイッチに第２の制御信号を送信するように更に構成されている、実施態様１５に記載のフットスイッチ。
（１７） 前記フットスイッチが無線で使用可能であり、前記フットスイッチが、前記モジュール式エネルギーシステムから前記制御信号を無線で受信するように更に構成されている、実施態様１５に記載のフットスイッチ。
（１８） スピーカを更に備え、前記制御回路は、前記モジュール式エネルギーシステムから前記制御信号を受信したことに応答して、前記スピーカに可聴通知を伝達させるように更に構成されている、実施態様１５に記載のフットスイッチ。
（１９） モータを更に備え、前記制御回路は、前記モジュール式エネルギーシステムから前記制御信号を受信したことに応答して、前記モータに触覚通知を提供させるように更に構成されている、実施態様１５に記載のフットスイッチ。

Claims (10)

  1. １つ以上のエネルギーモジュールに取り外し可能に連結可能なヘッダモジュールであって、前記１つ以上のエネルギーモジュール及び前記ヘッダモジュールはそれぞれ筐体を有し、これら筐体は一体的な組み合わせユニット化できるように構成されており、前記１つ以上のエネルギーモジュールは、外科用器具が接続可能である第１のポート及び第２のポートを集合的に含み、前記１つ以上のエネルギーモジュールのそれぞれは、前記外科用器具のための複数のエネルギーモダリティを駆動するように構成されており、前記ヘッダモジュールは、
    ユーザインターフェースを表示するように構成されているディスプレイスクリーンであって、前記ユーザインターフェースは、ユーザ入力を受信するように構成されており、
    前記ヘッダモジュールがフットスイッチから制御信号を受信することができ、前記フットスイッチに制御信号を送信することができるように、前記ヘッダモジュールが前記フットスイッチに接続可能である、ディスプレイスクリーンと、
    前記ディスプレイスクリーン及び前記１つ以上のエネルギーモジュールに連結されている制御回路であって、前記制御回路は、
    前記フットスイッチから前記制御信号を受信したことに応答して、前記制御回路が前記１つ以上のエネルギーモジュールを制御して、前記第１のポートに接続された第１の外科用器具のための前記複数のエネルギーモダリティのうちの１つを駆動させるように、前記フットスイッチを前記第１のポートに割り当て、かつ、
    前記フットスイッチから前記制御信号を受信したことに応答して、前記制御回路が前記１つ以上のエネルギーモジュールを制御して、前記第２のポートに接続された第２の外科用器具のための前記複数のエネルギーモダリティのうちの１つを駆動させるように、前記ユーザインターフェースを介して受信した前記ユーザ入力に基づいて、前記フットスイッチを、以前割り当てられた前記第１のポートから新しく前記第２のポートに再割り当てするように構成されている、制御回路と、を備える、ヘッダモジュール。
  2. 前記制御回路と通信するデータ記憶装置を更に備え、前記データ記憶装置は、前記フットスイッチの設定を記憶するように構成されており、前記制御回路は、
    前記フットスイッチが前記ヘッダモジュールに接続されているかどうかを判定し、
    前記フットスイッチの接続状態では、
    前記データ記憶装置から前記フットスイッチの設定を取得し、かつ、
    前記設定に基づいて、前記フットスイッチを前記１つ以上のエネルギーモジュールの前記第１のポート又は前記第２のポートのいずれかに割り当てるように更に構成されている、請求項１に記載のヘッダモジュール。
  3. 前記制御回路は、
    前記フットスイッチから前記制御信号を受信したことに応答して、前記複数のエネルギーモダリティのうちの第１のエネルギーモダリティを前記制御回路が駆動するように、前記フットスイッチを前記複数のエネルギーモダリティのうちの前記第１のエネルギーモダリティに割り当て、かつ、
    前記フットスイッチから前記制御信号を受信したことに応答して、前記複数のエネルギーモダリティのうちの第２のエネルギーモダリティを前記制御回路が駆動するように、前記ユーザインターフェースを介して受信された前記ユーザ入力に基づいて、前記フットスイッチを前記第１のエネルギーモダリティから前記第２のエネルギーモダリティに再割り当てするように更に構成されている、請求項１に記載のヘッダモジュール。
  4. 前記ヘッダモジュールは、前記フットスイッチの複数のペダルのそれぞれから別個の信号を前記ヘッダモジュールが受信できるように、前記複数のペダルに更に接続可能であり、前記制御回路は、
    第１の別個の信号を前記複数のペダルのうちの第１のペダルから受信したことに応答して、前記複数のエネルギーモダリティのうちの第１のエネルギーモダリティを前記制御回路が駆動するように、前記複数のペダルのうちの第１のペダルを前記複数のエネルギーモダリティのうちの前記第１のエネルギーモダリティに割り当て、かつ
    前記第１の別個の信号を前記複数のペダルのうちの前記第１のペダルから受信したことに応答して、前記複数のエネルギーモダリティのうちの第２のエネルギーモダリティを前記制御回路が駆動するように、前記ユーザインターフェースを介して受信された前記ユーザ入力に基づいて、前記複数のペダルのうちの前記第１のペダルを前記複数のエネルギーモダリティのうちの前記第１のエネルギーモダリティから前記複数のエネルギーモダリティのうちの前記第２のエネルギーモダリティに再割り当てするように更に構成されている、請求項１に記載のヘッダモジュール。
  5. 前記制御回路が、前記フットスイッチの、表示を変更可能なディスプレイに指示する制御信号を前記フットスイッチに送信して、前記第１または第２のエネルギーモダリティに関連付けられたしるしを表示するように更に構成されている、請求項４に記載のヘッダモジュール。
  6. 前記制御回路が、制御信号を前記フットスイッチに送信し、それによって、前記フットスイッチの、表示を変更可能なディスプレイに、前記１つ以上のエネルギーモジュールのポートに関連付けられたしるしを表示させるように更に構成されている、請求項１に記載のヘッダモジュール。
  7. 前記ヘッダモジュールが、前記フットスイッチに制御信号を無線で送信することができ、前記ヘッダモジュールが、前記フットスイッチから制御信号を無線で受信することができるように、前記ヘッダモジュールが前記フットスイッチに無線接続可能である、請求項１に記載のヘッダモジュール。
  8. 前記フットスイッチが、第２のフットスイッチに接続可能であり、前記フットスイッチは、前記第２のフットスイッチから前記ヘッダモジュールに制御信号を送信するように更に構成されており、前記フットスイッチは、前記ヘッダモジュールが前記フットスイッチに接続されているときに、前記第２のフットスイッチに制御信号を送信するように更に構成されている、請求項１に記載のヘッダモジュール。
  9. 前記制御回路が、前記フットスイッチの機能ボタンから割り当て信号を受信するように更に構成されており、前記機能ボタンはユーザが押すことが出来るように構成されている、請求項１に記載のヘッダモジュール。
  10. 前記制御回路は、前記フットスイッチから前記制御信号を受信したことに応答して、前記１つ以上のエネルギーモジュールを前記制御回路が制御し、前記第１のポートに接続された外科用器具のための前記複数のエネルギーモダリティのうちの１つを駆動するように、前記機能ボタンから前記割り当て信号を受信したことに応答して、前記フットスイッチを前記第１のポートに再割り当てするように更に構成されている、請求項９に記載のヘッダモジュール。
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