JP7524432B2 - Surgical Instrument Having a Flexible Circuit - Google Patents

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JP7524432B2 JP2023147464A JP2023147464A JP7524432B2 JP 7524432 B2 JP7524432 B2 JP 7524432B2 JP 2023147464 A JP2023147464 A JP 2023147464A JP 2023147464 A JP2023147464 A JP 2023147464A JP 7524432 B2 JP7524432 B2 JP 7524432B2
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(関連出願の相互参照)
本出願は、米国特許法第119条(e)の下で、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、「SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE ELECTRODE」と題する2018年6月28日出願の米国仮特許出願第62/691,230号に対する優先権を主張する。本出願は、米国特許法第119条(e)の下で、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、「A METHOD OF USING REINFORCED FLEX CIRCUITS WITH MULTIPLE SENSORS WITH ELECTROSURGICAL DEVICES」と題する2018年6月28日出願の米国仮特許出願第62/691,228号に対する優先権を主張する。
CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS
This application claims priority under 35 U.S.C. §119(e) to U.S. Provisional Patent Application No. 62/691,230, filed June 28, 2018, entitled "SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE ELECTRODE," the entire disclosure of which is incorporated herein by reference. This application claims priority under 35 U.S.C. §119(e) to U.S. Provisional Patent Application No. 62/691,228, filed June 28, 2018, entitled "A METHOD OF USING REINFORCED FLEX CIRCUITS WITH MULTIPLE SENSORS WITH ELECTROSURGICAL DEVICES," the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.

本出願は、米国特許法第119条(e)の下で、それぞれの開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、「SURGICAL SYSTEMS WITH OPTIMIZED SENSING CAPABILITIES」と題する2018年3月30日出願の米国仮特許出願第62/650,887号、「SURGICAL SMOKE EVACUATION SENSING AND CONTROLS」と題する2018年3月30日出願の米国仮特許出願第62/650,877号、「SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」と題する2018年3月30日出願の米国仮特許出願第62/650,882号、及び「CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARABLE ARRAY ELEMENTS」と題する2018年3月30日出願の米国仮特許出願第62/650,898号の優先権の利益を主張する。 This application is a continuation of U.S. Provisional Patent Application No. 62/650,887, entitled "SURGICAL SYSTEMS WITH OPTIMIZED SENSING CAPABILITIES," filed March 30, 2018, and U.S. Provisional Patent Application No. 62/650,877, entitled "SURGICAL SMOK EVACUATION SENSING AND CONTROLS," filed March 30, 2018, and U.S. Provisional Patent Application No. 62/650,877, entitled "SMOK EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL EVACUATION SENSING AND CONTROLS," filed March 30, 2018, the disclosures of each of which are incorporated herein by reference in their entirety under 35 U.S.C. § 119(e). This application claims the benefit of priority to U.S. Provisional Patent Application No. 62/650,882, filed March 30, 2018, entitled "CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARABLE ARRAY ELEMENTS," and U.S. Provisional Patent Application No. 62/650,898, filed March 30, 2018, entitled "CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARABLE ARRAY ELEMENTS."

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

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

本出願は、一般的に及び様々な態様において、外科システム、外科用器具、及び可撓性回路に関連する発明を開示する。 This application discloses inventions relating generally and in various aspects to surgical systems, surgical instruments, and flexible circuits.

外科用器具は、様々な方向に移動することが必要とされ、かつ/又は種々の力を受ける構成要素を含む。例えば、シャフトは、回転し、関節運動し、異なる張力を経験し、ジョーは、開閉旋回し、望ましくない屈曲又は変形を経験し、切断部材は、遠位方向及び近位方向に軸方向移動し、異なる抵抗力を経験する。 Surgical instruments include components that are required to move in various directions and/or are subject to various forces. For example, shafts rotate, articulate, and experience different tensions, jaws pivot open and close, and experience undesirable bending or deformation, and cutting members move axially in distal and proximal directions and experience different resistance forces.

外科用器具はまた、電極、感知装置、処理回路、モータ、並びに配線及び/又は配線トレースなどの追加の構成要素を含んでもよく、その一部は、外科用器具の様々な部分内に位置し得る。例えば、感知装置及び/又は処理回路は、外科用器具のエンドエフェクタ内、外科用器具のシャフトアセンブリ内、及び/又は外科用器具のハンドルアセンブリ内に位置し得る。そのような追加の構成要素は、外科用器具の電気回路を形成し得、そのような電気回路の一部はまた、様々な方向に移動することを必要とされ、かつ/又は種々の力を受ける可能性がある。 The surgical instrument may also include additional components, such as electrodes, sensing devices, processing circuits, motors, and wiring and/or wiring traces, some of which may be located within various portions of the surgical instrument. For example, the sensing devices and/or processing circuits may be located within the end effector of the surgical instrument, within the shaft assembly of the surgical instrument, and/or within the handle assembly of the surgical instrument. Such additional components may form an electrical circuit of the surgical instrument, some of which may also be required to move in various directions and/or be subject to various forces.

多くの場合、様々な外科用器具のジョー電極は剛性であり、ジョーの間に位置付けられた組織に電気外科エネルギーを印加し、集合的にジョーのほぼ全幅を占め、ジョーが開閉するにつれて屈曲又は変形を経験し得る、治療用電極として利用される。ジョーによって画定されたスロットを横断するナイフを含む外科用器具では、第1の電極はスロットの第1の側(例えば、右手側)に位置付けられ得、第2の電極は、スロットの第2の側(例えば、左手側)に位置付けられ得る。 Often, the jaw electrodes of various surgical instruments are rigid and are utilized as treatment electrodes that apply electrosurgical energy to tissue positioned between the jaws, collectively occupying nearly the entire width of the jaws and may undergo bending or deformation as the jaws open and close. In surgical instruments that include a knife that traverses a slot defined by the jaws, a first electrode may be positioned on a first side of the slot (e.g., the right hand side) and a second electrode may be positioned on a second side of the slot (e.g., the left hand side).

それらの剛性の性質により、電極の望ましくない屈曲又は変形が早期破損につながり得る。また、集合的にジョーのほぼ全幅を占めることによって、電極は、ジョーの間に位置付けられた組織と接触する比較的大きな表面積を有する。電極が高周波(RF)エネルギーを組織に送達すると、電極の大きな表面積は、望ましくない組織粘着に寄与し得る。加えて、電極の大きな表面積により、感知及び/又は測定装置がジョーの間に位置付けられた組織と接触するための場所はほとんど残らない。 Due to their rigid nature, undesirable bending or deformation of the electrodes can lead to premature failure. Also, by collectively occupying nearly the entire width of the jaws, the electrodes have a relatively large surface area that contacts tissue positioned between the jaws. When the electrodes deliver radio frequency (RF) energy to the tissue, the large surface area of the electrodes can contribute to undesirable tissue adhesion. Additionally, the large surface area of the electrodes leaves little room for sensing and/or measuring devices to contact tissue positioned between the jaws.

外科用器具内の従来の電気回路では、様々な方向に移動することが必要とされ、かつ/又は種々の力を受ける電気回路の部分は、外科用器具へのそれらの接続部から外れる若しくは離れる、かつ/又は所望より高い率で故障する傾向がある。 In conventional electrical circuits within surgical instruments, portions of the electrical circuit that are required to move in various directions and/or are subject to various forces tend to become dislodged or detached from their connections to the surgical instrument and/or fail at a higher rate than desired.

外科用器具の可撓性回路が開示される。可撓性回路は、剛性部分及び可撓性部分を備える。剛性部分は、外科用器具の構成要素と機械的に係合するためのインターロック機構を含む。剛性部分は、処理装置と、論理素子と、のうちの少なくとも1つがその上に装着されている。可撓性部分は、外科用器具のシャフトアセンブリの能動曲げ部分と、シャフトアセンブリの関節継手と、のうちの1つと位置合わせされている。 A flexible circuit for a surgical instrument is disclosed. The flexible circuit includes a rigid portion and a flexible portion. The rigid portion includes an interlocking mechanism for mechanically engaging a component of the surgical instrument. The rigid portion has at least one of a processor and a logic element mounted thereon. The flexible portion is aligned with one of an active bending portion of a shaft assembly of the surgical instrument and an articulation joint of the shaft assembly.

外科用器具の可撓性回路が開示される。可撓性回路は、剛性部分と、可撓性部分と、剛性部分上及び可撓性部分上の両方に位置付けられた導電トレースと、を備える。剛性部分は、処理装置と、論理素子と、のうちの少なくとも1つがその上に装着されている。可撓性部分は、外科用器具のシャフトアセンブリの能動曲げ部分と、シャフトアセンブリの関節継手と、のうちの1つと位置合わせされている。導電トレースの高さ及び幅は、外科用器具の長さに沿って変化する。 A flexible circuit for a surgical instrument is disclosed. The flexible circuit comprises a rigid portion, a flexible portion, and conductive traces positioned on both the rigid portion and the flexible portion. The rigid portion has at least one of a processing unit and a logic element mounted thereon. The flexible portion is aligned with one of an active bending portion of a shaft assembly of the surgical instrument and an articulation joint of the shaft assembly. The height and width of the conductive traces vary along the length of the surgical instrument.

外科用器具の可撓性回路が開示される。可撓性回路は、剛性部分、可撓性部分、導電トレース、及び電磁シールドを備える。可撓性部分は、外科用器具のシャフトアセンブリの能動曲げ部分と、シャフトアセンブリの関節継手と、のうちの1つと位置合わせされている。導電トレースは、剛性部分上及び可撓性部分上の両方に位置付けられ、導電トレースの高さ及び幅は、外科用器具の長さに沿って変化する。 A flexible circuit for a surgical instrument is disclosed. The flexible circuit comprises a rigid portion, a flexible portion, a conductive trace, and an electromagnetic shield. The flexible portion is aligned with one of an active bending portion of a shaft assembly of the surgical instrument and an articulation joint of the shaft assembly. The conductive trace is positioned on both the rigid portion and the flexible portion, and the height and width of the conductive trace varies along the length of the surgical instrument.

様々な態様の特徴が、添付された特許請求の範囲で詳細に説明される。ただし、機構、及び動作の方法の両方についての様々な態様は、それらの更なる目的及び利点と共に、以降の添付図面と併せて、以下の説明を参照することにより最もよく理解することができる。
本開示の少なくとも1つの態様による、コンピュータ実装インタラクティブ外科システムのブロック図である。 本開示の少なくとも1つの態様による、手術室内で外科処置を行うために使用される外科システムである。 本開示の少なくとも1つの態様による可視化システム、ロボットシステム、及びインテリジェント器具とペアリングされた外科用ハブである。 本開示の少なくとも1つの態様による、外科用ハブ筐体、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生成器モジュールの部分斜視図である。 本開示の少なくとも1つの態様による、双極、超音波、及び単極接点、並びに排煙構成要素を備える組み合わせ生成器モジュールの斜視図である。 本開示の少なくとも1つの態様による、複数のモジュールを受容するように構成された横方向モジュール式ハウジングの複数の横方向ドッキングポートの個々の電力バスアタッチメントを示す。 本開示の少なくとも1つの態様による、複数のモジュールを受容するように構成された垂直モジュール式ハウジングを示す。 本開示の少なくとも1つの態様による、医療施設の1つ又は2つ以上の手術室、又は外科処置のための専門設備を備えた医療施設内の任意の部屋に配置されたモジュール式装置をクラウドに接続するように構成されたモジュール式通信ハブを備える外科用データネットワークを示す。 本開示の少なくとも1つの態様による、コンピュータ実装インタラクティブ外科システムを示す。 本開示の少なくとも1つの態様による、モジュール式制御タワーに連結された複数のモジュールを備える外科用ハブを示す。 本開示の少なくとも1つの態様による、ユニバーサルシリアルバス(USB)ネットワークハブ装置の一態様を示す。 本開示の少なくとも1つの態様による、外科用器具又はツールの制御システムの論理図を示す。 本開示の少なくとも1つの態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された制御回路を示す。 本開示の少なくとも1つの態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された組み合わせ論理回路を示す。 本開示の少なくとも1つの態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された順序論理回路を示す。 本開示の少なくとも1つの態様による、様々な機能を実行するために起動され得る複数のモータを備える外科用器具又はツールを示す。 本開示の少なくとも1つの態様による、本明細書で説明される外科用ツールを操作するように構成されたロボット外科用器具の回路図である。 本開示の少なくとも1つの態様による、変位部材の遠位並進を制御するようにプログラムされた外科用器具のブロック図を示す。 本開示の少なくとも1つの態様による、様々な機能を制御するように構成された外科用器具の回路図である。 本開示の少なくとも1つの態様による、他の利点の中でも、インダクタレス同調を提供するように構成された発生器の簡略ブロック図である。 本開示の少なくとも1つの態様による、図20の発生器の一形態である、発生器の一実施例を示す。 本開示の少なくとも1つの態様による、外科用器具を示す。 本開示の少なくとも1つの他の態様による、図22の外科用器具のシャフトアセンブリを示す。 本開示の少なくとも1つの態様による、図22の外科用器具の可撓性回路を示す。 本開示の少なくとも1つの態様による、図22の外科用器具のチャネル保持器を示す。 本開示の少なくとも1つの態様による、図24の線A-Aに沿った可撓性回路の断面図を示す。 本開示の少なくとも1つの態様による、図24の線B-Bに沿った可撓性回路の断面図を示す。 本開示の少なくとも1つの態様による、図22の外科用器具の可撓性電極の分解図を示す。 本開示の少なくとも1つの態様による、図22の外科用器具の可撓性電極の平面図を示す。 本開示の少なくとも1つの態様による、図22の外科用器具の可撓性電極の平面図を示す。 本開示の少なくとも1つの他の態様による、図22の外科用器具の可撓性電極の分解図を示す。 本開示の少なくとも1つの他の態様による、図22の外科用器具の可撓性電極の端面図を示す。 本開示の少なくとも1つの他の態様による、図22の外科用器具の可撓性電極の上面斜視図を示す。
The features of the various aspects are set forth in detail in the appended claims, however the various aspects, both as to organization and method of operation, together with further objects and advantages thereof, may best be understood by reference to the following description taken in conjunction with the accompanying drawings in which:
FIG. 1 is a block diagram of a computer-implemented interactive surgical system in accordance with at least one aspect of the present disclosure. 1 is a surgical system used to perform a surgical procedure in an operating room, according to at least one aspect of the present disclosure. 1 is a surgical hub paired with a visualization system, a robotic system, and an intelligent instrument according to at least one aspect of the present disclosure. FIG. 13 is a partial perspective view of a surgical hub housing and a combination generator module slidably receivable within a drawer of the surgical hub housing, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. FIG. 1 illustrates a perspective view of a combination generator module including bipolar, ultrasonic, and monopolar contacts and smoke evacuation components in accordance with at least one aspect of the present disclosure. 1 illustrates individual power bus attachments for multiple lateral docking ports of a lateral modular housing configured to receive multiple modules, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. 1 illustrates a vertical modular housing configured to receive a plurality of modules in accordance with at least one aspect of the present disclosure. FIG. 1 illustrates a surgical data network comprising a modular communications hub configured to connect modular devices located in one or more operating rooms of a medical facility, or any room in a medical facility equipped with specialized equipment for surgical procedures, to a cloud, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. 1 illustrates a computer-implemented interactive surgical system in accordance with at least one aspect of the present disclosure. 1 illustrates a surgical hub comprising a plurality of modules coupled to a modular control tower in accordance with at least one aspect of the present disclosure. 1 illustrates one aspect of a Universal Serial Bus (USB) network hub device in accordance with at least one aspect of the present disclosure. 1 illustrates a logic diagram of a control system for a surgical instrument or tool, according to at least one aspect of the present disclosure. 1 illustrates a control circuit configured to control an aspect of a surgical instrument or tool in accordance with at least one aspect of the present disclosure. 1 illustrates a combinational logic circuit configured to control aspects of a surgical instrument or tool in accordance with at least one aspect of the present disclosure. 1 illustrates a sequential logic circuit configured to control aspects of a surgical instrument or tool in accordance with at least one aspect of the present disclosure. 1 illustrates a surgical instrument or tool with multiple motors that can be activated to perform various functions, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. FIG. 1 is a circuit diagram of a robotic surgical instrument configured to manipulate a surgical tool described herein, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. FIG. 1 illustrates a block diagram of a surgical instrument programmed to control distal translation of a displacement member, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. FIG. 1 is a circuit diagram of a surgical instrument configured to control various functions in accordance with at least one aspect of the present disclosure. FIG. 1 is a simplified block diagram of a generator configured to provide, among other advantages, inductorless tuning in accordance with at least one aspect of the present disclosure. 21 illustrates an example of a generator, which is a form of the generator of FIG. 20, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. 1 illustrates a surgical instrument according to at least one aspect of the present disclosure. 23 shows a shaft assembly of the surgical instrument of FIG. 22 in accordance with at least one other aspect of the present disclosure. 23 shows a flexible circuit of the surgical instrument of FIG. 22 in accordance with at least one aspect of the present disclosure. 23 shows a channel retainer of the surgical instrument of FIG. 22 in accordance with at least one aspect of the present disclosure. FIG. 25 shows a cross-sectional view of a flexible circuit taken along line AA of FIG. 24 in accordance with at least one aspect of the present disclosure. FIG. 25 illustrates a cross-sectional view of a flexible circuit taken along line BB of FIG. 24, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. FIG. 23 shows an exploded view of a flexible electrode of the surgical instrument of FIG. 22, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. FIG. 23 shows a top view of a flexible electrode of the surgical instrument of FIG. 22, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. FIG. 23 shows a top view of a flexible electrode of the surgical instrument of FIG. 22, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. FIG. 23 shows an exploded view of a flexible electrode of the surgical instrument of FIG. 22 in accordance with at least one other aspect of the present disclosure. FIG. 23 shows an end view of a flexible electrode of the surgical instrument of FIG. 22 in accordance with at least one other aspect of the present disclosure. FIG. 23 shows a top perspective view of a flexible electrode of the surgical instrument of FIG. 22 in accordance with at least one other aspect of the present disclosure.

本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、2018年6月29日出願の以下の米国特許出願を所有する。
・「CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARABLE ARRAY ELEMENTS」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8542USNP/170755、
・「CONTROLLING A SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO SENSED CLOSURE PARAMETERS」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8543USNP/170760、
・「SYSTEMS FOR ADJUSTING END EFFECTOR PARAMETERS BASED ON PERIOPERATIVE INFORMATION」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8543USNP1/170760-1、
・「SAFETY SYSTEMS FOR SMART POWERED SURGICAL STAPLING」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8543USNP2/170760-2、
・「SAFETY SYSTEMS FOR SMART POWERED SURGICAL STAPLING」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8543USNP3/170760-3、
・「SURGICAL SYSTEMS FOR DETECTING END EFFECTOR TISSUE DISTRIBUTION IRREGULARITIES」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8543USNP4/170760-4、
・「SYSTEMS FOR DETECTING PROXIMITY OF SURGICAL END EFFECTOR TO CANCEROUS TISSUE」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8543USNP5/170760-5、
・「SURGICAL INSTRUMENT CARTRIDGE SENSOR ASSEMBLIES」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8543USNP6/170760-6、
・「VARIABLE OUTPUT CARTRIDGE SENSOR ASSEMBLY」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8543USNP7/170760-7、
・「SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE ELECTRODE」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8544USNP/170761、
・「SURGICAL INSTRUMENT WITH A TISSUE MARKING ASSEMBLY」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8544USNP2/170761-2、
・「SURGICAL SYSTEMS WITH PRIORITIZED DATA TRANSMISSION CAPABILITIES」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8544USNP3/170761-3、
・「SURGICAL EVACUATION SENSING AND MOTOR CONTROL」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8545USNP/170762、
・「SURGICAL EVACUATION SENSOR ARRANGEMENTS」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8545USNP1/170762-1、
・「SURGICAL EVACUATION FLOW PATHS」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8545USNP2/170762-2、
・「SURGICAL EVACUATION SENSING AND GENERATOR CONTROL」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8545USNP3/170762-3、
・「SURGICAL EVACUATION SENSING AND DISPLAY」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8545USNP4/170762-4、
・「COMMUNICATION OF SMOKE EVACUATION SYSTEM PARAMETERS TO HUB OR CLOUD IN SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8546USNP/170763、
・「SMOKE EVACUATION SYSTEM INCLUDING A SEGMENTED CONTROL CIRCUIT FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8546USNP1/170763-1、
・「SURGICAL EVACUATION SYSTEM WITH A COMMUNICATION CIRCUIT FOR COMMUNICATION BETWEEN A FILTER AND A SMOKE EVACUATION DEVICE」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8547USNP/170764、及び
・「DUAL IN-SERIES LARGE AND SMALL DROPLET FILTERS」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8548USNP/170765。
The applicant of this application owns the following U.S. patent applications, filed June 29, 2018, the disclosures of each of which are incorporated by reference in their entirety herein:
U.S. Patent Application Serial No. ______, Attorney Docket No. END8542USNP/170755, entitled "CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARABLE ARRAY ELEMENTS";
U.S. Patent Application Serial No. ______, Attorney Docket No. END8543USNP/170760, entitled "CONTROLLING A SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO SENSED CLOSURE PARAMETERS";
U.S. Patent Application Serial No. ______, Attorney Docket No. END8543USNP1/170760-1, entitled "SYSTEMS FOR ADJUSTING END EFFECTOR PARAMETERS BASED ON PERIOPERATIVE INFORMATION";
U.S. Patent Application Serial No. ______, Attorney Docket No. END8543USNP2/170760-2, entitled "SAFETY SYSTEMS FOR SMART POWERED SURGICAL STAPLING";
U.S. Patent Application Serial No. ______, Attorney Docket No. END8543USNP3/170760-3, entitled "SAFETY SYSTEMS FOR SMART POWERED SURGICAL STAPLING";
U.S. Patent Application Serial No. ______, Attorney Docket No. END8543USNP4/170760-4, entitled "SURGICAL SYSTEMS FOR DETECTING END EFFECTOR TISSUE DISTRIBUTION IRREGULARITIES";
U.S. Patent Application Serial No. ______, Attorney Docket No. END8543USNP5/170760-5, entitled "SYSTEMS FOR DETECTING PROXIMITY OF SURGICAL END EFFECTOR TO CANCEROUS TISSUE";
U.S. Patent Application Serial No. ______, Attorney Docket No. END8543USNP6/170760-6, entitled "SURGICAL INSTRUMENT CARTRIDGE SENSOR ASSEMBLIES";
U.S. Patent Application Serial No. ______, Attorney Docket No. END8543USNP7/170760-7, entitled "VARIABLE OUTPUT CARTRIDGE SENSOR ASSEMBLY";
U.S. Patent Application Serial No. ______, Attorney Docket No. END8544USNP/170761, entitled "SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE ELECTRODE";
U.S. Patent Application Serial No. ______, Attorney Docket No. END8544USNP2/170761-2, entitled "SURGICAL INSTRUMENT WITH A TISSUE MARKING ASSEMBLY";
U.S. Patent Application Serial No. ______, Attorney Docket No. END8544USNP3/170761-3, entitled "SURGICAL SYSTEMS WITH PRIORITIZED DATA TRANSMISSION CAPABILITIES";
U.S. patent application Ser. No. ______, Attorney Docket No. END8545USNP/170762, entitled "SURGICAL EVACUATION SENSING AND MOTOR CONTROL";
U.S. Patent Application Serial No. ______, Attorney Docket No. END8545USNP1/170762-1, entitled "SURGICAL EVACUATION SENSOR ARRANGEMENTS";
U.S. Patent Application Serial No. ______, Attorney Docket No. END8545USNP2/170762-2, entitled "SURGICAL EVACUATION FLOW PATHS";
U.S. Patent Application Serial No. ______, Attorney Docket No. END8545USNP3/170762-3, entitled "SURGICAL EVACUATION SENSING AND GENERATOR CONTROL";
U.S. Patent Application Serial No. ______, Attorney Docket No. END8545USNP4/170762-4, entitled "SURGICAL EVACUATION SENSING AND DISPLAY";
U.S. Patent Application Serial No. ______, Attorney Docket No. END8546USNP/170763, entitled "COMMUNICATION OF SMOKE EVACUATION SYSTEM PARAMETERS TO HUB OR CLOUD IN SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM";
U.S. patent application Ser. No. ____, Attorney Docket No. END8546USNP1/170763-1, entitled "SMOKE EVACUATION SYSTEM INCLUDING A SEGMENTED CONTROL CIRCUIT FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM";
U.S. patent application Ser. No. ____, entitled "SURGICAL EVACUATION SYSTEM WITH A COMMUNICATION CIRCUIT FOR COMMUNICATION BETWEEN A FILTER AND A SMOKE EVACUATION DEVICE", Attorney Docket No. END8547USNP/170764; and U.S. patent application Ser. No. ____, entitled "DUAL IN-SERIES LARGE AND SMALL DROPLET FILTERS", Attorney Docket No. END8548USNP/170765.

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

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

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

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

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

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

本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、2018年3月30日出願の以下の米国仮特許出願を所有する。
・「SURGICAL SYSTEMS WITH OPTIMIZED SENSING CAPABILITIES」と題する米国仮特許出願第62/650,887号、
・「SURGICAL SMOKE EVACUATION SENSING AND CONTROLS」と題する米国仮特許出願第62/650,877号、
・「SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」と題する米国仮特許出願第62/650,882号、及び
・「CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARABLE ARRAY ELEMENTS」と題する米国仮特許出願第62/650,898号。
The applicant of this application owns the following U.S. provisional patent applications, filed March 30, 2018, the disclosures of each of which are incorporated by reference in their entirety herein:
- U.S. Provisional Patent Application No. 62/650,887, entitled "SURGICAL SYSTEMS WITH OPTIMIZED SENSING CAPABILITIES";
- U.S. Provisional Patent Application No. 62/650,877, entitled "SURGICAL SMOKE EVACUATION SENSING AND CONTROLS";
- U.S. Provisional Patent Application No. 62/650,882, entitled "SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM", and - U.S. Provisional Patent Application No. 62/650,898, entitled "CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARABLE ARRAY ELEMENTS".

本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、2018年3月8日出願の以下の米国仮特許出願を所有する。
・「TEMPERATURE CONTROL IN ULTRASONIC DEVICE AND CONTROL SYSTEM THEREFOR」と題する米国仮特許出願第62/640,417号、及び
・「ESTIMATING STATE OF ULTRASONIC END EFFECTOR AND CONTROL SYSTEM THEREOFR」と題する米国仮特許出願第62/640,415号。
The applicant of this application owns the following U.S. provisional patent applications, filed March 8, 2018, the disclosures of each of which are incorporated by reference in their entirety herein:
- U.S. Provisional Patent Application No. 62/640,417, entitled "TEMPERATURE CONTROL IN ULTRASONIC DEVICE AND CONTROL SYSTEM THEREFOR", and - U.S. Provisional Patent Application No. 62/640,415, entitled "ESTIMATING STATE OF ULTRASONIC END EFFECTOR AND CONTROL SYSTEM THEREFOR".

本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、2017年12月28日出願の以下の米国仮特許出願を所有する。
・「INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」と題する米国仮特許出願第62/611,341号、
・「CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS」と題する米国仮特許出願第62/611,340号、及び
・「ROBOT ASSISTED SURGICAL PLATFORM」と題する米国仮特許出願第62/611,339号。
The applicant of this application owns the following U.S. provisional patent applications, filed December 28, 2017, the disclosures of each of which are incorporated by reference in their entirety herein:
- U.S. Provisional Patent Application No. 62/611,341, entitled "INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM";
- U.S. Provisional Patent Application No. 62/611,340, entitled "CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS," and - U.S. Provisional Patent Application No. 62/611,339, entitled "ROBOT ASSISTED SURGICAL PLATFORM."

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

以下の「発明を実施するための形態」では、本明細書の一部を構成する添付の図面を参照する。図中、一般的に、同様の記号及び参照符合は、内容によりそうでない旨が断られない限り、複数の図を通じて同様の要素を示す。「発明を実施するための形態」、「図面」、及び「特許請求の範囲」に記載される例示的な態様は、限定を目的としたものではない。本明細書に記載される技術の範囲から逸脱することなく、他の態様を使用することが可能であり、他の変更を行うことが可能である。 In the following Detailed Description, reference is made to the accompanying drawings, which form a part of this specification. In the drawings, like symbols and reference characters generally refer to like elements throughout the several views, unless the content dictates otherwise. The illustrative embodiments described in the Detailed Description, the Drawings, and the Claims are not intended to be limiting. Other embodiments may be used, and other changes may be made, without departing from the scope of the technology described herein.

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

本明細書に記載の教示、表現、態様、実施形態、実施例などのうちのいずれか1つ又は2つ以上を、本明細書に記載の他の教示、表現、態様、実施形態、実施例などのうちのいずれか1つ又は2つ以上と組み合わせることができる点も更に理解される。したがって、以下に記載される教示、表現、態様、実施形態、実施例などは、互いに対して切り離して考慮されるべきではない。本明細書の教示を組み合わせることができる様々な好適な方法が、本明細書の教示を考慮することで当業者には容易に明らかとなるであろう。このような改変及び変形形態は、「特許請求の範囲」の範囲内に含まれるものとする。 It is further understood that any one or more of the teachings, expressions, aspects, embodiments, examples, etc. described herein can be combined with any one or more of the other teachings, expressions, aspects, embodiments, examples, etc. described herein. Thus, the teachings, expressions, aspects, embodiments, examples, etc. described below should not be considered in isolation from one another. Various suitable ways in which the teachings herein can be combined will be readily apparent to those of skill in the art in light of the teachings herein. Such modifications and variations are intended to be included within the scope of the "claims."

外科システム、外科用器具、可撓性回路、及び可撓性電極アセンブリの様々な態様を詳細に説明する前に、本明細書に開示された様々な態様は、それらの用途又は使用において、添付の図面及び説明に例示される部品の構造及び配置の詳細に限定されないことに留意すべきである。むしろ、開示された態様は、他の態様、実施形態、変形形態、及びそれらの改変として位置付けるか、又はこれらに組み込むことが可能であり、様々な方法で実施又は実行してもよい。したがって、本明細書に開示される外科システム、外科用器具、可撓性回路、及び可撓性電極アセンブリの態様は、本質的に例示的なものであり、その範囲又は用途を限定することを意図するものではない。更に、別途記載のない限り、本明細書で用いる用語及び表現は、読者の便宜のために態様を説明する目的で選択されるものであって、それらの範囲を限定することを意図するものではない。更に、開示された態様、態様の表現及び/又はその実施例のうちの任意の1つ又は2つ以上を、限定することなく、他の開示された態様、態様の表現及び/又はその実施例のうちの任意の1つ又は2つ以上と組み合わせることができる点を理解されたい。 Before describing the various aspects of the surgical system, surgical instrument, flexible circuit, and flexible electrode assembly in detail, it should be noted that the various aspects disclosed herein are not limited in their application or use to the details of construction and arrangement of parts illustrated in the accompanying drawings and description. Rather, the disclosed aspects may be positioned as or incorporated in other aspects, embodiments, variations, and modifications thereof, and may be implemented or performed in various ways. Thus, the aspects of the surgical system, surgical instrument, flexible circuit, and flexible electrode assembly disclosed herein are exemplary in nature and are not intended to limit the scope or application thereof. Furthermore, unless otherwise stated, the terms and expressions used herein are selected for the purpose of describing the aspects for the convenience of the reader, and are not intended to limit the scope thereof. Furthermore, it should be understood that any one or more of the disclosed aspects, aspect expressions, and/or examples thereof may be combined, without limitation, with any one or more of the other disclosed aspects, aspect expressions, and/or examples thereof.

また、以下の説明において、内側、外側、上向き、下向き、より上、より下、左、右、内面、外面、といった用語は便宜的に用いられる語であると理解するべきであり、限定的な用語として解釈されるべきではない。本明細書で使用される用語は、本明細書に述べられる装置、又はその部分を他の向きに取設するか又は用いることが可能である限り、限定的なものではない。図面を参照しながら、様々な態様をより詳細に説明する。 In addition, in the following description, terms such as inside, outside, upward, downward, upper, lower, left, right, inner surface, and outer surface should be understood as terms used for convenience and should not be construed as limiting terms. The terms used in this specification are not limiting insofar as the devices described herein, or portions thereof, can be installed or used in other orientations. Various aspects are described in more detail with reference to the drawings.

以下により詳細に記載されるように、本発明の態様は、コンピューティング装置及び/又はコンピュータ可読媒体上に記憶されたコンピュータプログラムによって実装されてもよい。コンピュータ可読媒体は、ディスク、装置、及び/又は伝播信号を含んでもよい。 As described in more detail below, aspects of the invention may be implemented by a computing device and/or a computer program stored on a computer-readable medium. The computer-readable medium may include a disk, a device, and/or a propagated signal.

図1を参照すると、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム100は、1つ又は2つ以上の外科システム102と、クラウドベースのシステム(例えば、ストレージ装置105に連結されたリモートサーバ113を含み得るクラウド104)と、を含む。各外科システム102は、リモートサーバ113を含み得るクラウド104と通信する少なくとも1つの外科用ハブ106を含む。一実施例では、図1に示すように、外科システム102は、互いに、及び/又はハブ106と通信するように構成された、可視化システム108と、ロボットシステム110と、ハンドヘルド式インテリジェント外科用器具112と、を含む。いくつかの態様では、外科システム102は、M個のハブ106と、N個の可視化システム108と、O個のロボットシステム110と、P個のハンドヘルド式インテリジェント外科用器具112と、を含んでもよく、ここでM、N、O、及びPは1以上の整数である。 With reference to FIG. 1, a computer-implemented interactive surgical system 100 includes one or more surgical systems 102 and a cloud-based system (e.g., a cloud 104 that may include a remote server 113 coupled to a storage device 105). Each surgical system 102 includes at least one surgical hub 106 in communication with the cloud 104 that may include a remote server 113. In one embodiment, as shown in FIG. 1, the surgical systems 102 include a visualization system 108, a robotic system 110, and a handheld intelligent surgical instrument 112 configured to communicate with each other and/or with the hub 106. In some aspects, the surgical system 102 may include M hubs 106, N visualization systems 108, O robotic systems 110, and P handheld intelligent surgical instruments 112, where M, N, O, and P are integers equal to or greater than 1.

図3は、外科手術室116内の手術台114上に横たわる患者に対して外科処置を実施するために使用される外科システム102の一例を示す。ロボットシステム110は、外科処置において外科システム102の一部として使用される。ロボットシステム110は、外科医のコンソール118と、患者側カート120(外科用ロボット)と、外科用ロボットハブ122と、を含む。患者側カート120は、患者の身体の低侵襲切開中に、外科医が外科医のコンソール118を介して手術部位を見る間、少なくとも1つの取り外し可能に連結された外科用ツール117を操作することができる。手術部位の画像は医療用撮像装置124によって得ることができ、医療用撮像装置124は撮像装置124を配向するために患者側カート120によって操作され得る。ロボットハブ122は、外科医のコンソール118を介して外科医に対するその後の表示のために、手術部位の画像を処理するよう用いることができる。 3 shows an example of a surgical system 102 used to perform a surgical procedure on a patient lying on an operating table 114 in a surgical room 116. A robotic system 110 is used as part of the surgical system 102 in the surgical procedure. The robotic system 110 includes a surgeon's console 118, a patient side cart 120 (surgical robot), and a surgical robot hub 122. The patient side cart 120 can manipulate at least one detachably coupled surgical tool 117 during minimally invasive incision of the patient's body while the surgeon views the surgical site via the surgeon's console 118. Images of the surgical site can be obtained by a medical imaging device 124, which can be manipulated by the patient side cart 120 to orient the imaging device 124. The robotic hub 122 can be used to process images of the surgical site for subsequent display to the surgeon via the surgeon's console 118.

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

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

様々な態様では、撮像装置124は、少なくとも1つの画像センサと1つ又は2つ以上の光学構成要素とを含む。好適な画像センサとしては、電荷結合素子(CCD)センサ及び相補型金属酸化膜半導体(CMOS)センサが挙げられるが、これらに限定されない。 In various aspects, the imager 124 includes at least one image sensor and one or more optical components. Suitable image sensors include, but are not limited to, charge-coupled device (CCD) sensors and complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) sensors.

撮像装置124の光学構成要素は、1つ若しくは2つ以上の照明光源及び/又は1つ若しくは2つ以上のレンズを含んでもよい。1つ又は2つ以上の照明光源は、手術野の一部を照明するように方向付けられてもよい。1つ又は2つ以上の画像センサは、組織及び/又は外科用器具から反射又は屈折された光を含む、手術野から反射又は屈折された光を受信することができる。 The optical components of the imaging device 124 may include one or more illumination sources and/or one or more lenses. The one or more illumination sources may be directed to illuminate a portion of the surgical field. The one or more image sensors may receive light reflected or refracted from the surgical field, including light reflected or refracted from tissue and/or surgical instruments.

1つ又は2つ以上の照明光源は、可視スペクトル及び不可視スペクトル内の電磁エネルギーを放射するように構成され得る。光学スペクトル又は発光スペクトルと呼ばれることもある可視スペクトルは、人間の目に可視の(すなわち、人間の目で検出可能な)電磁スペクトルの一部分であり、可視光、又は単に光と呼ばれることがある。典型的な人間の目は、空気中の約380nm~約750nmの波長に反応する。 The one or more illumination sources may be configured to emit electromagnetic energy in the visible and invisible spectrum. The visible spectrum, sometimes called the optical spectrum or emission spectrum, is the portion of the electromagnetic spectrum that is visible to (i.e., detectable by) the human eye and is sometimes called visible light, or simply light. A typical human eye responds to wavelengths in air between about 380 nm and about 750 nm.

不可視スペクトル(すなわち、非発光スペクトル)は、可視スペクトルの下方及び上方に位置する電磁スペクトルの一部分である(すなわち、約380nm未満及び約750nm超の波長)。不可視スペクトルは、人間の目で検出可能ではない。約750nmを超える波長は、赤色可視スペクトルよりも長く、これらは不可視赤外線(IR)、マイクロ波、及び無線電磁放射線になる。約380nm未満の波長は、紫色スペクトルよりも短く、これらは不可視紫外線、X線、及びガンマ線電磁放射線になる。 The invisible spectrum (i.e., the non-radiative spectrum) is the portion of the electromagnetic spectrum that lies below and above the visible spectrum (i.e., wavelengths below about 380 nm and above about 750 nm). The invisible spectrum is not detectable by the human eye. Wavelengths above about 750 nm are longer than the red visible spectrum, which are invisible infrared (IR), microwave, and wireless electromagnetic radiation. Wavelengths below about 380 nm are shorter than the violet spectrum, which are invisible ultraviolet, x-ray, and gamma ray electromagnetic radiation.

様々な態様では、撮像装置124は、低侵襲性手術で使用するように構成されている。本開示と共に使用するのに好適な撮像装置の例としては、関節鏡、血管鏡、気管支鏡、胆道鏡、結腸鏡、サイトスコープ(cytoscope)、十二指腸鏡、腸鏡、食道胃十二指腸鏡(胃鏡)、内視鏡、喉頭鏡、鼻咽喉-腎盂鏡(nasopharyngo-neproscope)、S状結腸鏡、胸腔鏡、及び尿管鏡が挙げられるが、これらに限定されない。 In various aspects, the imaging device 124 is configured for use in minimally invasive surgery. Examples of imaging devices suitable for use with the present disclosure include, but are not limited to, arthroscopes, angioscopes, bronchoscopes, cholangioscopes, colonoscopes, cytoscopes, duodenoscopes, enteroscopes, esophagogastroduodenoscopes (gastroscopes), endoscopes, laryngoscopes, nasopharyngo-neproscopes, sigmoidoscopes, thoracoscopes, and ureteroscopes.

一態様では、撮像装置は、トポグラフィーと下層構造とを区別するためにマルチスペクトルモニタリングを用いる。マルチスペクトル画像は、電磁スペクトルにわたって特定の波長範囲内の画像データを取り込むものである。波長は、フィルタによって、又は可視光範囲を超える周波数、例えば、IR及び紫外光を含む特定の波長からの光に感受性の器具を使用することによって分離することができる。スペクトル撮像法は、人間の目がその赤色、緑色、及び青色の受容体で捕捉することのできない追加情報の抽出を可能にすることができる。マルチスペクトル撮像法の使用は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる2017年12月28日出願の「INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」と題する米国仮特許出願第62/611,341号の「Advanced Imaging Acquisition Module」の項で詳細に説明されている。マルチスペクトルモニタリングは、1つの手術作業が完了した後に、処置された組織上で上述の試験の1つ又は2つ以上を実施するために手術野を再配置するのに有用なツールであり得る。 In one aspect, the imaging device uses multispectral monitoring to distinguish between topography and underlying structure. Multispectral imaging captures image data within specific wavelength ranges across the electromagnetic spectrum. The wavelengths can be separated by filters or by using instruments sensitive to light from specific wavelengths including frequencies beyond the visible light range, e.g., IR and ultraviolet light. Spectral imaging can allow for the extraction of additional information that the human eye cannot capture with its red, green, and blue receptors. The use of multispectral imaging is described in detail in the "Advanced Imaging Acquisition Module" section of U.S. Provisional Patent Application No. 62/611,341, entitled "INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM," filed December 28, 2017, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference. Multispectral monitoring can be a useful tool to reposition the surgical field after a surgical procedure is completed to perform one or more of the above-mentioned tests on the treated tissue.

いかなる外科手術においても手術室及び外科用器具の厳格な滅菌が必要であることは自明である。「手術現場(surgical theater)」、すなわち手術室又は処置室に必要とされる厳格な衛生及び滅菌条件は、全ての医療装置及び機器の最大級の滅菌性を必要とする。その滅菌プロセスの一部は、撮像装置124並びにその付属品及び構成要素を含む、患者と接触する、又は滅菌野に侵入するあらゆるものを滅菌する必要性である。滅菌野は、トレイ内又は滅菌タオル上などの、微生物を含まないと見なされる特定の領域と見なされ得ること、又は滅菌野は、外科処置のために準備された患者のすぐ周囲の領域と見なされ得ることは理解されよう。滅菌野は、適切な衣類を着用した洗浄済みのチーム構成員、並びにその領域内の全ての備品及び固定具を含み得る。 It is self-evident that any surgical procedure requires rigorous sterilization of the operating room and surgical equipment. The strict sanitary and sterile conditions required in the "surgical theater", i.e., operating room or procedure room, require the utmost sterility of all medical devices and equipment. Part of that sterilization process is the need to sterilize everything that comes into contact with the patient or enters the sterile field, including the imaging device 124 and its accessories and components. It will be understood that the sterile field may be considered a specific area that is deemed free of microorganisms, such as in a tray or on a sterile towel, or the sterile field may be considered the area immediately surrounding the patient who is prepared for the surgical procedure. The sterile field may include cleaned team members in appropriate clothing, as well as all the equipment and fixtures in the area.

様々な態様では、可視化システム108は、図2に示されるように、滅菌野に対して戦略的に配置された1つ又は2つ以上の撮像センサと、1つ又は2つ以上の画像処理ユニットと、1つ又は2つ以上のストレージアレイと、1つ又は2つ以上のディスプレイと、を含む。一態様では、可視化システム108は、HL7、PACS、及びEMRのインターフェースを含む。可視化システム108の様々な構成要素については、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる2017年12月28日出願の「INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」と題する米国仮特許出願第62/611,341号の「Advanced Imaging Acquisition Module」の項で説明されている。 In various aspects, the visualization system 108 includes one or more imaging sensors strategically positioned relative to the sterile field, as shown in FIG. 2, one or more image processing units, one or more storage arrays, and one or more displays. In one aspect, the visualization system 108 includes HL7, PACS, and EMR interfaces. The various components of the visualization system 108 are described in the "Advanced Imaging Acquisition Module" section of U.S. Provisional Patent Application No. 62/611,341, entitled "INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM," filed December 28, 2017, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.

図2に示すように、一次ディスプレイ119は、手術台114に位置する操作者に可視であるように、滅菌野内に配置される。加えて、可視化タワー111は、滅菌野の外に位置付けられる。可視化タワー111は、互いに離れる方に面する第1の非滅菌ディスプレイ107及び第2の非滅菌ディスプレイ109を含む。外科用ハブ106によって誘導される可視化システム108は、ディスプレイ107、109、及び119を利用して、滅菌野の内部及び外部の操作者に対する情報フローを調整するように構成されている。例えば、外科用ハブ106は、可視化システム108に、一次ディスプレイ119上の手術部位のライブ映像を維持させながら、撮像装置124によって記録される手術部位のスナップショットを非滅菌ディスプレイ107又は109上に表示させることができる。非滅菌ディスプレイ107又は109上のスナップショットは、例えば、非滅菌操作者が外科処置に関連する診断工程を実施することを可能にすることができる。 As shown in FIG. 2, the primary display 119 is positioned within the sterile field so as to be visible to an operator positioned at the operating table 114. In addition, the visualization tower 111 is positioned outside the sterile field. The visualization tower 111 includes a first non-sterile display 107 and a second non-sterile display 109 facing away from each other. The visualization system 108, guided by the surgical hub 106, is configured to utilize the displays 107, 109, and 119 to coordinate information flow to operators inside and outside the sterile field. For example, the surgical hub 106 can cause the visualization system 108 to display snapshots of the surgical site recorded by the imaging device 124 on the non-sterile displays 107 or 109 while maintaining a live image of the surgical site on the primary display 119. The snapshots on the non-sterile displays 107 or 109 can, for example, enable the non-sterile operator to perform diagnostic steps related to the surgical procedure.

一態様では、外科用ハブ106は、滅菌野内で、可視化タワー111に位置する非滅菌操作者によって入力された診断入力又はフィードバックを滅菌領域内の一次ディスプレイ119に送り、これを手術台に位置する滅菌操作者が見ることができるようにも構成されている。一実施例では、入力は、外科用ハブ106によって一次ディスプレイ119に送ることのできる、非滅菌ディスプレイ107又は109上に表示されるスナップショットに対する修正の形態であってもよい。 In one aspect, the surgical hub 106 is also configured to send diagnostic input or feedback entered by a non-sterile operator located in the sterile field at the visualization tower 111 to the primary display 119 in the sterile field for viewing by a sterile operator located at the operating table. In one example, the input may be in the form of a correction to a snapshot displayed on the non-sterile display 107 or 109 that can be sent by the surgical hub 106 to the primary display 119.

図2を参照すると、外科用器具112は、外科処置において外科システム102の一部として使用されている。外科用ハブ106はまた、外科用器具112のディスプレイへの情報フローを調整するように構成されている。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号を参照されたい。可視化タワー111の位置で非滅菌操作者によって入力される診断入力又はフィードバックを滅菌野内で外科用ハブ106によって外科用器具ディスプレイ115に送ることができ、ここで外科用器具112の操作者は診断入力又はフィードバックを見ることができる。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、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、「Surgical Instrument Hardware」の項目、及び「INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」と題する2017年12月28日出願の米国仮特許出願第62/611,341号で説明されている。 2, the surgical instrument 112 is used as part of the surgical system 102 in a surgical procedure. The surgical hub 106 is also configured to coordinate information flow to the display of the surgical instrument 112. See, for example, U.S. Provisional Patent Application No. 62/611,341, filed December 28, 2017, entitled "INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM," the entire disclosure of which is incorporated herein by reference. Diagnostic input or feedback entered by a non-sterile operator at the visualization tower 111 can be sent by the surgical hub 106 in the sterile field to the surgical instrument display 115, where the diagnostic input or feedback can be viewed by the operator of the surgical instrument 112. Exemplary surgical instruments suitable for use with the surgical system 102 are described, for example, in the section entitled "Surgical Instrument Hardware" and in U.S. Provisional Patent Application No. 62/611,341, filed December 28, 2017, entitled "INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM," the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.

ここで図3を参照すると、外科用ハブ106が、可視化システム108、ロボットシステム110、及びハンドヘルド式インテリジェント外科用器具112と通信している状態で示されている。外科用ハブ106は、外科用ハブディスプレイ135、撮像モジュール138、発生器モジュール140、通信モジュール130、プロセッサモジュール132、及びストレージアレイ134を含む。特定の態様では、図3に示すように、外科用ハブ106は、排煙モジュール126及び/又は吸引/灌注モジュール128を更に含む。 Referring now to FIG. 3, the surgical hub 106 is shown in communication with a visualization system 108, a robotic system 110, and a handheld intelligent surgical instrument 112. The surgical hub 106 includes a surgical hub display 135, an imaging module 138, a generator module 140, a communication module 130, a processor module 132, and a storage array 134. In certain aspects, as shown in FIG. 3, the surgical hub 106 further includes a smoke evacuation module 126 and/or a suction/irrigation module 128.

外科処置中、封止及び/又は切断のため組織へのエネルギー印加は、一般に、排煙、過剰な流体の吸引、及び/又は組織の灌注を伴う。異なる供給源からの流体、電力、及び/又はデータラインは、外科処置中に絡まり合うことが多い。外科処置中にこの問題に対処することで貴重な時間が失われる場合がある。ラインの絡まりをほどくには、それらの対応するモジュールからラインを抜くことが必要となる場合があり、そのためにはモジュールをリセットすることが必要となる場合がある。外科用ハブのモジュール式筐体136は、電力、データ、及び流体ラインを管理するための統一環境を提供し、このようなライン間の絡まりの頻度を低減させる。 During a surgical procedure, the application of energy to tissue for sealing and/or cutting is typically accompanied by smoke evacuation, aspiration of excess fluid, and/or irrigation of tissue. Fluid, power, and/or data lines from different sources often become tangled during a surgical procedure. Valuable time may be lost during a surgical procedure addressing this issue. Untangling the lines may require unplugging the lines from their corresponding modules, which may require resetting the modules. The modular housing 136 of the surgical hub provides a unified environment for managing power, data, and fluid lines, reducing the frequency of such tangling between lines.

本開示の態様は、手術部位における組織へのエネルギー印加を伴う外科処置において使用するための外科用ハブを提示する。外科用ハブは、外科用ハブ筐体と、外科用ハブ筐体のドッキングステーション内に摺動可能に受容可能な組み合わせ生成器モジュールと、を含む。ドッキングステーションはデータ及び電力接点を含む。組み合わせ生成器モジュールは、単一ユニット内に収容された、超音波エネルギー発生器構成要素、双極RFエネルギー発生器構成要素、及び単極RFエネルギー発生器構成要素のうちの2つ以上を含む。一態様では、組み合わせ生成器モジュールはまた、排煙構成要素と、組み合わせ生成器モジュールを外科用器具に接続するための少なくとも1つのエネルギー送達ケーブルと、組織への治療エネルギーの適用によって発生した煙、流体、及び/又は微粒子を排出するように構成された少なくとも1つの排煙構成要素と、遠隔手術部位から排煙構成要素まで延在する流体ラインと、を含む。 Aspects of the present disclosure present a surgical hub for use in a surgical procedure involving the application of energy to tissue at a surgical site. The surgical hub includes a surgical hub housing and a combination generator module slidably receivable within a docking station of the surgical hub housing. The docking station includes data and power contacts. The combination generator module includes two or more of an ultrasonic energy generator component, a bipolar RF energy generator component, and a monopolar RF energy generator component housed within a single unit. In one aspect, the combination generator module also includes a smoke evacuation component, at least one energy delivery cable for connecting the combination generator module to a surgical instrument, at least one smoke evacuation component configured to evacuate smoke, fluid, and/or particulates generated by the application of therapeutic energy to tissue, and a fluid line extending from a remote surgical site to the smoke evacuation component.

一態様では、流体ラインは第1の流体ラインであり、第2の流体ラインは、遠隔手術部位から、外科用ハブ筐体内に摺動可能に受容される吸引及び灌注モジュールまで延在する。一態様では、外科用ハブ筐体は、流体インターフェースを含む。 In one aspect, the fluid line is a first fluid line and a second fluid line extends from a remote surgical site to an aspiration and irrigation module that is slidably received within the surgical hub housing. In one aspect, the surgical hub housing includes a fluid interface.

特定の外科処置は、2つ以上のエネルギータイプを組織に印加することを必要とする場合がある。1つのエネルギータイプは、組織を切断するのにより有益であり得るが、別の異なるエネルギータイプは、組織を封止するのにより有益であり得る。例えば、双極発生器は組織を封止するために使用することができ、一方で、超音波発生器は封止された組織を切断するために使用することができる。本開示の態様は、外科用ハブのモジュール式筐体136が様々な発生器を収容して、これらの間の双方向通信を促進するように構成される解決法を提示する。外科用ハブのモジュール式筐体136の利点の1つは、様々なモジュールの迅速な取り外し及び/又は交換を可能にすることである。 Certain surgical procedures may require the application of more than one energy type to tissue. One energy type may be more beneficial for cutting tissue, while another, different energy type may be more beneficial for sealing tissue. For example, a bipolar generator may be used to seal tissue, while an ultrasonic generator may be used to cut the sealed tissue. Aspects of the present disclosure present a solution in which the modular housing 136 of the surgical hub is configured to house and facilitate bidirectional communication between various generators. One advantage of the modular housing 136 of the surgical hub is that it allows for quick removal and/or replacement of various modules.

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

上記に加えて、モジュール式外科用筐体は、第1のエネルギーとは異なる、組織に印加するための第2のエネルギーを発生させるように構成された第2のエネルギー発生器モジュールと、第2のデータ及び電力接点を含む第2のドッキングポートを備える第2のドッキングステーションと、を更に含み、第2のエネルギー発生器モジュールは、電力及びデータ接点と電気係合するように摺動可能に移動可能であり、また第2のエネルギー発生器モジュールは、第2の電力及びデータ接点との電気係合から外れるように摺動可能に移動可能である。 In addition to the above, the modular surgical housing further includes a second energy generator module configured to generate a second energy for application to tissue, different from the first energy, and a second docking station including a second docking port including second data and power contacts, the second energy generator module being slidably movable into electrical engagement with the power and data contacts, and the second energy generator module being slidably movable out of electrical engagement with the second power and data contacts.

更に、モジュール式外科用筐体は、第1のエネルギー発生器モジュールと第2のエネルギー発生器モジュールとの間の通信を容易にするように構成された、第1のドッキングポートと第2のドッキングポートとの間の通信バスを更に含む。 Additionally, the modular surgical housing further includes a communication bus between the first docking port and the second docking port configured to facilitate communication between the first energy generator module and the second energy generator module.

図3~図7を参照すると、発生器モジュール140と、排煙モジュール126と、吸引/灌注モジュール128と、のモジュール式統合を可能にする外科用ハブのモジュール式筐体136に関する本開示の態様が提示される。外科用ハブのモジュール式筐体136は、モジュール140、126、128間の双方向通信を更に促進する。図5に示すように、発生器モジュール140は、外科用ハブのモジュール式筐体136に摺動可能に挿入可能な単一のハウジングユニット139内に支持される、統合された単極、双極、及び超音波構成要素を備える発生器モジュールであってもよい。図5に示すように、発生器モジュール140は、単極装置146、双極装置147、及び超音波装置148に接続するように構成され得る。あるいは、発生器モジュール140は、外科用ハブのモジュール式筐体136を介して相互作用する一連の単極、双極、及び/又は超音波発生器モジュールを備えてもよい。外科用ハブのモジュール式筐体136は、複数の発生器が単一の発生器として機能するように、複数の発生器の挿入と、外科用ハブのモジュール式筐体136にドッキングされた発生器間の双方向通信と、を促進するように構成されてもよい。 3-7, aspects of the disclosure are presented regarding a surgical hub modular housing 136 that allows for modular integration of the generator module 140, the smoke evacuation module 126, and the suction/irrigation module 128. The surgical hub modular housing 136 further facilitates bidirectional communication between the modules 140, 126, 128. As shown in FIG. 5, the generator module 140 may be a generator module with integrated monopolar, bipolar, and ultrasonic components supported in a single housing unit 139 that is slidably insertable into the surgical hub modular housing 136. As shown in FIG. 5, the generator module 140 may be configured to connect to a monopolar device 146, a bipolar device 147, and an ultrasonic device 148. Alternatively, the generator module 140 may comprise a series of monopolar, bipolar, and/or ultrasonic generator modules that interact via the surgical hub modular housing 136. The surgical hub modular housing 136 may be configured to facilitate insertion of multiple generators and bidirectional communication between the generators docked to the surgical hub modular housing 136 such that the multiple generators function as a single generator.

一態様では、外科用ハブのモジュール式筐体136は、モジュール140、126、128の取り外し可能な取り付け及びそれらの間の双方向通信を可能にするために、外部及び無線通信ヘッダを備えるモジュール式電力及び通信バックプレーン149を含む。 In one aspect, the surgical hub modular housing 136 includes a modular power and communications backplane 149 with external and wireless communication headers to enable removable attachment of and bidirectional communication between the modules 140, 126, 128.

一態様では、外科用ハブのモジュール式筐体136は、モジュール140、126、128を摺動可能に受容するように構成された、本明細書ではドロアーとも称されるドッキングステーション又はドロアー151を含む。図4は、外科用ハブ筐体136、及び外科用ハブ筐体136のドッキングステーション151に摺動可能に受容可能な組み合わせ生成器モジュール145の部分斜視図を示す。組み合わせ生成器モジュール145の後側に電力及びデータ接点を有するドッキングポート152は、組み合わせ生成器モジュール145が外科用ハブのモジュール式筐体136の対応するドッキングステーション151内の位置へと摺動されると、対応するドッキングポート150をハブのモジュール式筐体136の対応するドッキングステーション151の電力及びデータ接点と係合するように構成されている。一態様では、組み合わせ生成器モジュール145は、図5に示すように、双極、超音波、及び単極モジュールと、単一のハウジングユニット139と共に一体化された排煙モジュールと、を含む。 In one aspect, the surgical hub modular housing 136 includes a docking station or drawer 151, also referred to herein as a drawer, configured to slidably receive the modules 140, 126, 128. FIG. 4 shows a partial perspective view of the surgical hub housing 136 and a combination generator module 145 slidably receivable in the docking station 151 of the surgical hub housing 136. A docking port 152 having power and data contacts on the rear side of the combination generator module 145 is configured to engage the corresponding docking port 150 with the power and data contacts of the corresponding docking station 151 of the hub modular housing 136 when the combination generator module 145 is slid into position within the corresponding docking station 151 of the surgical hub modular housing 136. In one aspect, the combination generator module 145 includes bipolar, ultrasonic, and monopolar modules and a smoke evacuation module integrated together with a single housing unit 139, as shown in FIG. 5.

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

様々な態様では、吸引/灌注モジュール128は、吸い込み(aspiration)流体ライン及び吸引(suction)流体ラインを含む外科用ツールに連結される。一実施例では、吸い込み及び吸引流体ラインは、手術部位から吸引/灌注モジュール128に向かって延在する可撓管の形態である。1つ又は2つ以上の駆動システムは、手術部位への、及び手術部位からの流体の灌注及び吸い込みを引き起こすように構成され得る。 In various aspects, the aspiration/irrigation module 128 is coupled to a surgical tool that includes an aspiration fluid line and a suction fluid line. In one embodiment, the aspiration and aspiration fluid lines are in the form of flexible tubing that extends from the surgical site toward the aspiration/irrigation module 128. One or more drive systems can be configured to cause irrigation and suction of fluids to and from the surgical site.

一態様では、外科用ツールは、その遠位端にエンドエフェクタを有するシャフトと、エンドエフェクタに関連付けられた少なくとも1つのエネルギー処置部と、吸い込み管と、灌注管と、を含む。吸い込み管は、その遠位端に入口ポートを有することができ、吸い込み管はシャフトを通って延在する。同様に、灌注管はシャフトを通って延在することができ、かつ、エネルギー送達器具に近接した入口ポートを有することができる。エネルギー送達器具は、超音波及び/又はRFエネルギーを手術部位に送達するように構成され、最初にシャフトを通って延在するケーブルによって発生器モジュール140に連結される。 In one aspect, the surgical tool includes a shaft having an end effector at its distal end, at least one energy treatment portion associated with the end effector, a suction tube, and an irrigation tube. The suction tube can have an inlet port at its distal end, and the suction tube extends through the shaft. Similarly, the irrigation tube can extend through the shaft and have an inlet port proximate to the energy delivery instrument. The energy delivery instrument is configured to deliver ultrasonic and/or RF energy to the surgical site and is initially coupled to the generator module 140 by a cable extending through the shaft.

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

一態様では、モジュール140、126、128及び/又は外科用ハブのモジュール式筐体136上のそれらの対応するドッキングステーションは、モジュールのドッキングポートを位置合わせして、外科用ハブのモジュール式筐体136のドッキングステーション内でこれらの対応部品と係合させるように構成された位置合わせ機構を含み得る。例えば、図4に示すように、組み合わせ生成器モジュール145は、外科用ハブのモジュール式筐体136の対応するドッキングステーション151の対応するブラケット156と摺動可能に係合するように構成された側部ブラケット155を含む。ブラケットは協働して、組み合わせ生成器モジュール145のドッキングポート接点を外科用ハブのモジュール式筐体136のドッキングポート接点と電気係合させるように誘導する。 In one aspect, the modules 140, 126, 128 and/or their corresponding docking stations on the surgical hub modular housing 136 may include alignment features configured to align the docking ports of the modules to engage with their counterparts in the docking stations of the surgical hub modular housing 136. For example, as shown in FIG. 4, the combination generator module 145 includes a side bracket 155 configured to slidably engage with a corresponding bracket 156 of a corresponding docking station 151 of the surgical hub modular housing 136. The brackets cooperate to guide the docking port contacts of the combination generator module 145 into electrical engagement with the docking port contacts of the surgical hub modular housing 136.

いくつかの態様では、外科用ハブのモジュール式筐体136のドロアー151はサイズが同じ又は実質的に同じであり、モジュールはドロアー151内に受容されるサイズに調整される。例えば、側部ブラケット155及び/又は156は、モジュールのサイズに応じてより大きくなっても小さくなってもよい。他の態様では、ドロアー151はサイズが異なり、それぞれ特定のモジュールを収容するように設計される。 In some aspects, the drawers 151 of the surgical hub modular housing 136 are the same or substantially the same size, and the modules are sized to be received within the drawers 151. For example, the side brackets 155 and/or 156 may be larger or smaller depending on the size of the module. In other aspects, the drawers 151 are different sizes, each designed to accommodate a particular module.

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

図4に示されるように、1つのドロアー151のドッキングポート150は、通信リンク157を介して別のドロアー151のドッキングポート150に連結されて、外科用ハブのモジュール式筐体136内に収容されたモジュール間の双方向通信を容易にすることができる。あるいは又は更に、外科用ハブのモジュール式筐体136のドッキングポート150は、外科用ハブのモジュール式筐体136内に収容されたモジュール間の無線双方向通信を容易にしてもよい。例えば、Air Titan-Bluetoothなどの任意の好適な無線通信を用いてもよい。 As shown in FIG. 4, the docking port 150 of one drawer 151 can be coupled to the docking port 150 of another drawer 151 via a communication link 157 to facilitate bidirectional communication between modules housed within the surgical hub modular housing 136. Alternatively or additionally, the docking port 150 of the surgical hub modular housing 136 can facilitate wireless bidirectional communication between modules housed within the surgical hub modular housing 136. Any suitable wireless communication may be used, such as, for example, Air Titan-Bluetooth.

図6は、外科用ハブ206の複数のモジュールを受容するように構成された横方向モジュール式ハウジング160の複数の横方向ドッキングポートの個々の電力バスアタッチメントを示す。横方向モジュール式ハウジング160は、モジュール161を横方向に受容して相互接続するように構成される。モジュール161は、モジュール161を相互接続するためのバックプレーンを含む横方向モジュール式ハウジング160のドッキングステーション162内に摺動可能に挿入される。図6に示すように、モジュール161は、横方向モジュール式ハウジング160内で横方向に配置される。あるいは、モジュール161は、垂直方向モジュール式ハウジング内で垂直方向に配置されてもよい。 FIG. 6 illustrates individual power bus attachments of multiple lateral docking ports of a lateral modular housing 160 configured to receive multiple modules of a surgical hub 206. The lateral modular housing 160 is configured to laterally receive and interconnect modules 161. The modules 161 are slidably inserted into a docking station 162 of the lateral modular housing 160 that includes a backplane for interconnecting the modules 161. As shown in FIG. 6, the modules 161 are arranged laterally within the lateral modular housing 160. Alternatively, the modules 161 may be arranged vertically within a vertical modular housing.

図7は、外科用ハブ106の複数のモジュール165を受容するように構成された垂直モジュール式ハウジング164を示す。モジュール165は、モジュール165を相互接続するためのバックプレーンを含む垂直モジュール式ハウジング164のドッキングステーション又はドロアー167内に摺動可能に挿入される。垂直モジュール式ハウジング164のドロアー167は垂直方向に配置されているが、特定の場合では、垂直モジュール式ハウジング164は、横方向に配置されたドロアーを含んでもよい。更に、モジュール165は、垂直モジュール式ハウジング164のドッキングポートを介して互いに相互作用し得る。図7の実施例では、モジュール165の動作に関連するデータを表示するためのディスプレイ177が提供される。加えて、垂直モジュール式ハウジング164は、マスタモジュール178内に摺動可能に受容される複数のサブモジュールを収容するマスタモジュール178を含む。 7 illustrates a vertical modular housing 164 configured to receive a plurality of modules 165 of the surgical hub 106. The modules 165 are slidably inserted into a docking station or drawer 167 of the vertical modular housing 164 that includes a backplane for interconnecting the modules 165. Although the drawer 167 of the vertical modular housing 164 is vertically oriented, in certain cases the vertical modular housing 164 may include a horizontally oriented drawer. Additionally, the modules 165 may interact with each other via the docking ports of the vertical modular housing 164. In the embodiment of FIG. 7, a display 177 is provided for displaying data related to the operation of the modules 165. Additionally, the vertical modular housing 164 includes a master module 178 that houses a plurality of sub-modules that are slidably received within the master module 178.

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

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

一態様では、撮像装置は、複数のチャネルを含む管状ハウジングを備える。第1のチャネルは、第1のチャネルとスナップ嵌め係合するように構成され得るカメラモジュールを摺動可能に受容するように構成されている。第2のチャネルは、第2のチャネルとスナップ嵌め係合するように構成され得る光源モジュールを摺動可能に受容するように構成されている。別の実施例では、カメラモジュール及び/又は光源モジュールは、これらの対応するチャネル内の最終位置へと回転させることができる。スナップ嵌め係合の代わりにねじ係合が採用されてもよい。 In one aspect, the imaging device comprises a tubular housing including a plurality of channels. A first channel is configured to slidably receive a camera module that may be configured for snap-fit engagement with the first channel. A second channel is configured to slidably receive a light source module that may be configured for snap-fit engagement with the second channel. In another embodiment, the camera module and/or the light source module may be rotated into a final position within their corresponding channels. A threaded engagement may be employed in place of the snap-fit engagement.

様々な実施例で、複数の撮像装置が、複数の視野を提供するために手術野内の様々な位置に位置決めされる。撮像モジュール138は、最適な視野を提供するために撮像装置間を切り替えるように構成することができる。様々な態様では、撮像モジュール138は、異なる撮像装置からの画像を統合するように構成することができる。 In various embodiments, multiple imaging devices are positioned at various locations within the surgical field to provide multiple fields of view. The imaging module 138 can be configured to switch between the imaging devices to provide an optimal field of view. In various aspects, the imaging module 138 can be configured to integrate images from the different imaging devices.

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

図8は、医療施設の1つ又は2つ以上の手術室、又は外科処置のための専門設備を備えた医療施設内の任意の部屋に配置されたモジュール式装置をクラウドベースのシステム(例えばストレージ装置205に連結されたリモートサーバ213を含み得るクラウド204(図9))に接続するように構成されたモジュール式通信ハブ203を備える外科用データネットワーク201を示す。一態様では、モジュール式通信ハブ203は、ネットワークルータと通信するネットワークハブ207及び/又はネットワークスイッチ209を備える。モジュール式通信ハブ203は更に、ローカルコンピュータ処理及びデータ操作を提供するために、ローカルコンピュータシステム210に連結することができる。外科用データネットワーク201は、受動的、インテリジェント、又は切替式として構成されてもよい。受動的外科用データネットワークはデータの導管として機能し、データが1つの装置(又はセグメント)から別の装置(又はセグメント)に、及びクラウドコンピューティングリソースに行くことを可能にする。インテリジェントな外科用データネットワークは、トラフィックが監視対象の外科用データネットワークを通過することを可能にし、ネットワークハブ207又はネットワークスイッチ209内の各ポートを構成する追加の機構を含む。インテリジェントな外科用データネットワークは、管理可能なハブ又はスイッチと称され得る。スイッチングハブは、各パケットの宛先アドレスを読み取り、次いでパケットを正しいポートに転送する。 FIG. 8 illustrates a surgical data network 201 comprising a modular communications hub 203 configured to connect modular devices located in one or more operating rooms of a medical facility, or any room in a medical facility with specialized equipment for surgical procedures, to a cloud-based system (e.g., cloud 204 (FIG. 9) which may include a remote server 213 coupled to a storage device 205). In one aspect, the modular communications hub 203 comprises a network hub 207 and/or a network switch 209 in communication with a network router. The modular communications hub 203 may further be coupled to a local computer system 210 to provide local computer processing and data manipulation. The surgical data network 201 may be configured as passive, intelligent, or switched. A passive surgical data network acts as a conduit for data, allowing data to go from one device (or segment) to another device (or segment) and to cloud computing resources. An intelligent surgical data network includes additional mechanisms that allow traffic to pass through the monitored surgical data network and configure each port in the network hub 207 or network switch 209. An intelligent surgical data network can be referred to as a manageable hub or switch. A switching hub reads the destination address of each packet and then forwards the packet to the correct port.

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

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

一態様では、外科用データネットワーク201は、装置1a~1n/2a~2mをクラウドに接続する、ネットワークハブ(複数可)、ネットワークスイッチ(複数可)、及びネットワークルータ(複数可)との組み合わせを含んでもよい。ネットワークハブ又はネットワークスイッチに連結された装置1a~1n/2a~2mのいずれか1つ又は全ては、リアルタイムでデータを収集し、データ処理及び操作のためにデータをクラウドコンピュータに転送することができる。クラウドコンピューティングは、ソフトウェアアプリケーションを取り扱うために、ローカルサーバ又はパーソナル装置を有するのではなく、共有コンピューティングリソースに依存することは理解されるであろう。用語「クラウド」は「インターネット」の隠喩として用いられ得るが、この用語はそのように限定はされない。したがって、用語「クラウドコンピューティング」は、本明細書では「インターネットベースのコンピューティングの一種」を指すために用いることができ、この場合、サーバ、ストレージ、及びアプリケーションなどの様々なサービスは、手術現場(例えば、固定式、移動式、一時的、又は現場の手術室又は空間)に位置するモジュール式通信ハブ203及び/又はコンピュータシステム210に、かつインターネットを介してモジュール式通信ハブ203及び/又はコンピュータシステム210に接続された装置に送達される。クラウドインフラストラクチャは、クラウドサービスプロバイダによって維持され得る。この文脈において、クラウドサービスプロバイダは、1つ又は2つ以上の手術室内に位置する装置1a~1n/2a~2mの使用及び制御を調整する事業体であり得る。クラウドコンピューティングサービスは、スマート外科用器具、ロボット、及び手術室内に位置する他のコンピュータ化装置によって収集されたデータに基づいて、多数の計算を実行することができる。外科用ハブハードウェアは、複数の装置又は接続部がクラウドコンピューティングリソース及びストレージと通信するコンピュータに接続することを可能にする。 In one aspect, the surgical data network 201 may include a combination of network hub(s), network switch(es), and network router(s) that connect the devices 1a-1n/2a-2m to the cloud. Any one or all of the devices 1a-1n/2a-2m coupled to the network hub or network switch can collect data in real time and transfer the data to a cloud computer for data processing and manipulation. It will be understood that cloud computing relies on shared computing resources rather than having local servers or personal devices to handle software applications. Although the term "cloud" may be used as a metaphor for the "internet," the term is not so limited. Thus, the term "cloud computing" may be used herein to refer to "a type of internet-based computing" where various services such as servers, storage, and applications are delivered to the modular communications hub 203 and/or computer system 210 located at the surgical site (e.g., fixed, mobile, temporary, or on-site operating room or space) and to devices connected to the modular communications hub 203 and/or computer system 210 via the internet. The cloud infrastructure may be maintained by a cloud service provider. In this context, the cloud service provider may be an entity that coordinates the use and control of the devices 1a-1n/2a-2m located in one or more operating rooms. The cloud computing services may perform numerous calculations based on data collected by smart surgical instruments, robots, and other computerized devices located in the operating room. The surgical hub hardware allows multiple devices or connections to connect to a computer that communicates with cloud computing resources and storage.

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

一実装態様では、手術室装置1a~1nは、ネットワークハブに対する装置1a~1nの構成に応じて、有線チャネル又は無線チャネルを介してモジュール式通信ハブ203に接続されてもよい。ネットワークハブ207は、一態様では、開放型システム間相互接続(OSI)モデルの物理層上で機能するローカルネットワークブロードキャスト装置として実装されてもよい。ネットワークハブは、同じ手術室ネットワーク内に位置する装置1a~1nに接続性を提供する。ネットワークハブ207は、パケット形態のデータを収集し、それらを半二重モードでルータに送信する。ネットワークハブ207は、装置データを転送するための任意の媒体アクセス制御/インターネットプロトコル(MAC/IP)は記憶しない。装置1a~1nのうちの1つのみが、ネットワークハブ207を介して一度にデータを送信することができる。ネットワークハブ207は、情報の送信先に関する経路選択テーブル又はインテリジェンスを有さず、全てのネットワークデータを各コネクション全体、及びクラウド204上のリモートサーバ213(図9)にブロードキャストする。ネットワークハブ207は、コリジョンなどの基本的なネットワークエラーを検出することができるが、全ての情報を複数のポートにブロードキャストすることは、セキュリティリスクとなりボトルネックを引き起こすおそれがある。 In one implementation, the operating room devices 1a-1n may be connected to the modular communication hub 203 via wired or wireless channels depending on the configuration of the devices 1a-1n relative to the network hub. The network hub 207 may be implemented in one aspect as a local network broadcast device that operates on the physical layer of the Open Systems Interconnection (OSI) model. The network hub provides connectivity to the devices 1a-1n located in the same operating room network. The network hub 207 collects data in the form of packets and sends them to the router in half-duplex mode. The network hub 207 does not store any media access control/internet protocol (MAC/IP) for forwarding device data. Only one of the devices 1a-1n can send data at a time through the network hub 207. The network hub 207 does not have a routing table or intelligence on where to send the information and broadcasts all network data across each connection and to the remote server 213 (FIG. 9) on the cloud 204. Although the network hub 207 can detect basic network errors such as collisions, broadcasting all information to multiple ports can pose a security risk and cause bottlenecks.

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

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

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

他の実施例では、手術室装置1a~1n/2a~2mは、固定及びモバイル装置から短距離にわたってデータを交換し(2.4~2.485GHzのISM帯域における短波長UHF電波を使用して)、かつパーソナルエリアネットワーク(PAN)を構築するために、Bluetooth無線技術規格を介してモジュール式通信ハブ203と通信することができる。他の態様では、手術室装置1a~1n/2a~2mは、Wi-Fi(IEEE802.11ファミリー)、WiMAX(IEEE802.16ファミリー)、IEEE802.20、ロング・ターム・エボリューション(LTE)、並びにEv-DO、HSPA+、HSDPA+、HSUPA+、EDGE、GSM、GPRS、CDMA、TDMA、DECT、及びこれらのイーサネット派生物、のみならず3G、4G、5G、及びそれ以降と指定される任意の他の無線及び有線プロトコルが挙げられるがこれらに限定されない数多くの無線又は有線通信規格又はプロトコルを介してモジュール式通信ハブ203と通信することができる。コンピューティングモジュールは、複数の通信モジュールを含んでもよい。例えば、第1の通信モジュールは、Wi-Fi及びBluetoothなどの短距離無線通信専用であってもよく、第2の通信モジュールは、GPS、EDGE、GPRS、CDMA、WiMAX、LTE、Ev-DOなどの長距離無線通信専用であってもよい。 In other embodiments, the operating room devices 1a-1n/2a-2m can communicate with the modular communications hub 203 via the Bluetooth wireless technology standard to exchange data over short distances from fixed and mobile devices (using short wavelength UHF radio waves in the ISM band of 2.4-2.485 GHz) and to create a personal area network (PAN). In other aspects, the operating room devices 1a-1n/2a-2m can communicate with the modular communications hub 203 via a number of wireless or wired communications standards or protocols, including, but not limited to, Wi-Fi (IEEE 802.11 family), WiMAX (IEEE 802.16 family), IEEE 802.20, Long Term Evolution (LTE), and Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, and Ethernet derivatives thereof, as well as any other wireless and wired protocols designated 3G, 4G, 5G, and beyond. The computing module may include multiple communications modules. For example, the first communication module may be dedicated to short-range wireless communication such as Wi-Fi and Bluetooth, and the second communication module may be dedicated to long-range wireless communication such as GPS, EDGE, GPRS, CDMA, WiMAX, LTE, and Ev-DO.

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

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

図9は、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム200を示す。コンピュータ実装インタラクティブ外科システム200は、多くの点で、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム100と類似している。例えば、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム200は、多くの点で外科システム102と類似する1つ又は2つ以上の外科システム202を含む。各外科システム202は、リモートサーバ213を含み得るクラウド204と通信する少なくとも1つの外科用ハブ206を含む。一態様では、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム200は、例えば、インテリジェント外科用器具、ロボット、及び手術室内に位置する他のコンピュータ化装置などの複数の手術室装置に接続されたモジュール式制御タワー236を備える。図10に示されるように、モジュール式制御タワー236は、コンピュータシステム210に連結されたモジュール式通信ハブ203を備える。図9の実施例に例示するように、モジュール式制御タワー236は、内視鏡239に連結された撮像モジュール238、エネルギー装置241に連結された発生器モジュール240、排煙モジュール226、吸引/灌注モジュール228、通信モジュール230、プロセッサモジュール232、ストレージアレイ234、任意でディスプレイ237に連結されるスマート装置/器具235、及び非接触センサモジュール242に連結される。手術室装置は、モジュール式制御タワー236を介してクラウドコンピューティングリソース及びデータストレージに連結される。ロボットハブ222もまた、モジュール式制御タワー236及びクラウドコンピューティングリソースに接続されてもよい。中でもとりわけ、装置/器具235、可視化システム208が、本明細書に記載される有線又は無線通信規格又はプロトコルを介してモジュール式制御タワー236に連結されてもよい。モジュール式制御タワー236は、撮像モジュール、装置/器具ディスプレイ、及び/又は他の可視化システム208から受信した画像を表示及びオーバーレイするために外科用ハブディスプレイ215(例えば、モニタ、スクリーン)に連結されてもよい。外科用ハブディスプレイはまた、画像及びオーバーレイ画像と共にモジュール式制御タワーに接続された装置から受信したデータを表示してもよい。 9 illustrates a computer-implemented interactive surgical system 200. The computer-implemented interactive surgical system 200 is similar in many respects to the computer-implemented interactive surgical system 100. For example, the computer-implemented interactive surgical system 200 includes one or more surgical systems 202 that are similar in many respects to the surgical system 102. Each surgical system 202 includes at least one surgical hub 206 that communicates with a cloud 204 that may include a remote server 213. In one aspect, the computer-implemented interactive surgical system 200 includes a modular control tower 236 connected to a plurality of operating room devices, such as, for example, intelligent surgical instruments, robots, and other computerized devices located in the operating room. As shown in FIG. 10, the modular control tower 236 includes a modular communication hub 203 coupled to a computer system 210. As illustrated in the embodiment of FIG. 9, the modular control tower 236 is coupled to an imaging module 238 coupled to an endoscope 239, a generator module 240 coupled to an energy device 241, a smoke evacuation module 226, a suction/irrigation module 228, a communication module 230, a processor module 232, a storage array 234, a smart device/instrument 235 optionally coupled to a display 237, and a non-contact sensor module 242. The operating room devices are coupled to cloud computing resources and data storage via the modular control tower 236. The robotic hub 222 may also be connected to the modular control tower 236 and cloud computing resources. The devices/instruments 235, visualization system 208, among others, may be coupled to the modular control tower 236 via wired or wireless communication standards or protocols described herein. The modular control tower 236 may be coupled to a surgical hub display 215 (e.g., monitor, screen) for displaying and overlaying images received from the imaging module, device/instrument display, and/or other visualization system 208. The surgical hub display may also display data received from devices connected to the modular control tower along with images and overlay images.

図10は、モジュール式制御タワー236に連結された複数のモジュールを備える外科用ハブ206を示す。モジュール式制御タワー236は、例えばネットワーク接続装置などのモジュール式通信ハブ203と、例えば局所処理、可視化、及び撮像を提供するためのコンピュータシステム210と、を備える。図10に示すように、モジュール式通信ハブ203は、モジュール式通信ハブ203に接続できるモジュール(例えば、装置)の数を拡張するために階層化構成で接続されて、モジュールに関連付けられたデータをコンピュータシステム210、クラウドコンピューティングリソース、又はその両方に転送することができる。図10に示すように、モジュール式通信ハブ203内のネットワークハブ/スイッチのそれぞれは、3つの下流ポート及び1つの上流ポートを含む。上流のネットワークハブ/スイッチは、クラウドコンピューティングリソース及びローカルディスプレイ217への通信接続を提供するためにプロセッサに接続される。クラウド204への通信は、有線又は無線通信チャネルのいずれかを介して行うことができる。 10 illustrates a surgical hub 206 comprising a number of modules coupled to a modular control tower 236. The modular control tower 236 comprises a modular communications hub 203, e.g., a network-connected device, and a computer system 210, e.g., for providing local processing, visualization, and imaging. As shown in FIG. 10, the modular communications hub 203 can be connected in a hierarchical configuration to expand the number of modules (e.g., devices) that can be connected to the modular communications hub 203 to transfer data associated with the modules to the computer system 210, cloud computing resources, or both. As shown in FIG. 10, each of the network hubs/switches in the modular communications hub 203 includes three downstream ports and one upstream port. The upstream network hub/switch is connected to a processor to provide a communications connection to the cloud computing resources and a local display 217. Communications to the cloud 204 can be via either wired or wireless communication channels.

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

コンピュータシステム210は、プロセッサ244とネットワークインターフェース245とを備える。プロセッサ244は、システムバスを介して、通信モジュール247、ストレージ248、メモリ249、不揮発性メモリ250、及び入力/出力インターフェース251に連結される。システムバスは、9ビットバス、業界標準アーキテクチャ(ISA)、マイクロチャネルアーキテクチャ(MSA)、拡張ISA(EISA)、インテリジェントドライブエレクトロニクス(IDE)、VESAローカルバス(VLB)、周辺装置相互接続(PCI)、USB、アドバンスドグラフィックスポート(AGP)、パーソナルコンピュータメモリカード国際協会バス(PCMCIA)、小型計算機システム・インターフェース(SCSI)、又は任意の他の独自バス(proprietary bus)が挙げられるがこれらに限定されない任意の様々なバスアーキテクチャを用いる、メモリバス若しくはメモリコントローラ、ペリフェラルバス若しくは外部バス、及び/又はローカルバスを含むいくつかのタイプのバス構造(複数可)のうちのいずれかであっってもよい。 The computer system 210 includes a processor 244 and a network interface 245. The processor 244 is coupled to a communication module 247, a storage 248, a memory 249, a non-volatile memory 250, and an input/output interface 251 via a system bus. The system bus may be any of several types of bus structure(s), including a memory bus or memory controller, a peripheral bus or external bus, and/or a local bus using any of a variety of bus architectures, including, but not limited to, a 9-bit bus, an Industry Standard Architecture (ISA), a MicroChannel Architecture (MSA), an Enhanced ISA (EISA), an Intelligent Drive Electronics (IDE), a VESA Local Bus (VLB), a Peripheral Component Interconnect (PCI), a USB, an Advanced Graphics Port (AGP), a Personal Computer Memory Card International Association bus (PCMCIA), a Small Computer System Interface (SCSI), or any other proprietary bus.

プロセッサ244は、Texas Instruments製のARM Cortexの商品名で知られているものなど、任意のシングルコア又はマルチコアプロセッサであってもよい。一態様では、プロセッサは、例えば、その詳細が製品データシートで入手可能である、最大40MHzの256KBのシングルサイクルフラッシュメモリ若しくは他の不揮発性メモリのオンチップメモリ、性能を40MHz超に改善するためのプリフェッチバッファ、32KBのシングルサイクルシリアルランダムアクセスメモリ(SRAM)、StellarisWare(登録商標)ソフトウェアを搭載した内部読み出し専用メモリ(ROM)、2KBの電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ(EEPROM)、及び/又は、1つ若しくは2つ以上のパルス幅変調(PWM)モジュール、1つ若しくは2つ以上の直交エンコーダ入力(QEI)アナログ、12個のアナログ入力チャネルを備える1つ若しくは2つ以上の12ビットアナログ-デジタル変換器(ADC)を含む、Texas Instrumentsから入手可能なLM4F230H5QR ARM Cortex-M4Fプロセッサコアであってもよい。 Processor 244 may be any single-core or multi-core processor, such as those known under the trade name ARM Cortex manufactured by Texas Instruments. In one aspect, the processor may be, for example, an LM4F230H5QR ARM Cortex-M4F processor core available from Texas Instruments, including on-chip memory of 256 KB of single-cycle flash memory or other non-volatile memory up to 40 MHz, a pre-fetch buffer to improve performance beyond 40 MHz, 32 KB of single-cycle serial random access memory (SRAM), internal read-only memory (ROM) loaded with StellarisWare® software, 2 KB of electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), and/or one or more pulse width modulation (PWM) modules, one or more quadrature encoder input (QEI) analog, one or more 12-bit analog-to-digital converters (ADCs) with 12 analog input channels, the details of which are available in the product data sheet.

一態様では、プロセッサ244は、同じくTexas Instruments製のHercules ARM Cortex R4の商品名で知られるTMS570及びRM4xなどの2つのコントローラ系ファミリーを含む安全コントローラを含んでもよい。安全コントローラは、拡張性のある性能、接続性、及びメモリの選択肢を提供しながら、高度な集積型安全機構を提供するために、中でも特に、IEC61508及びISO26262の安全限界用途専用に構成されてもよい。 In one aspect, the processor 244 may include a safety controller, including two controller families such as TMS570 and RM4x, also known under the trade name Hercules ARM Cortex R4, manufactured by Texas Instruments. The safety controller may be specifically configured for IEC 61508 and ISO 26262 safety limit applications, among others, to provide advanced integrated safety mechanisms while offering scalable performance, connectivity, and memory options.

システムメモリとしては、揮発性メモリ及び不揮発性メモリが挙げられる。起動中などにコンピュータシステム内の要素間で情報を転送するための基本ルーチンを含む基本入出力システム(BIOS)は、不揮発性メモリに記憶される。例えば、不揮発性メモリとしては、ROM、プログラマブルROM(PROM)、電気的プログラマブルROM(EPROM)、EEPROM、又はフラッシュメモリが挙げられ得る。揮発性メモリとしては、外部キャッシュメモリとして機能するランダムアクセスメモリ(RAM)が挙げられる。更に、RAMは、SRAM、ダイナミックRAM(DRAM)、シンクロナスDRAM(SDRAM)、ダブルデータレートSDRAM(DDR SDRAM)、エンハンスドSDRAM(ESDRAM)、シンクリンクDRAM(SLDRAM)、及びダイレクトランバスRAM(DRRAM)などの多くの形態で利用可能である。 System memory includes volatile and nonvolatile memory. The basic input/output system (BIOS), containing the basic routines for transferring information between elements within a computer system, such as during start-up, is stored in nonvolatile memory. For example, nonvolatile memory may include ROM, programmable ROM (PROM), electrically programmable ROM (EPROM), EEPROM, or flash memory. Volatile memory includes random access memory (RAM), which acts as external cache memory. In addition, RAM is available in many forms, such as SRAM, dynamic RAM (DRAM), synchronous DRAM (SDRAM), double data rate SDRAM (DDR SDRAM), enhanced SDRAM (ESDRAM), SyncLink DRAM (SLDRAM), and direct RAMbus RAM (DRRAM).

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

コンピュータシステム210は、好適な動作環境で説明されるユーザと基本コンピュータリソースとの間で媒介として機能するソフトウェアを含むことを理解されたい。このようなソフトウェアとしてはオペレーティングシステムが挙げられる。ディスクストレージ上に記憶され得るオペレーティングシステムは、コンピュータシステムのリソースを制御及び割り当てするように機能する。システムアプリケーションは、システムメモリ内又はディスクストレージ上のいずれかに記憶されたプログラムモジュール及びプログラムデータを介して、オペレーティングシステムによるリソース管理を活用する。本明細書に記載される様々な構成要素は、様々なオペレーティングシステム又はオペレーティングシステムの組み合わせで実装することができることを理解されたい。 It should be appreciated that computer system 210 includes software that acts as an intermediary between users and basic computer resources as described in the preferred operating environment. Such software includes an operating system. The operating system, which may be stored on disk storage, functions to control and allocate resources of the computer system. System applications leverage resource management by the operating system through program modules and program data stored either in system memory or on disk storage. It should be appreciated that the various components described herein may be implemented with various operating systems or combinations of operating systems.

ユーザは、I/Oインターフェース251に連結された入力装置(複数可)を介してコンピュータシステム210にコマンド又は情報を入力する。入力装置としては、マウス、トラックボール、スタイラス、タッチパッドなどのポインティングデバイス、キーボード、マイクロフォン、ジョイスティック、ゲームパッド、サテライト・ディッシュ、スキャナ、TVチューナカード、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ウェブカメラなどが挙げられるが、これらに限定されない。これら及び他の入力装置は、インターフェースポート(複数可)を介し、システムバスを通してプロセッサに接続する。インターフェースポート(複数可)としては、例えば、シリアルポート、パラレルポート、ゲームポート、及びUSBが挙げられる。出力装置(複数可)は、入力装置(複数可)と同じ種類のポートのうちのいくつかを使用する。したがって、例えば、USBポートを使用して、コンピュータシステムに入力を提供し、またコンピュータシステムからの情報を出力装置に出力してもよい。出力アダプタは、特別なアダプタを必要とする出力装置の中でもとりわけ、モニタ、ディスプレイ、スピーカ、及びプリンタなどのいくつかの出力装置が存在することを示すために提供される。出力アダプタとしては、例示としてのものであり限定するものではないが、出力装置とシステムバスとの間の接続手段を提供するビデオ及びサウンドカードが挙げられる。遠隔コンピュータ(複数可)などの他の装置及び/又は装置のシステムは、入力及び出力機能の両方を提供することに留意されたい。 A user inputs commands or information into the computer system 210 through input device(s) coupled to the I/O interface 251. Input devices include, but are not limited to, pointing devices such as a mouse, trackball, stylus, touchpad, keyboard, microphone, joystick, gamepad, satellite dish, scanner, TV tuner card, digital camera, digital video camera, webcam, and the like. These and other input devices connect to the processor through the system bus via interface port(s). Interface port(s) include, for example, serial port, parallel port, game port, and USB. Output device(s) use some of the same types of ports as the input device(s). Thus, for example, a USB port may be used to provide input to the computer system and also to output information from the computer system to an output device. An output adapter is provided to illustrate that there are some output devices such as monitors, displays, speakers, and printers, among other output devices that require special adapters. Output adapters include, by way of example and not limitation, video and sound cards that provide a means of connection between an output device and a system bus. It should be noted that other devices and/or systems of devices, such as a remote computer(s), may provide both input and output capabilities.

コンピュータシステム210は、クラウドコンピュータ(複数可)などの1つ若しくは2つ以上の遠隔コンピュータ又はローカルコンピュータへの論理接続を使用するネットワーク化環境で動作することができる。遠隔クラウドコンピュータ(複数可)は、パーソナルコンピュータ、サーバ、ルータ、ネットワークPC、ワークステーション、マイクロプロセッサベースの機器、ピア装置、又は他の一般的なネットワークノードなどであり得、典型的には、コンピュータシステムに関して説明される要素の多く又は全てを含む。簡潔にするために、遠隔コンピュータ(複数可)と共にメモリストレージ装置のみが示される。遠隔コンピュータ(複数可)は、ネットワークインターフェースを介してコンピュータシステムに論理的に接続され、続いて、通信接続を介して物理的に接続される。ネットワークインターフェースは、ローカルエリアネットワーク(LAN)及びワイドエリアネットワーク(WAN)などの通信ネットワークを包含する。LAN技術としては、光ファイバ分散データインターフェース(FDDI)、銅線分散データインターフェース(CDDI)、Ethernet/IEEE802.3、Token Ring/IEEE802.5などが挙げられる。WAN技術としては、ポイントツーポイントリンク、統合サービスデジタルネットワーク(ISDN)及びその変形などの回路交換ネットワーク、パケット交換ネットワーク、並びにデジタル加入者回線(DSL)が挙げられるがこれらに限定されない。 The computer system 210 can operate in a networked environment using logical connections to one or more remote computers, such as cloud computer(s), or local computers. The remote cloud computer(s) can be personal computers, servers, routers, network PCs, workstations, microprocessor-based devices, peer devices, or other general network nodes, and typically include many or all of the elements described with respect to a computer system. For simplicity, only memory storage devices are shown with the remote computer(s). The remote computer(s) are logically connected to the computer system through a network interface, which is then physically connected through a communication connection. The network interface encompasses communication networks such as local area networks (LANs) and wide area networks (WANs). LAN technologies include Fiber Distributed Data Interface (FDDI), Copper Distributed Data Interface (CDDI), Ethernet/IEEE 802.3, Token Ring/IEEE 802.5, and the like. WAN technologies include, but are not limited to, point-to-point links, circuit-switched networks such as Integrated Services Digital Networks (ISDN) and variations thereon, packet-switched networks, and Digital Subscriber Lines (DSL).

様々な態様では、図10のコンピュータシステム210、図9~図10の撮像モジュール238、及び/又は可視化システム208、及び/又はプロセッサモジュール232は、画像プロセッサ、画像処理エンジン、メディアプロセッサ、又はデジタル画像の処理に使用される任意の専用デジタル信号プロセッサ(DSP)を含んでもよい。画像プロセッサは、単一命令複数データ(SIMD)、又は複数命令複数データ(MIMD)技術を用いた並列コンピューティングを使用して速度及び効率を高めることができる。デジタル画像処理エンジンは、様々なタスクを実行することができる。画像プロセッサは、マルチコアプロセッサアーキテクチャを備えるチップ上のシステムであってもよい。 In various aspects, the computer system 210 of FIG. 10, the imaging module 238 of FIGS. 9-10, and/or the visualization system 208, and/or the processor module 232 may include an image processor, an image processing engine, a media processor, or any dedicated digital signal processor (DSP) used to process digital images. The image processor may use parallel computing with single instruction multiple data (SIMD) or multiple instruction multiple data (MIMD) technology to increase speed and efficiency. The digital image processing engine may perform a variety of tasks. The image processor may be a system on a chip with a multi-core processor architecture.

通信接続(複数可)とは、ネットワークインターフェースをバスに接続するために用いられるハードウェア/ソフトウェアを指す。例示の明瞭さのために通信接続はコンピュータシステム内部に示されているが、通信接続はコンピュータシステム210の外部にあってもよい。例示のみを目的として、ネットワークインターフェースへの接続に必要なハードウェア/ソフトウェアとしては、通常の電話グレードモデム、ケーブルモデム、及びDSLモデムを含むモデム、ISDNアダプタ、並びにイーサネットカードなどの内部及び外部技術が挙げられる。 The communications connection(s) refers to the hardware/software used to connect the network interface to the bus. Although the communications connections are shown internal to the computer system for clarity of illustration, the communications connections may be external to computer system 210. By way of example only, the hardware/software required to connect to the network interface may include internal and external technologies such as modems, including regular telephone grade modems, cable modems, and DSL modems, ISDN adapters, and Ethernet cards.

図11は、本開示の少なくとも1つの態様による、USBネットワークハブ300装置の一態様の機能ブロック図を示す。図示した態様では、USBネットワークハブ装置300は、Texas Instruments製TUSB2036集積回路ハブを採用する。USBネットワークハブ300は、USB2.0規格に準拠する、上流USB送受信ポート302及び最大3つの下流USB送受信ポート304、306、308を提供するCMOS装置である。上流USB送受信ポート302は、差動データプラス(DP0)入力とペアリングされた差動データマイナス(DM0)入力を含む差動ルートデータポートである。3つの下流USB送受信ポート304、306、308は、各ポートが差動データマイナス(DM1~DM3)出力とペアリングした差動データプラス(DP1~DP3)出力を含む差動データポートである。 11 illustrates a functional block diagram of one embodiment of a USB network hub 300 device in accordance with at least one embodiment of the present disclosure. In the illustrated embodiment, the USB network hub device 300 employs a Texas Instruments TUSB2036 integrated circuit hub. The USB network hub 300 is a CMOS device that provides an upstream USB transmit/receive port 302 and up to three downstream USB transmit/receive ports 304, 306, 308 that conform to the USB 2.0 standard. The upstream USB transmit/receive port 302 is a differential rooted data port that includes a differential data minus (DM0) input paired with a differential data plus (DP0) input. The three downstream USB transmit/receive ports 304, 306, 308 are differential data ports, each including a differential data plus (DP1-DP3) output paired with a differential data minus (DM1-DM3) output.

USBネットワークハブ300装置は、マイクロコントローラの代わりにデジタル状態マシンを備えて実装され、ファームウェアのプログラミングを必要としない。完全準拠したUSB送受信機が、上流USB送受信ポート302及び全ての下流USB送受信ポート304、306、308の回路に統合される。下流USB送受信ポート304、306、308は、ポートに取り付けられた装置の速度に応じてスルーレートを自動的に設定することによって、最高速度及び低速の装置の両方をサポートする。USBネットワークハブ300装置は、バスパワーモード又はセルフパワーモードのいずれかで構成されてもよく、電力を管理するための外科用ハブパワー論理312を含む。 The USB network hub 300 device is implemented with a digital state machine instead of a microcontroller and does not require firmware programming. A fully compliant USB transceiver is integrated into the circuitry of the upstream USB transmit/receive port 302 and all downstream USB transmit/receive ports 304, 306, 308. The downstream USB transmit/receive ports 304, 306, 308 support both full speed and low speed devices by automatically setting the slew rate depending on the speed of the device attached to the port. The USB network hub 300 device may be configured in either bus-powered or self-powered mode and includes surgical hub power logic 312 to manage power.

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

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

図12は、本開示の1つ又は2つ以上の態様による、外科用器具又はツールの制御システム470の論理図を示す。システム470は制御回路を備える。制御回路は、プロセッサ462及びメモリ468を備えるマイクロコントローラ461を含む。例えば、センサ472、474、476のうちの1つ又は2つ以上が、プロセッサ462にリアルタイムなフィードバックを提供する。モータドライバ492によって駆動されるモータ482は、長手方向に移動可能な変位部材を動作可能に連結して、Iビームナイフ要素を駆動する。追跡システム480は、長手方向に移動可能な変位部材の位置を決定するように構成されている。位置情報は、長手方向に移動可能な駆動部材の位置、並びに発射部材、発射バー、及びIビームナイフ要素の位置を決定するようにプログラム又は構成され得るプロセッサ462に提供される。追加のモータが、Iビームの発射、閉鎖管の移動、シャフトの回転、及び関節運動を制御するために、ツールドライバインターフェースに提供されてもよい。ディスプレイ473は、器具の様々な動作条件を表示し、データ入力のためのタッチスクリーン機能を含んでもよい。ディスプレイ473上に表示された情報は、内視鏡撮像モジュールを介して取得された画像とオーバーレイさせることができる。 12 illustrates a logic diagram of a surgical instrument or tool control system 470 according to one or more aspects of the present disclosure. The system 470 includes a control circuit. The control circuit includes a microcontroller 461 with a processor 462 and a memory 468. For example, one or more of the sensors 472, 474, 476 provide real-time feedback to the processor 462. A motor 482 driven by a motor driver 492 operably couples the longitudinally movable displacement member to drive the I-beam knife element. A tracking system 480 is configured to determine the position of the longitudinally movable displacement member. The position information is provided to the processor 462, which may be programmed or configured to determine the position of the longitudinally movable drive member, as well as the position of the firing member, firing bar, and I-beam knife element. Additional motors may be provided to the tool driver interface to control the firing of the I-beam, the movement of the closure tube, the rotation of the shaft, and the articulation. A display 473 displays various operating conditions of the instrument and may include touch screen functionality for data entry. Information displayed on the display 473 can be overlaid with images acquired via the endoscopic imaging module.

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

一態様では、マイクロコントローラ461は、同じくTexas Instruments製のHercules ARM Cortex R4の商品名で知られるTMS570及びRM4xなどの2つのコントローラ系ファミリーを含む安全コントローラを含んでもよい。安全コントローラは、拡張性のある性能、接続性、及びメモリの選択肢を提供しながら、高度な集積型安全機構を提供するために、中でも特に、IEC61508及びISO26262の安全限界用途専用に構成されてもよい。 In one aspect, the microcontroller 461 may include a safety controller, including two controller families such as TMS570 and RM4x, also known under the trade name Hercules ARM Cortex R4, manufactured by Texas Instruments. The safety controller may be specifically configured for IEC 61508 and ISO 26262 safety limit applications, among others, to provide advanced integrated safety mechanisms while offering scalable performance, connectivity, and memory options.

マイクロコントローラ461は、ナイフ及び関節運動システムの速度及び位置に対する精密制御など、様々な機能を実行するようにプログラムされてもよい。一態様では、マイクロコントローラ461は、プロセッサ462及びメモリ468を含む。電動モータ482は、ギアボックス、及び関節運動又はナイフシステムへの機械的連結部を備えたブラシ付き直流(DC)モータであってもよい。一態様では、モータ駆動器492は、Allegro Microsystems,Incから入手可能なA3941であってもよい。他のモータ駆動器を、絶対位置決めシステムを備える追跡システム480で使用するために容易に置き換えることができる。絶対位置決めシステムの詳細な説明は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる「SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT」と題する2017年10月19日公開の米国特許出願公開第2017/0296213号に記載されている。 The microcontroller 461 may be programmed to perform a variety of functions, such as precise control over the speed and position of the knife and articulation system. In one aspect, the microcontroller 461 includes a processor 462 and a memory 468. The electric motor 482 may be a brushed direct current (DC) motor with a gearbox and mechanical linkage to the articulation or knife system. In one aspect, the motor driver 492 may be an A3941 available from Allegro Microsystems, Inc. Other motor drivers may be easily substituted for use with the tracking system 480 with an absolute positioning system. A detailed description of the absolute positioning system is provided in U.S. Patent Application Publication No. 2017/0296213, published October 19, 2017, entitled "SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT," which is incorporated herein by reference in its entirety.

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

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

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

追跡システム480は、本開示の一態様による位置センサ472を備える制御されたモータ駆動回路構成を備える。絶対位置決めシステム用の位置センサ472は、変位部材の位置に対応する固有の位置信号を提供する。一態様では、変位部材は、ギア減速機アセンブリの対応する駆動ギアと噛合係合するための駆動歯のラックを備える長手方向に移動可能な駆動部材を表す。他の態様では、変位部材は、駆動歯のラックを含むように適合及び構成され得る発射部材を表す。更に別の態様では、変位部材は、発射バー又はIビームを表し、それぞれは、駆動歯のラックを含むように適合及び構成され得る。それに応じて、本明細書で使用する場合、変位部材という用語は、駆動部材、発射部材、発射バー、Iビーム、又は変位され得る任意の要素など、外科用器具の任意の移動可能な部材を総じて指すために使用される。一態様では、長手方向に移動可能な駆動部材は、発射部材、発射バー、及びIビームに連結される。したがって、絶対位置決めシステムは、実際には、長手方向に移動可能な駆動部材の直線変位を追跡することによって、Iビームの直線変位を追跡することができる。様々な他の態様では、変位部材は、直線変位を測定するのに好適な任意の位置センサ472に連結されてもよい。したがって、長手方向に移動可能な駆動部材、発射部材、発射バー、若しくはIビーム、又はそれらの組み合わせは、任意の好適な変位センサに連結されてもよい。直線変位センサは、接触式又は非接触式変位センサを含んでよい。直線変位センサは、線形可変差動変圧器(linear variable differential transformers、LVDT)、差動可変磁気抵抗型変換器(differential variable reluctance transducers、DVRT)、スライドポテンショメータ、移動可能な磁石及び一連の直線上に配置されたホール効果センサを含む磁気感知システム、固定された磁石及び一連の移動可能な直線上に配置されたホール効果センサを含む磁気感知システム、移動可能な光源及び一連の直線上に配置された光ダイオード若しくは光検出器を含む光学検出システム、固定された光源及び一連の移動可能な直線上に配置された光ダイオード若しくは光検出器を含む光学検出システム、又はこれらの任意の組み合わせを含んでもよい。 The tracking system 480 includes a controlled motor drive circuitry including a position sensor 472 according to one aspect of the present disclosure. The position sensor 472 for the absolute positioning system provides a unique position signal corresponding to the position of the displacement member. In one aspect, the displacement member represents a longitudinally movable drive member including a rack of drive teeth for meshing engagement with a corresponding drive gear of a gear reducer assembly. In another aspect, the displacement member represents a firing member that may be adapted and configured to include a rack of drive teeth. In yet another aspect, the displacement member represents a firing bar or an I-beam, each of which may be adapted and configured to include a rack of drive teeth. Accordingly, as used herein, the term displacement member is used to refer collectively to any movable member of a surgical instrument, such as a drive member, firing member, firing bar, I-beam, or any element that may be displaced. In one aspect, the longitudinally movable drive member is coupled to the firing member, firing bar, and I-beam. Thus, the absolute positioning system can actually track the linear displacement of the I-beam by tracking the linear displacement of the longitudinally movable drive member. In various other aspects, the displacement member may be coupled to any suitable position sensor 472 for measuring linear displacement. Thus, the longitudinally movable drive member, firing member, firing bar, or I-beam, or combinations thereof, may be coupled to any suitable displacement sensor. The linear displacement sensor may include contact or non-contact displacement sensors. The linear displacement sensor may include linear variable differential transformers (LVDTs), differential variable reluctance transducers (DVRTs), slide potentiometers, magnetic sensing systems including movable magnets and Hall effect sensors arranged in a series of linear positions, magnetic sensing systems including fixed magnets and Hall effect sensors arranged in a series of movable linear positions, optical sensing systems including movable light sources and photodiodes or photodetectors arranged in a series of linear positions, optical sensing systems including fixed light sources and photodiodes or photodetectors arranged in a series of movable linear positions, or any combination thereof.

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

位置センサ472に付随するセンサ素子の1回転は、変位部材の長手方向直線変位d1に相当し、d1は、変位部材に連結したセンサ素子が1回転した後で、変位部材が点「a」から点「b」まで移動する長手方向の直線距離である。センサ機構は、位置センサ472が変位部材のフルストロークに対して1回以上の回転を完了する結果をもたらすギアの減速を介して接続されてもよい。位置センサ472は、変位部材のフルストロークに対して複数回の回転を完了することができる。 One revolution of the sensor element associated with the position sensor 472 corresponds to a linear longitudinal displacement d1 of the displacement member, where d1 is the linear longitudinal distance traveled by the displacement member from point "a" to point "b" after the sensor element coupled to the displacement member has rotated once. The sensor mechanism may be connected via a gear reduction that results in the position sensor 472 completing one or more revolutions for a full stroke of the displacement member. The position sensor 472 may complete multiple revolutions for a full stroke of the displacement member.

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

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

一態様では、絶対位置決めシステムを備える追跡システム480の位置センサ472は、磁気回転絶対位置決めシステムを備える。位置センサ472は、Austria Microsystems,AGから入手可能なAS5055EQFTシングルチップ磁気回転位置センサとして実装されてもよい。位置センサ472は、マイクロコントローラ461と連携して絶対位置決めシステムを提供する。位置センサ472は、低電圧低電力の構成要素であり、磁石の上方に位置する位置センサ472の領域に、4つのホール効果素子を含む。更に、高解像度ADC及びスマート電力管理コントローラがチップ上に設けられている。加算、減算、ビットシフト、及びテーブル参照演算のみを必要とする、双曲線関数及び三角関数を計算する簡潔かつ効率的なアルゴリズムを実装するために、桁毎法(digit-by-digit method)及びボルダーアルゴリズム(Volder's algorithm)としても知られる、座標回転デジタルコンピュータ(CORDIC)プロセッサが設けられる。角度位置、アラームビット、及び磁界情報は、シリアル周辺インターフェース(SPI)インターフェースなどの標準的なシリアル通信インターフェースを介してマイクロコントローラ461に伝送される。位置センサ472は、12ビット又は14ビットの解像度を提供する。位置センサ472は、小型のQFN16ピン4×4×0.85mmパッケージで提供されるAS5055チップであってもよい。 In one aspect, the position sensor 472 of the tracking system 480 with absolute positioning system comprises a magnetic rotation absolute positioning system. The position sensor 472 may be implemented as an AS5055EQFT single chip magnetic rotation position sensor available from Austria Microsystems, AG. The position sensor 472 works with the microcontroller 461 to provide the absolute positioning system. The position sensor 472 is a low voltage, low power component and includes four Hall effect elements in the area of the position sensor 472 located above the magnet. Additionally, a high resolution ADC and a smart power management controller are provided on the chip. A Coordinate Rotation Digital Computer (CORDIC) processor, also known as the digit-by-digit method and Volder's algorithm, is provided to implement simple and efficient algorithms for calculating hyperbolic and trigonometric functions, requiring only addition, subtraction, bit shifting, and table lookup operations. The angular position, alarm bits, and magnetic field information are transmitted to the microcontroller 461 via a standard serial communication interface, such as a Serial Peripheral Interface (SPI) interface. The position sensor 472 provides 12-bit or 14-bit resolution. The position sensor 472 may be an AS5055 chip provided in a small QFN 16-pin 4x4x0.85mm package.

絶対位置決めシステムを備える追跡システム480は、PID、状態フィードバック、及び適応コントローラなどのフィードバックコントローラを備えてもよく、かつ/又はこれを実装するようにプログラムされてもよい。電源が、フィードバックコントローラからの信号を、システムへの物理的入力、この場合は電圧へと変換する。他の例としては、電圧、電流、及び力のPWMが挙げられる。位置センサ472によって測定される位置に加えて、物理的システムの物理パラメータを測定するために、他のセンサ(複数化)が設けられてもよい。いくつかの態様では、他のセンサ(複数可)としては、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、「STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM」と題する2016年5月24日発行の米国特許第9,345,481号、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、「STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM」と題する2014年9月18日公開の米国特許出願公開第2014/0263552号、及びその全体が参照により本明細書に組み込まれる、「TECHNIQUES FOR ADAPTIVE CONTROL OF MOTOR VELOCITY OF A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT」と題する2017年6月20日出願の米国特許出願第15/628,175号に記載されているものなどのセンサ構成が挙げられ得る。デジタル信号処理システムでは、絶対位置決めシステムはデジタルデータ取得システムに連結され、ここで絶対位置決めシステムの出力は有限の解像度及びサンプリング周波数を有する。絶対位置決めシステムは、計算された応答を測定された応答に向けて駆動する加重平均及び理論制御ループなどのアルゴリズムを用いて、計算された応答を測定された応答と組み合わせるために、比較及び組み合わせ回路を備え得る。入力を知ることによって物理的システムの状態及び出力がどうなるかを予測するために、物理的システムの計算された応答は、質量、慣性、粘性摩擦、誘導抵抗などの特性を考慮に入れる。 The tracking system 480 with absolute positioning system may include and/or be programmed to implement a feedback controller, such as PID, state feedback, and adaptive controllers. A power supply converts the signal from the feedback controller into a physical input to the system, in this case voltage. Other examples include PWM of voltage, current, and force. In addition to the position measured by the position sensor 472, other sensors (plural) may be provided to measure physical parameters of the physical system. In some aspects, the other sensor(s) may include any of the sensors described in U.S. Pat. No. 9,345,481, issued May 24, 2016, entitled "STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM," which is incorporated herein by reference in its entirety; U.S. Patent Application Publication No. 2014/0263552, published September 18, 2014, entitled "STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM," which is incorporated herein by reference in its entirety; and U.S. Patent Application Publication No. 2014/0263552, published September 18, 2014, entitled "TECHNIQUES FOR ADAPTIVE CONTROL OF MOTOR VELOCITY OF A SURGICAL STAPLING," which is incorporated herein by reference in its entirety. Sensor configurations such as those described in U.S. Patent Application Serial No. 15/628,175, filed June 20, 2017, entitled "A CUTTING INSTRUMENT AND A CUTTING INSTRUMENT" may be included. In a digital signal processing system, the absolute positioning system is coupled to a digital data acquisition system, where the output of the absolute positioning system has a finite resolution and sampling frequency. The absolute positioning system may include comparison and combination circuitry to combine the calculated response with the measured response using algorithms such as weighted averages and theoretical control loops that drive the calculated response towards the measured response. The calculated response of the physical system takes into account properties such as mass, inertia, viscous friction, induced resistance, etc., to predict what the state and output of the physical system will be by knowing the input.

絶対位置決めシステムは、モータ482が単に前方又は後方に経たステップの数をカウントして装置アクチュエータ、駆動バー、ナイフなどの位置を推定する従来の回転エンコーダで必要となり得るような、変位部材をリセット位置(ゼロ又はホーム)へ後退又は前進させることなしに、器具の電源投入時に変位部材の絶対位置を提供する。 The absolute positioning system provides an absolute position of the displacement member upon powering up of the instrument without forcing the displacement member to retract or advance to a reset position (zero or home), as may be required with conventional rotary encoders that simply count the number of steps taken by the motor 482 forward or backward to estimate the position of the device actuator, drive bar, knife, etc.

例えば歪みゲージ又は微小歪みゲージなどのセンサ474は、例えば、アンビルに適用される閉鎖力を示すことができる、クランプ動作中にアンビルに及ぼされる歪みの振幅などのエンドエフェクタの1つ又は2つ以上のパラメータを測定するように構成される。測定された歪みは、デジタル信号に変換されて、プロセッサ462に提供される。センサ474の代わりに、又はそれに加えて、例えば、負荷センサなどのセンサ476が、閉鎖駆動システムによってアンビルに加えられる閉鎖力を測定することができる。例えば、負荷センサなどのセンサ476は、外科用器具又はツールの発射ストローク中にIビームに加えられる発射力を測定することができる。Iビームは、楔形スレッドと係合するように構成されており、楔形スレッドは、ステープルドライバを上向きにカム作用して、ステープルを押し出してアンビルと変形接触させるように構成されている。Iビームはまた、Iビームを発射バーによって遠位に前進させる際に組織を切断するために使用することができる、鋭利な切刃を含む。あるいは、モータ482による電流引き込みを測定するために、電流センサ478を用いることができる。発射部材を前進させるのに必要な力は、例えば、モータ482によって引き込まれる電流に相当し得る。測定された力は、デジタル信号に変換されて、プロセッサ462に提供される。 The sensor 474, e.g., a strain gauge or microstrain gauge, is configured to measure one or more parameters of the end effector, e.g., the amplitude of strain exerted on the anvil during the clamping operation, which can be indicative of the closure force applied to the anvil. The measured strain is converted to a digital signal and provided to the processor 462. Instead of or in addition to the sensor 474, a sensor 476, e.g., a load sensor, can measure the closure force applied to the anvil by the closure drive system. For example, the sensor 476, e.g., a load sensor, can measure the firing force applied to the I-beam during the firing stroke of the surgical instrument or tool. The I-beam is configured to engage a wedge-shaped sled that is configured to cam the staple driver upward to drive the staples into deforming contact with the anvil. The I-beam also includes a sharp cutting edge that can be used to cut tissue as the I-beam is advanced distally by the firing bar. Alternatively, a current sensor 478 can be used to measure the current draw by the motor 482. The force required to advance the firing member may correspond, for example, to the current drawn by the motor 482. The measured force is converted to a digital signal and provided to the processor 462.

一形態では、歪みゲージセンサ474を使用して、エンドエフェクタによって組織に加えられる力を測定することができる。治療される組織に対するエンドエフェクタによる力を測定するために、歪みゲージをエンドエフェクタに連結することができる。エンドエフェクタによって把持された組織に印加される力を測定するためのシステムは、例えば、エンドエフェクタの1つ又は2つ以上のパラメータを測定するように構成された微小歪みゲージなどの歪みゲージセンサ474を備える。一態様では、歪みゲージセンサ474は、クランプ動作中にエンドエフェクタのジョー部材に及ぼされる歪みの振幅又は大きさを測定することができ、これは組織の圧縮を示すことができる。測定された歪みはデジタル信号に変換されて、マイクロコントローラ461のプロセッサ462に提供される。負荷センサ476は、例えば、アンビルとステープルカートリッジとの間に捕捉された組織を切断するために、ナイフ要素を操作するのに用いられる力を測定することができる。磁界センサは、捕捉された組織の厚さを測定するために用いることができる。磁界センサの測定値もデジタル信号に変換されて、プロセッサ462に提供され得る。 In one form, a strain gauge sensor 474 can be used to measure the force applied by the end effector to the tissue. A strain gauge can be coupled to the end effector to measure the force applied by the end effector to the tissue being treated. A system for measuring the force applied to the tissue gripped by the end effector includes a strain gauge sensor 474, such as a micro strain gauge, configured to measure one or more parameters of the end effector. In one aspect, the strain gauge sensor 474 can measure the amplitude or magnitude of the strain exerted on the jaw members of the end effector during the clamping operation, which can indicate compression of the tissue. The measured strain is converted to a digital signal and provided to the processor 462 of the microcontroller 461. The load sensor 476 can measure the force used to manipulate the knife element, for example, to cut the tissue captured between the anvil and the staple cartridge. A magnetic field sensor can be used to measure the thickness of the captured tissue. The magnetic field sensor measurements can also be converted to a digital signal and provided to the processor 462.

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

外科用器具又はツールの制御システム470はまた、図8~図11に示されるようにモジュール式通信ハブと通信するための有線又は無線通信回路を備えてもよい。 The surgical instrument or tool control system 470 may also include wired or wireless communication circuitry for communicating with the modular communication hub as shown in Figures 8-11.

図13は、本開示の一態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された制御回路500を示す。制御回路500は、本明細書に記載される様々なプロセスを実装するように構成され得る。制御回路500は、少なくとも1つのメモリ回路504に連結された1つ又は2つ以上のプロセッサ502(例えば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ)を備えるマイクロコントローラを備えることができる。メモリ回路504は、プロセッサ502によって実行されると、本明細書に記載される様々なプロセスを実装するための機械命令をプロセッサ502に実行させる、機械実行可能命令を記憶する。プロセッサ502は、当該技術分野で既知の多数のシングル又はマルチコアプロセッサのうち任意の1つであってもよい。メモリ回路504は、揮発性及び不揮発性のストレージ媒体を含んでもよい。プロセッサ502は、命令処理ユニット506及び演算ユニット508を含んでもよい。命令処理ユニットは、本開示のメモリ回路504から命令を受信するように構成されてもよい。 13 illustrates a control circuit 500 configured to control aspects of a surgical instrument or tool according to one aspect of the present disclosure. The control circuit 500 may be configured to implement various processes described herein. The control circuit 500 may comprise a microcontroller comprising one or more processors 502 (e.g., microprocessors, microcontrollers) coupled to at least one memory circuit 504. The memory circuit 504 stores machine executable instructions that, when executed by the processor 502, cause the processor 502 to execute machine instructions to implement various processes described herein. The processor 502 may be any one of a number of single or multi-core processors known in the art. The memory circuit 504 may include volatile and non-volatile storage media. The processor 502 may include an instruction processing unit 506 and an arithmetic unit 508. The instruction processing unit may be configured to receive instructions from the memory circuit 504 of the present disclosure.

図14は、本開示の一態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された組み合わせ論理回路510を示す。組み合わせ論理回路510は、本明細書に記載される様々なプロセスを実装するように構成され得る。組み合わせ論理回路510は、入力514で外科用器具又はツールと関連付けられたデータを受信し、組み合わせ論理512によってデータを処理し、出力516を提供するように構成された組み合わせ論理512を含む有限状態マシンを含み得る。 14 illustrates a combinational logic circuit 510 configured to control aspects of a surgical instrument or tool, according to one aspect of the present disclosure. The combinational logic circuit 510 may be configured to implement various processes described herein. The combinational logic circuit 510 may include a finite state machine including combinational logic 512 configured to receive data associated with the surgical instrument or tool at an input 514, process the data through the combinational logic 512, and provide an output 516.

図15は、本開示の一態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された順序論理回路520を示す。順序論理回路520又は組み合わせ論理522は、本明細書に記載される様々なプロセスを実装するように構成することができる。順序論理回路520は有限状態マシンを含んでもよい。順序論理回路520は、例えば、組み合わせ論理522、少なくとも1つのメモリ回路524、及びクロック529を含んでもよい。少なくとも1つのメモリ回路524は、有限状態マシンの現在の状態を記憶することができる。特定の例では、順序論理回路520は、同期式又は非同期式であってもよい。組み合わせ論理522は、入力526から外科用器具又はツールと関連付けられたデータを受信し、組み合わせ論理522によってデータを処理し、出力528を提供するように構成される。他の態様では、回路は、プロセッサ(例えば、図13のプロセッサ502)と、本明細書の様々なプロセスを実装する有限状態マシンと、の組み合わせを含んでもよい。他の態様では、有限状態マシンは、組み合わせ論理回路(例えば図14の組み合わせ論理回路510)と順序論理回路520の組み合わせを含むことができる。 FIG. 15 illustrates a sequential logic circuit 520 configured to control aspects of a surgical instrument or tool according to one aspect of the disclosure. The sequential logic circuit 520 or combinatorial logic 522 can be configured to implement various processes described herein. The sequential logic circuit 520 may include a finite state machine. The sequential logic circuit 520 may include, for example, combinatorial logic 522, at least one memory circuit 524, and a clock 529. The at least one memory circuit 524 can store a current state of the finite state machine. In certain examples, the sequential logic circuit 520 may be synchronous or asynchronous. The combinatorial logic 522 is configured to receive data associated with the surgical instrument or tool from an input 526, process the data by the combinatorial logic 522, and provide an output 528. In other aspects, the circuit may include a combination of a processor (e.g., processor 502 of FIG. 13) and a finite state machine that implements various processes herein. In other aspects, the finite state machine may include a combination of combinational logic (e.g., combinational logic 510 of FIG. 14) and sequential logic 520.

図16は、様々な機能を実行するために起動され得る複数のモータを備える外科用器具又はツールを示す。特定の例では、第1のモータを起動させて第1の機能を実行することができ、第2のモータを起動させて第2の機能を実行することができ、第3のモータを起動させて第3の機能を実行することができ、第4のモータを起動させて第4の機能を実行することができる、といった具合である。特定の例では、ロボット外科用器具600の複数のモータは個々に起動されて、エンドエフェクタにおいて発射運動、閉鎖運動、及び/又は関節運動を生じさせることができる。発射運動、閉鎖運動、及び/又は関節運動は、例えばシャフトアセンブリを介してエンドエフェクタに伝達することができる。 16 illustrates a surgical instrument or tool with multiple motors that can be activated to perform various functions. In a particular example, a first motor can be activated to perform a first function, a second motor can be activated to perform a second function, a third motor can be activated to perform a third function, a fourth motor can be activated to perform a fourth function, and so on. In a particular example, the multiple motors of the robotic surgical instrument 600 can be individually activated to produce a firing, closing, and/or articulation motion in the end effector. The firing, closing, and/or articulation motion can be transmitted to the end effector via a shaft assembly, for example.

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

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

特定の例では、外科用器具又はツールは、例えば、1つ又は2つ以上の関節運動モータ606a、606bを含んでもよい。関節運動モータ606a、606bは、関節運動モータ606a、606bによって生成された関節運動をエンドエフェクタに伝達するように構成され得る、対応する関節運動モータ駆動アセンブリ608a、608bに動作可能に連結され得る。特定の例では、関節運動によって、例えば、エンドエフェクタがシャフトに対して関節運動することができる。 In certain examples, a surgical instrument or tool may include, for example, one or more articulation motors 606a, 606b. The articulation motors 606a, 606b may be operatively coupled to corresponding articulation motor drive assemblies 608a, 608b that may be configured to transmit articulation motion generated by the articulation motors 606a, 606b to an end effector. In certain examples, the articulation motion may, for example, cause the end effector to articulate relative to the shaft.

上述したように、外科用器具又はツールは、様々な独立した機能を実施するように構成され得る複数のモータを含んでもよい。特定の例では、外科用器具又はツールの複数のモータは、他のモータが停止した状態を維持している間に、独立して又は別個に起動させて、1つ又は2つ以上の機能を実施することができる。例えば、関節運動モータ606a、606bを起動させて、発射モータ602が停止した状態を維持している間に、エンドエフェクタを関節運動させることができる。あるいは、発射モータ602を起動させて、関節運動モータ606が停止している間に、複数のステープルを発射させ、及び/又は刃先を前進させることができる。更に、閉鎖モータ603は、本明細書の以下でより詳細に説明されるように、閉鎖管及びIビーム要素を遠位方向に前進させるために、発射モータ602と同時に起動されてもよい。 As discussed above, a surgical instrument or tool may include multiple motors that may be configured to perform various independent functions. In certain examples, multiple motors of a surgical instrument or tool may be independently or separately activated to perform one or more functions while other motors remain stopped. For example, articulation motors 606a, 606b may be activated to articulate an end effector while firing motor 602 remains stopped. Alternatively, firing motor 602 may be activated to fire multiple staples and/or advance a cutting edge while articulation motor 606 is stopped. Additionally, closure motor 603 may be activated simultaneously with firing motor 602 to advance a closure tube and an I-beam element distally, as described in more detail herein below.

特定の例では、外科用器具又はツールは、外科用器具又はツールの複数のモータと共に用いることができる、共通の制御モジュール610を含んでもよい。特定の例では、共通の制御モジュール610は、一度に複数のモータのうちの1つに対応することができる。例えば、共通の制御モジュール610は、ロボット外科用器具の複数のモータ対して個々に連結及び分離が可能であってもよい。特定の例では、外科用器具又はツールの複数のモータは、共通の制御モジュール610などの1つ又は2つ以上の共通の制御モジュールを共有してもよい。特定の例では、外科用器具又はツールの複数のモータは、共通の制御モジュール610に独立してかつ選択的に係合することができる。特定の例では、共通の制御モジュール610は、外科用器具又はツールの複数のモータのうち一方との連携から、外科用器具又はツールの複数のモータのうちもう一方との連携へと選択的に切り替えることができる。 In certain examples, a surgical instrument or tool may include a common control module 610 that can be used with multiple motors of the surgical instrument or tool. In certain examples, the common control module 610 can accommodate one of the multiple motors at a time. For example, the common control module 610 may be capable of individually coupling and decoupling multiple motors of a robotic surgical instrument. In certain examples, multiple motors of a surgical instrument or tool may share one or more common control modules, such as the common control module 610. In certain examples, multiple motors of a surgical instrument or tool can be independently and selectively engaged with the common control module 610. In certain examples, the common control module 610 can be selectively switched from coupling with one of the multiple motors of the surgical instrument or tool to coupling with another of the multiple motors of the surgical instrument or tool.

少なくとも1つの例では、共通の制御モジュール610は、関節運動モータ606a、606bとの動作可能な係合と、発射モータ602又は閉鎖モータ603のいずれかとの動作可能な係合と、の間で選択的に切り替えることができる。少なくとも1つの実施例では、図16に示すように、スイッチ614は、複数の位置及び/又は状態間を移動又は遷移させることができる。例えば、第1の位置616では、スイッチ614は、共通の制御モジュール610を発射モータ602と電気的に連結してもよく、第2の位置617では、スイッチ614は、共通の制御モジュール610を閉鎖モータ603と電気的に連結してもよく、第3の位置618aでは、スイッチ614は、共通の制御モジュール610を第1の関節運動モータ606aと電気的に連結してもよく、第4の位置618bでは、スイッチ614は、共通の制御モジュール610を第2の関節運動モータ606bと電気的に連結してもよい。特定の例では、同時に、別個の共通の制御モジュール610を、発射モータ602、閉鎖モータ603、及び関節運動モータ606a、606bと電気的に連結し得る。特定の例では、スイッチ614は、機械的スイッチ、電気機械的スイッチ、固体スイッチ、又は任意の好適な切り替え機構であってもよい。 In at least one example, the common control module 610 can be selectively switched between operative engagement with the articulation motors 606a, 606b and operative engagement with either the firing motor 602 or the closing motor 603. In at least one example, as shown in FIG. 16, the switch 614 can be moved or transitioned between a plurality of positions and/or states. For example, in a first position 616, the switch 614 can electrically couple the common control module 610 to the firing motor 602, in a second position 617, the switch 614 can electrically couple the common control module 610 to the closing motor 603, in a third position 618a, the switch 614 can electrically couple the common control module 610 to the first articulation motor 606a, and in a fourth position 618b, the switch 614 can electrically couple the common control module 610 to the second articulation motor 606b. In certain examples, a separate common control module 610 may be electrically coupled to the firing motor 602, the closing motor 603, and the articulation motors 606a, 606b at the same time. In certain examples, the switch 614 may be a mechanical switch, an electromechanical switch, a solid-state switch, or any suitable switching mechanism.

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

様々な例では、図16に示されるように、共通の制御モジュール610は、1つ又は2つ以上のHブリッジFETを備え得るモータ駆動器626を備えてもよい。モータ駆動器626は、例えば、マイクロコントローラ620(「コントローラ」)からの入力に基づいて、電源628から共通の制御モジュール610に連結されたモータへと伝達された電力を変調してもよい。特定の例では、上述したように、例えば、モータが共通の制御モジュール610に連結されている間にマイクロコントローラ620を用いて、モータによって引き込まれる電流を判定することができる。 16, the common control module 610 may include a motor driver 626, which may include one or more H-bridge FETs. The motor driver 626 may modulate the power transferred from a power source 628 to a motor coupled to the common control module 610, for example, based on input from a microcontroller 620 ("controller"). In certain examples, the microcontroller 620 may be used to determine, for example, the current drawn by a motor while the motor is coupled to the common control module 610, as described above.

特定の例では、マイクロコントローラ620は、マイクロプロセッサ622(「プロセッサ」)と、1つ又は2つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体又はメモリユニット624(「メモリ」)と、を含んでもよい。特定の例では、メモリ624は、様々なプログラム命令を記憶することができ、それが実行されると、プロセッサ622に、本明細書に記載される複数の機能及び/又は計算を実施させることができる。特定の例では、メモリユニット624の1つ又は2つ以上が、例えば、プロセッサ622に連結されてもよい。 In certain examples, microcontroller 620 may include a microprocessor 622 ("processor") and one or more non-transitory computer-readable media or memory units 624 ("memory"). In certain examples, memory 624 may store various program instructions that, when executed, cause processor 622 to perform multiple functions and/or calculations described herein. In certain examples, one or more of memory units 624 may be coupled to processor 622, for example.

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

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

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

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

特定の例では、例えば、センサ630などの1つ又は2つ以上の機構及び/又はセンサを用いて、特定の設定で使用すべきプログラム命令をプロセッサ622に警告することができる。例えば、センサ630は、エンドエフェクタの発射、閉鎖、及び関節運動に関連するプログラム命令を使用するようにプロセッサ622に警告することができる。特定の例では、センサ630は、例えば、スイッチ614の位置を感知するために用いることができる位置センサを備えてもよい。したがって、プロセッサ622は、例えば、センサ630を介してスイッチ614が第1の位置616にあることを検出すると、エンドエフェクタのIビームの発射に関連付けられたプログラム命令を使用することができ、プロセッサ622は、例えば、センサ630を介してスイッチ614が第2の位置617にあることを検出すると、アンビルの閉鎖に関連付けられたプログラム命令を使用することができ、プロセッサ622は、例えば、センサ630を介してスイッチ614が第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に関連付けられたプログラム命令を使用することができる。 In certain examples, one or more mechanisms and/or sensors, such as, for example, sensor 630, can be used to alert processor 622 to program instructions to be used in a particular setting. For example, sensor 630 can alert processor 622 to use program instructions associated with firing, closing, and articulating the end effector. In certain examples, sensor 630 can include a position sensor that can be used to sense the position of switch 614, for example. Thus, processor 622 can use program instructions associated with firing the I-beam of the end effector when it detects, for example, via sensor 630, that switch 614 is in the first position 616; processor 622 can use program instructions associated with closing the anvil when it detects, for example, that switch 614 is in the second position 617 via sensor 630; processor 622 can use program instructions associated with articulating the end effector when it detects, for example, that switch 614 is in the third position 618a or the fourth position 618b via sensor 630.

図17は、本開示の一態様による、本明細書で説明される外科用ツールを操作するように構成されたロボット外科用器具700の回路図である。ロボット外科用器具700は、単一又は複数の関節運動駆動連結部のいずれかを用いて、変位部材の遠位/近位並進、閉鎖管の遠位/近位変位、シャフトの回転、及び関節運動を制御するようにプログラム又は構成されてもよい。一態様では、外科用器具700は、発射部材、閉鎖部材、シャフト部材、及び/又は1つ若しくは2つ以上の関節運動部材を個別に制御するようにプログラム又は構成されてもよい。外科用器具700は、モータ駆動式の発射部材、閉鎖部材、シャフト部材、及び/又は1つ若しくは2つ以上の関節運動部材を制御するように構成された制御回路710を備える。 17 is a circuit diagram of a robotic surgical instrument 700 configured to operate a surgical tool described herein, according to one aspect of the present disclosure. The robotic surgical instrument 700 may be programmed or configured to control the distal/proximal translation of the displacement member, the distal/proximal displacement of the closure tube, the shaft rotation, and the articulation, using either a single or multiple articulation drive couplings. In one aspect, the surgical instrument 700 may be programmed or configured to individually control the firing member, the closure member, the shaft member, and/or one or more articulation members. The surgical instrument 700 includes a control circuit 710 configured to control the motorized firing member, the closure member, the shaft member, and/or one or more articulation members.

一態様では、ロボット外科用器具700は、複数のモータ704a~704eを介して、エンドエフェクタ702のアンビル716及びIビーム714(鋭い切刃を含む)部分、取り外し可能なステープルカートリッジ718、シャフト740、並びに1つ又は2つ以上の関節運動部材742a、742bを制御するように構成された制御回路710を備える。位置センサ734は、Iビーム714の位置フィードバックを制御回路710に提供するように構成されてもよい。他のセンサ738は、制御回路710にフィードバックを提供するように構成されてもよい。タイマー/カウンタ731は、制御回路710にタイミング及びカウント情報を提供する。モータ704a~704eを動作させるためにエネルギー源712が設けられてもよく、電流センサ736はモータ電流フィードバックを制御回路710に提供する。モータ704a~704eは、開ループ又は閉ループフィードバック制御において制御回路710によって個別に操作することができる。 In one aspect, the robotic surgical instrument 700 includes a control circuit 710 configured to control the anvil 716 and I-beam 714 (including sharp cutting blade) portions of the end effector 702, the removable staple cartridge 718, the shaft 740, and one or more articulating members 742a, 742b via a plurality of motors 704a-704e. A position sensor 734 may be configured to provide position feedback of the I-beam 714 to the control circuit 710. Another sensor 738 may be configured to provide feedback to the control circuit 710. A timer/counter 731 provides timing and counting information to the control circuit 710. An energy source 712 may be provided to operate the motors 704a-704e, and a current sensor 736 provides motor current feedback to the control circuit 710. The motors 704a-704e may be individually operated by the control circuit 710 in open-loop or closed-loop feedback control.

一態様では、制御回路710は、1つ又は2つ以上のマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、又はプロセッサ若しくは複数のプロセッサに1つ又は2つ以上のタスクを実施させる命令を実行するための他の好適なプロセッサを備えてもよい。一態様では、タイマー/カウンタ731は、経過時間又はデジタルカウントなどの出力信号を制御回路710に提供して位置センサ734によって決定されたIビーム714の位置をタイマー/カウンタ731の出力と相関させ、その結果、制御回路710は、Iビーム714が開始位置に対して特定の位置にあるときの、開始位置又は時間(t)に対する特定の時間(t)におけるIビーム714の位置を決定することができる。タイマー/カウンタ731は、経過時間を測定するか、外部イベントを計数するか、又は外部イベントの時間を測定するように構成されてもよい。 In one aspect, the control circuitry 710 may comprise one or more microcontrollers, microprocessors, or other suitable processors for executing instructions that cause the processor or processors to perform one or more tasks. In one aspect, the timer/counter 731 provides an output signal, such as an elapsed time or digital count, to the control circuitry 710 to correlate the position of the I-beam 714 determined by the position sensor 734 with the output of the timer/counter 731, such that the control circuitry 710 can determine the position of the I-beam 714 at a particular time (t) relative to a starting position or time (t) when the I-beam 714 is at a particular position relative to the starting position. The timer/counter 731 may be configured to measure elapsed time, count external events, or measure the time of an external event.

一態様では、制御回路710は、1つ又は2つ以上の組織状態に基づいてエンドエフェクタ702の機能を制御するようにプログラムされてもよい。制御回路710は、本明細書に記載されるように、直接的又は間接的のいずれかで厚さなどの組織状態を感知するようにプログラムされてもよい。制御回路710は、組織状態に基づいて発射制御プログラム又は閉鎖制御プログラムを選択するようにプログラムされてもよい。発射制御プログラムは、変位部材の遠位運動を記述することができる。様々な組織状態をより良好に処理するために様々な発射制御プログラムを選択することができる。例えば、より厚い組織が存在する場合、制御回路710は、変位部材をより低速で、かつ/又はより低電力で並進させるようにプログラムされてもよい。より薄い組織が存在する場合、制御回路710は、変位部材をより高速で、かつ/又はより高電力で並進させるようにプログラムされてもよい。閉鎖制御プログラムは、アンビル716によって組織に加えられる閉鎖力を制御し得る。その他の制御プログラムは、シャフト740及び関節運動部材742a、742bの回転を制御する。 In one aspect, the control circuitry 710 may be programmed to control the function of the end effector 702 based on one or more tissue conditions. The control circuitry 710 may be programmed to sense tissue conditions, such as thickness, either directly or indirectly, as described herein. The control circuitry 710 may be programmed to select a firing control program or a closing control program based on the tissue condition. The firing control program may describe the distal motion of the displacement member. Different firing control programs may be selected to better handle different tissue conditions. For example, when thicker tissue is present, the control circuitry 710 may be programmed to translate the displacement member at a slower speed and/or with less power. When thinner tissue is present, the control circuitry 710 may be programmed to translate the displacement member at a higher speed and/or with more power. The closing control program may control the closing force applied to the tissue by the anvil 716. Other control programs control the rotation of the shaft 740 and the articulating members 742a, 742b.

一態様では、制御回路710は、モータ設定値信号を生成してもよい。モータ設定値信号は、様々なモータコントローラ708a~708eに提供されてもよい。モータコントローラ708a~708eは、本明細書で説明するように、モータ704a~704eにモータ駆動信号を提供してモータ704a~704eを駆動するように構成された1つ又は2つ以上の回路を備えてもよい。いくつかの実施例では、モータ704a~704eはブラシ付きDC電動モータであってもよい。例えば、モータ704a~704eの速度は、それぞれのモータ駆動信号に比例してもよい。いくつかの実施例では、モータ704a~704eはブラシレスDC電動モータであってもよく、それぞれのモータ駆動信号は、モータ704a~704eの1つ又は2つ以上の固定子巻線に提供されるPWM信号を含んでもよい。また、いくつかの実施例では、モータコントローラ708a~708eは省略されてもよく、制御回路710がモータ駆動信号を直接生成してもよい。 In one aspect, the control circuitry 710 may generate motor setpoint signals. The motor setpoint signals may be provided to various motor controllers 708a-708e. The motor controllers 708a-708e may include one or more circuits configured to provide motor drive signals to the motors 704a-704e to drive the motors 704a-704e as described herein. In some embodiments, the motors 704a-704e may be brushed DC electric motors. For example, the speed of the motors 704a-704e may be proportional to the respective motor drive signals. In some embodiments, the motors 704a-704e may be brushless DC electric motors, and the respective motor drive signals may include PWM signals provided to one or more stator windings of the motors 704a-704e. Also, in some embodiments, the motor controllers 708a-708e may be omitted, and the control circuitry 710 may generate the motor drive signals directly.

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

一態様では、モータ704a~704eは、エネルギー源712から電力を受け取ることができる。エネルギー源712は、主交流電源、電池、超コンデンサ、又は任意の他の好適なエネルギー源によって駆動されるDC電源であってもよい。モータ704a~704eは、対応する伝達装置706a~706eを介して、Iビーム714、アンビル716、シャフト740、関節運動部742a、及び関節運動部742bなどの個々の可動機械的要素に機械的に連結されてもよい。伝達装置706a~706eは、モータ704a~704eを可動機械的要素に連結するための1つ又は2つ以上のギア又は他の連結構成要素を含んでもよい。位置センサ734は、Iビーム714の位置を感知し得る。位置センサ734は、Iビーム714の位置を示す位置データを生成することができる任意の種類のセンサであってもよく、又はそれを含んでもよい。いくつかの例では、位置センサ734は、Iビーム714が遠位方向及び近位方向に並進すると一連のパルスを制御回路710に提供するように構成されたエンコーダを含んでもよい。制御回路710は、パルスを追跡してIビーム714の位置を決定してもよい。例えば近接センサを含む他の好適な位置センサが使用されてもよい。他の種類の位置センサは、Iビーム714の運動を示す他の信号を提供してもよい。また、いくつかの実施例では、位置センサ734は省略されてもよい。モータ704a~704eのいずれかがステッパモータである場合、制御回路710は、モータ704が実行するように指示されたステップの数及び方向を合計することによって、Iビーム714の位置を追跡することができる。位置センサ734は、エンドエフェクタ702内、又は器具の任意の他の部分に位置してもよい。モータ704a~704eのそれぞれの出力は、力を感知するためのトルクセンサ744a~744eを含み、駆動シャフトの回転を感知するエンコーダを有する。 In one aspect, the motors 704a-704e can receive power from an energy source 712. The energy source 712 may be a DC power source driven by a mains AC power source, a battery, a supercapacitor, or any other suitable energy source. The motors 704a-704e may be mechanically coupled to the respective moving mechanical elements, such as the I-beam 714, the anvil 716, the shaft 740, the articulation section 742a, and the articulation section 742b, via corresponding transmissions 706a-706e. The transmissions 706a-706e may include one or more gears or other coupling components for coupling the motors 704a-704e to the moving mechanical elements. The position sensor 734 may sense the position of the I-beam 714. The position sensor 734 may be or include any type of sensor capable of generating position data indicative of the position of the I-beam 714. In some examples, the position sensor 734 may include an encoder configured to provide a series of pulses to the control circuitry 710 as the I-beam 714 translates distally and proximally. The control circuitry 710 may track the pulses to determine the position of the I-beam 714. Other suitable position sensors may be used, including, for example, a proximity sensor. Other types of position sensors may provide other signals indicative of the movement of the I-beam 714. Also, in some examples, the position sensor 734 may be omitted. If any of the motors 704a-704e are stepper motors, the control circuitry 710 may track the position of the I-beam 714 by summing up the number and direction of steps the motor 704 is instructed to perform. The position sensor 734 may be located in the end effector 702 or in any other part of the instrument. The output of each of the motors 704a-704e includes a torque sensor 744a-744e for sensing force and has an encoder for sensing rotation of the drive shaft.

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

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

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

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

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

一態様では、1つ又は2つ以上のモータ704a~704eは、ギアボックス、及び発射部材、閉鎖部材、又は関節運動部材への機械的連結部を備えるブラシ付きDCモータを備えてもよい。別の例としては、変位部材、関節運動連結部、閉鎖管、及びシャフトなどの可動機械的要素を動作させる電動モータ704a~704eが挙げられる。外部影響とは、組織、周囲体、及び物理系上の摩擦などのものの、測定されていない予測不可能な影響である。こうした外部影響は、電動モータ704a~704eの1つに反して作用する障害(drag)と呼ばれることがある。障害などの外部影響は、物理系の動作を物理系の所望の動作から逸脱させることがある。 In one aspect, one or more of the motors 704a-704e may comprise brushed DC motors with gearboxes and mechanical connections to the firing members, closure members, or articulation members. Another example includes electric motors 704a-704e operating moving mechanical elements such as displacement members, articulation connections, closure tubes, and shafts. External influences are the unmeasured and unpredictable influences of things such as tissue, surroundings, and friction on a physical system. Such external influences may be referred to as drags that act against one of the electric motors 704a-704e. External influences such as drags may cause the operation of a physical system to deviate from the desired operation of the physical system.

一態様では、位置センサ734は、絶対位置決めシステムとして実装されてもよい。一態様では、位置センサ734は、Austria Microsystems,AGから入手可能なAS5055EQFTシングルチップ磁気回転位置センサとして実装される磁気回転絶対位置決めシステムを備えてもよい。位置センサ734は、制御回路710と連係して絶対位置決めシステムを提供してもよい。位置は、磁石の上方に位置し、加算、減算、ビットシフト、及びテーブル参照演算のみを必要とする、双曲線関数及び三角関数を計算する簡潔かつ効率的なアルゴリズムを実装するために設けられた、桁毎法及びボルダーアルゴリズムとしても知られるCORDICプロセッサに連結された、複数のホール効果素子を含み得る。 In one aspect, the position sensor 734 may be implemented as an absolute positioning system. In one aspect, the position sensor 734 may comprise a magnetic rotary absolute positioning system implemented as an AS5055EQFT single chip magnetic rotary position sensor available from Austria Microsystems, AG. The position sensor 734 may provide an absolute positioning system in conjunction with the control circuit 710. The position may include multiple Hall effect elements located above a magnet and coupled to a CORDIC processor, also known as the digit-by-digit and Boulder algorithms, which are provided to implement simple and efficient algorithms for calculating hyperbolic and trigonometric functions, requiring only addition, subtraction, bit shifting, and table lookup operations.

一態様では、制御回路710は、1つ又は2つ以上のセンサ738と通信してもよい。センサ738は、エンドエフェクタ702上に位置付けられ、ロボット外科用器具700と共に動作して、間隙距離対時間、組織圧縮対時間、及びアンビル歪み対時間などの様々な導出パラメータを測定するように適合されてもよい。センサ738は、磁気センサ、磁界センサ、歪みゲージ、ロードセル、圧力センサ、力センサ、トルクセンサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光学センサ、及び/又はエンドエフェクタ702の1つ又は2つ以上のパラメータを測定するための任意の他の好適なセンサを備えてもよい。センサ738は、1つ又は2つ以上のセンサを含んでもよい。センサ738は、セグメント化された電極を使用して組織の位置を決定するために、ステープルカートリッジ718のデッキ上に位置してもよい。トルクセンサ744a~744eは、とりわけ、発射力、閉鎖力、及び/又は関節運動力などの力を感知するように構成されてもよい。したがって、制御回路710は、(1)遠位閉鎖管によって経験される閉鎖負荷及びその位置、(2)ラックにある発射部材及びその位置、(3)ステープルカートリッジ718のどの部分がその上に組織を有しているか、並びに(4)両方の関節運動ロッド上の負荷及び位置を感知することができる。 In one aspect, the control circuitry 710 may be in communication with one or more sensors 738. The sensors 738 may be positioned on the end effector 702 and adapted to operate with the robotic surgical instrument 700 to measure various derived parameters, such as gap distance versus time, tissue compression versus time, and anvil strain versus time. The sensors 738 may comprise magnetic sensors, magnetic field sensors, strain gauges, load cells, pressure sensors, force sensors, torque sensors, inductive sensors such as eddy current sensors, resistive sensors, capacitive sensors, optical sensors, and/or any other suitable sensors for measuring one or more parameters of the end effector 702. The sensors 738 may include one or more sensors. The sensors 738 may be located on the deck of the staple cartridge 718 to determine the position of the tissue using segmented electrodes. The torque sensors 744a-744e may be configured to sense forces, such as firing forces, closure forces, and/or articulation forces, among others. Thus, the control circuit 710 can sense (1) the closure load experienced by the distal closure tube and its position, (2) the firing member in the rack and its position, (3) which portion of the staple cartridge 718 has tissue thereon, and (4) the load and position on both articulation rods.

一態様では、1つ又は2つ以上のセンサ738は、クランプ状態中のアンビル716における歪みの大きさを測定するように構成された、微小歪みゲージなどの歪みゲージを含んでもよい。歪みゲージは、歪みの大きさに伴って振幅が変動する電気信号を提供する。センサ738は、アンビル716とステープルカートリッジ718との間で圧縮された組織の存在によって生成された圧力を検出するように構成された圧力センサを含んでもよい。センサ738は、アンビル716とステープルカートリッジ718との間に位置する組織部分のインピーダンスを検出するように構成されてもよく、このインピーダンスは、それらの間に位置する組織の厚さ及び/又は充満度を示す。 In one aspect, the one or more sensors 738 may include a strain gauge, such as a micro strain gauge, configured to measure the magnitude of strain in the anvil 716 during the clamping condition. The strain gauge provides an electrical signal that varies in amplitude with the magnitude of strain. The sensor 738 may include a pressure sensor configured to detect pressure generated by the presence of compressed tissue between the anvil 716 and the staple cartridge 718. The sensor 738 may be configured to detect the impedance of a tissue portion located between the anvil 716 and the staple cartridge 718, which impedance is indicative of the thickness and/or fullness of the tissue located therebetween.

一態様では、センサ738は、とりわけ、1つ又は2つ以上のリミットスイッチ、電気機械装置、固体スイッチ、ホール効果装置、磁気抵抗(MR)装置、巨大磁気抵抗(GMR)装置、磁力計として実装されてもよい。他の実装形態では、センサ738は、とりわけ光センサ、IRセンサ、紫外線センサなどの光の影響下で動作する固体スイッチとして実装されてもよい。更に、スイッチは、トランジスタ(例えば、FET、接合FET、MOSFET、双極など)などの固体装置であってもよい。他の実装形態では、センサ738は、とりわけ、導電体非含有スイッチ、超音波スイッチ、加速度計、及び慣性センサを含んでもよい。 In one aspect, the sensor 738 may be implemented as one or more limit switches, electromechanical devices, solid-state switches, Hall effect devices, magnetoresistive (MR) devices, giant magnetoresistive (GMR) devices, magnetometers, among others. In other implementations, the sensor 738 may be implemented as a solid-state switch that operates under the influence of light, such as a light sensor, an IR sensor, an ultraviolet sensor, among others. Additionally, the switch may be a solid-state device such as a transistor (e.g., FET, junction FET, MOSFET, bipolar, etc.). In other implementations, the sensor 738 may include a non-conductor-containing switch, an ultrasonic switch, an accelerometer, and an inertial sensor, among others.

一態様では、センサ738は、閉鎖駆動システムによってアンビル716に及ぼされる力を測定するように構成されてもよい。例えば、1つ又は2つ以上のセンサ738は、閉鎖管によってアンビル716に加えられる閉鎖力を検出するために、閉鎖管とアンビル716との間の相互作用点に位置し得る。アンビル716に対して及ぼされる力は、アンビル716とステープルカートリッジ718との間に捕捉された組織部分が経験する組織圧縮を表すものであり得る。1つ以上のセンサ738を、閉鎖駆動システムに沿った様々な相互作用点に位置付けて、閉鎖駆動システムによりアンビル716に加えられる閉鎖力を検出し得る。1つ又は2つ以上のセンサ738は、制御回路710のプロセッサによるクランプ動作中にリアルタイムでサンプリングされてもよい。制御回路710は、リアルタイムのサンプル測定値を受信して時間ベースの情報を提供及び分析し、アンビル716に加えられる閉鎖力をリアルタイムで評価する。 In one aspect, the sensor 738 may be configured to measure the force exerted by the closure drive system on the anvil 716. For example, one or more sensors 738 may be located at an interaction point between the closure tube and the anvil 716 to detect the closure force exerted by the closure tube on the anvil 716. The force exerted on the anvil 716 may be representative of tissue compression experienced by tissue portions captured between the anvil 716 and the staple cartridge 718. One or more sensors 738 may be positioned at various interaction points along the closure drive system to detect the closure force exerted by the closure drive system on the anvil 716. The one or more sensors 738 may be sampled in real time during the clamping operation by a processor of the control circuitry 710. The control circuitry 710 receives the real time sample measurements to provide and analyze time-based information to assess the closure force exerted on the anvil 716 in real time.

一態様では、電流センサ736を用いて、モータ704a~704eのそれぞれによって引き込まれる電流を測定することができる。Iビーム714などの可動機械的要素のいずれかを前進させるのに必要な力は、モータ704a~704eのうちの1つによって引き込まれる電流に対応する。力はデジタル信号に変換されて、制御回路710に提供される。制御回路710は、器具の実際のシステムの応答をコントローラのソフトウェアでシミュレートするように構成され得る。変位部材を作動させて、エンドエフェクタ702内のIビーム714を目標速度又はその付近で移動させることができる。ロボット外科用器具700は、フィードバックコントローラを含むことができ、フィードバックコントローラは、例えば、PID、状態フィードバック、線形二次(LQR)、及び/又は適応コントローラが挙げられるがこれらに限定されない任意のフィードバックコントローラのうちのいずれか1つであってもよい。ロボット外科用器具700は、フィードバックコントローラからの信号を、例えば、ケース電圧、PWM電圧、周波数変調電圧、電流、トルク、及び/又は力などの物理的入力に変換するための電源を含むことができる。更なる詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、2017年6月29日出願の「CLOSED LOOP VELOCITY CONTROL TECHNIQUES FOR ROBOTIC SURGICAL INSTRUMENT」と題する米国特許出願第15/636,829号に開示されている。 In one aspect, a current sensor 736 can be used to measure the current drawn by each of the motors 704a-704e. The force required to advance any of the moving mechanical elements, such as the I-beam 714, corresponds to the current drawn by one of the motors 704a-704e. The force is converted to a digital signal and provided to the control circuit 710. The control circuit 710 can be configured to simulate the response of the actual system of the instrument in the controller software. The displacement member can be actuated to move the I-beam 714 in the end effector 702 at or near a target velocity. The robotic surgical instrument 700 can include a feedback controller, which can be any one of any feedback controllers, including, but not limited to, a PID, a state feedback, a linear quadratic (LQR), and/or an adaptive controller. The robotic surgical instrument 700 can include a power supply to convert the signal from the feedback controller into a physical input, such as, for example, a case voltage, a PWM voltage, a frequency modulated voltage, a current, a torque, and/or a force. Further details are disclosed in U.S. Patent Application No. 15/636,829, entitled "CLOSED LOOP VELOCITY CONTROL TECHNIQUES FOR ROBOTIC SURGICAL INSTRUMENT," filed June 29, 2017, which is incorporated herein by reference in its entirety.

図18は、本開示の一態様による、変位部材の遠位並進を制御するようにプログラムされた外科用器具750のブロック図を示す。一態様では、外科用器具750は、Iビーム764などの変位部材の遠位並進を制御するようにプログラムされる。外科用器具750は、アンビル766、Iビーム764(鋭い切断縁部を含む)、及び取り外し可能なステープルカートリッジ768を含み得るエンドエフェクタ752を備える。 18 illustrates a block diagram of a surgical instrument 750 programmed to control the distal translation of a displacement member, according to one aspect of the present disclosure. In one aspect, the surgical instrument 750 is programmed to control the distal translation of a displacement member, such as an I-beam 764. The surgical instrument 750 includes an anvil 766, an I-beam 764 (including a sharp cutting edge), and an end effector 752 that may include a removable staple cartridge 768.

閉鎖部材764などの直線変位部材の位置、移動、変位、及び/又は並進は、絶対位置決めシステム、センサ構成、及び位置センサ784によって測定され得る。Iビーム764が長手方向に移動可能な駆動部材に連結されているため、Iビーム764の位置は、位置センサ784を用いる長手方向に移動可能な駆動部材の位置を測定することによって決定され得る。したがって、以下の説明では、Iビーム764の位置、変位、及び/又は並進は、本明細書に記載される位置センサ784によって達成され得る。制御回路760は、Iビーム764などの変位部材の並進を制御するようにプログラムされてもよい。いくつかの実施例では、制御回路760は、1つ若しくは2つ以上のマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、又はプロセッサ若しくは複数のプロセッサに、記載される方法で変位部材、例えばIビーム764を制御させる命令を実行するための他の好適なプロセッサを含んでもよい。一態様では、タイマー/カウンタ781は、経過時間又はデジタルカウントなどの出力信号を制御回路760に提供して、位置センサ784によって決定されたIビーム764の位置をタイマー/カウンタ781の出力と相関させ、その結果、制御回路760は、開始位置に対する特定の時間(t)におけるIビーム764の位置を決定し得る。タイマー/カウンタ781は、経過時間を測定するか、外部イベントを計数するか、又は外部イベントの時間を測定するように構成されてよい。 The position, movement, displacement, and/or translation of a linear displacement member, such as the closure member 764, may be measured by an absolute positioning system, a sensor arrangement, and a position sensor 784. Because the I-beam 764 is coupled to a longitudinally movable drive member, the position of the I-beam 764 may be determined by measuring the position of the longitudinally movable drive member using the position sensor 784. Thus, in the following description, the position, displacement, and/or translation of the I-beam 764 may be achieved by the position sensor 784 described herein. The control circuitry 760 may be programmed to control the translation of a displacement member, such as the I-beam 764. In some embodiments, the control circuitry 760 may include one or more microcontrollers, microprocessors, or other suitable processors for executing instructions that cause a processor or processors to control a displacement member, such as the I-beam 764, in the manner described. In one aspect, the timer/counter 781 provides an output signal, such as an elapsed time or a digital count, to the control circuit 760 to correlate the position of the I-beam 764 determined by the position sensor 784 with the output of the timer/counter 781 so that the control circuit 760 can determine the position of the I-beam 764 at a particular time (t) relative to a starting position. The timer/counter 781 may be configured to measure elapsed time, count external events, or measure the time of an external event.

制御回路760は、モータ設定値信号772を生成してもよい。モータ設定値信号772は、モータコントローラ758に提供されてもよい。モータコントローラ758は、本明細書に記載されるように、モータ754にモータ駆動信号774を提供してモータ754を駆動するように構成された1つ又は2つ以上の回路を含んでもよい。いくつかの実施例では、モータ754は、ブラシ付きDC電動モータであってもよい。例えば、モータ754の速度は、モータ駆動信号774に比例してもよい。いくつかの例では、モータ754はブラシレスDC電動モータであってもよく、モータ駆動信号774は、モータ754の1つ又は2つ以上の固定子巻線に提供されるPWM信号を含んでもよい。また、いくつかの実施例では、モータコントローラ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。 The control circuitry 760 may generate a motor set point signal 772. The motor set point signal 772 may be provided to the motor controller 758. The motor controller 758 may include one or more circuits configured to provide a motor drive signal 774 to the motor 754 to drive the motor 754 as described herein. In some examples, the motor 754 may be a brushed DC electric motor. For example, the speed of the motor 754 may be proportional to the motor drive signal 774. In some examples, the motor 754 may be a brushless DC electric motor, and the motor drive signal 774 may include a PWM signal provided to one or more stator windings of the motor 754. Also, in some examples, the motor controller 758 may be omitted, and the control circuitry 760 may directly generate the motor drive signal 774.

モータ754は、エネルギー源762から電力を受信してもよい。エネルギー源762は、電池、超コンデンサ、又は任意の他の好適なエネルギー源であってもよく、あるいはそれを含んでもよい。モータ754は、伝達装置756を介してIビーム764に機械的に連結されてもよい。伝達装置756は、モータ754をIビーム764に連結するための1つ若しくは2つ以上の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、Iビーム764の位置を感知し得る。位置センサ784は、Iビーム764の位置を示す位置データを生成することができる任意の種類のセンサであってもよく、又はそれを含んでもよい。いくつかの例では、位置センサ784は、Iビーム764が遠位方向及び近位方向に並進すると一連のパルスを制御回路760に提供するように構成されたエンコーダを含んでもよい。制御回路760は、パルスを追跡してIビーム764の位置を決定してもよい。例えば近接センサを含む他の好適な位置センサが使用されてもよい。他の種類の位置センサは、Iビーム764の運動を示す他の信号を提供してもよい。また、いくつかの実施例では、位置センサ784は省略されてもよい。モータ754がステッパモータである場合、制御回路760は、モータ754が実行するように指示されたステップの数及び方向を合計することによって、Iビーム764の位置を追跡することができる。位置センサ784は、エンドエフェクタ752内、又は器具の任意の他の部分に位置してもよい。 The motor 754 may receive power from an energy source 762. The energy source 762 may be or may include a battery, a supercapacitor, or any other suitable energy source. The motor 754 may be mechanically coupled to the I-beam 764 via a transmission 756. The transmission 756 may include one or more gears or other coupling components for coupling the motor 754 to the I-beam 764. The position sensor 784 may sense the position of the I-beam 764. The position sensor 784 may be or may include any type of sensor capable of generating position data indicative of the position of the I-beam 764. In some examples, the position sensor 784 may include an encoder configured to provide a series of pulses to the control circuit 760 as the I-beam 764 translates in the distal and proximal directions. The control circuit 760 may track the pulses to determine the position of the I-beam 764. Other suitable position sensors may be used, including, for example, a proximity sensor. Other types of position sensors may provide other signals indicative of the movement of the I-beam 764. Also, in some embodiments, the position sensor 784 may be omitted. If the motor 754 is a stepper motor, the control circuitry 760 may track the position of the I-beam 764 by summing the number and direction of steps the motor 754 is commanded to take. The position sensor 784 may be located in the end effector 752 or in any other part of the instrument.

制御回路760は、1つ又は2つ以上のセンサ788と通信してもよい。センサ788は、エンドエフェクタ752上に位置付けられ、外科用器具750と共に動作して、間隙距離対時間、組織圧縮対時間、及びアンビル歪み対時間などの様々な導出パラメータを測定するように適合されてもよい。センサ788は、磁気センサ、磁界センサ、歪みゲージ、圧力センサ、力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光学センサ、及び/又はエンドエフェクタ752の1つ若しくは2つ以上のパラメータを測定するための任意の他の好適なセンサを含んでもよい。センサ788は、1つ又は2つ以上のセンサを含んでもよい。 The control circuitry 760 may be in communication with one or more sensors 788. The sensors 788 may be positioned on the end effector 752 and adapted to operate with the surgical instrument 750 to measure various derived parameters, such as gap distance versus time, tissue compression versus time, and anvil strain versus time. The sensors 788 may include magnetic sensors, magnetic field sensors, strain gauges, pressure sensors, force sensors, inductive sensors such as eddy current sensors, resistive sensors, capacitive sensors, optical sensors, and/or any other suitable sensors for measuring one or more parameters of the end effector 752. The sensors 788 may include one or more sensors.

1つ又は2つ以上のセンサ788は、クランプ状態中のアンビル766における歪みの大きさを測定するように構成された、微小歪みゲージなどの歪みゲージを含んでもよい。歪みゲージは、歪みの大きさに伴って振幅が変動する電気信号を提供する。センサ788は、アンビル766とステープルカートリッジ768との間で圧縮された組織の存在によって生成された圧力を検出するように構成された圧力センサを含んでもよい。センサ788は、アンビル766とステープルカートリッジ768との間に位置する組織部分のインピーダンスを検出するように構成されてもよく、このインピーダンスは、それらの間に位置する組織の厚さ及び/又は充満度を示す。 The one or more sensors 788 may include a strain gauge, such as a micro strain gauge, configured to measure the magnitude of strain in the anvil 766 during the clamping condition. The strain gauge provides an electrical signal that varies in amplitude with the magnitude of strain. The sensor 788 may include a pressure sensor configured to detect pressure generated by the presence of compressed tissue between the anvil 766 and the staple cartridge 768. The sensor 788 may be configured to detect the impedance of a tissue portion located between the anvil 766 and the staple cartridge 768, which impedance is indicative of the thickness and/or fullness of the tissue located therebetween.

センサ788は、閉鎖駆動システムにより、アンビル766上に及ぼされる力を測定するように構成されてもよい。例えば、1つ又は2つ以上のセンサ788は、閉鎖管によってアンビル766に加えられる閉鎖力を検出するために、閉鎖管とアンビル766との間の相互作用点に位置し得る。アンビル766に対して及ぼされる力は、アンビル766とステープルカートリッジ768との間に捕捉された組織部分が経験する組織圧縮を表すものであり得る。1つ又は2つ以上のセンサ788を、閉鎖駆動システムに沿った様々な相互作用点に位置付けて、閉鎖駆動システムによりアンビル766に加えられる閉鎖力を検出し得る。1つ又は2つ以上のセンサ788は、制御回路760のプロセッサによるクランプ動作中にリアルタイムでサンプリングされてもよい。制御回路760は、リアルタイムのサンプル測定値を受信して時間ベースの情報を提供及び分析し、アンビル766に加えられる閉鎖力をリアルタイムで評価する。 The sensor 788 may be configured to measure the force exerted on the anvil 766 by the closure drive system. For example, one or more sensors 788 may be located at an interaction point between the closure tube and the anvil 766 to detect the closure force exerted on the anvil 766 by the closure tube. The force exerted on the anvil 766 may be representative of tissue compression experienced by tissue portions captured between the anvil 766 and the staple cartridge 768. One or more sensors 788 may be positioned at various interaction points along the closure drive system to detect the closure force exerted on the anvil 766 by the closure drive system. The one or more sensors 788 may be sampled in real time during the clamping operation by a processor of the control circuit 760. The control circuit 760 receives the real time sample measurements to provide and analyze time-based information to assess the closure force exerted on the anvil 766 in real time.

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

制御回路760は、器具の実際のシステムの応答をコントローラのソフトウェアでシミュレートするように構成され得る。変位部材を作動させて、エンドエフェクタ752内のIビーム764を目標速度又はその付近で移動させることができる。外科用器具750は、フィードバックコントローラを含むことができ、フィードバックコントローラは、例えば、PID、状態フィードバック、LQR、及び/又は適応コントローラが挙げられるがこれらに限定されない任意のフィードバックコントローラのうちのいずれか1つであってもよい。外科用器具750は、フィードバックコントローラからの信号を、例えば、ケース電圧、PWM電圧、周波数変調電圧、電流、トルク、及び/又は力などの物理的入力に変換するための電源を含むことができる。 The control circuitry 760 may be configured to simulate the response of the actual system of the instrument in the controller software. The displacement member may be actuated to move the I-beam 764 in the end effector 752 at or near a target velocity. The surgical instrument 750 may include a feedback controller, which may be any one of any feedback controllers, including, but not limited to, a PID, state feedback, LQR, and/or adaptive controller. The surgical instrument 750 may include a power supply to convert the signal from the feedback controller into a physical input, such as, for example, a case voltage, a PWM voltage, a frequency modulated voltage, a current, a torque, and/or a force.

外科用器具750の実際の駆動システムは、ギアボックス、並びに関節運動及び/又はナイフシステムへの機械的連結部を備えるブラシ付きDCモータによって、変位部材、切断部材、又はIビーム764を駆動するように構成されている。別の例は、交換式シャフトアセンブリの、例えば変位部材及び関節運動ドライバを操作する電気モータ754である。外部影響とは、組織、周囲体、及び物理系上の摩擦などのものの、測定されていない予測不可能な影響である。こうした外部影響は、電気モータ754に反して作用する障害と呼ばれることがある。障害などの外部影響は、物理系の動作を物理系の所望の動作から逸脱させることがある。 The actual drive system of the surgical instrument 750 is configured to drive the displacement member, cutting member, or I-beam 764 by a brushed DC motor with a gearbox and mechanical linkage to the articulation and/or knife system. Another example is an electric motor 754 operating, for example, the displacement member and articulation driver of an interchangeable shaft assembly. External influences are the unmeasured and unpredictable influences of things such as tissue, surroundings, and friction on the physical system. Such external influences may be referred to as impediments that act against the electric motor 754. External influences such as impediments may cause the operation of the physical system to deviate from the desired operation of the physical system.

様々な例示的態様は、モータ駆動の外科用ステープル留め及び切断手段を有するエンドエフェクタ752を備える外科用器具750を対象とする。例えば、モータ754は、エンドエフェクタ752の長手方向軸線に沿って遠位方向及び近位方向に変位部材を駆動してもよい。エンドエフェクタ752は、枢動可能なアンビル766と、使用のために構成される場合は、アンビル766の反対側に位置付けられたステープルカートリッジ768と、を含んでもよい。臨床医は、本明細書に記載されるように、アンビル766とステープルカートリッジ768との間に組織を把持してもよい。器具750を使用する準備が整った場合、臨床医は、例えば器具750のトリガを押すことによって発射信号を提供することができる。発射信号に応答して、モータ754は、変位部材をエンドエフェクタ752の長手方向軸線に沿って、近位のストローク開始位置からストローク開始位置の遠位にあるストローク終了位置まで遠位方向に駆動してもよい。変位部材が遠位方向に並進するにつれて、遠位端に位置付けられた切断要素を有するIビーム764は、ステープルカートリッジ768とアンビル766との間の組織を切断することができる。 Various exemplary aspects are directed to a surgical instrument 750 comprising an end effector 752 having a motor-driven surgical stapling and cutting means. For example, a motor 754 may drive a displacement member in a distal and proximal direction along a longitudinal axis of the end effector 752. The end effector 752 may include a pivotable anvil 766 and, if configured for use, a staple cartridge 768 positioned opposite the anvil 766. A clinician may grasp tissue between the anvil 766 and the staple cartridge 768 as described herein. When the instrument 750 is ready to be used, the clinician may provide a firing signal, for example, by pressing a trigger of the instrument 750. In response to the firing signal, the motor 754 may drive the displacement member in a distal direction along a longitudinal axis of the end effector 752 from a proximal start-of-stroke position to an end-of-stroke position distal to the start-of-stroke position. As the displacement member translates distally, the I-beam 764 having a cutting element positioned at its distal end can cut tissue between the staple cartridge 768 and the anvil 766.

様々な実施例で、外科用器具750は、1つ又は2つ以上の組織状態に基づいて、例えば、Iビーム764などの変位部材の遠位並進を制御するようにプログラムされた制御回路760を備えてもよい。制御回路760は、本明細書に記載されるように、直接的又は間接的のいずれかで厚さなどの組織状態を感知するようにプログラムされてもよい。制御回路760は、組織状態に基づいて発射制御プログラムを選択するようにプログラムされてもよい。発射制御プログラムは、変位部材の遠位運動を記述することができる。様々な組織状態をより良好に処理するために様々な発射制御プログラムを選択することができる。例えば、より厚い組織が存在する場合、制御回路760は、変位部材をより低速で、かつ/又はより低電力で並進させるようにプログラムされてもよい。より薄い組織が存在する場合、制御回路760は、変位部材をより高速で、かつ/又はより高電力で並進させるようにプログラムされてもよい。 In various embodiments, the surgical instrument 750 may include a control circuit 760 programmed to control the distal translation of a displacement member, such as, for example, an I-beam 764, based on one or more tissue conditions. The control circuit 760 may be programmed to sense tissue conditions, such as thickness, either directly or indirectly, as described herein. The control circuit 760 may be programmed to select a firing control program based on the tissue condition. The firing control program may describe the distal motion of the displacement member. Different firing control programs may be selected to better handle different tissue conditions. For example, when thicker tissue is present, the control circuit 760 may be programmed to translate the displacement member at a slower speed and/or with lower power. When thinner tissue is present, the control circuit 760 may be programmed to translate the displacement member at a higher speed and/or with higher power.

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

図19は、本開示の少なくとも1つの態様による、様々な機能を制御するように構成された外科用器具790の概略図である。一態様では、外科用器具790は、Iビーム764などの変位部材の遠位並進を制御するようにプログラムされる。外科用器具790は、アンビル766と、Iビーム764と、RFカートリッジ796(破線で示す)と交換することができる着脱可能なステープルカートリッジ768と、を含み得るエンドエフェクタ792を備える。 19 is a schematic diagram of a surgical instrument 790 configured to control various functions, according to at least one aspect of the present disclosure. In one aspect, the surgical instrument 790 is programmed to control the distal translation of a displacement member, such as an I-beam 764. The surgical instrument 790 includes an end effector 792 that may include an anvil 766, an I-beam 764, and a removable staple cartridge 768 that may be replaced with an RF cartridge 796 (shown in dashed lines).

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

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

一態様では、Iビーム764は、上に組織切断刃を動作可能に支持するナイフ本体を含むナイフ部材として実装されてもよく、アンビル係合タブ又は特徴部及び通路係合特徴部又は足部を更に含んでもよい。一態様では、ステープルカートリッジ768は、標準的な(機械式)外科用締結具カートリッジとして実装されてもよい。一態様では、RFカートリッジ796はRFカートリッジとして実装されてもよい。これら、及び他のセンサ構成は、その全体が本明細書に参照により組み込まれる、2017年6月20日に出願された「TECHNIQUES FOR ADAPTIVE CONTROL OF MOTOR VELOCITY OF A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT」と題する同一所有者の米国特許出願第15/628,175号に記載されている。 In one aspect, the I-beam 764 may be implemented as a knife member including a knife body operatively supporting a tissue cutting blade thereon, and may further include anvil engagement tabs or features and track engagement features or feet. In one aspect, the staple cartridge 768 may be implemented as a standard (mechanical) surgical fastener cartridge. In one aspect, the RF cartridge 796 may be implemented as an RF cartridge. These and other sensor configurations are described in commonly owned U.S. patent application Ser. No. 15/628,175, entitled "TECHNIQUES FOR ADAPTIVE CONTROL OF MOTOR VELOCITY OF A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT," filed Jun. 20, 2017, which is incorporated by reference herein in its entirety.

Iビーム764などの直線変位部材の位置、移動、変位、及び/又は並進は、絶対位置決めシステム、センサ構成、及び位置センサ784として表される位置センサにより、測定可能である。Iビーム764が長手方向に移動可能な駆動部材に連結されているため、Iビーム764の位置は、位置センサ784を用いる長手方向に移動可能な駆動部材の位置を測定することによって決定され得る。したがって、以下の説明では、Iビーム764の位置、変位、及び/又は並進は、本明細書に記載される位置センサ784によって達成され得る。本明細書に記載されるように、制御回路760は、Iビーム764などの変位部材の並進を制御するようにプログラムされてもよい。いくつかの実施例では、制御回路760は、1つ若しくは2つ以上のマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、又はプロセッサ若しくは複数のプロセッサに、記載される方法で変位部材、例えばIビーム764を制御させる命令を実行するための他の好適なプロセッサを含んでもよい。一態様では、タイマー/カウンタ781は、経過時間又はデジタルカウントなどの出力信号を制御回路760に提供して、位置センサ784によって決定されたIビーム764の位置をタイマー/カウンタ781の出力と相関させ、その結果、制御回路760は、開始位置に対する特定の時間(t)におけるIビーム764の位置を決定し得る。タイマー/カウンタ781は、経過時間を測定するか、外部イベントを計数するか、又は外部イベントの時間を測定するように構成されてよい。 The position, movement, displacement, and/or translation of a linear displacement member, such as the I-beam 764, can be measured by an absolute positioning system, sensor arrangement, and position sensor, represented as position sensor 784. Because the I-beam 764 is coupled to a longitudinally movable drive member, the position of the I-beam 764 can be determined by measuring the position of the longitudinally movable drive member using the position sensor 784. Thus, in the following description, the position, displacement, and/or translation of the I-beam 764 can be achieved by the position sensor 784 described herein. As described herein, the control circuitry 760 may be programmed to control the translation of a displacement member, such as the I-beam 764. In some embodiments, the control circuitry 760 may include one or more microcontrollers, microprocessors, or other suitable processors for executing instructions that cause a processor or processors to control a displacement member, such as the I-beam 764, in the manner described. In one aspect, the timer/counter 781 provides an output signal, such as an elapsed time or a digital count, to the control circuit 760 to correlate the position of the I-beam 764 determined by the position sensor 784 with the output of the timer/counter 781 so that the control circuit 760 can determine the position of the I-beam 764 at a particular time (t) relative to a starting position. The timer/counter 781 may be configured to measure elapsed time, count external events, or measure the time of an external event.

制御回路760は、モータ設定値信号772を生成してもよい。モータ設定値信号772は、モータコントローラ758に提供されてもよい。モータコントローラ758は、本明細書に記載されるように、モータ754にモータ駆動信号774を提供してモータ754を駆動するように構成された1つ又は2つ以上の回路を含んでもよい。いくつかの実施例では、モータ754は、ブラシ付きDC電動モータであってもよい。例えば、モータ754の速度は、モータ駆動信号774に比例してもよい。いくつかの例では、モータ754はブラシレスDC電動モータであってもよく、モータ駆動信号774は、モータ754の1つ又は2つ以上の固定子巻線に提供されるPWM信号を含んでもよい。また、いくつかの実施例では、モータコントローラ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。 The control circuitry 760 may generate a motor set point signal 772. The motor set point signal 772 may be provided to the motor controller 758. The motor controller 758 may include one or more circuits configured to provide a motor drive signal 774 to the motor 754 to drive the motor 754 as described herein. In some examples, the motor 754 may be a brushed DC electric motor. For example, the speed of the motor 754 may be proportional to the motor drive signal 774. In some examples, the motor 754 may be a brushless DC electric motor, and the motor drive signal 774 may include a PWM signal provided to one or more stator windings of the motor 754. Also, in some examples, the motor controller 758 may be omitted, and the control circuitry 760 may directly generate the motor drive signal 774.

モータ754は、エネルギー源762から電力を受信してもよい。エネルギー源762は、電池、超コンデンサ、又は任意の他の好適なエネルギー源であってもよく、あるいはそれを含んでもよい。モータ754は、伝達装置756を介してIビーム764に機械的に連結されてもよい。伝達装置756は、モータ754をIビーム764に連結するための1つ若しくは2つ以上の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、Iビーム764の位置を感知し得る。位置センサ784は、Iビーム764の位置を示す位置データを生成することができる任意の種類のセンサであってもよく、又はそれを含んでもよい。いくつかの例では、位置センサ784は、Iビーム764が遠位方向及び近位方向に並進すると一連のパルスを制御回路760に提供するように構成されたエンコーダを含んでもよい。制御回路760は、パルスを追跡してIビーム764の位置を決定してもよい。例えば近接センサを含む他の好適な位置センサが使用されてもよい。他の種類の位置センサは、Iビーム764の運動を示す他の信号を提供してもよい。また、いくつかの実施例では、位置センサ784は省略されてもよい。モータ754がステッパモータである場合、制御回路760は、モータが実行するように指示されたステップの数及び方向を合計することによって、Iビーム764の位置を追跡することができる。位置センサ784は、エンドエフェクタ792内、又は器具の任意の他の部分に位置してもよい。 The motor 754 may receive power from an energy source 762. The energy source 762 may be or may include a battery, a supercapacitor, or any other suitable energy source. The motor 754 may be mechanically coupled to the I-beam 764 via a transmission 756. The transmission 756 may include one or more gears or other coupling components for coupling the motor 754 to the I-beam 764. The position sensor 784 may sense the position of the I-beam 764. The position sensor 784 may be or may include any type of sensor capable of generating position data indicative of the position of the I-beam 764. In some examples, the position sensor 784 may include an encoder configured to provide a series of pulses to the control circuit 760 as the I-beam 764 translates in the distal and proximal directions. The control circuit 760 may track the pulses to determine the position of the I-beam 764. Other suitable position sensors may be used, including, for example, a proximity sensor. Other types of position sensors may provide other signals indicative of the movement of the I-beam 764. Also, in some embodiments, the position sensor 784 may be omitted. If the motor 754 is a stepper motor, the control circuitry 760 may track the position of the I-beam 764 by summing the number and direction of steps the motor is commanded to take. The position sensor 784 may be located in the end effector 792 or in any other part of the instrument.

制御回路760は、1つ又は2つ以上のセンサ788と通信してもよい。センサ788は、エンドエフェクタ792上に位置付けられ、外科用器具790と共に動作して、間隙距離対時間、組織圧縮対時間、及びアンビル歪み対時間などの様々な導出パラメータを測定するように適合され得る。センサ788は、磁気センサ、磁界センサ、歪みゲージ、圧力センサ、力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光学センサ、及び/又はエンドエフェクタ792の1つ若しくは2つ以上のパラメータを測定するための任意の他の好適なセンサを含んでもよい。センサ788は、1つ又は2つ以上のセンサを含んでもよい。 The control circuitry 760 may be in communication with one or more sensors 788. The sensors 788 may be positioned on the end effector 792 and adapted to operate with the surgical instrument 790 to measure various derived parameters, such as gap distance versus time, tissue compression versus time, and anvil strain versus time. The sensors 788 may include magnetic sensors, magnetic field sensors, strain gauges, pressure sensors, force sensors, inductive sensors such as eddy current sensors, resistive sensors, capacitive sensors, optical sensors, and/or any other suitable sensors for measuring one or more parameters of the end effector 792. The sensors 788 may include one or more sensors.

1つ又は2つ以上のセンサ788は、クランプ状態中のアンビル766における歪みの大きさを測定するように構成された、微小歪みゲージなどの歪みゲージを含んでもよい。歪みゲージは、歪みの大きさに伴って振幅が変動する電気信号を提供する。センサ788は、アンビル766とステープルカートリッジ768との間で圧縮された組織の存在によって生成された圧力を検出するように構成された圧力センサを含んでもよい。センサ788は、アンビル766とステープルカートリッジ768との間に位置する組織部分のインピーダンスを検出するように構成されてもよく、このインピーダンスは、それらの間に位置する組織の厚さ及び/又は充満度を示す。 The one or more sensors 788 may include a strain gauge, such as a micro strain gauge, configured to measure the magnitude of strain in the anvil 766 during the clamping condition. The strain gauge provides an electrical signal that varies in amplitude with the magnitude of strain. The sensor 788 may include a pressure sensor configured to detect pressure generated by the presence of compressed tissue between the anvil 766 and the staple cartridge 768. The sensor 788 may be configured to detect the impedance of a tissue portion located between the anvil 766 and the staple cartridge 768, which impedance is indicative of the thickness and/or fullness of the tissue located therebetween.

センサ788は、閉鎖駆動システムにより、アンビル766上に及ぼされる力を測定するように構成されてもよい。例えば、1つ又は2つ以上のセンサ788は、閉鎖管によってアンビル766に加えられる閉鎖力を検出するために、閉鎖管とアンビル766との間の相互作用点に位置し得る。アンビル766に対して及ぼされる力は、アンビル766とステープルカートリッジ768との間に捕捉された組織部分が経験する組織圧縮を表すものであり得る。1つ又は2つ以上のセンサ788を、閉鎖駆動システムに沿って様々な相互作用点に配置して、閉鎖駆動システムによりアンビル766に適用される閉鎖力を検出することができる。1つ又は2つ以上のセンサ788は、制御回路760のプロセッサによるクランプ動作中にリアルタイムでサンプリングされてもよい。制御回路760は、リアルタイムのサンプル測定値を受信して時間ベースの情報を提供及び分析し、アンビル766に加えられる閉鎖力をリアルタイムで評価する。 The sensor 788 may be configured to measure the force exerted on the anvil 766 by the closure drive system. For example, one or more sensors 788 may be located at an interaction point between the closure tube and the anvil 766 to detect the closure force exerted on the anvil 766 by the closure tube. The force exerted on the anvil 766 may be representative of tissue compression experienced by tissue portions captured between the anvil 766 and the staple cartridge 768. One or more sensors 788 may be positioned at various interaction points along the closure drive system to detect the closure force applied to the anvil 766 by the closure drive system. The one or more sensors 788 may be sampled in real time during the clamping operation by a processor of the control circuit 760. The control circuit 760 receives the real time sample measurements to provide and analyze time-based information to evaluate the closure force exerted on the anvil 766 in real time.

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

RFエネルギー源794はエンドエフェクタ792に連結され、RFカートリッジ796が、ステープルカートリッジ768の代わりにエンドエフェクタ792にロードされるときに、RFカートリッジ796に適用される。制御回路760は、RFエネルギーのRFカートリッジ796への送達を制御する。 The RF energy source 794 is coupled to the end effector 792 and is applied to the RF cartridge 796 when the RF cartridge 796 is loaded into the end effector 792 in place of the staple cartridge 768. The control circuitry 760 controls the delivery of RF energy to the RF cartridge 796.

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

図20は、他の利点の中でも、インダクタレス同調を提供するように構成された発生器800の簡略ブロック図である。発生器800の追加の詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、「SURGICAL GENERATOR FOR ULTRASONIC AND ELECTROSURGICAL DEVICES」と題する2015年6月23日発行の米国特許第9,060,775号に記載されている。発生器800は、電力変圧器806を介して非絶縁段階804と通信する患者絶縁段階802を含んでもよい。電力変圧器806の二次巻線808は、絶縁段階802内に収容され、例えば、超音波外科用器具、RF電気外科用器具、並びに単独又は同時に送達可能な超音波及びRFエネルギーモードを含む多機能型外科用器具などの様々な外科用器具に駆動信号を送達するために駆動信号出力部810a、810b、810cを画定するためのタップ構成(例えば、センタタップ又は非センタタップ構成)を含んでもよい。具体的には、駆動信号出力部810a、810cは、超音波駆動信号(例えば、420Vの二乗平均根(RMS)駆動信号)を超音波外科用器具に出力してもよく、駆動信号出力部810b、810cは、電力変圧器806のセンタタップに対応する駆動信号出力部810bにより、RF電気外科用駆動信号(例えば、100VのRMS駆動信号)をRF電気外科用器具に出力してもよい。 20 is a simplified block diagram of a generator 800 configured to provide, among other advantages, inductorless tuning. Additional details of the generator 800 are described in U.S. Pat. No. 9,060,775, issued June 23, 2015, entitled "SURGICAL GENERATOR FOR ULTRASONIC AND ELECTROSURGICAL DEVICES," which is incorporated herein by reference in its entirety. The generator 800 may include a patient-isolated stage 802 in communication with a non-isolated stage 804 via a power transformer 806. The secondary winding 808 of the power transformer 806 is housed within the isolation stage 802 and may include a tap configuration (e.g., center tap or non-center tap configuration) to define drive signal outputs 810a, 810b, 810c for delivering drive signals to various surgical instruments, such as ultrasonic surgical instruments, RF electrosurgical instruments, and multifunction surgical instruments including ultrasonic and RF energy modes that can be delivered alone or simultaneously. Specifically, the drive signal outputs 810a, 810c may output an ultrasonic drive signal (e.g., a 420V root mean square (RMS) drive signal) to an ultrasonic surgical instrument, and the drive signal outputs 810b, 810c may output an RF electrosurgical drive signal (e.g., a 100V RMS drive signal) to an RF electrosurgical instrument, with the drive signal output 810b corresponding to the center tap of the power transformer 806.

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

非絶縁段階804は、電力変圧器806の一次巻線814に接続された出力部を有する電力増幅器812を含んでもよい。ある特定の形態では、電力増幅器812は、プッシュプル増幅器を含んでもよい。例えば、非絶縁段階804は、デジタル-アナログ変換器(DAC)回路818にデジタル出力を供給するための論理装置816を更に含んでもよく、デジタル-アナログ変換器(DAC)回路818は次いで、対応するアナログ信号を電力増幅器812の入力に供給する。ある特定の形態では、論理装置816は、数ある論理回路の中で、例えば、プログラマブルゲートアレイ(PGA)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、プログラマブル論理装置(PLD)を含んでもよい。したがって、論理装置816は、DAC回路818を介して電力増幅器812の入力を制御することにより、駆動信号出力部810a、810b、810cで出現する駆動信号の多くのパラメータ(例えば、周波数、波形、波形振幅)のうちのいずれかを制御することができる。特定の態様では、以下で説明するように、論理装置816は、プロセッサ(例えば、以下で説明するDSP)と共に、多くのDSPベースの及び/又はその他の制御アルゴリズムを実装して、発生器800によって出力される駆動信号のパラメータを制御することができる。 The non-isolated stage 804 may include a power amplifier 812 having an output connected to a primary winding 814 of the power transformer 806. In one particular embodiment, the power amplifier 812 may include a push-pull amplifier. For example, the non-isolated stage 804 may further include a logic device 816 for providing a digital output to a digital-to-analog converter (DAC) circuit 818, which then provides a corresponding analog signal to the input of the power amplifier 812. In one particular embodiment, the logic device 816 may include, for example, a programmable gate array (PGA), a field programmable gate array (FPGA), a programmable logic device (PLD), among other logic circuits. Thus, the logic device 816 may control any of a number of parameters (e.g., frequency, waveform, waveform amplitude) of the drive signal appearing at the drive signal output 810a, 810b, 810c by controlling the input of the power amplifier 812 via the DAC circuit 818. In certain aspects, as described below, the logic unit 816, in conjunction with a processor (e.g., a DSP, as described below), can implement a number of DSP-based and/or other control algorithms to control parameters of the drive signal output by the generator 800.

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

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

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

特定の形態では、電圧及び電流のフィードバックデータは、駆動信号の周波数及び/又は振幅(例えば、電流振幅)を制御するために使用されてもよい。例えば、一形態では、電圧及び電流のフィードバックデータは、インピーダンス相を決定するために使用されてもよい。続いて、駆動信号の周波数を制御して、判定されたインピーダンス位相とインピーダンス位相設定値(例えば、0°)との間の差を最小化又は低減し、それによって高調波歪みの影響を最小化又は低減し、それに対応してインピーダンス位相の測定精度を向上させることができる。相インピーダンス及び周波数制御信号の決定は、例えば、DSPプロセッサ822に実装されてもよく、周波数制御信号は、論理装置816によって実装されるDDS制御アルゴリズムへの入力として供給される。 In certain configurations, the voltage and current feedback data may be used to control the frequency and/or amplitude (e.g., current amplitude) of the drive signal. For example, in one configuration, the voltage and current feedback data may be used to determine the impedance phase. The frequency of the drive signal may then be controlled to minimize or reduce the difference between the determined impedance phase and the impedance phase setpoint (e.g., 0°), thereby minimizing or reducing the effects of harmonic distortion and correspondingly improving the measurement accuracy of the impedance phase. The determination of the phase impedance and frequency control signal may be implemented, for example, in the DSP processor 822, with the frequency control signal being provided as an input to a DDS control algorithm implemented by the logic device 816.

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

非絶縁段階804は、とりわけユーザインターフェース(UI)機能性を提供するために、第2のプロセッサ836を更に含んでもよい。一形態では、UIプロセッサ836は、例えば、Atmel Corporation(San Jose,California)から入手可能な、ARM 926EJ-Sコアを有するAtmel AT91SAM9263プロセッサを含んでもよい。UIプロセッサ836によってサポートされるUI機能の例としては、聴覚的及び視覚的なユーザフィードバック、周辺装置との通信(例えば、ユニバーサルシリアルバス(USB)インターフェースを介して)、フットスイッチとの通信、入力装置(例えば、タッチスクリーンディスプレイ)との通信、並びに出力装置(例えば、スピーカ)との通信が挙げられ得る。UIプロセッサ836は、DSPプロセッサ822及び論理装置816(例えば、SPIバス)と通信してもよい。UIプロセッサ836は、UI機能性を主にサポートしてもよいが、特定の形態では、UIプロセッサ836はまた、DSPプロセッサ822と協調して、危険の緩和を実現してもよい。例えば、UIプロセッサ836は、ユーザ入力及び/又は他の入力(例えば、タッチスクリーン入力、フットスイッチ入力、温度サンサ入力)の様々な態様をモニタリングするようにプログラミングされてもよく、かつ誤った状態が検出されたときに、発生器800の駆動出力を無効化してもよい。 The non-isolated stage 804 may further include a second processor 836 to provide, among other things, user interface (UI) functionality. In one form, the UI processor 836 may include, for example, an Atmel AT91SAM9263 processor with an ARM 926EJ-S core, available from Atmel Corporation, San Jose, California. Examples of UI functions supported by the UI processor 836 may include audible and visual user feedback, communication with peripheral devices (e.g., via a Universal Serial Bus (USB) interface), communication with foot switches, communication with input devices (e.g., touch screen displays), and communication with output devices (e.g., speakers). The UI processor 836 may communicate with the DSP processor 822 and the logic device 816 (e.g., SPI bus). The UI processor 836 may primarily support UI functionality, but in certain configurations, the UI processor 836 may also cooperate with the DSP processor 822 to provide hazard mitigation. For example, the UI processor 836 may be programmed to monitor various aspects of user input and/or other input (e.g., touch screen input, foot switch input, temperature sensor input) and may disable the drive output of the generator 800 when an erroneous condition is detected.

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

非絶縁段階804は、入力装置を監視するためのコントローラ838(例えば、発生器800をオン及びオフするために使用される静電容量式タッチセンサ、静電容量式タッチスクリーン)を更に含んでもよい。特定の形態では、コントローラ838は、少なくとも1つのプロセッサ及び/又はUIプロセッサ836と通信する他のコントローラ装置を含んでもよい。一形態では、例えば、コントローラ838は、1つ又は2つ以上の容量性タッチセンサを介して提供されるユーザ入力を監視するように構成されたプロセッサ(例えば、Atmelから入手可能なMeg168 8ビットコントローラ)を含んでもよい。一形態では、コントローラ838は、容量性タッチスクリーンからのタッチデータの獲得を制御及び管理するための、タッチスクリーンコントローラ(例えば、Atmelから入手可能なQT5480タッチスクリーンコントローラ)を含んでもよい。 The non-isolated stage 804 may further include a controller 838 for monitoring input devices (e.g., capacitive touch sensors used to turn the generator 800 on and off, capacitive touch screen). In certain forms, the controller 838 may include at least one processor and/or other controller device in communication with the UI processor 836. In one form, for example, the controller 838 may include a processor (e.g., a Meg168 8-bit controller available from Atmel) configured to monitor user input provided via one or more capacitive touch sensors. In one form, the controller 838 may include a touch screen controller (e.g., a QT5480 touch screen controller available from Atmel) for controlling and managing the acquisition of touch data from the capacitive touch screen.

特定の形態では、発生器800が「電力オフ」状態にあるとき、コントローラ838は、(例えば、後述の電源854などの、発生器800の電源からのラインを介して)動作電力を受信し続けてもよい。このようにして、コントローラ838は、発生器800をオン/オフするための入力装置(例えば、発生器800の前側パネルに位置する静電容量式タッチセンサ)を監視し続けてもよい。発生器800が電源オフ状態にあるとき、コントローラ838は、ユーザによる「オン/オフ」入力装置の起動が検出された場合に、電源を起動してもよい(例えば、電源854の1つ又は2つ以上のDC/DC電圧変圧器856の動作を有効にする)。したがって、コントローラ838は、発生器800を「電源オン」状態に遷移させるためのシーケンスを開始してもよい。逆に、発生器800が電源オン状態にあるときに「オン/オフ」入力装置の起動が検出された場合、コントローラ838は、発生器800を電源オフ状態に遷移させるためのシーケンスを開始してもよい。例えば、特定の形態では、コントローラ838は、「オン/オフ」入力装置の起動をUIプロセッサ836に報告してもよく、UIプロセッサ836は、次いで、発生器800を電源オフ状態に遷移させるために必要なプロセスシーケンスを実装する。かかる形態では、コントローラ838は、発生器800の電源オン状態が確立された後に、発生器800から電力を除去するための独立した能力を有しなくてもよい。 In certain forms, when the generator 800 is in the "power off" state, the controller 838 may continue to receive operating power (e.g., via a line from a power source of the generator 800, such as the power source 854 described below). In this manner, the controller 838 may continue to monitor an input device (e.g., a capacitive touch sensor located on the front panel of the generator 800) for turning the generator 800 on and off. When the generator 800 is in the power off state, the controller 838 may activate the power source (e.g., enable operation of one or more DC/DC voltage transformers 856 of the power source 854) if activation of the "on/off" input device by a user is detected. Thus, the controller 838 may initiate a sequence to transition the generator 800 to the "power on" state. Conversely, if activation of the "on/off" input device is detected when the generator 800 is in the power on state, the controller 838 may initiate a sequence to transition the generator 800 to the power off state. For example, in certain configurations, the controller 838 may report activation of an "on/off" input device to the UI processor 836, which then implements the process sequence necessary to transition the generator 800 to a powered off state. In such configurations, the controller 838 may not have an independent capability to remove power from the generator 800 after the generator 800's powered on state has been established.

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

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

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

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

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

上記のように、外科用器具は、器具の互換性及び/又は廃棄性を促進するために、ハンドピースから取り外し可能であり得る(例えば、多機能型外科用器具は、ハンドピースから取り外し可能であり得る)。そのような場合、従来の発生器は、使用されている特定の器具構成を認識し、これに対応して制御及び診断プロセスを最適化する能力が制限されている場合がある。しかし、この問題に対処するために、外科用器具に読み取り可能なデータ回路を追加することは、適合性の観点から問題がある。例えば、必要なデータ読み取り機能性を欠く発生器との後方互換性を保つように外科用器具を設計することは、例えば、異なる信号スキーム、設計複雑性及び費用のために、実用的でない場合がある。本明細書で論じられる器具の形態は、既存の外科用器具に実装されてもよいデータ回路を経済的に使用し、外科用器具と最新の発生器プラットフォームとの適合性を維持するための設計変更を最小限にすることによってこれらの懸念に対処する。 As noted above, surgical instruments may be removable from the handpiece to facilitate instrument interchangeability and/or disposability (e.g., multi-function surgical instruments may be removable from the handpiece). In such cases, conventional generators may be limited in their ability to recognize the particular instrument configuration being used and correspondingly optimize their control and diagnostic processes. However, adding readable data circuitry to the surgical instrument to address this issue is problematic from a compatibility standpoint. For example, designing a surgical instrument to be backward compatible with a generator lacking the necessary data read functionality may not be practical due to, for example, different signaling schemes, design complexity, and expense. The instrument configurations discussed herein address these concerns by economically using data circuitry that may be implemented in existing surgical instruments and minimizing design changes to maintain compatibility of the surgical instrument with modern generator platforms.

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

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

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

特定の形態では、絶縁段階802は、DC電流を患者に通さないように、駆動信号出力部810bに接続された、少なくとも1つのブロッキングコンデンサ850-1を含んでもよい。単一のブロッキングコンデンサは、例えば、医学的規制又は基準に準拠することが必要とされる場合がある。単一コンデンサ設計における故障は比較的稀であるが、それでもなおそのような故障は否定的な結果をもたらす恐れがある。一形態では、第2のブロッキングコンデンサ850-2は、ブロッキングコンデンサ850-1と直列で提供されてもよく、ブロッキングコンデンサ850-1と850-2との間の点からの漏電は、例えば、漏洩電流により誘発される電圧をサンプリングするためにADC回路852によって監視される。サンプルは、例えば、論理回路842によって受信されてもよい。発生器800は、(電圧サンプルによって示されるような)漏洩電流の変化に基づいて、ブロッキングコンデンサ850-1、850-2のうちの少なくとも1つが故障した時点を決定することができ、そのようにして単一の故障点を有する単一コンデンサ設計に勝る利益をもたらす。 In certain configurations, the isolation stage 802 may include at least one blocking capacitor 850-1 connected to the drive signal output 810b to avoid passing DC current to the patient. A single blocking capacitor may be required, for example, to comply with medical regulations or standards. Although failure in a single capacitor design is relatively rare, such failure may nevertheless have negative consequences. In one configuration, a second blocking capacitor 850-2 may be provided in series with the blocking capacitor 850-1, and leakage from a point between the blocking capacitors 850-1 and 850-2 is monitored, for example, by an ADC circuit 852 to sample the voltage induced by the leakage current. The samples may be received, for example, by the logic circuit 842. Based on the change in leakage current (as indicated by the voltage sample), the generator 800 can determine when at least one of the blocking capacitors 850-1, 850-2 has failed, thus providing an advantage over a single capacitor design having a single point of failure.

特定の形態では、非絶縁段階804は、好適な電圧及び電流でDC電力を送達するための電源854を含んでもよい。電源は、例えば、48VDCシステム電圧を送達するための、400W電源を含み得る。電源854は、電源の出力を受信して発生器800の様々な構成要素によって必要とされる電圧及び電流でDC出力を生成するための1つ又は2つ以上のDC/DC電圧変換器856を更に含んでもよい。コントローラ838と関連して上述したように、DC/DC電圧変換器856のうちの1つ又は2つ以上は、ユーザによる「オン/オフ」入力装置の起動がコントローラ838によって検出されたときにコントローラ838から入力を受信し、DC/DC電圧変換器856の動作又は起動を可能にしてもよい。 In certain forms, the non-isolated stage 804 may include a power supply 854 for delivering DC power at a suitable voltage and current. The power supply may include, for example, a 400 W power supply for delivering a 48 VDC system voltage. The power supply 854 may further include one or more DC/DC voltage converters 856 for receiving the output of the power supply and generating a DC output at the voltage and current required by the various components of the generator 800. As described above in connection with the controller 838, one or more of the DC/DC voltage converters 856 may receive input from the controller 838 when activation of an "on/off" input device by a user is detected by the controller 838, allowing operation or activation of the DC/DC voltage converters 856.

図21は、発生器800(図20)の一形態である発生器900の例を示す。発生器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。 21 shows an example of a generator 900, which is a form of generator 800 (FIG. 20). The generator 900 is configured to deliver multiple energy modalities to a surgical instrument. The generator 900 provides RF and ultrasonic signals, either alone or simultaneously, for delivering energy to the surgical instrument. The RF and ultrasonic signals may be provided alone or in combination, and may be provided simultaneously. As described above, at least one generator output can deliver multiple energy modalities (e.g., ultrasonic, bipolar or monopolar RF, irreversible and/or reversible electroporation, and/or microwave energy, among others) through a single port, which signals can be delivered individually or simultaneously to an end effector to treat tissue.

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

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

一態様では、インピーダンスは、ENERGY/RETURNとラベルされた端子にわたって連結された第1の電圧感知回路912又はENERGY/RETURNとラベルされた端子にわたって連結された第2の電圧感知回路924のいずれかの出力を、電力変圧器908の二次側のRETURN区間と直列に配置された電流感知回路914の出力で割ることによって、プロセッサ902により判定され得る。第1の電圧感知回路912及び第2の電圧感知回路924の出力は、個別の絶縁変圧器916、922に提供され、電流感知回路914の出力は、別の絶縁変圧器916に提供される。ADC回路926からのデジタル化された電圧及び電流感知測定値は、インピーダンスを計算するためにプロセッサ902に提供される。一例として、第1のエネルギーモダリティENERGYは超音波エネルギーであってもよく、第2のエネルギーモダリティENERGYはRFエネルギーであってもよい。それでも、超音波エネルギーモダリティ及び双極又は単極RFエネルギーモダリティに加えて、他のエネルギーモダリティには、数ある中でも不可逆並びに/又は可逆電気穿孔法及び/若しくはマイクロ波エネルギーが挙げられる。また、図21に例示された例は、単一のリターンパスRETURNが2つ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、それぞれのエネルギーモダリティENERGYnに提供されてもよい。したがって、本明細書に記載されるように、超音波変換器のインピーダンスは、第1の電圧感知回路912の出力を電流感知回路914で割ることによって測定されてもよく、組織のインピーダンスは、第2の電圧感知回路924の出力を電流感知回路914で割ることによって測定されてもよい。 In one aspect, the impedance may be determined by the processor 902 by dividing the output of either the first voltage sense circuit 912 coupled across the terminals labeled ENERGY 1 /RETURN or the second voltage sense circuit 924 coupled across the terminals labeled ENERGY 2 /RETURN by the output of a current sense circuit 914 placed in series with the RETURN section on the secondary side of the power transformer 908. The outputs of the first voltage sense circuit 912 and the second voltage sense circuit 924 are provided to separate isolation transformers 916, 922, and the output of the current sense circuit 914 is provided to another isolation transformer 916. Digitized voltage and current sense measurements from the ADC circuit 926 are provided to the processor 902 to calculate the impedance. By way of example, the first energy modality ENERGY 1 may be ultrasonic energy and the second energy modality ENERGY 2 may be RF energy. Yet, in addition to ultrasonic energy modalities and bipolar or monopolar RF energy modalities, other energy modalities include irreversible and/or reversible electroporation and/or microwave energy, among others. Also, while the example illustrated in FIG. 21 shows that a single return path RETURN may be provided to two or more energy modalities, in other aspects, multiple return paths RETURNn may be provided to each energy modality ENERGYn. Thus, as described herein, the impedance of the ultrasonic transducer may be measured by dividing the output of the first voltage sensing circuit 912 by the current sensing circuit 914, and the impedance of the tissue may be measured by dividing the output of the second voltage sensing circuit 924 by the current sensing circuit 914.

図21に示すように、少なくとも1つの出力ポートを含む発生器900は、実行される組織の処置の種類に応じて、電力を、例えば、とりわけ、超音波、双極若しくは単極RF、不可逆及び/若しくは可逆電気穿孔法、並びに/又はマイクロ波エネルギーなどの1つ又は2つ以上のエネルギーモダリティの形態でエンドエフェクタに提供するために単一の出力部を有し、かつ複数のタップを有する電力変圧器908を含むことができる。例えば、発生器900は、単極又は双極RF電気外科用電極のいずれかを用いて、超音波変換器を駆動するために高電圧かつ低電流で、組織封止のためのRF電極を駆動するために低電圧かつ高電流で、又はスポット凝固のための凝固波形で、エネルギーを送達することができる。発生器900からの出力波形は、周波数を外科用器具のエンドエフェクタに提供するために、誘導、切り替え、又はフィルタリングされ得る。超音波変換器の発生器900出力部への接続部は、好ましくは、図21に示すようにENERGYとラベルされた出力部とRETURNとの間に位置するであろう。一実施例では、RF双極電極の発生器900の出力部への接続部は、好ましくは、ENERGYとラベルされた出力部とRETURNとの間に位置するであろう。単極出力部の場合、好ましい接続部は、ENERGY出力部及びRETURN出力部に接続された好適なリターンパッドへの活性電極(例えば、ペンシル型又は他のプローブ)であろう。 As shown in FIG. 21 , a generator 900 including at least one output port can include a power transformer 908 with a single output and multiple taps to provide power to an end effector in the form of one or more energy modalities, such as, for example, ultrasonic, bipolar or monopolar RF, irreversible and/or reversible electroporation, and/or microwave energy, among others, depending on the type of tissue treatment being performed. For example, the generator 900 can deliver energy with either monopolar or bipolar RF electrosurgical electrodes, at high voltage and low current to drive an ultrasonic transducer, at low voltage and high current to drive an RF electrode for tissue sealing, or in a coagulation waveform for spot coagulation. The output waveform from the generator 900 can be directed, switched, or filtered to provide the frequency to the end effector of the surgical instrument. The connection to the generator 900 output of the ultrasonic transducer would preferably be located between the output labeled ENERGY 1 and RETURN as shown in FIG. 21 . In one embodiment, the RF bipolar electrode connection to the generator 900 output would preferably be located between the output labeled ENERGY 2 and RETURN. In the case of a monopolar output, the preferred connection would be an active electrode (e.g., a pencil or other probe) to suitable return pads connected to the ENERGY 2 and RETURN outputs.

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

図22は、本開示の少なくとも1つの態様による、外科用器具29000を示す。図22に示される態様では、外科用器具は、ハンドル29002と、折れ曲がり可能なシャフトアセンブリ29004と、エンドエフェクタ29006と、モータ(ハンドル29002の外側表面を通して見えない)と、可撓性回路29008と、を含む。図22には、外科用器具29000が折れ曲がり可能なシャフトアセンブリ29004を有するものとして示されているが、他の態様によれば、外科用器具29000は、折れ曲がり可能な部分の代わりに関節継手を有するシャフトアセンブリを含んでもよいことが理解されよう。 22 illustrates a surgical instrument 29000 according to at least one aspect of the present disclosure. In the aspect shown in FIG. 22, the surgical instrument includes a handle 29002, a bendable shaft assembly 29004, an end effector 29006, a motor (not visible through the outer surface of the handle 29002), and a flexible circuit 29008. Although FIG. 22 illustrates the surgical instrument 29000 as having a bendable shaft assembly 29004, it will be understood that according to other aspects, the surgical instrument 29000 may include a shaft assembly having an articulation joint instead of a bendable portion.

図23は、本開示の少なくとも1つの他の態様による、外科用器具29000のシャフトアセンブリ29005を示す。図23に示されるように、シャフトアセンブリ29005は、関節継手29010を含み、第1のジョー29012及び第2のジョー29014を含むエンドエフェクタ29006に連結されており、第1及び第2のジョー29012、29014のうちの少なくとも1つは、第1のジョー29012と第2のジョー29014との間に組織をクランプするため、開放位置と閉鎖位置との間で枢動するように構成されている。エンドエフェクタ29006はステープルカートリッジ29016を含むものとして示されているが、他の態様によれば、エンドエフェクタ29006は、ステープルカートリッジ29016の代わりに又はそれに加えて電極を含んでもよいことが理解されよう。 FIG. 23 illustrates a shaft assembly 29005 of a surgical instrument 29000 according to at least one other aspect of the present disclosure. As shown in FIG. 23, the shaft assembly 29005 includes an articulation joint 29010 and is coupled to an end effector 29006 including a first jaw 29012 and a second jaw 29014, at least one of which is configured to pivot between an open position and a closed position to clamp tissue between the first jaw 29012 and the second jaw 29014. Although the end effector 29006 is illustrated as including a staple cartridge 29016, it will be understood that according to other aspects, the end effector 29006 may include an electrode instead of or in addition to the staple cartridge 29016.

図24は、図22の外科器具29000の可撓性回路29008を示す。可撓性回路2900は、ハンドル29002、シャフトアセンブリ29004/29005、及びエンドエフェクタ29006内に存在し、処理装置29018、論理素子29020、導電トレース29022、及び導電パッド29024を含む。1つの処理装置29018及び1つの論理素子29020のみが図23に示されているが、可撓性回路29008は、任意の数の処理装置29018及び/又は論理素子29020を含み得ることが理解されよう。導電パッド29024は、上述したような感知装置、モータ(図24の導電パッドA及びBを参照)、及びスリップリング(図24の導電パッドC及びDを参照)などの外科用器具29000の他の構成要素に接続するように構成されている。導電トレース29022は、センサからの信号、処理装置29018を行き来する信号、論理素子29020を行き来する信号、制御回路を行き来する信号、モータへの信号などを搬送する。簡略化のために示されていないが、可撓性回路29008はまた、基板、1つ又は2つ以上の絶縁層、及びオーバーレイを含み得る。処理装置29018、論理素子29020などは、基板上に装着され得、導電トレース29022及び導電パッド29024は、基板上に/基板にわたってパターン化され得る。1つ又は2つ以上の絶縁層は、導電トレースを互いに電気的に絶縁する。オーバーレイは、絶縁層及び/又は処理装置29018、論理素子29020、導電トレース29022、及び導電パッド29024を覆う。可撓性回路29008は、図24に示すように片面であっても、両面若しくは多層であってもよい。導電トレース29022及び導電パッド29024は、銅、金、スズ、及び/又は他の好適な導電性材料を含み得る。 24 illustrates the flexible circuit 29008 of the surgical instrument 29000 of FIG. 22. The flexible circuit 2900 resides in the handle 29002, shaft assembly 29004/29005, and end effector 29006 and includes a processor 29018, logic elements 29020, conductive traces 29022, and conductive pads 29024. Although only one processor 29018 and one logic element 29020 are shown in FIG. 23, it will be understood that the flexible circuit 29008 may include any number of processors 29018 and/or logic elements 29020. The conductive pads 29024 are configured to connect to other components of the surgical instrument 29000, such as sensing devices, motors (see conductive pads A and B in FIG. 24), and slip rings (see conductive pads C and D in FIG. 24), as described above. The conductive traces 29022 carry signals from sensors, signals to and from the processing unit 29018, signals to and from the logic elements 29020, signals to and from the control circuitry, signals to the motors, etc. Although not shown for simplicity, the flexible circuit 29008 may also include a substrate, one or more insulating layers, and an overlay. The processing unit 29018, logic elements 29020, etc. may be mounted on a substrate, and the conductive traces 29022 and conductive pads 29024 may be patterned on/across the substrate. One or more insulating layers electrically insulate the conductive traces from one another. The overlay covers the insulating layers and/or the processing unit 29018, logic elements 29020, conductive traces 29022, and conductive pads 29024. The flexible circuit 29008 may be single sided as shown in FIG. 24, double sided, or multi-layered. The conductive traces 29022 and conductive pads 29024 may include copper, gold, tin, and/or other suitable conductive materials.

様々な態様によれば、外科用器具29000によって送達される高周波エネルギーから導電トレース29022を絶縁するために、可撓性回路29008は、高周波電磁放射を遮断し、かつ/又は様々な導電トレース29022間の信号クロストークを最小化する電磁シールド(例えば、ガードトレース又はガードリング)を含む。電磁シールドは、可撓性回路29008全体に含まれる必要はない。例えば、様々な態様によれば、電磁シールドは、可撓性回路29008の選ばれた場所にのみ位置付けられて、外部高周波発生器又は磁石によって引き起こされる望ましくない影響又は信号を受けないように導電トレース29022を保護し得る。簡潔にするために、電磁シールドは図24に示されていない。 According to various aspects, to insulate the conductive traces 29022 from the high frequency energy delivered by the surgical instrument 29000, the flexible circuit 29008 includes electromagnetic shielding (e.g., guard traces or guard rings) that block high frequency electromagnetic radiation and/or minimize signal crosstalk between the various conductive traces 29022. The electromagnetic shielding need not be included in the entire flexible circuit 29008. For example, according to various aspects, the electromagnetic shielding may be positioned only in selected locations of the flexible circuit 29008 to protect the conductive traces 29022 from undesirable effects or signals caused by an external high frequency generator or magnet. For simplicity, the electromagnetic shielding is not shown in FIG. 24.

可撓性回路29008は、剛性(レジッド)部分29026及び可撓性(フレックス)部分29028の両方を含む。ゆえに、可撓性回路29008は、リジッドフレックス回路と称される場合もある。剛性部分29026は補強されてもよく、任意の有意な程度には折れ曲がらない/屈曲しないように構成されている。剛性部分29026は、導電トレース29022の部分を含み、また、例えば、図24に示されるような1つ又は2つ以上の処理装置29018、1つ又は2つ以上の集積回路、1つ又は2つ以上の論理素子29020、及び/又は導電パッド29024を含み得る。非チップゲート及び他の論理素子29020などの装置の実際の位置決めは、外科用器具29000のアクチュエータに対して局所的な低レベルの意思決定(例えば、分散処理)を可能にする。 The flexible circuit 29008 includes both a rigid portion 29026 and a flexible portion 29028. Thus, the flexible circuit 29008 may also be referred to as a rigid-flex circuit. The rigid portion 29026 may be reinforced and configured not to bend/flex to any significant extent. The rigid portion 29026 includes portions of the conductive traces 29022 and may also include, for example, one or more processors 29018, one or more integrated circuits, one or more logic elements 29020, and/or conductive pads 29024 as shown in FIG. 24. The actual positioning of devices such as non-chip gates and other logic elements 29020 allows for low-level decision-making (e.g., distributed processing) local to the actuators of the surgical instrument 29000.

様々な態様によれば、シャフトアセンブリ29005の関節継手29010に対して近位の可撓性回路29008の第1の剛性部分29026は、第1のチャネル保持器29034によって画定された凹部29032内にスナップ嵌めされるように構成されたインターロック機構29030を含み(図25を参照)、シャフトアセンブリ29005の関節継手29010に対して遠位の可撓性回路29008の第2の剛性部分29026は、第2のチャネル保持器によって画定された凹部内にスナップ嵌めされるように構成されたインターロック機構を含む。第2の剛性部分のインターロック機構、第2のチャネル保持器、及びその凹部は、簡略化のために図24に示されていないが、位置決め(関節継手に対して近位対遠位)以外にも、第2の剛性部分のインターロック機構は、第1の剛性部分29026のインターロック機構29030と類似又は同一であってもよく、第2チャネル保持器は、第1のチャネル保持器29034と類似又は同一であってもよく、第2のチャネル保持器の凹部は、第1のチャネル保持器29034の凹部29032と類似又は同一であってもよいことが理解されよう。第1及び第2のチャネル保持具29034は、外科用器具29000内に固定され、外科用器具29000に対して移動しない。剛性部分29026とチャネル保持器29034とのスナップ嵌め接続は、可撓性回路29008が外科用器具29000に取り付けられることを可能にし、外科用器具29000が様々な方向に移動される必要があるとき、及び/又は可撓性回路29008が様々な力を受けるときに、可撓性回路29008が位置から「外れる」ことを防止する。 According to various aspects, a first rigid portion 29026 of the flexible circuit 29008 proximal to the articulation joint 29010 of the shaft assembly 29005 includes an interlocking mechanism 29030 configured to snap into a recess 29032 defined by a first channel retainer 29034 (see FIG. 25 ), and a second rigid portion 29026 of the flexible circuit 29008 distal to the articulation joint 29010 of the shaft assembly 29005 includes an interlocking mechanism configured to snap into a recess defined by a second channel retainer. 24 for simplicity, but it will be understood that other than positioning (proximal vs. distal to the articulation joint), the interlocking feature of the second rigid portion may be similar or identical to the interlocking feature 29030 of the first rigid portion 29026, the second channel retainer may be similar or identical to the first channel retainer 29034, and the recess of the second channel retainer may be similar or identical to the recess 29032 of the first channel retainer 29034. The first and second channel retainers 29034 are fixed within the surgical instrument 29000 and do not move relative to the surgical instrument 29000. The snap-fit connection between the rigid portion 29026 and the channel retainer 29034 allows the flexible circuit 29008 to be attached to the surgical instrument 29000 and prevents the flexible circuit 29008 from "falling out" of position when the surgical instrument 29000 needs to be moved in various directions and/or when the flexible circuit 29008 is subjected to various forces.

可撓性部分29028は、必要に応じて屈曲する及び折れ曲がるように構成されている。例えば、外科用器具29000のシャフトアセンブリ20004の能動曲げ部分又はシャフトアセンブリ29005の関節運動部分と位置合わせされた可撓性部分29028の場合、可撓性部分29028も、可撓性部分29028に加えられる望ましくない応力及び/又は可撓性部分29028の故障を防止するために同様に折れ曲がり可能である必要がある。同様に、可撓性部分29028が外科用器具29000の機械的構成要素(例えば、外科用器具の関節運動ロッド)を渡る階段状である必要がある場合、可撓性回路29008の可撓性部分29028は、これを実現可能にする(例えば、図23を参照)。可撓性回路29008に力、捻じれ、又は変形が加えられると、可撓性部分29028は、可撓性回路29008が他の方向よりも一方向により屈曲することを可能にし、それによって、負荷による可撓性回路29008の損傷を防止する。 The flexible portion 29028 is configured to bend and fold as needed. For example, in the case of a flexible portion 29028 aligned with an active bending portion of the shaft assembly 20004 of the surgical instrument 29000 or an articulating portion of the shaft assembly 29005, the flexible portion 29028 must be similarly foldable to prevent undesirable stresses on the flexible portion 29028 and/or failure of the flexible portion 29028. Similarly, if the flexible portion 29028 needs to step across a mechanical component of the surgical instrument 29000 (e.g., an articulating rod of the surgical instrument), the flexible portion 29028 of the flexible circuit 29008 makes this possible (see, e.g., FIG. 23). When the flexible circuit 29008 is subjected to a force, twist, or deformation, the flexible portion 29028 allows the flexible circuit 29008 to bend more in one direction than in another direction, thereby preventing damage to the flexible circuit 29008 due to the load.

可撓性部分29028は、導電トレース29022の部分を含み、上述のように1つ又は2つ以上の機械的構成要素を渡るように階段状であり得、かつ/又は操作性、強度、及び/若しくは故障に対する抵抗性を高めるために一定の潜在的に高応力の領域において(例えば、図22に示されるようなシャフトアセンブリ29004の能動曲げ部分内、又はシャフトアセンブリ29005の関節継手29010内で)折り畳まれ得る。 The flexible portion 29028 includes portions of the conductive traces 29022 and may be stepped to cross one or more mechanical components as described above and/or may be folded in certain potentially high stress areas (e.g., within an active bending portion of the shaft assembly 29004 as shown in FIG. 22 or within an articulation joint 29010 of the shaft assembly 29005) to enhance maneuverability, strength, and/or resistance to failure.

様々な態様によれば、導電トレース29022のそれぞれの断面は、導電トレース29022が依然として同一又は実質的に類似の電流搬送容量を有していても、可撓性回路29008全体で多様であり得る。導電トレース29022のそれぞれの高さ(h)又は厚さは変更され得、かつ/又は導電トレース29022のそれぞれの幅(w)も変更され得る。例えば、剛性部分29026及び可撓性部分29028の両方に存在する所与の導電トレース29022の場合、導電トレース29022の高さ(h)は、可撓性部分29028よりも剛性部分29026において大きくてもよく、導電トレース29022の幅(W)は、剛性部分29026よりも可撓性部分29028において大きくてもよい。可撓性部分29028におけるより低い高さ及びより大きい幅の組み合わせは、導電トレース29022が、関節運動及び/又はジョー閉鎖運動などの運動によって導入される高応力への耐性を高めることを可能にする。図24に示される長さLは、関節継手29010と位置合わせされた導電トレース29022に対するシャフトアセンブリ29005の関節運動部分の長さを表す。 According to various aspects, the cross-section of each of the conductive traces 29022 may vary throughout the flexible circuit 29008, even though the conductive traces 29022 still have the same or substantially similar current carrying capacity. The height (h) or thickness of each of the conductive traces 29022 may be altered, and/or the width (w) of each of the conductive traces 29022 may also be altered. For example, for a given conductive trace 29022 present in both the rigid portion 29026 and the flexible portion 29028, the height (h) of the conductive trace 29022 may be greater in the rigid portion 29026 than in the flexible portion 29028, and the width (W) of the conductive trace 29022 may be greater in the flexible portion 29028 than in the rigid portion 29026. The combination of a lower height and a greater width in the flexible portion 29028 allows the conductive trace 29022 to better withstand high stresses introduced by movements such as articulation and/or jaw closing movements. The length L shown in FIG. 24 represents the length of the articulating portion of the shaft assembly 29005 relative to the conductive trace 29022 aligned with the articulation joint 29010.

図26は、本開示の少なくとも1つの態様による、図24の線A-Aに沿った可撓性回路29008の断面図を示す。可撓性回路29008の線A-Aに沿った部分は、シャフトアセンブリ29004の曲げ部分/シャフトアセンブリ29005の関節継手29010に対して遠位であり、剛性部分29026と見なされ得る。図24及び図26に示されるように、可撓性回路29008は、線A-Aに沿って分離されず、可撓性回路29008のこの部分における対応の導電トレース29022は、高さh及び幅Wを有する。 Figure 26 illustrates a cross-sectional view of the flexible circuit 29008 along line A-A in Figure 24, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. The portion of the flexible circuit 29008 along line A-A is distal to the bent portion of the shaft assembly 29004/articulation joint 29010 of the shaft assembly 29005 and may be considered a rigid portion 29026. As shown in Figures 24 and 26, the flexible circuit 29008 is not separated along line A-A and the corresponding conductive traces 29022 in this portion of the flexible circuit 29008 have a height h a and a width W a .

図27は、本開示の少なくとも1つの態様による、図24の線B-Bに沿った可撓性回路29008の断面を示す。可撓性回路29008の線B-Bに沿った部分は、シャフトアセンブリ29004の曲げ部分/シャフトアセンブリ29005の関節継手29010に対して近位であり、可撓性部分29028と見なされ得る。図24及び図27に示されるように、可撓性回路29008は、線B-Bに沿った分離部又は開口部29036を画定し、可撓性回路29008のこの部分における対応の導電トレース29022は、高さh及び幅Wを有する。 Figure 27 illustrates a cross-section of the flexible circuit 29008 along line B-B in Figure 24, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. The portion of the flexible circuit 29008 along line B-B is proximal to the bend portion of the shaft assembly 29004/articulation joint 29010 of the shaft assembly 29005 and may be considered the flexible portion 29028. As shown in Figures 24 and 27, the flexible circuit 29008 defines a separation or opening 29036 along line B-B, with the corresponding conductive traces 29022 in this portion of the flexible circuit 29008 having a height h b and a width W b .

図26及び図27を比較することによって、線A-Aに沿った対応の導電トレース29022の部分(剛性部分29026内の導電トレース29022の部分)の高さ(h)は、線B-Bに沿った対応の導電トレース29022の部分(可撓性部分29028内の導電トレース29022の部分)の高さ(h)よりも大きいことが明らかである。同様に、線A-Aに沿った対応の導電トレース29022の部分(剛性部分29026内の導電トレース29022の部分)の幅(W)は、線B-Bに沿った対応の導電トレース29022の部分(可撓性部分29028内の導電トレース29022の部分)の幅(W)よりも小さいことも明らかである。換言すれば、図26に示されるように、h>h及びW<Wである。 26 and 27, it is apparent that the height (h a ) of the portion of the corresponding conductive trace 29022 along line A-A (the portion of the conductive trace 29022 in rigid portion 29026) is greater than the height (h b ) of the corresponding portion of the conductive trace 29022 along line B-B (the portion of the conductive trace 29022 in flexible portion 29028). Similarly, it is also apparent that the width (W a ) of the portion of the corresponding conductive trace 29022 along line A-A (the portion of the conductive trace 29022 in rigid portion 29026) is less than the width (W b ) of the corresponding portion of the conductive trace 29022 along line B-B (the portion of the conductive trace 29022 in flexible portion 29028). In other words, h a >h b and W a <W b , as shown in FIG.

シャフトアセンブリ29005内に関節継手29010を含む外科用器具29000の態様では、関節継手29010(可撓性回路29008の可撓性部分29028)を通過する可撓性回路29008の部分のために、対応の導電トレース29022の部分は、可撓性部分29028に対して遠位に隣接する剛性部分29026内の対応する導電トレース29022の部分よりも短く/薄く、かつ幅広い。この領域内の従来のワイヤは、典型的には、歪み緩和で増強されなければならないが、この領域内の可撓性回路29008の導電トレース29022は、この可撓性部分29028の導電トレース29022がそれらの可撓性を高めながら、剛性部分29026内のそれらと同じ電流搬送容量を有することができるように、より短く/薄く、かつ幅広く作製される。上記を考慮すると、可撓性回路29008の可撓性部分29028は、シャフトアセンブリ29005の関節継手29010の枢動軸線に位置合わせされていてもよく、それによって、可撓性回路29008がシャフトアセンブリ29005及び/又は外科用器具29000の長手方向軸29038に対して90°まで(又はそれ以上に)折れ曲がり可能になることが理解されよう。同様の機能性が、エンドエフェクタ29006の枢動継手、並びに/又は外科用器具29000の第1及び/若しくは第2のジョー29012、29014を通過する可撓性回路29008の一部分に対して実現され得る。このように、可撓性回路29008は、外科用器具29000の継手(例えば、シャフトアセンブリ29005の関節運動継手29010及び/又はエンドエフェクタ29006の枢動継手)と位置合わせされている、可変断面を有する要素(例えば、導電トレース29022)を含むことが理解され得る。 In aspects of the surgical instrument 29000 that include an articulation joint 29010 within the shaft assembly 29005, for the portion of the flexible circuit 29008 that passes through the articulation joint 29010 (flexible portion 29028 of the flexible circuit 29008), the portion of the corresponding conductive trace 29022 is shorter/thinner and wider than the portion of the corresponding conductive trace 29022 in the rigid portion 29026 that is adjacent distal to the flexible portion 29028. While conventional wires in this region typically must be augmented with strain relief, the conductive traces 29022 of the flexible circuit 29008 in this region are made shorter/thinner and wider so that the conductive traces 29022 of this flexible portion 29028 can have the same current carrying capacity as those in the rigid portion 29026 while increasing their flexibility. In view of the above, it will be appreciated that the flexible portion 29028 of the flexible circuit 29008 may be aligned with the pivot axis of the articulation joint 29010 of the shaft assembly 29005, thereby allowing the flexible circuit 29008 to bend up to 90° (or more) relative to the longitudinal axis 29038 of the shaft assembly 29005 and/or the surgical instrument 29000. Similar functionality may be achieved for portions of the flexible circuit 29008 that pass through the pivot joint of the end effector 29006 and/or the first and/or second jaw 29012, 29014 of the surgical instrument 29000. In this manner, the flexible circuit 29008 can be seen to include elements having a variable cross-section (e.g., conductive traces 29022) that are aligned with joints of the surgical instrument 29000 (e.g., the articulation joint 29010 of the shaft assembly 29005 and/or the pivot joint of the end effector 29006).

図22に示されるように、シャフトアセンブリ29004の折れ曲がり可能な部分を通過する(又はシャフトアセンブリ29005の関節継手29010を通過する)可撓性回路29008の部分のために、可撓性回路29008は、図22に示される方法と同様に、分離部又は開口部29040のそれぞれの側で折り畳まれてもよい。分離部又は開口部29040のそれぞれの側での折り畳み、及び導電トレース29022の可撓性は、可撓性部分29028の導電トレース29022のより広い部分が、シャフトアセンブリ29005の関節継手29010内で利用可能な制限領域内に適合することを可能にする。 22, for the portion of the flexible circuit 29008 that passes through the bendable portion of the shaft assembly 29004 (or through the articulation joint 29010 of the shaft assembly 29005), the flexible circuit 29008 may be folded on either side of the separation or opening 29040 in a manner similar to that shown in FIG. 22. The folding on either side of the separation or opening 29040, and the flexibility of the conductive traces 29022, allows a wider portion of the conductive traces 29022 of the flexible portion 29028 to fit within the limited area available within the articulation joint 29010 of the shaft assembly 29005.

様々な態様によれば、可撓性回路29008は、可撓性回路29008に組み込まれた捻り又は歪み緩和部分29042を含み得る。図22に示されるように、様々な態様によれば、捻り又は歪み緩和部分29042は、インターロック機構29030を含む剛性部分29026と、シャフトアセンブリ29005の関節継手29010を通過する可撓性部分29028との間に位置付けられ得る。捻り又は歪み緩和部分29042は、可撓性回路29008を、最初に第1のチャネル保持器29034に(関節継手29010に対して近位のシャフトアセンブリ29005の長さに沿った第1の平面に沿って)取り付け、次いで第1の平面に対して約90°捻って第1の平面に垂直な軸を中心とした関節運動させることを可能にする。捻り又は歪み緩和部分29042は、可撓性回路29008に課された歪みを安全に緩和するように構成されている。 According to various aspects, the flexible circuit 29008 may include a torsion or strain relief portion 29042 incorporated into the flexible circuit 29008. As shown in FIG. 22, according to various aspects, the torsion or strain relief portion 29042 may be positioned between the rigid portion 29026 including the interlocking mechanism 29030 and the flexible portion 29028 passing through the articulation joint 29010 of the shaft assembly 29005. The torsion or strain relief portion 29042 allows the flexible circuit 29008 to first attach to the first channel retainer 29034 (along a first plane along the length of the shaft assembly 29005 proximal to the articulation joint 29010) and then twist approximately 90° relative to the first plane to articulate about an axis perpendicular to the first plane. The torsion or strain relief portion 29042 is configured to safely relieve strain imposed on the flexible circuit 29008.

剛性部分29026及び可撓性部分29028の両方を外科用器具29000の可撓性回路29008に組み込むことによって、可撓性回路29008は、外科用器具29000内に適切に位置付けられたままで、外科用器具29000のシャフトアセンブリ29004の能動曲げ部分又はシャフトアセンブリ29005の関節継手29010の運動を反映し得る。このような組み合わせは、外科用器具29000に典型的に関連付けられたものよりも故障に対する抵抗性が高い可撓性回路29008を提供する。 By incorporating both rigid portions 29026 and flexible portions 29028 into the flexible circuit 29008 of the surgical instrument 29000, the flexible circuit 29008 can mirror the movement of the active bending portion of the shaft assembly 29004 or the articulation joint 29010 of the shaft assembly 29005 of the surgical instrument 29000 while remaining properly positioned within the surgical instrument 29000. Such a combination provides a flexible circuit 29008 that is more resistant to failure than those typically associated with the surgical instrument 29000.

図28は、本開示の少なくとも1つの態様による、図22の外科用器具29000の可撓性電極29100の分解図を示す。様々な態様によれば、可撓性電極29100は、図22の可撓性回路29008に組み込むことができ、又は少なくとも可撓性回路29008に電気的に連結することができる。明確にするために示されていないが、可撓性電極29100は、電気外科用発生器に連結され得、電気外科用発生器によって供給される電気外科エネルギー(RFレベルの交流)を受容し得ることが理解されよう。 28 illustrates an exploded view of the flexible electrode 29100 of the surgical instrument 29000 of FIG. 22, according to at least one aspect of the present disclosure. According to various aspects, the flexible electrode 29100 can be incorporated into or at least electrically coupled to the flexible circuit 29008 of FIG. 22. Although not shown for clarity, it will be understood that the flexible electrode 29100 can be coupled to an electrosurgical generator and can receive electrosurgical energy (alternating current at RF levels) provided by the electrosurgical generator.

可撓性電極29100は、外科用器具29000のエンドエフェクタ29006の第1又は第2のジョー29012、29014上に位置付けられ得、治療用電極29102及び感知電極29104を含む。治療用電極29102及び感知電極29104は、銅、金、スズ、又は電気を伝導するための任意の他の好適な材料を含み得る。 The flexible electrodes 29100 may be positioned on the first or second jaws 29012, 29014 of the end effector 29006 of the surgical instrument 29000 and include a therapeutic electrode 29102 and a sensing electrode 29104. The therapeutic electrode 29102 and the sensing electrode 29104 may include copper, gold, tin, or any other suitable material for conducting electricity.

治療用電極29102は、矩形形状を有し得、外科用器具29000の第1のジョー29012と第2のジョー29014との間に位置付けられた組織にRFエネルギーを送達するように構成されている。様々な態様によれば、治療用電極29102は、約0.003インチの範囲の厚さを有し得る。 The therapeutic electrode 29102 may have a rectangular shape and is configured to deliver RF energy to tissue positioned between the first jaw 29012 and the second jaw 29014 of the surgical instrument 29000. According to various aspects, the therapeutic electrode 29102 may have a thickness in the range of about 0.003 inches.

感知電極29104は、外科用器具29000の第1のジョー29012と第2のジョー29014との間に位置付けられた組織に関連付けられた1つ又は2つ以上のパラメータを決定するのを助けるように構成されている。例えば、感知電極29104は、外科用器具29000の第1のジョー29012と第2のジョー29014との間に位置付けられた組織のインピーダンスを決定するのを助けるように構成されてもよい。組織を通過する電流の振幅、周波数、位相シフトなどを感知することによって、感知電極29104は、感知された「値」を外科用器具29000の処理回路に渡し得、次いで、処理回路は、外科用器具29000の第1のジョー29012と第2のジョー29014との間に位置付けられた組織のインピーダンスを決定し得る。そのような感知電極の一例は、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる、1998年10月6日に発行された「IMPEDANCE FEEDBACK MONITOR WITH QUERY ELECTRODE FOR ELECTROSURGICAL INSTRUMENT」と題する同一所有者の米国特許第5,817,093号に記載されている。感知電極29104は、RFエネルギーが組織を溶着するために治療用電極29102によって組織に送達されている場合であっても、継続的に感知し得る。様々な態様によれば、感知電極29104は、治療用電極29102の厚さと類似又は同一の厚さを有し得る(例えば、約0.003インチの範囲内)。 The sensing electrodes 29104 are configured to aid in determining one or more parameters associated with tissue positioned between the first jaw 29012 and the second jaw 29014 of the surgical instrument 29000. For example, the sensing electrodes 29104 may be configured to aid in determining the impedance of tissue positioned between the first jaw 29012 and the second jaw 29014 of the surgical instrument 29000. By sensing the amplitude, frequency, phase shift, etc. of the current passing through the tissue, the sensing electrodes 29104 may pass a sensed "value" to a processing circuit of the surgical instrument 29000, which may then determine the impedance of the tissue positioned between the first jaw 29012 and the second jaw 29014 of the surgical instrument 29000. An example of such a sensing electrode is described in commonly owned U.S. Patent No. 5,817,093, entitled "IMPEDANCE FEEDBACK MONITOR WITH QUERY ELECTRODE FOR ELECTROSURGICAL INSTRUMENT," issued October 6, 1998, the entire contents of which are incorporated herein by reference. The sensing electrode 29104 may sense continuously even when RF energy is being delivered to the tissue by the therapeutic electrode 29102 to weld the tissue. According to various aspects, the sensing electrode 29104 may have a thickness similar or the same as that of the therapeutic electrode 29102 (e.g., within about 0.003 inches).

様々な態様によれば、感知電極29104はまた、組織内の組織収縮及び/又は温度遷移点を決定するのを助けるように構成されてもよい。例えば、組織を通過する電流の振幅、周波数、位相シフトなどを感知することによって、感知電極29104は、感知された「値」を外科用器具29000の処理回路に渡し得、次いで、処理回路は、感知された「値」を利用して、外科用器具29000の第1のジョー29012と第2のジョー29014との間に位置付けられた組織の電気的連続性を決定し得る。次いで、処理回路は、決定された組織の電気的連続性を利用して、組織収縮を決定するのを助け得る。感知電極29104は、治療用電極29102と関連して利用される場合、感知電極29104が治療用電極29102よりも高い圧力にあることから、組織溶着に関連付けられた遷移温度点への接近を検出することを可能にし得る。感知電極29104の感知能力を利用することによって、感知された「値」が外科用器具29000の処理回路に渡され得、処理回路は、次いで、感知された「値」を利用して、組織の低圧地帯内で温度遷移点/変曲点が生じる前にインピーダンス事象を識別し得る。 According to various aspects, the sensing electrode 29104 may also be configured to aid in determining tissue contraction and/or temperature transition points within the tissue. For example, by sensing the amplitude, frequency, phase shift, etc., of the current passing through the tissue, the sensing electrode 29104 may pass a sensed "value" to the processing circuitry of the surgical instrument 29000, which may then utilize the sensed "value" to determine electrical continuity of the tissue positioned between the first jaw 29012 and the second jaw 29014 of the surgical instrument 29000. The processing circuitry may then utilize the determined electrical continuity of the tissue to aid in determining tissue contraction. The sensing electrode 29104, when utilized in conjunction with the therapeutic electrode 29102, may enable detection of the approach of a transition temperature point associated with tissue welding since the sensing electrode 29104 is at a higher pressure than the therapeutic electrode 29102. By utilizing the sensing capabilities of the sensing electrodes 29104, the sensed "values" can be passed to the processing circuitry of the surgical instrument 29000, which can then utilize the sensed "values" to identify impedance events before they occur in the low pressure zone of the tissue at a temperature transition/inflection point.

感知電極29104は、パターン形状を有し、治療用電極29102に重なり、治療用電極29102と同じ全長及び幅を有し得るが、そのパターン形状により、治療用電極29102を完全には覆わない。図28に示されるように、様々な態様によれば、感知電極29104は、複数の矩形指部29106を有する修正された「E字形状」としてパターン化され得る。感知電極29104が治療用電極29102と重なっているとき、感知電極29104の修正されたE字形状の複数の矩形指部29106の間の空間29108は、覆われないままである治療用電極29102の部分と位置合わせされている。他の態様によれば、感知電極29104のパターン形状は、複数の三角形指部又は他の形状の指部を有する修正されたE字形状であり得る。 The sensing electrode 29104 has a pattern shape that overlaps the therapeutic electrode 29102 and may have the same overall length and width as the therapeutic electrode 29102, but does not completely cover the therapeutic electrode 29102 due to its pattern shape. As shown in FIG. 28, according to various aspects, the sensing electrode 29104 may be patterned as a modified "E-shape" with multiple rectangular fingers 29106. When the sensing electrode 29104 overlaps the therapeutic electrode 29102, the spaces 29108 between the multiple rectangular fingers 29106 of the modified E-shape of the sensing electrode 29104 are aligned with the portions of the therapeutic electrode 29102 that remain uncovered. According to other aspects, the pattern shape of the sensing electrode 29104 may be a modified E-shape with multiple triangular fingers or other shaped fingers.

可撓性電極29100はまた、治療用電極29102と感知電極29104との間に位置付けられた第1の絶縁層29110を含む。第1の絶縁層29110は、感知電極29104(例えば、複数の矩形指部29112を有する修正されたE字形状)と同じ様式でパターン化され得、感知電極29104と位置合わせされており、感知電極29104を治療用電極29102から電気的に絶縁する。様々な態様によれば、第1の絶縁層29110は、感知電極29104と一致する。様々な態様によれば、第1の絶縁層29110が治療用電極29102と重なるとき、修正されたE字形状の第1の絶縁層29110の複数の矩形指部29112間の空間29114は、覆われないままである治療用電極29102の部分と位置合わせされており、修正されたE字形状の感知電極29104の複数の矩形指部29106間の空間29108と位置合わせされている。他の態様によれば、修正されたE字形状の第1の絶縁層29110の複数の矩形指部29112は、修正されたE字形状の感知電極29104の複数の矩形指部29106よりもわずかに幅広であり得(図29及び図30を参照)、そのため、空間29114は、空間29108よりわずかに狭くあり得る。様々な態様によれば、第1の絶縁層29110は、約0.001インチ~0.0003インチの範囲の厚さを有する。第1の絶縁層29110は、任意の好適な非導電性材料を含んでもよく、治療用電気29102又は感知電極29104のいずれかよりも高い可撓性を有し得る。 The flexible electrode 29100 also includes a first insulating layer 29110 positioned between the therapeutic electrode 29102 and the sensing electrode 29104. The first insulating layer 29110 may be patterned in the same manner as the sensing electrode 29104 (e.g., a modified E-shape with multiple rectangular fingers 29112) and is aligned with and electrically insulates the sensing electrode 29104 from the therapeutic electrode 29102. According to various aspects, the first insulating layer 29110 is coincident with the sensing electrode 29104. According to various aspects, when the first insulating layer 29110 overlaps the therapeutic electrode 29102, the spaces 29114 between the rectangular fingers 29112 of the modified E-shaped first insulating layer 29110 are aligned with the portions of the therapeutic electrode 29102 that remain uncovered and are aligned with the spaces 29108 between the rectangular fingers 29106 of the modified E-shaped sensing electrode 29104. According to other aspects, the rectangular fingers 29112 of the modified E-shaped first insulating layer 29110 may be slightly wider than the rectangular fingers 29106 of the modified E-shaped sensing electrode 29104 (see FIGS. 29 and 30 ), such that the spaces 29114 are slightly narrower than the spaces 29108. According to various aspects, the first insulating layer 29110 has a thickness in the range of approximately 0.001 inches to 0.0003 inches. The first insulating layer 29110 may comprise any suitable non-conductive material and may be more flexible than either the therapeutic electrical 29102 or the sensing electrode 29104.

可撓性電極29100はまた、第1の絶縁層29110及び感知電極29104によって部分的に覆われている治療用電極29102の表面の反対側となる治療用電極29102の表面を覆うように位置付けられた第2の絶縁層29116を含む。第2の絶縁層29116は、治療用電極29102と同じ全長及び幅を有する矩形形状を有し得る。様々な態様によれば、第2の絶縁層29116は、約0.0001インチ~0.003インチの範囲の厚さを有し得る。第2の絶縁層29116は、任意の好適な非導電性材料を含んでもよく、治療用電気29102又は感知電極29104のいずれかよりも高い可撓性を有し得る。 The flexible electrode 29100 also includes a second insulating layer 29116 positioned to cover a surface of the therapeutic electrode 29102 opposite the surface of the therapeutic electrode 29102 that is partially covered by the first insulating layer 29110 and the sensing electrode 29104. The second insulating layer 29116 may have a rectangular shape having the same overall length and width as the therapeutic electrode 29102. According to various aspects, the second insulating layer 29116 may have a thickness in the range of about 0.0001 inches to 0.003 inches. The second insulating layer 29116 may include any suitable non-conductive material and may have a greater flexibility than either the therapeutic electrode 29102 or the sensing electrode 29104.

明確にするために、1つの可撓性電極29100のみが図28に示されているが、外科用器具29000は、可撓性電極29100のうちの少なくとも2つ(例えば、外科用器具29000のエンドエフェクタ29006のナイフスロットの左側、及びナイフスロットの右側に1つずつ)を含み得ることが理解される。加えて、可撓性電極29100が複数の構成要素及び複数の層を含むとき、可撓性電極29100は、可撓性電極アセンブリ及び/又は多層可撓性電極と見なされ得ることが理解されよう。 For clarity, only one flexible electrode 29100 is shown in FIG. 28, however, it is understood that the surgical instrument 29000 may include at least two of the flexible electrodes 29100 (e.g., one on the left side of the knife slot and one on the right side of the knife slot of the end effector 29006 of the surgical instrument 29000). In addition, it will be understood that when the flexible electrode 29100 includes multiple components and multiple layers, the flexible electrode 29100 may be considered a flexible electrode assembly and/or a multi-layer flexible electrode.

図29及び図30は、本開示の少なくとも1つの態様による可撓性電極アセンブリ29200の平面図を示す。可撓性電極アセンブリ29200は、図28の可撓性電極29100のうちの2つを含み、可撓性電極のうちの第1の電極29100aは、外科用器具29000のエンドエフェクタ29006のナイフスロット29202の左側に位置付けられ、可撓性電極のうちの第2の電極29100bは、ナイフスロット29202の右側に位置付けられる。図29及び図30に示される平面図に関して、感知電極29104a及び29104bは、治療用電極29102a及び29102bの上に位置付けられ、それらを部分的に覆う。 29 and 30 show plan views of a flexible electrode assembly 29200 according to at least one aspect of the present disclosure. The flexible electrode assembly 29200 includes two of the flexible electrodes 29100 of FIG. 28, with a first one of the flexible electrodes 29100a positioned to the left of the knife slot 29202 of the end effector 29006 of the surgical instrument 29000 and a second one of the flexible electrodes 29100b positioned to the right of the knife slot 29202. With respect to the plan views shown in FIGS. 29 and 30, the sensing electrodes 29104a and 29104b are positioned above and partially cover the therapeutic electrodes 29102a and 29102b.

外科用器具29000の第1のジョー29012と第2のジョー29014との間に位置付けられた組織と直接接触し得る対応の感知電極29104a、29104bの表面は、図29に暗色で示されている。図29の暗色の表面は、感知電極パターンと見なされ得る。上記のように、感知電極29104は、外科用器具29000の第1のジョー29012と第2のジョー29014との間に位置付けられた組織のインピーダンスを決定するのを助け得る。感知電極29104は、治療用電極29102と関連して利用される場合、感知電極29104が治療用電極29102よりも高い圧力にあることから、組織溶着に関連付けられた遷移温度点への接近を検出することを可能にし得る。感知電極29104の測定能力を利用することにより、組織の低圧地帯に変曲点が発生する前に、インピーダンス事象を識別し得る。加えて、感知電極29014はまた、それらによって電気的連続性が測定される場合、組織収縮の測定を可能にし得る。インピーダンスではなく連続性を測定するために感知電極29104を使用することによって、測定されたパラメータは、組織から排出された水ではなく、組織収縮を示し得る。更に、感知電極29104を利用して、組織のインピーダンス及び連続性の両方が測定され得る。様々な態様によれば、感知電極29104はまた、外科用器具29000の第1のジョー29012と第2のジョー29014との間の最小間隙を制御するために、導電性ギャップスペーサとして使用され得る。 The surfaces of the corresponding sensing electrodes 29104a, 29104b that may be in direct contact with tissue positioned between the first jaw 29012 and the second jaw 29014 of the surgical instrument 29000 are shown in dark in FIG. 29. The dark surfaces in FIG. 29 may be considered as the sensing electrode pattern. As described above, the sensing electrodes 29104 may help determine the impedance of tissue positioned between the first jaw 29012 and the second jaw 29014 of the surgical instrument 29000. When utilized in conjunction with the therapeutic electrodes 29102, the sensing electrodes 29104 may allow for detection of the approach of the transition temperature point associated with tissue welding since the sensing electrodes 29104 are at a higher pressure than the therapeutic electrodes 29102. By utilizing the measurement capabilities of the sensing electrodes 29104, impedance events may be identified before an inflection point occurs in the low pressure zone of the tissue. In addition, the sensing electrodes 29014 may also allow for measurement of tissue contraction when electrical continuity is measured by them. By using the sensing electrode 29104 to measure continuity rather than impedance, the measured parameter may indicate tissue contraction rather than water expelled from the tissue. Additionally, the sensing electrode 29104 may be utilized to measure both tissue impedance and continuity. According to various aspects, the sensing electrode 29104 may also be used as a conductive gap spacer to control the minimum gap between the first jaw 29012 and the second jaw 29014 of the surgical instrument 29000.

外科用器具29000のジョーの間に位置付けられた組織と直接接触し得る対応の治療用電極29102a、29102bの表面の、凹状の非連続的な部分は、図30に暗色で示されている。図30の暗色の表面は、治療用電極パターンと見なされ得る。外科用器具29000の第1のジョー29012と第2のジョー29014との間に位置付けられた組織と直接接触し得る治療用電極29102a、29102bの表面の、凹状の分割された非連続的な性質により、治療用電極29102は、治療用電極29102が通電されたときに、任意の望ましくない組織粘着を軽減し得る。様々な態様によれば、感知電極29104の2つの隣接する矩形形状の指部29106の間の治療用電極29102の、所与の凹状の非連続部分は、矩形形状の指部29106のうちの1つの「長さ」よりも長手方向に約0.005”~0.0008”の範囲だけ大きくあり得る。換言すれば、感知電極29104の2つの隣接する矩形形状の指部29106の間の治療用電極29102の、所与の凹状の非連続部分の表面積は、感知電極29104の矩形形状の指部29106のうちの1つの表面積よりも大きくあり得る。様々な態様によれば、治療用電極29102の表面の、凹状の分割された非連続部分のうちの少なくとも1つは、オフセットされた又は対向する電極構成に位置付けられ得、電流リターンパスに連結され得、そこから電気外科用発生器に連結され得る。 The concave, discontinuous portions of the surfaces of the corresponding therapeutic electrodes 29102a, 29102b that may be in direct contact with tissue positioned between the jaws of the surgical instrument 29000 are shown in dark in FIG. 30. The dark surfaces in FIG. 30 may be considered a therapeutic electrode pattern. Due to the concave, segmented, discontinuous nature of the surfaces of the therapeutic electrodes 29102a, 29102b that may be in direct contact with tissue positioned between the first jaw 29012 and the second jaw 29014 of the surgical instrument 29000, the therapeutic electrodes 29102 may mitigate any undesirable tissue adhesion when the therapeutic electrodes 29102 are energized. According to various aspects, a given concave, non-continuous portion of the therapeutic electrode 29102 between two adjacent rectangular-shaped fingers 29106 of the sensing electrode 29104 can be greater in the longitudinal direction than the "length" of one of the rectangular-shaped fingers 29106 by a range of about 0.005" to 0.0008". In other words, the surface area of a given concave, non-continuous portion of the therapeutic electrode 29102 between two adjacent rectangular-shaped fingers 29106 of the sensing electrode 29104 can be greater than the surface area of one of the rectangular-shaped fingers 29106 of the sensing electrode 29104. According to various aspects, at least one of the concave, divided, non-continuous portions of the surface of the therapeutic electrode 29102 can be positioned in an offset or opposing electrode configuration and can be coupled to a current return path and thence to an electrosurgical generator.

上記を考慮すると、可撓性電極アセンブリ29200はマルチレベル可撓性電極であり、外科用器具29000に関連付けられた1つ若しくは2つ以上のパラメータ、及び/又は外科用器具29000の第1のジョー29012と第2のジョー29014との間に位置付けられた組織を測定し得、また組織を焼灼し得ることが理解されよう。 In view of the above, it will be appreciated that the flexible electrode assembly 29200 is a multi-level flexible electrode that may measure one or more parameters associated with the surgical instrument 29000 and/or tissue positioned between the first jaw 29012 and the second jaw 29014 of the surgical instrument 29000 and may cauterize tissue.

図31は、本開示の少なくとも1つの他の態様による、図22の外科用器具29000の可撓性電極29300の分解図を示す。図31の可撓性電極29300は、図28の可撓性電極29100と類似しているが、図31の可撓性電極29300が、第1の絶縁層29110によって覆われている感知電極29104の表面の反対側となる感知電極29104の表面を部分的に覆うように位置付けられた第3の絶縁層29302を更に含むという点で異なる。第3の絶縁層29302は、感知電極29104、第1の絶縁層29110、及び/又は治療用電極29102と同じ全長を有するが、感知電極29104、第1の絶縁層29110、治療用電極29102、及び/又は第2の絶縁層29116の幅よりも小さい幅を有する、矩形形状を有し得る。例えば、様々な態様によれば、第3の絶縁層29302は、矩形形状の指部29106を除く全ての感知電極29104を覆う幅を有し得る。他の態様によれば、第3の絶縁層29302は、矩形形状の指部29106を覆わず、感知電極29104の残りの部分のみを部分的に覆う幅を有し得る。様々な態様によれば、第3の絶縁層29302は、約0.0001インチ~0.003インチの範囲の厚さを有し得る。第3の絶縁層29302は、任意の好適な非導電性材料を含んでもよく、治療用電気29102又は感知電極29104のいずれかよりも高い可撓性を有し得る。 31 illustrates an exploded view of the flexible electrode 29300 of the surgical instrument 29000 of FIG. 22 according to at least one other aspect of the present disclosure. The flexible electrode 29300 of FIG. 31 is similar to the flexible electrode 29100 of FIG. 28, except that the flexible electrode 29300 of FIG. 31 further includes a third insulating layer 29302 positioned to partially cover a surface of the sensing electrode 29104 opposite the surface of the sensing electrode 29104 covered by the first insulating layer 29110. The third insulating layer 29302 may have a rectangular shape having the same overall length as the sensing electrode 29104, the first insulating layer 29110, and/or the therapeutic electrode 29102, but a width less than the width of the sensing electrode 29104, the first insulating layer 29110, the therapeutic electrode 29102, and/or the second insulating layer 29116. For example, according to various aspects, the third insulating layer 29302 may have a width that covers all of the sensing electrodes 29104 except for the rectangular shaped fingers 29106. According to other aspects, the third insulating layer 29302 may have a width that does not cover the rectangular shaped fingers 29106 and only partially covers the remaining portions of the sensing electrodes 29104. According to various aspects, the third insulating layer 29302 may have a thickness in the range of about 0.0001 inches to 0.003 inches. The third insulating layer 29302 may include any suitable non-conductive material and may be more flexible than either the therapeutic electricity 29102 or the sensing electrodes 29104.

図32は、本開示の少なくとも1つの他の態様による、図22の外科用器具29000の可撓性電極29400の端面図を示す。図32の可撓性電極29400は、図31の可撓性電極と類似しているが、異なる。図32の可撓性電極29400では、第1の絶縁層29110は、(図32に対して)感知電極29104の左側及び右側を越えて延在し、第2の絶縁層29116は、治療用電極29102の左側及び右側を越えて延在し、第3の絶縁層29302は、感知電極29104の側面のうちの1つを越えて延在する。加えて、図32の可撓性電極29400はまた、治療用電極29102の側面のうちの1つ及び感知電極29102の側面のうちの1つを覆い、第1、第2、及び第3の絶縁層29110、29116、29302をまとめて接続する、絶縁材料29402を含む。絶縁材料29402は、第1、第2、及び/又は第3の絶縁層29110、29116、29302の材料と類似又は同一であってもよく、治療用電極29102又は感知電極29104のいずれかよりも高い可撓性を有し得る。更に、図32の可撓性電極29400は、感知電極29104及び/又は治療用電極29102の複数の部分が外科用器具29000のジョーの間に位置付けられた組織と接触することを可能にする、積層構造体内に埋め込まれた感知電極29104及び/又は治療用電極29102の部分を含む層状複合構造であり得る。 32 illustrates an end view of a flexible electrode 29400 of the surgical instrument 29000 of FIG. 22 in accordance with at least one other aspect of the present disclosure. The flexible electrode 29400 of FIG. 32 is similar to, but different from, the flexible electrode of FIG. 31. In the flexible electrode 29400 of FIG. 32, the first insulating layer 29110 extends over the left and right sides of the sensing electrode 29104 (relative to FIG. 32), the second insulating layer 29116 extends over the left and right sides of the therapeutic electrode 29102, and the third insulating layer 29302 extends over one of the sides of the sensing electrode 29104. 32 also includes an insulating material 29402 that covers one of the sides of the therapeutic electrode 29102 and one of the sides of the sensing electrode 29102 and connects together the first, second, and third insulating layers 29110, 29116, 29302. The insulating material 29402 may be similar or the same as the material of the first, second, and/or third insulating layers 29110, 29116, 29302 and may be more flexible than either the therapeutic electrode 29102 or the sensing electrode 29104. Additionally, the flexible electrode 29400 of FIG. 32 may be a layered composite structure that includes portions of the sensing electrode 29104 and/or therapeutic electrode 29102 embedded within a laminated structure that allows portions of the sensing electrode 29104 and/or therapeutic electrode 29102 to contact tissue positioned between the jaws of the surgical instrument 29000.

図33は、本開示の少なくとも1つの他の態様による、図22の外科用器具29000の可撓性電極29500の上面斜視図を示す。図33に示されるように、可撓性電極29500は、絶縁材料29402によって覆われている側とは反対側となる感知電極29104の側を覆う、追加の絶縁材料29504を更に含む。追加の絶縁材料29504は、絶縁材料29402の材料、並びに第1、第2、及び/又は第3の絶縁層29110、29116、29302の材料と類似又は同一であってもよい。追加の絶縁材料29504は、治療用電極29102又は感知電極29104のいずれかよりも高い可撓性を有し得る。図33に示すように、治療用電極29104の長く薄い部分29506は覆われておらず、外科用器具29000の第1のジョー29012と第2のジョー29014との間に位置付けられた組織と直接接触し得る。治療用電極29104の長く薄い、覆われていない部分29506の制限された表面積は、任意の望ましくない組織粘着を軽減し得る。同様に、第1の絶縁部材29110及び/又は感知電極29104によって覆われていない治療用電極29102の非連続部分はまた、外科用器具29000の第1のジョー29012と第2のジョー29014との間に位置付けられた組織と直接接触し得、更に、任意の望ましくない組織粘着を軽減し得る。 33 illustrates a top perspective view of the flexible electrode 29500 of the surgical instrument 29000 of FIG. 22 according to at least one other aspect of the present disclosure. As shown in FIG. 33, the flexible electrode 29500 further includes an additional insulating material 29504 covering a side of the sensing electrode 29104 opposite the side covered by the insulating material 29402. The additional insulating material 29504 may be similar or identical to the material of the insulating material 29402 and the first, second, and/or third insulating layers 29110, 29116, 29302. The additional insulating material 29504 may be more flexible than either the therapeutic electrode 29102 or the sensing electrode 29104. As shown in FIG. 33, the long, thin portion 29506 of the therapeutic electrode 29104 is uncovered and may directly contact tissue positioned between the first jaw 29012 and the second jaw 29014 of the surgical instrument 29000. The limited surface area of the long, thin, uncovered portion 29506 of the therapeutic electrode 29104 may mitigate any undesirable tissue adhesion. Similarly, the non-continuous portion of the therapeutic electrode 29102 that is not covered by the first insulating member 29110 and/or the sensing electrode 29104 may also directly contact tissue positioned between the first jaw 29012 and the second jaw 29014 of the surgical instrument 29000, further mitigate any undesirable tissue adhesion.

上記のように、可撓性電極29100、29200、29300、29400、29500のうちの1つ又は2つ以上は、外科用器具29000の可撓性回路29008の一部を形成し得る。様々な態様によれば、終端接触構成は、可撓性回路29008が、外科用器具29000内の他の接続部及び/又は回路に容易に取り付けられるか、又は接続されることを可能にし得る。終端接触構成は、可撓性回路29008に歪み緩和をもたらし得、歪み緩和は、接続部に隣接する可撓性回路29008の部分の損傷を軽減し得る。終端接触構成はまた、接続を水密に維持し得る。様々な態様によれば、終端接触構成は、可撓性回路29008を外科用器具29000内の他の接続部及び/又は回路と電気的に接続するゼロ挿入力(ZIF)コネクタであり得る。このようなZIFコネクタは、流体に対する自己封止接続を含むと共に、ZIFコネクタに隣接する可撓性回路29008の部分に対する歪み緩和をもたらし得る。 As described above, one or more of the flexible electrodes 29100, 29200, 29300, 29400, 29500 may form part of the flexible circuit 29008 of the surgical instrument 29000. According to various aspects, the termination contact configuration may allow the flexible circuit 29008 to be easily attached or connected to other connections and/or circuits within the surgical instrument 29000. The termination contact configuration may provide strain relief to the flexible circuit 29008, which may mitigate damage to portions of the flexible circuit 29008 adjacent to the connections. The termination contact configuration may also maintain the connection watertight. According to various aspects, the termination contact configuration may be a zero insertion force (ZIF) connector that electrically connects the flexible circuit 29008 with other connections and/or circuits within the surgical instrument 29000. Such a ZIF connector may include a self-sealing connection to the fluid and provide strain relief for the portion of the flexible circuit 29008 adjacent to the ZIF connector.

治療用電極29102及び感知電極29104を可撓性電極に組み込むことによって、可撓性電極は、外科用器具29000の第1のジョー29012と第2のジョー29014との間に位置付けられた組織にRFエネルギーを印加し得る一方、組織及び/又は外科用器具29000に関連付けられたパラメータも測定し得る。上述の構成では、治療用電極29102がRFエネルギーを組織に印加して溶着させる場合であっても、感知電極29104は、パラメータを継続的に感知し得る。加えて、感知電極29104及び/又は第1の絶縁層29110による治療用電極29102の「接触面」の部分的な重なりにより、治療用電極29102は、組織と接触している表面積が少なく、ゆえに望ましくない組織粘着に寄与する可能性が低い。更に、可撓性電極の固有の可撓性のために、治療用電極29102は、外科用器具に典型的に関連付けられた電極よりも、望ましくない屈曲又は変形による早期の故障を経験する可能性が低い。 By incorporating the therapeutic electrode 29102 and the sensing electrode 29104 into a flexible electrode, the flexible electrode may apply RF energy to tissue positioned between the first jaw 29012 and the second jaw 29014 of the surgical instrument 29000 while also measuring parameters associated with the tissue and/or the surgical instrument 29000. In the above configuration, the sensing electrode 29104 may continuously sense a parameter even as the therapeutic electrode 29102 applies RF energy to the tissue to weld it. In addition, due to the partial overlap of the "contact surface" of the therapeutic electrode 29102 by the sensing electrode 29104 and/or the first insulating layer 29110, the therapeutic electrode 29102 has less surface area in contact with the tissue and is therefore less likely to contribute to undesirable tissue adhesion. Furthermore, due to the inherent flexibility of the flexible electrodes, the therapeutic electrodes 29102 are less likely to experience premature failure due to undesired bending or deformation than electrodes typically associated with surgical instruments.

本明細書に記載される主題の様々な態様は、以下の番号付けされた実施例において説明される。 Various aspects of the subject matter described herein are illustrated in the following numbered examples.

実施例1-外科用器具の可撓性回路が開示される。可撓性回路は、剛性部分及び可撓性部分を備える。剛性部分は、外科用器具の構成要素と機械的に係合するためのインターロック機構を含む。剛性部分は、処理装置と、論理素子と、のうちの少なくとも1つがその上に装着されている。可撓性部分は、外科用器具のシャフトアセンブリの能動曲げ部分と、シャフトアセンブリの関節継手と、のうちの1つと位置合わせされている。 Example 1 - A flexible circuit for a surgical instrument is disclosed. The flexible circuit comprises a rigid portion and a flexible portion. The rigid portion includes an interlocking mechanism for mechanically engaging a component of the surgical instrument. The rigid portion has at least one of a processor and a logic element mounted thereon. The flexible portion is aligned with one of an active bending portion of a shaft assembly of the surgical instrument and an articulation joint of the shaft assembly.

実施例2-可撓性部分が、シャフトアセンブリの長手方向軸に対して横方向に折れ曲がるように構成されている、実施例1に記載の可撓性回路。 Example 2 - A flexible circuit as described in Example 1, in which the flexible portion is configured to bend laterally relative to the longitudinal axis of the shaft assembly.

実施例3-構成要素がチャネル保持器を含み、チャネル保持器は、剛性部分を受容するように構成された凹部を含む、実施例1及び2のいずれか1つに記載の可撓性回路。 Example 3 - A flexible circuit as described in any one of Examples 1 and 2, wherein the component includes a channel retainer, the channel retainer including a recess configured to receive the rigid portion.

実施例4-導電トレースを更に備える、実施例1~3のいずれか1つに記載の可撓性回路。 Example 4 - The flexible circuit of any one of Examples 1 to 3, further comprising a conductive trace.

実施例5-導電トレースの高さが、導電トレースの長さに沿って変化する、実施例4に記載の可撓性回路。 Example 5 - A flexible circuit as described in example 4, in which the height of the conductive traces varies along the length of the conductive traces.

実施例6-導電トレースの幅が、導電トレースの長さに沿って変化する、実施例4及び5のいずれか1つに記載の可撓性回路。 Example 6 - A flexible circuit as described in any one of Examples 4 and 5, wherein the width of the conductive trace varies along the length of the conductive trace.

実施例7-導電トレースは、導電トレースの長さに沿って高さが変化し、導電トレースの長さに沿って幅が変化する、実施例4~6のいずれか1つに記載の可撓性回路。 Example 7 - A flexible circuit as described in any one of Examples 4 to 6, wherein the conductive traces vary in height along the length of the conductive traces and vary in width along the length of the conductive traces.

実施例8-可撓性部分上に位置付けられた導電トレースの第1の部分の高さが、剛性部分上に位置付けられた導電トレースの第2の部分の高さよりも小さい、実施例4~7のいずれか1つに記載の可撓性回路。 Example 8 - A flexible circuit as described in any one of Examples 4 to 7, wherein the height of the first portion of the conductive trace positioned on the flexible portion is less than the height of the second portion of the conductive trace positioned on the rigid portion.

実施例9-可撓性部分上に位置付けられた導電トレースの第1の部分の幅が、剛性部分上に位置付けられた導電トレースの第2の部分の幅よりも小さい、実施例4~8のいずれか1つに記載の可撓性回路。 Example 9 - A flexible circuit as described in any one of Examples 4 to 8, wherein the width of the first portion of the conductive trace positioned on the flexible portion is smaller than the width of the second portion of the conductive trace positioned on the rigid portion.

実施例10-可撓性部分上に位置付けられた導電トレースの第1の部分の高さが、剛性部分上に位置付けられた導電トレースの第2の部分の高さよりも小さく、導電トレースの第1の部分の幅が、導電トレースの第2の部分の幅よりも大きい、実施例4~9のいずれか1つに記載の可撓性回路。 Example 10 - A flexible circuit as described in any one of Examples 4 to 9, wherein the height of the first portion of the conductive trace positioned on the flexible portion is less than the height of the second portion of the conductive trace positioned on the rigid portion, and the width of the first portion of the conductive trace is greater than the width of the second portion of the conductive trace.

実施例11-可撓性回路が歪み緩和部分を含む、実施例1~10のいずれか1つに記載の可撓性回路。 Example 11 - A flexible circuit as described in any one of Examples 1 to 10, wherein the flexible circuit includes a strain relief portion.

実施例12-導電パッドを更に備える、実施例1~11のいずれか1つに記載の可撓性回路。 Example 12 - A flexible circuit according to any one of Examples 1 to 11, further comprising a conductive pad.

実施例13-電磁シールドを更に備える、実施例1~12のいずれか1つに記載の可撓性回路。 Example 13 - A flexible circuit according to any one of Examples 1 to 12, further comprising an electromagnetic shield.

実施例14-外科用器具の可撓性回路が開示される。可撓性回路は、剛性部分と、可撓性部分と、剛性部分上及び可撓性部分上の両方に位置付けられた導電トレースと、を備える。剛性部分は、処理装置と、論理素子と、のうちの少なくとも1つがその上に装着されている。可撓性部分は、外科用器具のシャフトアセンブリの能動曲げ部分と、シャフトアセンブリの関節継手と、のうちの1つと位置合わせされている。導電トレースの高さ及び幅は、外科用器具の長さに沿って変化する。 Example 14 - A flexible circuit for a surgical instrument is disclosed. The flexible circuit comprises a rigid portion, a flexible portion, and conductive traces positioned on both the rigid portion and the flexible portion. The rigid portion has at least one of a processing unit and a logic element mounted thereon. The flexible portion is aligned with one of an active bending portion of a shaft assembly of the surgical instrument and an articulation joint of the shaft assembly. The height and width of the conductive traces vary along the length of the surgical instrument.

実施例15-剛性部分が、外科用器具の構成要素と機械的にインターロックするように構成されている、実施例14に記載の可撓性回路。 Example 15 - A flexible circuit as described in Example 14, wherein the rigid portion is configured to mechanically interlock with a component of a surgical instrument.

実施例16-構成要素がチャネル保持器を含み、チャネル保持器は、剛性部分を受容するように構成された凹部を含む、実施例15に記載の可撓性回路。 Example 16 - The flexible circuit of example 15, wherein the component includes a channel retainer, the channel retainer including a recess configured to receive the rigid portion.

実施例17-可撓性部分が、シャフトアセンブリの長手方向軸に対して横方向に折れ曲がるように構成されている、実施例14~16のいずれか1つに記載の可撓性回路。 Example 17 - A flexible circuit according to any one of Examples 14 to 16, wherein the flexible portion is configured to bend laterally relative to the longitudinal axis of the shaft assembly.

実施例18-可撓性部分上に位置付けられた導電トレースの第1の部分の高さが、剛性部分上に位置付けられた導電トレースの第2の部分の高さよりも小さく、導電トレースの第1の部分の幅が、導電トレースの第2の部分の幅よりも大きい、実施例14~17のいずれか1つに記載の可撓性回路。 Example 18 - A flexible circuit as described in any one of Examples 14 to 17, wherein the height of the first portion of the conductive trace positioned on the flexible portion is less than the height of the second portion of the conductive trace positioned on the rigid portion, and the width of the first portion of the conductive trace is greater than the width of the second portion of the conductive trace.

実施例19-外科用器具の可撓性回路が開示される。可撓性回路は、剛性部分、可撓性部分、導電トレース、及び電磁シールドを備える。可撓性部分は、外科用器具のシャフトアセンブリの能動曲げ部分と、シャフトアセンブリの関節継手と、のうちの1つと位置合わせされている。導電トレースは、剛性部分上及び可撓性部分上の両方に位置付けられ、導電トレースの高さ及び幅は、外科用器具の長さに沿って変化する。 Example 19 - A flexible circuit for a surgical instrument is disclosed. The flexible circuit comprises a rigid portion, a flexible portion, a conductive trace, and an electromagnetic shield. The flexible portion is aligned with one of an active bending portion of a shaft assembly of the surgical instrument and an articulation joint of the shaft assembly. The conductive trace is positioned on both the rigid portion and the flexible portion, and the height and width of the conductive trace varies along the length of the surgical instrument.

実施例20-可撓性部分上に位置付けられた導電トレースの第1の部分の高さが、剛性部分上に位置付けられた導電トレースの第2の部分の高さよりも小さく、導電トレースの第1の部分の幅が、導電トレースの第2の部分の幅よりも大きい、実施例19に記載の可撓性回路。 Example 20 - The flexible circuit of Example 19, wherein the height of the first portion of the conductive trace positioned on the flexible portion is less than the height of the second portion of the conductive trace positioned on the rigid portion, and the width of the first portion of the conductive trace is greater than the width of the second portion of the conductive trace.

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

上記の詳細な説明は、ブロック図、フローチャート、及び/又は実施例を用いて装置及び/又はプロセスの様々な形態について記載してきた。そのようなブロック図、フローチャート、及び/又は実施例が1つ若しくは2つ以上の機能及び/又は動作を含む限り、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それぞれの機能及び/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/又は集合的に実装され得ることが、当業者には理解されよう。当業者には、本明細書で開示される形態のうちのいくつかの態様の全部又は一部が、1台以上のコンピュータ上で稼働する1つ又は2つ以上のコンピュータプログラムとして(例えば、1台以上のコンピュータシステム上で稼働する1つ又は2つ以上のプログラムとして)、1つ又は2つ以上のプロセッサ上で稼働する1つ又は2つ以上のプログラムとして(例えば、1つ又は2つ以上のマイクロプロセッサ上で稼働する1つ又は2つ以上のプログラムとして)、ファームウェアとして、又はこれらの実質的に任意の組み合わせとして集積回路上で等価に実現することができ、また、回路を設計すること、並びに/又はソフトウェア及び/若しくはファームウェアのコードを記述することは、本開示を鑑みれば当業者の技能の範囲内に含まれることが理解されよう。更に、当業者には理解されることとして、本明細書に記載した主題の機構は、多様な形式で1つ又は2つ以上のプログラム製品として配布されることが可能であり、本明細書に記載した主題の具体的な形態は、配布を実際に行うために使用される信号搬送媒体の特定の種類にかかわらず用いられる。 The above detailed description has described various forms of apparatus and/or processes using block diagrams, flow charts, and/or examples. To the extent that such block diagrams, flow charts, and/or examples include one or more functions and/or operations, it will be understood by those skilled in the art that each function and/or operation included in such block diagrams, flow charts, and/or examples may be implemented individually and/or collectively by a variety of hardware, software, firmware, or virtually any combination thereof. It will be understood by those skilled in the art that all or a portion of some aspects of the embodiments disclosed herein may be equivalently implemented on an integrated circuit as one or more computer programs running on one or more computers (e.g., as one or more programs running on one or more computer systems), as one or more programs running on one or more processors (e.g., as one or more programs running on one or more microprocessors), as firmware, or virtually any combination thereof, and that designing circuits and/or writing software and/or firmware code is within the skill of those skilled in the art in view of the present disclosure. Moreover, those skilled in the art will appreciate that the subject matter described herein may be distributed as one or more program products in a variety of formats, and that the specific form of the subject matter described herein may be used regardless of the particular type of signal-bearing medium used to actually effect the distribution.

様々な開示された態様を実行するように論理をプログラムするために使用される命令は、DRAM、キャッシュ、フラッシュメモリ、又は他のストレージなどのシステム内メモリに記憶され得る。更に、命令は、ネットワークを介して、又は他のコンピュータ可読媒体によって分配され得る。したがって、機械可読媒体としては、機械(例えば、コンピュータ)によって読み出し可能な形態で情報を記憶又は送信するための任意の機構が挙げられ得るが、フロッピーディスケット、光ディスク、CD-ROM、並びに磁気光学ディスク、ROM、RAM、EPROM、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、IR信号、デジタル信号など)を介してインターネットを介した情報の送信に使用される有形機械可読ストレージに限定されない。したがって、非一時的コンピュータ可読媒体としては、機械(例えば、コンピュータ)によって読み出し可能な形態で電子命令又は情報を記憶又は送信するのに好適な任意の種類の有形機械可読媒体が挙げられる。 The instructions used to program the logic to execute the various disclosed aspects may be stored in a system memory such as DRAM, cache, flash memory, or other storage. Additionally, the instructions may be distributed over a network or by other computer-readable media. Thus, machine-readable media may include any mechanism for storing or transmitting information in a form readable by a machine (e.g., a computer), but is not limited to floppy diskettes, optical disks, CD-ROMs, as well as magneto-optical disks, ROMs, RAMs, EPROMs, EEPROMs, magnetic or optical cards, flash memories, or tangible machine-readable storage used to transmit information over the Internet via electrical, optical, acoustic, or other forms of propagated signals (e.g., carrier waves, IR signals, digital signals, etc.). Thus, non-transitory computer-readable media includes any type of tangible machine-readable media suitable for storing or transmitting electronic instructions or information in a form readable by a machine (e.g., a computer).

本説明全体で使用される用語「無線」及びその派生語は、非固体媒体を介して変調電磁放射線の使用を通じてデータを通信し得る回路、装置、システム、方法、技術、通信チャネルなどを説明するために使用されてもよい。この用語は、関連する装置がいかなる有線も含まないことを意味するものではないが、一部の態様では、それらは存在しない可能性がある。通信モジュールは、Wi-Fi(IEEE802.11ファミリー)、WiMAX(IEEE802.16ファミリー)、IEEE802.20、LTE、Ev-DO、HSPA+、HSDPA+、HSUPA+、EDGE、GSM、GPRS、CDMA、TDMA、DECT、Bluetooth、これらのイーサネット派生物、のみならず3G、4G、5G、及びそれ以降と指定される任意の他の無線及び有線プロトコルが挙げられるがこれらに限定されない多数の無線又は有線通信規格又はプロトコルのうちのいずれかを実装してもよい。コンピューティングモジュールは、複数の通信モジュールを含んでもよい。例えば、第1の通信モジュールは、Wi-Fi及びBluetoothなどの短距離無線通信専用であってもよく、第2の通信モジュールは、GPS、EDGE、GPRS、CDMA、WiMAX、LTE、Ev-DOなどの長距離無線通信専用であってもよい。 As used throughout this description, the term "wireless" and its derivatives may be used to describe circuits, devices, systems, methods, techniques, communication channels, etc. that may communicate data through the use of modulated electromagnetic radiation over a non-solid medium. This term does not imply that the associated devices do not include any wires, although in some aspects they may not be present. The communication modules may implement any of a number of wireless or wired communication standards or protocols, including but not limited to Wi-Fi (IEEE 802.11 family), WiMAX (IEEE 802.16 family), IEEE 802.20, LTE, Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, Bluetooth, Ethernet derivatives thereof, as well as any other wireless and wired protocols designated 3G, 4G, 5G, and beyond. A computing module may include multiple communication modules. For example, the first communication module may be dedicated to short-range wireless communication such as Wi-Fi and Bluetooth, and the second communication module may be dedicated to long-range wireless communication such as GPS, EDGE, GPRS, CDMA, WiMAX, LTE, and Ev-DO.

本明細書の任意の態様で使用されるとき、用語「制御回路」は、例えば、ハードワイヤード回路、プログラマブル回路(例えば、1つ又は2つ以上の個々の命令処理コアを含むコンピュータプロセッサ、処理ユニット、プロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロコントローラユニット、コントローラ、DSP、PLD、プログラマブル論理アレイ(PLA)、又はFPGA)、状態機械回路、プログラマブル回路によって実行される命令を記憶するファームウェア、及びこれらの任意の組み合わせを指すことができる。制御回路は、集合的に又は個別に、例えば、集積回路(IC)、特定用途向け集積回路(ASIC)、システムオンチップ(SoC)、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、サーバ、スマートフォンなどの、より大きなシステムの一部を形成する回路として具現化され得る。したがって、本明細書で使用するとき、「制御回路」としては、少なくとも1つの個別の電気回路を有する電気回路、少なくとも1つの集積回路を有する電気回路、少なくとも1つの特定用途向け集積回路を有する電気回路、コンピュータプログラムによって構成された汎用コンピューティング装置(例えば、本明細書で説明したプロセス及び/若しくは装置を少なくとも部分的に実行するコンピュータプログラムによって構成された汎用コンピュータ、又は本明細書で説明したプロセス及び/若しくは装置を少なくとも部分的に実行するコンピュータプログラムによって構成されたマイクロプロセッサ)を形成する電気回路、メモリ装置(例えば、ランダムアクセスメモリの形態)を形成する電気回路、及び/又は通信装置(例えばモデム、通信スイッチ、又は光-電気設備)を形成する電気回路が挙げられるが、これらに限定されない。当業者は、本明細書で述べた主題が、アナログ若しくはデジタルの形式又はこれらのいくつかの組み合わせで実現されてもよいことを認識するであろう。 As used in any aspect of this specification, the term "control circuitry" may refer to, for example, hardwired circuitry, programmable circuitry (e.g., a computer processor including one or more individual instruction processing cores, a processing unit, a processor, a microcontroller, a microcontroller unit, a controller, a DSP, a PLD, a programmable logic array (PLA), or an FPGA), a state machine circuit, firmware that stores instructions executed by the programmable circuit, and any combination thereof. The control circuitry may be embodied, collectively or individually, as circuits that form part of a larger system, such as, for example, an integrated circuit (IC), an application specific integrated circuit (ASIC), a system on a chip (SoC), a desktop computer, a laptop computer, a tablet computer, a server, a smartphone, etc. Thus, as used herein, a "control circuit" includes, but is not limited to, an electrical circuit having at least one discrete electrical circuit, an electrical circuit having at least one integrated circuit, an electrical circuit having at least one application specific integrated circuit, an electrical circuit forming a general purpose computing device configured by a computer program (e.g., a general purpose computer configured by a computer program that at least partially executes the processes and/or devices described herein, or a microprocessor configured by a computer program that at least partially executes the processes and/or devices described herein), an electrical circuit forming a memory device (e.g., a form of random access memory), and/or an electrical circuit forming a communication device (e.g., a modem, a communication switch, or an optical-electrical facility). Those skilled in the art will recognize that the subject matter described herein may be implemented in analog or digital form, or some combination thereof.

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

本明細書で使用するとき、SoC又はシステムオンチップ(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ICである。これは、デジタル、アナログ、混合信号、及び多くの場合は高周波数機能を、全て単一の基材上に含むことができる。SoCは、マイクロコントローラ(又はマイクロプロセッサ)を、グラフィックス処理ユニット(GPU)、Wi-Fiモジュール、又はコプロセッサなどの最新の周辺装置と統合する。SoCは、内蔵メモリを含んでもよく、含まなくてもよい。 As used herein, a SoC or system on a chip (SOC) is an IC that integrates all the components of a computer or other electronic system. It can include digital, analog, mixed-signal, and often high-frequency functions, all on a single substrate. A SoC integrates a microcontroller (or microprocessor) with modern peripherals such as a graphics processing unit (GPU), Wi-Fi module, or co-processor. A SoC may or may not include built-in memory.

本明細書で使用するとき、マイクロコントローラ又はコントローラは、マイクロプロセッサを周辺回路及びメモリと統合するシステムである。マイクロコントローラ(又はマイクロコントローラユニットのMCU)は、単一の集積回路上の小型コンピュータとして実装されてもよい。これはSoCと同様であってもよく、SoCは、その構成要素の1つとしてマイクロコントローラを含み得る。マイクロコントローラは、1つ又は2つ以上のコア処理ユニット(CPU)と共にメモリ及びプログラム可能な入力/出力周辺機器を収容することができる。強誘電性のRAM、NORフラッシュ、又はOTP ROMの形態のプログラムメモリ、及び少量のRAMもまた、チップ上にしばしば含まれる。マイクロコントローラは、パーソナルコンピュータ又は様々な個別のチップで構成された他の汎用用途で使用されるマイクロプロセッサとは対照的に、組み込み型用途用に採用され得る。 As used herein, a microcontroller or controller is a system that integrates a microprocessor with peripheral circuits and memory. A microcontroller (or MCU for Microcontroller Unit) may be implemented as a small computer on a single integrated circuit. This may be similar to a SoC, which may include a microcontroller as one of its components. A microcontroller may house one or more core processing units (CPUs) along with memory and programmable input/output peripherals. Program memory in the form of ferroelectric RAM, NOR flash, or OTP ROM, and a small amount of RAM are often also included on the chip. Microcontrollers may be employed for embedded applications, as opposed to microprocessors used in personal computers or other general purpose applications that are made up of a variety of separate chips.

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

本明細書で説明されるプロセッサ又はマイクロコントローラはいずれも、Texas Instruments製のARM Cortexの商品名で知られているものなど、任意のシングルコア又はマルチコアプロセッサであってもよい。一態様では、プロセッサは、例えば、その詳細が製品データシートで入手可能である、最大40MHzの256KBのシングルサイクルフラッシュメモリ若しくは他のNVM、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の電気的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、又は12個のアナログ入力チャネルを有する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。 Any of the processors or microcontrollers described herein may be any single-core or multi-core processor, such as those known under the trade name ARM Cortex manufactured by Texas Instruments. In one aspect, the processor may be, for example, an LM4F230H5QR ARM Cortex-M4F processor core available from Texas Instruments, including 256 KB of single-cycle flash memory or other NVM up to 40 MHz, a prefetch buffer to improve performance beyond 40 MHz, 32 KB of single-cycle SRAM, internal ROM loaded with StellarisWare® software, 2 KB of electrical EEPROM, one or more PWM modules, one or more QEI analog, or one or more 12-bit ADCs with 12 analog input channels, details of which are available in the product data sheet.

一態様では、プロセッサは、同じくTexas Instruments製のHercules ARM Cortex R4の商品名で知られるTMS570及びRM4xなどの2つのコントローラ系ファミリーを含む安全コントローラを含んでもよい。安全コントローラは、拡張性のある性能、接続性、及びメモリの選択肢を提供しながら、高度な集積型安全機構を提供するために、中でも特に、IEC61508及びISO26262の安全限界用途専用に構成されてもよい。 In one aspect, the processor may include a safety controller, including two controller families such as TMS570 and RM4x, also known under the trade name Hercules ARM Cortex R4, manufactured by Texas Instruments. The safety controller may be specifically configured for IEC 61508 and ISO 26262 safety limit applications, among others, to provide advanced integrated safety mechanisms while offering scalable performance, connectivity, and memory options.

本明細書の任意の態様で使用するとき、用語「論理」は、前述の動作のいずれかを実行するように構成されたアプリケーション、ソフトウェア、ファームウェア、及び/又は回路を指す場合がある。ソフトウェアは、非一時的コンピュータ可読記憶媒体上に記録されたソフトウェアパッケージ、コード、命令、命令セット、及び/又はデータとして具現化されてもよい。ファームウェアは、メモリ装置内のコード、命令、若しくは命令セット、及び/又はハードコードされた(例えば、不揮発性の)データとして具現化されてもよい。 As used in any aspect of this specification, the term "logic" may refer to an application, software, firmware, and/or circuitry configured to perform any of the operations described above. Software may be embodied as a software package, code, instructions, instruction sets, and/or data recorded on a non-transitory computer-readable storage medium. Firmware may be embodied as code, instructions, or instruction sets, and/or hard-coded (e.g., non-volatile) data in a memory device.

本明細書の任意の態様で使用するとき、用語「構成要素」、「システム」、「モジュール」などは、ハードウェア、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせ、ソフトウェア、又は実行中のソフトウェアのいずれかであるコンピュータ関連エンティティを指すことができる。 When used in any aspect of this specification, the terms "component," "system," "module," etc. may refer to a computer-related entity that is either hardware, a combination of hardware and software, software, or software in execution.

本明細書の任意の態様で使用するとき、「アルゴリズム」とは、所望の結果につながる工程の自己無撞着シーケンスを指し、「工程」とは、必ずしも必要ではないが、記憶、転送、結合、比較、及び別様に操作されることが可能な電気又は磁気信号の形態をなすことができる物理量及び/又は論理状態の操作を指す。これらの信号を、ビット、値、要素、記号、文字、用語、番号などとして言及することが一般的な扱い方である。これらの及び類似の用語は、適切な物理量と関連付けられてもよく、また単に、これらの量及び/又は状態に適用される便利なラベルである。 As used in any aspect of this specification, an "algorithm" refers to a self-consistent sequence of steps leading to a desired result, and the "steps" refer to the manipulation of physical quantities and/or logical states, which may, but need not, take the form of electrical or magnetic signals capable of being stored, transferred, combined, compared, and otherwise manipulated. It is common practice to refer to these signals as bits, values, elements, symbols, characters, terms, numbers, or the like. These and similar terms may be associated with the appropriate physical quantities or are merely convenient labels applied to these quantities and/or states.

ネットワークとしては、パケット交換ネットワークが挙げられ得る。通信装置は、選択されたパケット交換ネットワーク通信プロトコルを使用して、互いに通信することができる。1つの例示的な通信プロトコルとしては、伝送制御プロトコル/インターネットプロトコル(TCP/IP)を使用して通信を可能にすることができるイーサネット通信プロトコルが挙げられ得る。イーサネットプロトコルは、Institute of Electrical and Electronics Engineers(IEEE)によって発行された2008年12月発行の表題「IEEE 802.3 Standard」、及び/又は本規格の後のバージョンのイーサネット規格に準拠するか、又は互換性があり得る。代替的に又は追加的に、通信装置は、X.25通信プロトコルを使用して互いに通信することができる。X.25通信プロトコルは、International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector(ITU-T)によって公布された規格に準拠するか、又は互換性があり得る。代替的に又は追加的に、通信装置は、フレームリレー通信プロトコルを使用して互いに通信することができる。フレームリレー通信プロトコルは、Consultative Committee for International Telegraph and Telephone(CCITT)及び/又はthe American National Standards Institute(ANSI)によって公布された規格に準拠するか、又は互換性があり得る。代替的に又は追加的に、送受信機は、非同期転送モード(ATM)通信プロトコルを使用して互いに通信することが可能であり得る。ATM通信プロトコルは、ATM Forumによって「ATM-MPLS Network Interworking 2.0」という題で2001年8月に公開されたATM規格及び/又は本規格の後のバージョンに準拠するか、又は互換性があり得る。当然のことながら、異なる及び/又は後に開発されたコネクション型ネットワーク通信プロトコルは、本明細書で等しく企図される。 The network may include a packet-switched network. The communication devices may communicate with each other using a selected packet-switched network communication protocol. One exemplary communication protocol may include an Ethernet communication protocol that may enable communication using Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP). The Ethernet protocol may conform to or be compatible with the Ethernet standard entitled "IEEE 802.3 Standard" issued December 2008 by the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), and/or later versions of this standard. Alternatively or additionally, the communication devices may communicate with each other using the X.25 communication protocol. The T.25 communication protocol may conform to or be compatible with standards promulgated by the International Telecommunications Union-Telecommunications Standardization Sector (ITU-T). Alternatively or additionally, the communication devices may communicate with each other using a frame relay communication protocol. The frame relay communication protocol may conform to or be compatible with standards promulgated by the Consultative Committee for International Telegraph and Telephone (CCITT) and/or the American National Standards Institute (ANSI). Alternatively or additionally, the transceivers may be capable of communicating with each other using an asynchronous transfer mode (ATM) communication protocol. The ATM communications protocol may conform to or be compatible with the ATM standard published by the ATM Forum in August 2001, entitled "ATM-MPLS Network Interworking 2.0," and/or any later version of this standard. Of course, different and/or later developed connection-oriented network communications protocols are equally contemplated herein.

別段の明確な定めがない限り、前述の開示から明らかなように、前述の開示全体を通じて、「処理する」、「計算する」、「算出する」、「決定する」、「表示する」などの用語を使用する議論は、コンピュータシステムのレジスタ及びメモリ内で物理(電子的)量として表現されるデータを、コンピュータシステムのメモリ若しくはレジスタ又はそのような情報記憶、伝送、若しくは表示装置内で物理量として同様に表現される他のデータへと操作し変換する、コンピュータシステム又は類似の電子計算装置の動作及び処理を指していることが理解されよう。 Unless expressly specified otherwise, as will be apparent from the foregoing disclosure, discussions throughout the foregoing disclosure using terms such as "processing," "calculating," "computing," "determining," and "displaying" will be understood to refer to the operations and processing of a computer system or similar electronic computing device that manipulates and converts data represented as physical (electronic) quantities in the registers and memory of the computer system into other data similarly represented as physical quantities in the memory or registers of the computer system or such information storage, transmission, or display devices.

1つ又は2つ以上の構成要素が、本明細書中で、「ように構成される(configured to)」、「ように構成可能である(configurable to)」、「動作可能である/ように動作する(operable/operative to)」、「適合される/適合可能である(adapted/adaptable)」、「ことが可能である(able to)」、「準拠可能である/準拠する(conformable/conformed to)」などと言及され得る。当業者は、「ように構成される」は、一般に、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除き、アクティブ状態の構成要素及び/又は非アクティブ状態の構成要素及び/又はスタンドバイ状態の構成要素を包含し得ることを理解するであろう。 One or more components may be referred to herein as being "configured to," "configurable to," "operable/operative to," "adapted/adaptable," "able to," "conformable/conformed to," and the like. Those skilled in the art will understand that "configured to" may generally encompass active and/or inactive and/or standby components, unless the context requires otherwise.

「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」なる用語は、臨床医に最も近い部分を指し、「遠位」なる用語は、臨床医から離れた位置にある部分を指す。便宜上、かつ明確にするため、「垂直」、「水平」、「上」、「下」、「左」、及び「右」などの空間用語は図面に関して本明細書では使用される場合があることが更に理解されよう。しかしながら、外科用器具は、多くの向き及び位置で使用されるものであり、これらの用語は限定的及び/又は絶対的であることを意図したものではない。 The terms "proximal" and "distal" are used herein with reference to a clinician manipulating a handle portion of a surgical instrument. The term "proximal" refers to the portion closest to the clinician and the term "distal" refers to the portion located away from the clinician. It will be further understood that for convenience and clarity, spatial terms such as "vertical," "horizontal," "up," "down," "left," and "right" may be used herein with respect to the drawings. However, surgical instruments are used in many orientations and positions, and these terms are not intended to be limiting and/or absolute.

モジュール式装置は、外科用ハブ内に受容可能な(例えば図3及び図9に関連して説明される)モジュールと、対応する外科用ハブと接続又はペアリングするために様々なモジュールに接続され得る外科用装置又は器具と、を含む。モジュール式装置としては、例えば、インテリジェント外科用器具、医療用撮像装置、吸引/灌注装置、排煙器、エネルギー発生器、ベンチレータ、吸入器、及びディスプレイが挙げられる。本明細書に記載されるモジュール式装置は、制御アルゴリズムによって制御することができる。制御アルゴリズムは、モジュール式装置自体上で、特定のモジュール式装置がペアリングされる外科用ハブ上で、又はモジュール式装置及び外科用ハブの両方の上で(例えば、分散コンピューティングアーキテクチャを介して)、実行され得る。いくつかの例示では、モジュール式装置の制御アルゴリズムは、モジュール式装置自体によって(すなわち、モジュール式装置内の、モジュール式装置上の、又はモジュール式装置に接続されたセンサによって)感知されたデータに基づいて装置を制御する。このデータは、手術中の患者(例えば、組織特性又は注入圧)又はモジュール式装置自体(例えば、前進するナイフの速度、モータ電流、又はエネルギーレベル)に関連し得る。例えば、外科用ステープル留め及び切断器具の制御アルゴリズムは、ナイフが前進する際にナイフが遭遇する抵抗に基づき、器具のモータが組織を貫いてそのナイフを駆動させる速度を制御することができる。 Modular devices include modules that can be received in a surgical hub (e.g., as described in connection with FIGS. 3 and 9 ) and surgical devices or instruments that can be connected to various modules to connect or pair with corresponding surgical hubs. Modular devices include, for example, intelligent surgical instruments, medical imaging devices, suction/irrigation devices, smoke evacuators, energy generators, ventilators, aspirators, and displays. The modular devices described herein can be controlled by a control algorithm. The control algorithm can be executed on the modular device itself, on the surgical hub to which a particular modular device is paired, or on both the modular device and the surgical hub (e.g., via a distributed computing architecture). In some examples, the control algorithm of the modular device controls the device based on data sensed by the modular device itself (i.e., by sensors in, on, or connected to the modular device). This data can relate to the patient during surgery (e.g., tissue characteristics or injection pressure) or the modular device itself (e.g., advancing knife speed, motor current, or energy level). For example, a control algorithm for a surgical stapling and severing instrument can control the speed at which the instrument's motor drives the knife through tissue based on the resistance the knife encounters as it advances.

当業者は、一般に、本明細書で使用され、かつ特に添付の特許請求の範囲(例えば、添付の特許請求の範囲の本文)で使用される用語は、概して「オープンな」用語として意図されるものである(例えば、「含む(including)」という用語は、「~を含むが、それらに限定されない(including but not limited to)」と解釈されるべきであり、「有する(having)」という用語は「~を少なくとも有する(having at least)」と解釈されるべきであり、「含む(includes)」という用語は「~を含むが、それらに限定されない(includes but is not limited to)」と解釈されるべきであるなど)ことを理解するであろう。更に、導入された請求項記載(introduced claim recitation)において特定の数が意図される場合、かかる意図は当該請求項中に明確に記載され、またかかる記載がない場合は、かかる意図は存在しないことが、当業者には理解されるであろう。例えば、理解を助けるものとして、後続の添付の特許請求の範囲は、「少なくとも1つの(at least one)」及び「1つ以上の(one or more)」という導入句を、請求項記載を導入するために含むことがある。しかしながら、かかる句の使用は、「a」又は「an」という不定冠詞によって請求項記載を導入した場合に、たとえ同一の請求項内に「1つ以上の」又は「少なくとも1つの」といった導入句及び「a」又は「an」という不定冠詞が含まれる場合であっても、かかる導入された請求項記載を含むいかなる特定の請求項も、かかる記載事項を1つのみ含む請求項に限定されると示唆されるものと解釈されるべきではない(例えば、「a」及び/又は「an」は通常、「少なくとも1つの」又は「1つ以上の」を意味するものと解釈されるべきである)。定冠詞を使用して請求項記載を導入する場合にも、同様のことが当てはまる。 Those skilled in the art will understand that the terms used herein in general, and in the appended claims in particular (e.g., the body of the appended claims) are generally intended as "open" terms (e.g., the term "including" should be interpreted as "including but not limited to", the term "having" should be interpreted as "having at least", the term "includes" should be interpreted as "includes but is not limited to", etc.). Furthermore, those skilled in the art will understand that where a specific number is intended in an introduced claim recitation, such intent is clearly set forth in the claim, and in the absence of such a recitation, no such intent exists. For example, as an aid to understanding, the appended claims may include the introductory phrases "at least one" and "one or more" to introduce the claim recitation. However, the use of such phrases should not be construed as implying that when a claim recitation is introduced by the indefinite article "a" or "an," any particular claim containing such an introduced claim recitation is limited to claims containing only one such recitation, even if the same claim contains an introductory phrase such as "one or more" or "at least one" and the indefinite article "a" or "an" (e.g., "a" and/or "an" should generally be construed to mean "at least one" or "one or more"). The same applies when a definite article is used to introduce a claim recitation.

更に、導入された請求項記載において特定の数が明示されている場合であっても、かかる記載は、典型的には、少なくとも記載された数を意味するものと解釈されるべきであることが、当業者には認識されるであろう(例えば、他に修飾語のない、単なる「2つの記載事項」という記載がある場合、一般的に、少なくとも2つの記載事項、又は2つ以上の記載事項を意味する)。更に、「A、B、及びCなどのうちの少なくとも1つ」に類する表記が用いられる場合、一般に、かかる構文は、当業者がその表記を理解するであろう意味で意図されている(例えば、「A、B、及びCのうちの少なくとも1つを有するシステム」は、限定するものではないが、Aのみ、Bのみ、Cのみ、AとBの両方、AとCの両方、BとCの両方、及び/又はAとBとCの全てなどを有するシステムを含む)。「A、B、又はCなどのうちの少なくとも1つ」に類する表記が用いられる場合、一般に、かかる構文は、当業者がその表記を理解するであろう意味で意図されている(例えば、「A、B、又はCのうちの少なくとも1つを有するシステム」は、限定するものではないが、Aのみ、Bのみ、Cのみ、AとBの両方、AとCの両方、BとCの両方、及び/又はAとBとCの全てなどを有するシステムを含む)。更に、典型的には、2つ若しくは3つ以上の選択的な用語を表すあらゆる選言的な語及び/又は句は、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除いて、明細書内であろうと、請求の範囲内であろうと、あるいは図面内であろうと、それら用語のうちの1つ、それらの用語のうちのいずれか、又はそれらの用語の両方を含む可能性を意図すると理解されるべきであることが、当業者には理解されよう。例えば、「A又はB」という句は、典型的には、「A」又は「B」又は「A及びB」の可能性を含むものと理解されよう。 Furthermore, even when a specific number is specified in an introduced claim description, those skilled in the art will recognize that such a description should typically be interpreted to mean at least the number recited (e.g., a description of "two items" without other qualifiers generally means at least two items, or more than two items). Furthermore, when a notation similar to "at least one of A, B, and C, etc." is used, such syntax is generally intended in the sense that a person skilled in the art would understand the notation (e.g., "a system having at least one of A, B, and C" includes, but is not limited to, systems having only A, only B, only C, both A and B, both A and C, both B and C, and/or all of A, B, and C, etc.). When a notation similar to "at least one of A, B, or C, etc." is used, such syntax is generally intended in the sense that one of ordinary skill in the art would understand the notation (e.g., "a system having at least one of A, B, or C" includes, but is not limited to, systems having only A, only B, only C, both A and B, both A and C, both B and C, and/or all of A, B, and C, etc.). Furthermore, one of ordinary skill in the art will understand that any disjunctive word and/or phrase expressing two or more alternative terms should typically be understood to contemplate the possibility of including one of those terms, either of those terms, or both of those terms, whether in the specification, claims, or drawings, unless the context requires otherwise. For example, the phrase "A or B" will typically be understood to include the possibility of "A" or "B" or "A and B."

添付の特許請求の範囲に関して、当業者は、本明細書における引用した動作は一般に、任意の順序で実施され得ることを理解するであろう。また、様々な動作のフロー図がシーケンス(複数可)で示されているが、様々な動作は、例示されたもの以外の順序で行われてもよく、又は同時に行われてもよいことが理解されるべきである。かかる代替の順序付けの例は、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除いて、重複、交互配置、割り込み、再順序付け、増加的、予備的、追加的、同時、逆、又は他の異なる順序付けを含んでもよい。更に、「~に応答する」、「~に関連する」といった用語、又は他の過去時制の形容詞は、一般に、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除き、かかる変化形を除外することが意図されるものではない。 With respect to the appended claims, one of ordinary skill in the art will appreciate that the recited operations herein may generally be performed in any order. Also, while flow diagrams of various operations are shown in sequence(s), it should be understood that the various operations may be performed in orders other than those illustrated, or may be performed simultaneously. Examples of such alternative orderings may include overlapping, interleaving, interrupting, reordering, incremental, preliminary, additional, simultaneous, reverse, or other different orderings, unless the context requires otherwise. Moreover, terms such as "responsive to," "related to," or other past tense adjectives are generally not intended to exclude such variations, unless the context requires otherwise.

「一態様」、「態様」、「例示」、「一例示」などへの任意の参照は、その態様に関連して記載される特定の機構、構造、又は特性が少なくとも1つの態様に含まれると意味することは特記に値する。したがって、本明細書の全体を通じて様々な場所に見られる語句「一態様では」、「態様では」、「例示では」、及び「一例示では」は、必ずしも全てが同じ態様を指すものではない。更に、特定の特徴、構造、又は特性は、1つ又は2つ以上の態様において任意の好適な様態で組み合わせることができる。 It is worth noting that any reference to "one embodiment," "an embodiment," "an example," "an example," or the like means that a particular feature, structure, or characteristic described in connection with that embodiment is included in at least one embodiment. Thus, the appearances of the phrases "in one embodiment," "in an embodiment," "in an example," and "in one example" in various places throughout this specification do not necessarily all refer to the same embodiment. Furthermore, particular features, structures, or characteristics may be combined in any suitable manner in one or more embodiments.

本明細書で参照され、かつ/又は任意の出願データシートに列挙される任意の特許出願、特許、非特許刊行物、又は他の開示資料は、組み込まれる資料が本明細書と矛盾しない範囲で、参照により本明細書に組み込まれる。それ自体、また必要な範囲で、本明細書に明瞭に記載される開示内容は、参考として本明細書に組み込まれているあらゆる矛盾する記載に優先するものとする。現行の定義、見解、又は本明細書に記載されるその他の開示内容と矛盾する任意の内容、又はそれらの部分は本明細書に参考として組み込まれるものとするが、参照内容と現行の開示内容との間に矛盾が生じない範囲においてのみ、参照されるものとする。 Any patent application, patent, non-patent publication, or other disclosure material referenced herein and/or listed in any Application Data Sheet is incorporated herein by reference to the extent that the incorporated material is not inconsistent with this specification. As such, and to the extent necessary, the disclosure material explicitly set forth in this specification shall take precedence over any conflicting statements incorporated herein by reference. Any content, or portions thereof, that conflicts with current definitions, opinions, or other disclosure material set forth herein shall be incorporated herein by reference, but only to the extent that no conflict arises between the reference material and the current disclosure material.

要約すると、本明細書に記載した構想を用いる結果として得られる多くの利益が記載されてきた。1つ又は2つ以上の形態の上述の記載は、例示及び説明を目的として提示されているものである。包括的であることも、開示された厳密な形態に限定することも意図されていない。上記の教示を鑑みて、修正又は変形が可能である。1つ又は2つ以上の形態は、原理及び実際の応用について例示し、それによって、様々な形態を様々な修正例と共に、想到される特定の用途に適するものとして当業者が利用できるようにするために、選択され記載されたものである。本明細書と共に提示される特許請求の範囲が全体的な範囲を定義することが意図される。 In summary, many benefits have been described that result from using the concepts described herein. The foregoing description of one or more embodiments has been presented for purposes of illustration and description. It is not intended to be exhaustive or to be limited to the precise forms disclosed. Modifications or variations are possible in light of the above teachings. The one or more embodiments have been selected and described in order to illustrate the principles and practical applications, thereby enabling those skilled in the art to utilize various embodiments, with various modifications, as suitable for the particular use contemplated. It is intended that the claims presented herewith define the overall scope.

〔実施の態様〕
(1) 外科用器具の可撓性回路であって、前記可撓性回路は、
剛性部分であって、前記剛性部分は、前記外科用器具の構成要素と機械的に係合するためのインターロック機構を含み、前記剛性部分は、
処理装置と、
論理素子と、のうちの少なくとも1つがその上に装着されている、剛性部分と、
可撓性部分であって、前記可撓性部分は、
前記外科用器具のシャフトアセンブリの能動曲げ部分と、
前記シャフトアセンブリの関節継手と、のうちの1つと位置合わせされている、可撓性部分と、を備える、可撓性回路。
(2) 前記可撓性部分が、前記シャフトアセンブリの長手方向軸に対して横方向に折れ曲がるように構成されている、実施態様1に記載の可撓性回路。
(3) 前記構成要素がチャネル保持器を含み、前記チャネル保持器は、前記剛性部分を受容するように構成された凹部を含む、実施態様1に記載の可撓性回路。
(4) 導電トレースを更に備える、実施態様1に記載の可撓性回路。
(5) 前記導電トレースの高さが、前記導電トレースの長さに沿って変化する、実施態様4に記載の可撓性回路。
[Embodiment]
(1) A flexible circuit for a surgical instrument, the flexible circuit comprising:
a rigid portion, the rigid portion including an interlock mechanism for mechanically engaging a component of the surgical instrument, the rigid portion comprising:
A processing device;
a rigid portion on which at least one of the logic elements is mounted;
A flexible portion, the flexible portion comprising:
an active bending portion of a shaft assembly of the surgical instrument;
a flexible circuit comprising: an articulation joint of the shaft assembly; and a flexible portion aligned with one of the articulation joints of the shaft assembly.
(2) The flexible circuit of claim 1, wherein the flexible portion is configured to bend laterally relative to a longitudinal axis of the shaft assembly.
3. The flexible circuit of claim 1, wherein the component includes a channel retainer, the channel retainer including a recess configured to receive the rigid portion.
4. The flexible circuit of claim 1, further comprising conductive traces.
5. The flexible circuit of claim 4, wherein the height of the conductive traces varies along the length of the conductive traces.

(6) 前記導電トレースの幅が、前記導電トレースの長さに沿って変化する、実施態様4に記載の可撓性回路。
(7) 前記導電トレースは、
前記導電トレースの長さに沿って高さが変化し、かつ
前記導電トレースの前記長さに沿って幅が変化する、実施態様4に記載の可撓性回路。
(8) 前記可撓性部分上に位置付けられた前記導電トレースの第1の部分の高さが、前記剛性部分上に位置付けられた前記導電トレースの第2の部分の高さよりも小さい、実施態様4に記載の可撓性回路。
(9) 前記可撓性部分上に位置付けられた前記導電トレースの第1の部分の幅が、前記剛性部分上に位置付けられた前記導電トレースの第2の部分の幅よりも大きい、実施態様4に記載の可撓性回路。
(10) 前記可撓性部分上に位置付けられた前記導電トレースの第1の部分の高さが、前記剛性部分上に位置付けられた前記導電トレースの第2の部分の高さよりも小さく、
前記導電トレースの前記第1の部分の幅が、前記導電トレースの前記第2の部分の幅よりも大きい、実施態様4に記載の可撓性回路。
6. The flexible circuit of claim 4, wherein a width of the conductive trace varies along a length of the conductive trace.
(7) The conductive traces include
5. The flexible circuit of claim 4, wherein the conductive traces vary in height along their length; and the conductive traces vary in width along their length.
8. The flexible circuit of claim 4, wherein a height of a first portion of the conductive trace located on the flexible portion is less than a height of a second portion of the conductive trace located on the rigid portion.
9. The flexible circuit of claim 4, wherein a width of a first portion of the conductive trace located on the flexible portion is greater than a width of a second portion of the conductive trace located on the rigid portion.
(10) a height of a first portion of the conductive trace located on the flexible portion is smaller than a height of a second portion of the conductive trace located on the rigid portion;
5. The flexible circuit of claim 4, wherein a width of the first portion of the conductive trace is greater than a width of the second portion of the conductive trace.

(11) 前記可撓性回路が歪み緩和部分を更に含む、実施態様1に記載の可撓性回路。
(12) 導電パッドを更に備える、実施態様1に記載の可撓性回路。
(13) 電磁シールドを更に備える、実施態様1に記載の可撓性回路。
(14) 外科用器具の可撓性回路であって、前記可撓性回路は、
剛性部分であって、前記剛性部分は、
処理装置と、
論理素子と、のうちの少なくとも1つがその上に装着されている、剛性部分と、
可撓性部分であって、前記可撓性部分は、
前記外科用器具のシャフトアセンブリの能動曲げ部分と、
前記シャフトアセンブリの関節継手と、のうちの1つと位置合わせされている、可撓性部分と、
前記剛性部分上及び前記可撓性部分上の両方に位置付けられた導電トレースであって、前記導電トレースの高さ及び幅は、前記外科用器具の長さに沿って変化する、導電トレースと、を備える、可撓性回路。
(15) 前記剛性部分が、前記外科用器具の構成要素と機械的にインターロックするように構成されている、実施態様14に記載の可撓性回路。
11. The flexible circuit of claim 1, wherein the flexible circuit further comprises a strain relief portion.
12. The flexible circuit of claim 1, further comprising a conductive pad.
13. The flexible circuit of claim 1, further comprising an electromagnetic shield.
(14) A flexible circuit for a surgical instrument, comprising:
A rigid portion, the rigid portion comprising:
A processing device;
a rigid portion on which at least one of the logic elements is mounted;
A flexible portion, the flexible portion comprising:
an active bending portion of a shaft assembly of the surgical instrument;
a flexible portion aligned with one of the articulation joints of the shaft assembly;
a conductive trace positioned on both the rigid portion and the flexible portion, the height and width of the conductive trace varying along the length of the surgical instrument.
15. The flexible circuit of claim 14, wherein the rigid portion is configured to mechanically interlock with a component of the surgical instrument.

(16) 前記構成要素がチャネル保持器を含み、前記チャネル保持器は、前記剛性部分を受容するように構成された凹部を含む、実施態様15に記載の可撓性回路。
(17) 前記可撓性部分が、前記シャフトアセンブリの長手方向軸に対して横方向に折れ曲がるように構成されている、実施態様14に記載の可撓性回路。
(18) 前記可撓性部分上に位置付けられた前記導電トレースの第1の部分の高さが、前記剛性部分上に位置付けられた前記導電トレースの第2の部分の高さよりも小さく、
前記導電トレースの前記第1の部分の幅が、前記導電トレースの前記第2の部分の幅よりも大きい、実施態様14に記載の可撓性回路。
(19) 外科用器具の可撓性回路であって、前記可撓性回路は、
剛性部分と、
可撓性部分であって、前記可撓性部分は、
前記外科用器具のシャフトアセンブリの能動曲げ部分と、
前記シャフトアセンブリの関節継手と、のうちの1つと位置合わせされている、可撓性部分と、
前記剛性部分上及び前記可撓性部分上の両方に位置付けられた導電トレースであって、前記導電トレースの高さ及び幅は、前記外科用器具の長さに沿って変化する、導電トレースと、
電磁シールドと、を備える、可撓性回路。
(20) 前記可撓性部分上に位置付けられた前記導電トレースの第1の部分の高さが、前記剛性部分上に位置付けられた前記導電トレースの第2の部分の高さよりも小さく、
前記導電トレースの前記第1の部分の幅が、前記導電トレースの前記第2の部分の幅よりも大きい、実施態様19に記載の可撓性回路。
16. The flexible circuit of claim 15, wherein the component includes a channel retainer, the channel retainer including a recess configured to receive the rigid portion.
17. The flexible circuit of claim 14, wherein the flexible portion is configured to bend laterally relative to a longitudinal axis of the shaft assembly.
(18) A height of a first portion of the conductive trace located on the flexible portion is smaller than a height of a second portion of the conductive trace located on the rigid portion;
15. The flexible circuit of claim 14, wherein a width of the first portion of the conductive trace is greater than a width of the second portion of the conductive trace.
(19) A flexible circuit for a surgical instrument, comprising:
A rigid portion;
A flexible portion, the flexible portion comprising:
an active bending portion of a shaft assembly of the surgical instrument;
a flexible portion aligned with one of the articulation joints of the shaft assembly;
conductive traces positioned on both the rigid portion and the flexible portion, the height and width of the conductive traces varying along a length of the surgical instrument;
and an electromagnetic shield.
(20) A height of a first portion of the conductive trace located on the flexible portion is smaller than a height of a second portion of the conductive trace located on the rigid portion;
20. The flexible circuit of claim 19, wherein a width of the first portion of the conductive trace is greater than a width of the second portion of the conductive trace.

Claims (13)

外科用器具の可撓性回路であって、前記可撓性回路は、
剛性部分であって、前記剛性部分は、前記外科用器具の構成要素と機械的に係合するためのインターロック機構を含み、前記剛性部分は、
処理装置と、
論理素子と、のうちの少なくとも1つがその上に装着されている、剛性部分と、
前記外科用器具のシャフトアセンブリの長手方向軸に対して横方向に折れ曲がるように構成されている部分と位置合わせされている、可撓性部分と、
導電トレースと、を備え、
前記可撓性部分と位置合わせされている前記部分は、
前記外科用器具の前記シャフトアセンブリの能動曲げ部分と、
前記シャフトアセンブリの関節継手と、のうちの1つであり、
前記導電トレースが、前記可撓性部分及び前記可撓性部分に隣接する前記剛性部分において同一又は実質的に類似の電流搬送容量を有し、かつ、前記可撓性部分が折り曲げによる高応力への耐性を高めることが可能となるように、前記可撓性部分上に位置付けられた前記導電トレースの第1の部分の高さが、前記可撓性部分に隣接する前記剛性部分上に位置付けられた前記導電トレースの第2の部分の高さよりも小さく、かつ、前記導電トレースの前記第1の部分の幅が、前記導電トレースの前記第2の部分の幅よりも大きい、可撓性回路。
1. A flexible circuit for a surgical instrument, the flexible circuit comprising:
a rigid portion, the rigid portion including an interlock mechanism for mechanically engaging a component of the surgical instrument, the rigid portion comprising:
A processing device;
a rigid portion on which at least one of the logic elements is mounted;
a flexible portion aligned with a portion configured to bend transversely relative to a longitudinal axis of a shaft assembly of the surgical instrument;
a conductive trace;
The portion aligned with the flexible portion is
an active bending portion of the shaft assembly of the surgical instrument;
an articulation joint of the shaft assembly;
1. A flexible circuit, wherein the conductive traces have the same or substantially similar current carrying capacity in the flexible portion and the rigid portion adjacent to the flexible portion, and wherein a height of a first portion of the conductive trace located on the flexible portion is smaller than a height of a second portion of the conductive trace located on the rigid portion adjacent to the flexible portion, and a width of the first portion of the conductive trace is larger than a width of the second portion of the conductive trace, such that the flexible portion can be more resistant to high stresses due to bending.
前記導電トレースは、前記可撓性部分において、前記導電トレースの長さ方向に垂直な矩形の断面を、前記長さ方向にわたって有する、請求項1に記載の可撓性回路。 The flexible circuit of claim 1, wherein the conductive trace has a rectangular cross-section perpendicular to the length of the conductive trace at the flexible portion along the length of the conductive trace. 前記可撓性部分が、前記長さ方向に延在する開口部を有する、請求項2に記載の可撓性回路。 The flexible circuit of claim 2, wherein the flexible portion has an opening extending along the length. 前記導電トレースが、前記可撓性部分及び前記可撓性部分に隣接する前記剛性部分において、前記長さ方向にわたって前記同一又は実質的に類似の電流搬送容量を有するように、前記可撓性部分に隣接する前記剛性部分が、前記長さ方向にわたって前記可撓性部分から継ぎ目なく前記剛性部分に向かって増加する高さ及び減少する幅を有する、請求項2に記載の可撓性回路。 The flexible circuit of claim 2, wherein the rigid portion adjacent the flexible portion has an increasing height and decreasing width from the flexible portion seamlessly to the rigid portion along the length such that the conductive traces have the same or substantially similar current carrying capacity along the length in the flexible portion and the rigid portion adjacent the flexible portion. 前記構成要素がチャネル保持器を含み、前記チャネル保持器は、前記剛性部分を受容するように構成された凹部を含む、請求項1に記載の可撓性回路。 The flexible circuit of claim 1, wherein the component includes a channel retainer, the channel retainer including a recess configured to receive the rigid portion. 前記可撓性回路が歪み緩和部分を更に含む、請求項1に記載の可撓性回路。 The flexible circuit of claim 1, wherein the flexible circuit further comprises a strain relief portion. 導電パッドを更に備える、請求項1に記載の可撓性回路。 The flexible circuit of claim 1 further comprising a conductive pad. 電磁シールドを更に備える、請求項1に記載の可撓性回路。 The flexible circuit of claim 1, further comprising an electromagnetic shield. 外科用器具の可撓性回路であって、前記可撓性回路は、
剛性部分であって、前記剛性部分は、
処理装置と、
論理素子と、のうちの少なくとも1つがその上に装着されている、剛性部分と、
前記外科用器具のシャフトアセンブリの長手方向軸に対して横方向に折れ曲がるように構成されている部分と位置合わせされている、可撓性部分と、
前記剛性部分上及び前記可撓性部分上の両方に位置付けられた導電トレースと、を備え、
前記可撓性部分と位置合わせされている前記部分は、
前記外科用器具の前記シャフトアセンブリの能動曲げ部分と、
前記シャフトアセンブリの関節継手と、のうちの1つであり、
前記導電トレースが、前記可撓性部分及び前記可撓性部分に隣接する前記剛性部分において同一又は実質的に類似の電流搬送容量を有し、かつ、前記可撓性部分が折り曲げによる高応力への耐性を高めることが可能となるように、前記可撓性部分上に位置付けられた前記導電トレースの第1の部分の高さが、前記可撓性部分に隣接する前記剛性部分上に位置付けられた前記導電トレースの第2の部分の高さよりも小さく、かつ、前記導電トレースの前記第1の部分の幅が、前記導電トレースの前記第2の部分の幅よりも大きい、可撓性回路。
1. A flexible circuit for a surgical instrument, the flexible circuit comprising:
A rigid portion, the rigid portion comprising:
A processing device;
a rigid portion on which at least one of the logic elements is mounted;
a flexible portion aligned with a portion configured to bend transversely relative to a longitudinal axis of a shaft assembly of the surgical instrument;
conductive traces positioned on both the rigid portion and the flexible portion;
The portion aligned with the flexible portion is
an active bending portion of the shaft assembly of the surgical instrument;
an articulation joint of the shaft assembly;
1. A flexible circuit, wherein the conductive traces have the same or substantially similar current carrying capacity in the flexible portion and the rigid portion adjacent to the flexible portion, and wherein a height of a first portion of the conductive trace located on the flexible portion is smaller than a height of a second portion of the conductive trace located on the rigid portion adjacent to the flexible portion, and a width of the first portion of the conductive trace is larger than a width of the second portion of the conductive trace, such that the flexible portion can be more resistant to high stresses due to bending.
前記剛性部分が、前記外科用器具の構成要素と機械的にインターロックするように構成されている、請求項9に記載の可撓性回路。 The flexible circuit of claim 9, wherein the rigid portion is configured to mechanically interlock with a component of the surgical instrument. 前記構成要素がチャネル保持器を含み、前記チャネル保持器は、前記剛性部分を受容するように構成された凹部を含む、請求項10に記載の可撓性回路。 The flexible circuit of claim 10, wherein the component includes a channel retainer, the channel retainer including a recess configured to receive the rigid portion. 前記可撓性部分が、前記シャフトアセンブリの前記長手方向軸に対して横方向に折れ曲がるように構成されている、請求項9に記載の可撓性回路。 The flexible circuit of claim 9, wherein the flexible portion is configured to bend laterally relative to the longitudinal axis of the shaft assembly. 外科用器具の可撓性回路であって、前記可撓性回路は、
剛性部分と、
前記外科用器具のシャフトアセンブリの長手方向軸に対して横方向に折れ曲がるように構成されている部分と位置合わせされている、可撓性部分と、
前記剛性部分上及び前記可撓性部分上の両方に位置付けられた導電トレースと、
電磁シールドと、を備え、
前記可撓性部分と位置合わせされている前記部分は、
前記外科用器具の前記シャフトアセンブリの能動曲げ部分と、
前記シャフトアセンブリの関節継手と、のうちの1つであり、
前記導電トレースが、前記可撓性部分及び前記可撓性部分に隣接する前記剛性部分において同一又は実質的に類似の電流搬送容量を有し、かつ、前記可撓性部分が折り曲げによる高応力への耐性を高めることが可能となるように、前記可撓性部分上に位置付けられた前記導電トレースの第1の部分の高さが、前記可撓性部分に隣接する前記剛性部分上に位置付けられた前記導電トレースの第2の部分の高さよりも小さく、かつ、前記導電トレースの前記第1の部分の幅が、前記導電トレースの前記第2の部分の幅よりも大きい、可撓性回路。
1. A flexible circuit for a surgical instrument, the flexible circuit comprising:
A rigid portion;
a flexible portion aligned with a portion configured to bend transversely relative to a longitudinal axis of a shaft assembly of the surgical instrument;
conductive traces positioned on both the rigid portion and the flexible portion;
an electromagnetic shield;
The portion aligned with the flexible portion is
an active bending portion of the shaft assembly of the surgical instrument;
an articulation joint of the shaft assembly;
1. A flexible circuit, wherein the conductive traces have the same or substantially similar current carrying capacity in the flexible portion and the rigid portion adjacent to the flexible portion, and wherein a height of a first portion of the conductive trace located on the flexible portion is smaller than a height of a second portion of the conductive trace located on the rigid portion adjacent to the flexible portion, and a width of the first portion of the conductive trace is larger than a width of the second portion of the conductive trace, such that the flexible portion can be more resistant to high stresses due to bending.
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