(57)【要約】      （修正有）【課題】外科手術締め具の成功した配備を検出する動力式外科手術ステープラーを提供する。【解決手段】動力式外科手術ステープラー１０は、ハウジング１１０と、ハウジングから遠位に延び、かつ、第１の長手方向軸Ａ−Ａを規定する内視鏡部分１４０と、ハウジング内に少なくとも部分的に配置された駆動モーターと、駆動モーターと機械的に協働して配置された発射ロッドと、内視鏡部分の遠位部分に隣接して配置されたエンドエフェクター１６０であって、エンドエフェクターは、発射ロッドと機械的に協働して、外科手術締め具を発射する、エンドエフェクターと、モーター上の電流引き込みを測定するように構成された電流センサーと、外科手術締め具が、モーター上の電流引き込みに基づいてうまく配備されたか否かを決定するように構成されたコントローラーとを備える構成とする。【選択図】図１
2014171879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
該ハウジングから遠位に延び、かつ、第１の長手方向軸を規定する内視鏡部分と、
ハウジング内に少なくとも部分的に配置された駆動モーターと、
該駆動モーターと機械的に協働して配置された発射ロッドと、
該内視鏡部分の遠位部分に隣接して配置されたエンドエフェクターであって、該エンドエフェクターは、該発射ロッドと機械的に協働して、外科手術締め具を発射する、エンドエフェクターと、
該モーター上の電流引き込みを測定するように構成された電流センサーと、
該外科手術締め具が、該モーター上の該電流引き込みに基づいてうまく配備されたか否かを決定するように構成されたコントローラーと
を備える、動力式外科手術ステープラー。
【請求項２】
成功したテスト発射データを格納するように構成されたメモリーをさらに備え、前記コントローラーは、前記モーター上の前記電流引き込みを該成功したテスト発射データと比較することにより、前記外科手術締め具がうまく配備されたか否かを決定する、請求項１に記載の動力式外科手術ステープラー。
【請求項３】
前記モーター上の前記電流引き込みが、前記成功したテスト発射データの受け入れ可能な公差ウィンドウ内にある場合、前記コントローラーは、前記外科手術締め具の成功したテスト発射を示す、請求項２に記載の動力式外科手術ステープラー。
【請求項４】
前記モーター上の前記電流引き込みが、前記成功したテスト発射データの受け入れ可能な公差ウィンドウ内にない場合、前記コントローラーは、ユーザーインターフェイスを介してユーザーにエラーを出力する、請求項２に記載の動力式外科手術ステープラー。
【請求項５】
前記モーター上の前記電流引き込みが、前記成功したテスト発射データの受け入れ可能な公差ウィンドウ内にない場合、前記動力式外科手術ステープラーは、電源を切られる、請求項２に記載の動力式外科手術ステープラー。
【請求項６】
前記発射ロッドの移動距離を決定するように構成された位置計算器をさらに備える、請求項１に記載の動力式外科手術ステープラー。
【請求項７】
前記メモリーは、前記モーター上の前記電流引き込み対前記発射ロッドの移動距離を格納する、請求項６に記載の動力式外科手術ステープラー。
【請求項８】
外科手術締め具の成功した配備を検出する動力式外科手術ステープラーであって、該動力式外科手術ステープラーは、
ハウジングと、
該ハウジングから遠位に延び、かつ、第１の長手方向軸を規定する内視鏡部分と、
ハウジング内に少なくとも部分的に配置された駆動モーターと、
該駆動モーターと機械的に協働して配置された発射ロッドと、
該内視鏡部分の遠位部分に隣接して配置されたエンドエフェクターであって、該エンドエフェクターは、該発射ロッドと機械的に協働して、外科手術締め具を発射する、エンドエフェクターと、
該モーター上の電流引き込みを測定するように構成された電流センサーと、
該外科手術締め具が、該モーター上の該電流引き込みに基づいてうまく配備されたか否かを決定するように構成されたコントローラーと
を備え、
該動力式外科手術ステープラーは、
該外科手術締め具を発射することと、
該モーター上の該電流引き込みを検出することと、
該検出された電流引き込みを成功したテスト発射データと比較することと、
該検出された電流引き込みと該成功したテスト発射データとの比較の結果を出力することと
を行うように構成されている、動力式外科手術ステープラー。
【請求項９】
前記検出された電流引き込みが、前記成功したテスト発射データの受け入れ可能な公差ウィンドウ内にない場合、前記動力式外科手術ステープラーは、ユーザーインターフェイスを介してユーザーにエラーを出力するようにさらに構成されている、請求項８に記載の動力式外科手術ステープラー。
【請求項１０】
前記検出された電流引き込みが、前記成功したテスト発射データの受け入れ可能な公差ウィンドウ内にない場合、前記動力式外科手術ステープラーは、電源を切るようにさらに構成されている、請求項８に記載の動力式外科手術ステープラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００７年１０月５日に出願された米国仮出願第６０／９９７，８５４号の利益および優先権を主張する、２００８年８月１２日に出願された米国特許出願第１２／１８９，８３４の一部継続出願であり、上記文献の全内容は、参照することによって本明細書において援用される。
【０００２】
（背景）
１．技術分野
本開示は、患者の組織に機械的外科手術締め具を埋め込む外科手術ステープラーに関し、特に、組織に外科手術締め具を発射するためのモーターと、外科手術締め具の発射に関連する１つ以上の状態を決定し、かつ、１つ以上の感知されたフィードバック信号に応答してステープラーを制御するためのコントローラーとによって動かされる外科手術ステープラーに関する。
【背景技術】
【０００３】
２．関連技術の背景
現在知られているデバイスは、一般的に、組織を締め付け、組織に外科手術締め具を配備および形成するために、１０〜６０のポンドの手動の手の力を必要とし得、繰り返した使用にわたって、これは、外科医の手を疲労させ得る。組織に外科手術締め具を埋め込む気体動力式の空気圧式ステープラーが、当技術分野において公知である。これらの器具の一部は、トリガ機構に接続する圧縮された気体供給を利用する。トリガ機構は、押圧されると、圧縮された気体を簡単に解放して、締め具を組織に埋め込む。
【０００４】
モーター動力式外科手術ステープラーも、当技術分野において公知である。これらは、ステープラー発射機構を起動するモーターを有する動力式外科手術ステープラーを含む。いくつかの場合において、ステープラー発射機構は、外科手術締め具を誤って配備し得、これは、患者への負の影響を有し得る。従って、様々なセンサーを含む、新しく、かつ、改善された動力式外科手術ステープラーに対するニーズがある。センサーは、誤った配備された外科手術締め具を検出し、これについて関連のフィードバックをコントローラーまたはユーザーに提供する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（要約）
本開示の１つの局面に従って、動力式外科手術ステープラーが開示される。ステープラーは、ハウジングと、ハウジングから遠位に延び、かつ、第１の長手方向軸を規定する内視鏡部分と、ハウジング内に少なくとも部分的に配置された駆動モーターと、駆動モーターと機械的に協働して配置された発射ロッドとを含む。発射ロッドは、長手方向に並進され、それを通して延びる第１の長手方向軸の周りにモーターによって回転される。ステープラーは、内視鏡部分の遠位部分に隣接して配置されたエンドエフェクターも含む。エンドエフェクターは、発射ロッドと機械的に協働して、外科手術締め具を発射する。ステープラーは、モーター上の電流引き込みを測定するように構成された電流センサーと、外科手術締め具が、モーター上の電流引き込みに基づいてうまく配備されたか否かを決定するように構成されたコントローラーとをさらに含む。
【０００６】
本開示の別の局面に従って、外科手術締め具の成功した配備を検出する方法が提供される。方法は、動力式外科手術ステープラーを提供することを含む。ステープラーは、ハウジングと、ハウジングから遠位に延び、かつ、第１の長手方向軸を規定する内視鏡部分と、ハウジング内に少なくとも部分的に配置された駆動モーターと、駆動モーターと機械的に協働して配置された発射ロッドとを含む。発射ロッドは、長手方向に並進され、それを通して延びる第１の長手方向軸の周りにモーターによって回転される。ステープラーは、内視鏡部分の遠位部分に隣接して配置されたエンドエフェクターも含む。エンドエフェクターは、発射ロッドと機械的に協働して、外科手術締め具を発射する。ステープラーは、モーター上の電流引き込みを測定するように構成された電流センサーと、外科手術締め具が、モーター上の電流引き込みに基づいてうまく配備されたか否かを決定するように構成されたコントローラーとをさらに含む。ステープラーは、外科手術締め具を発射し、モーター上の電流引き込みを検出する。検出された電流引き込みは、成功したテスト発射データと比較され、検出された電流引き込みと成功したテスト発射データとの比較の結果が出力される。
【０００７】
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
ハウジングと、
該ハウジングから遠位に延び、かつ、第１の長手方向軸を規定する内視鏡部分と、
ハウジング内に少なくとも部分的に配置された駆動モーターと、
該駆動モーターと機械的に協働して配置された発射ロッドと、
該内視鏡部分の遠位部分に隣接して配置されたエンドエフェクターであって、該エンドエフェクターは、該発射ロッドと機械的に協働して、外科手術締め具を発射する、エンドエフェクターと、
該モーター上の電流引き込みを測定するように構成された電流センサーと、
該外科手術締め具が、該モーター上の該電流引き込みに基づいてうまく配備されたか否かを決定するように構成されたコントローラーと
を備える、動力式外科手術ステープラー。
（項目２）
成功したテスト発射データを格納するように構成されたメモリーをさらに備え、上記コントローラーは、上記モーター上の上記電流引き込みを該成功したテスト発射データと比較することにより、上記外科手術締め具がうまく配備されたか否かを決定する、上記項目に記載の動力式外科手術ステープラー。
（項目３）
上記モーター上の上記電流引き込みが、上記成功したテスト発射データの受け入れ可能な公差ウィンドウ内にある場合、上記コントローラーは、上記外科手術締め具の成功したテスト発射を示す、上記項目のいずれかに記載の動力式外科手術ステープラー。
（項目４）
上記モーター上の上記電流引き込みが、上記成功したテスト発射データの受け入れ可能な公差ウィンドウ内にない場合、上記コントローラーは、ユーザーインターフェイスを介してユーザーにエラーを出力する、上記項目のいずれかに記載の動力式外科手術ステープラー。
（項目５）
上記モーター上の上記電流引き込みが、上記成功したテスト発射データの受け入れ可能な公差ウィンドウ内にない場合、上記動力式外科手術ステープラーは、電源を切られる、上記項目のいずれかに記載の動力式外科手術ステープラー。
（項目６）
上記発射ロッドの移動距離を決定するように構成された位置計算器をさらに備える、上記項目のいずれかに記載の動力式外科手術ステープラー。
（項目７）
上記メモリーは、上記モーター上の上記電流引き込み対上記発射ロッドの移動距離を格納する、上記項目のいずれかに記載の動力式外科手術ステープラー。
（項目８）
外科手術締め具の成功した配備を検出する動力式外科手術ステープラーであって、該動力式外科手術ステープラーは、
ハウジングと、
該ハウジングから遠位に延び、かつ、第１の長手方向軸を規定する内視鏡部分と、
ハウジング内に少なくとも部分的に配置された駆動モーターと、
該駆動モーターと機械的に協働して配置された発射ロッドと、
該内視鏡部分の遠位部分に隣接して配置されたエンドエフェクターであって、該エンドエフェクターは、該発射ロッドと機械的に協働して、外科手術締め具を発射する、エンドエフェクターと、
該モーター上の電流引き込みを測定するように構成された電流センサーと、
該外科手術締め具が、該モーター上の該電流引き込みに基づいてうまく配備されたか否かを決定するように構成されたコントローラーと
を備え、
該動力式外科手術ステープラーは、
該外科手術締め具を発射することと、
該モーター上の該電流引き込みを検出することと、
該検出された電流引き込みを成功したテスト発射データと比較することと、
該検出された電流引き込みと該成功したテスト発射データとの比較の結果を出力することと
を行うように構成されている、動力式外科手術ステープラー。
（項目９）
上記検出された電流引き込みが、上記成功したテスト発射データの受け入れ可能な公差ウィンドウ内にない場合、上記動力式外科手術ステープラーは、ユーザーインターフェイスを介してユーザーにエラーを出力するようにさらに構成されている、上記項目のいずれかに記載の動力式外科手術ステープラー。
（項目１０）
上記検出された電流引き込みが、上記成功したテスト発射データの受け入れ可能な公差ウィンドウ内にない場合、上記動力式外科手術ステープラーは、電源を切るようにさらに構成されている、上記項目のいずれかに記載の動力式外科手術ステープラー。
（項目８Ａ）
外科手術締め具の成功した配備を検出する方法であって、該方法は、
動力式外科手術ステープラーを提供することであって、該動力式外科手術ステープラーは、
ハウジングと、
該ハウジングから遠位に延び、かつ、第１の長手方向軸を規定する内視鏡部分と、
ハウジング内に少なくとも部分的に配置された駆動モーターと、
該駆動モーターと機械的に協働して配置された発射ロッドと、
該内視鏡部分の遠位部分に隣接して配置されたエンドエフェクターであって、該エンドエフェクターは、該発射ロッドと機械的に協働して、外科手術締め具を発射する、エンドエフェクターと、
該モーター上の電流引き込みを測定するように構成された電流センサーと、
該外科手術締め具が、該モーター上の該電流引き込みに基づいてうまく配備されたか否かを決定するように構成されたコントローラーと
を備える、ことと、
該外科手術締め具を発射することと、
該モーター上の該電流引き込みを検出することと、
該検出された電流引き込みを成功したテスト発射データと比較することと、
該検出された電流引き込みと該成功したテスト発射データとの比較の結果を出力することと
を含む、方法。
（項目９Ａ）
上記検出された電流引き込みが、上記成功したテスト発射データの受け入れ可能な公差ウィンドウ内にない場合、上記方法は、ユーザーインターフェイスを介してユーザーにエラーを出力するステップをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１０Ａ）
上記検出された電流引き込みが、上記成功したテスト発射データの受け入れ可能な公差ウィンドウ内にない場合、上記方法は、上記動力式外科手術ステープラーの電源を切るステップをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（摘要）
動力式外科手術ステープラーが開示される。ステープラーは、ハウジングと、ハウジングから遠位に延び、かつ、第１の長手方向軸を規定する内視鏡部分と、ハウジング内に少なくとも部分的に配置された駆動モーターと、駆動モーターと機械的に協働して配置された発射ロッドとを含む。発射ロッドは、長手方向に並進され、それを通して延びる第１の長手方向軸の周りにモーターによって回転される。ステープラーは、内視鏡部分の遠位部分に隣接して配置されたエンドエフェクターも含む。エンドエフェクターは、発射ロッドと機械的に協働して、外科手術締め具を発射する。ステープラーは、モーター上の電流引き込みを測定するように構成された電流センサーと、外科手術締め具が、モーター上の電流引き込みに基づいてうまく配備されたか否かを決定するように構成されたコントローラーとをさらに含む。
【０００８】
本対象の器具の様々な実施形態は、図面を参照して本明細書に説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具の透視図である。
【図２】図２は、図１の本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具の部分的に拡大された透視図である。
【図３】図３は、図１の本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具の部分的に拡大された平面図である。
【図４】図４は、本開示の実施形態に従う、図１の動力式外科手術器具の内部コンポーネントの部分透視断面図である。
【図５】図５は、本開示の実施形態に従う、図１の動力式外科手術器具の、パーツが分離された関節運動機構の透視図である。
【図６】図６は、第１の位置において配置される、図１の本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具の内部コンポーネントを示す部分断面図である。
【図７】図７は、第２の位置において配置される、図１の本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具の内部コンポーネントを示す部分断面図である。
【図８】図８は、本開示の実施形態に従う、図１の動力式外科手術器具の、パーツが分離された、取り付けアセンブリとローディングユニットの近位本体部分との透視図である。
【図９】図９は、本開示の実施形態に従う、図１の動力式外科手術器具のエンドエフェクターの側面断面図である。
【図１０】図１０は、図１の本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具の内部コンポーネントを示す部分的に拡大された側面図である。
【図１１】図１１は、本開示の実施形態に従う、図１の動力式外科手術器具の一方向のクラッチプレートの透視図である。
【図１２】図１２は、図１の本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具の内部コンポーネントを示す部分的に拡大された側面図である。
【図１３】図１３は、図１の本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具の電源の概略的ダイヤグラムである。
【図１４】図１４は、図１の動力式外科手術器具の電源を認証する方法を例示するフローチャートダイヤグラムである。
【図１５Ａ】図１５Ａ〜Ｂは、図１の本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具のローディングユニットの部分的透視後方図である。
【図１５Ｂ】図１５Ａ〜Ｂは、図１の本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具のローディングユニットの部分的透視後方図である。
【図１６】図１６は、図１の本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具のローディングユニットを認証する方法を例示するフローチャートダイヤグラムである。
【図１７】図１７は、図１の本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具のローディングユニットの透視図である。
【図１８】図１８は、本開示の実施形態に従う、図１の動力式外科手術器具のエンドエフェクターの側面断面図である。
【図１９】図１９は、本開示の実施形態に従う、図１の動力式外科手術器具の側面断面図である。
【図２０】図２０は、図１の本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具の制御システムの概略的ダイヤグラムである。
【図２１】図２１は、本開示に従うフィードバック制御システムの概略的ダイヤグラムである。
【図２２Ａ】図２２Ａ〜Ｂは、本開示の実施形態に従うフィードバック制御システムのフィードバックコントローラーの透視前方図および透視後方図である。
【図２２Ｂ】図２２Ａ〜Ｂは、本開示の実施形態に従うフィードバック制御システムのフィードバックコントローラーの透視前方図および透視後方図である。
【図２３】図２３は、本開示の実施形態に従うフィードバックコントローラーの概略的ダイヤグラムである。
【図２４】図２４は、本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具の内部コンポーネントの部分断面図である。
【図２５】図２５は、本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具の内部コンポーネントの部分的透視断面図である。
【図２６】図２６は、本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具のノーズアセンブリの部分的透視図である。
【図２７】図２７は、本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具の後退レバーの部分的透視図である。
【図２８】図２８は、本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具の部分的透視図である。
【図２９】図２９は、本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具の透視図である。
【図３０】図３０は、本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具のモジュール式後退アセンブリの透視図である。
【図３１】図３１は、本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具の内部コンポーネントの拡大された部分的断面図である。
【図３２】図３２は、本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具の内部コンポーネントの拡大された部分的断面図である。
【図３３Ａ】図３３Ａ〜３３Ｌは、本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具におけるモーターによる電気引き込み対時間を描くカラーチャートである。
【図３３Ｂ−１】図３３Ａ〜３３Ｌは、本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具におけるモーターによる電気引き込み対時間を描くカラーチャートである。
【図３３Ｂ−２】図３３Ａ〜３３Ｌは、本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具におけるモーターによる電気引き込み対時間を描くカラーチャートである。
【図３３Ｃ】図３３Ａ〜３３Ｌは、本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具におけるモーターによる電気引き込み対時間を描くカラーチャートである。
【図３３Ｄ】図３３Ａ〜３３Ｌは、本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具におけるモーターによる電気引き込み対時間を描くカラーチャートである。
【図３３Ｅ】図３３Ａ〜３３Ｌは、本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具におけるモーターによる電気引き込み対時間を描くカラーチャートである。
【図３３Ｆ】図３３Ａ〜３３Ｌは、本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具におけるモーターによる電気引き込み対時間を描くカラーチャートである。
【図３３Ｇ】図３３Ａ〜３３Ｌは、本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具におけるモーターによる電気引き込み対時間を描くカラーチャートである。
【図３３Ｈ】図３３Ａ〜３３Ｌは、本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具におけるモーターによる電気引き込み対時間を描くカラーチャートである。
【図３３Ｉ】図３３Ａ〜３３Ｌは、本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具におけるモーターによる電気引き込み対時間を描くカラーチャートである。
【図３３Ｊ】図３３Ａ〜３３Ｌは、本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具におけるモーターによる電気引き込み対時間を描くカラーチャートである。
【図３３Ｋ】図３３Ａ〜３３Ｌは、本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具におけるモーターによる電気引き込み対時間を描くカラーチャートである。
【図３３Ｌ】図３３Ａ〜３３Ｌは、本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具におけるモーターによる電気引き込み対時間を描くカラーチャートである。
【図３４】図３４は、本開示の実施形態に従う外科手術締め具検出システムの概略的ダイヤグラムである。
【図３５】図３５は、本開示の実施形態に従う電流感知回路の概略図である。
【図３６】図３６は、１つ以上の外科手術締め具の成功した配備を検出する方法を例示するフローチャートダイヤグラムである。
【図３７Ａ】図３７Ａ〜３７Ｌは、図３３Ａ〜３３Ｌに提供されたカラーチャートのグレースケール表示である。
【図３７Ｂ−１】図３７Ａ〜３７Ｌは、図３３Ａ〜３３Ｌに提供されたカラーチャートのグレースケール表示である。
【図３７Ｂ−２】図３７Ａ〜３７Ｌは、図３３Ａ〜３３Ｌに提供されたカラーチャートのグレースケール表示である。
【図３７Ｃ】図３７Ａ〜３７Ｌは、図３３Ａ〜３３Ｌに提供されたカラーチャートのグレースケール表示である。
【図３７Ｄ】図３７Ａ〜３７Ｌは、図３３Ａ〜３３Ｌに提供されたカラーチャートのグレースケール表示である。
【図３７Ｅ】図３７Ａ〜３７Ｌは、図３３Ａ〜３３Ｌに提供されたカラーチャートのグレースケール表示である。
【図３７Ｆ】図３７Ａ〜３７Ｌは、図３３Ａ〜３３Ｌに提供されたカラーチャートのグレースケール表示である。
【図３７Ｇ】図３７Ａ〜３７Ｌは、図３３Ａ〜３３Ｌに提供されたカラーチャートのグレースケール表示である。
【図３７Ｈ】図３７Ａ〜３７Ｌは、図３３Ａ〜３３Ｌに提供されたカラーチャートのグレースケール表示である。
【図３７Ｉ】図３７Ａ〜３７Ｌは、図３３Ａ〜３３Ｌに提供されたカラーチャートのグレースケール表示である。
【図３７Ｊ】図３７Ａ〜３７Ｌは、図３３Ａ〜３３Ｌに提供されたカラーチャートのグレースケール表示である。
【図３７Ｋ】図３７Ａ〜３７Ｌは、図３３Ａ〜３３Ｌに提供されたカラーチャートのグレースケール表示である。
【図３７Ｌ】図３７Ａ〜３７Ｌは、図３３Ａ〜３３Ｌに提供されたカラーチャートのグレースケール表示である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
詳細な説明
次に、本開示の動力式外科手術器具の実施形態が、図面を参照して詳細に記載され、図面において、類似の参照数字は、数枚の図の各々における同一の要素または対応する要素を表す。本明細書中で用いられる場合、用語「遠位」は、使用者からより遠い、動力式外科手術器具の部分またはその構成要素を指し、用語「近位」は、使用者により近い、動力式外科手術器具の部分またはその構成要素を指す。
【００１１】
本開示に従う、動力式外科手術器具（例えば、外科手術ステープラー）は、図において、参照数字１０と称される。最初に図１を参照すると、動力式外科手術器具１０は、ハウジング１１０と、内視鏡部分１４０であって、この内視鏡部分１４０は、それを通って延びている第１の長手方向軸Ａ−Ａを規定する、内視鏡部分１４０と、エンドエフェクター１６０であって、このエンドエフェクター１６０は、それを通って延びている第２の長手方向軸Ｂ−Ｂを規定する、エンドエフェクター１６０とを含む。内視鏡部分１４０は、ハウジング１１０から遠位方向に延びており、エンドエフェクター１６０は、内視鏡部分１４０の遠位部分に隣接して配置されている。実施形態において、ハウジング１１０の構成要素は、微粒子および／または流体の汚染の侵入に対して密封されており、滅菌プロセスによる構成要素の損傷を防ぐことを助ける。
【００１２】
本開示の実施形態に従って、エンドエフェクター１６０は、１つ以上の外科手術締め具を有する第１の顎部材（例えば、カートリッジアセンブリ１６４）と、第２の対向する顎部材（例えば、アンビルアセンブリ１６２）とを含み、この第２の対向する顎部材は、外科手術締め具を配備して形成するためのアンビル部分を含む。特定の実施形態において、ステープルは、カートリッジアセンブリ１６４の中に収容されて、同時または連続した様式のいずれかでステープルの線形の列を組織に適用する。アンビルアセンブリ１６２およびカートリッジアセンブリ１６４のうちの一方または両方のいずれかは、アンビルアセンブリ１６２がカートリッジアセンブリ１６４から間隔が空けられた開放位置と、アンビルアセンブリ１６２がカートリッジアセンブリ１６４と隣接して整列している接近させられた位置または締め付けられた位置との間を互いに対して移動可能である。
【００１３】
エンドエフェクター１６０は、取り付け部分１６６に取り付けられ、このエンドエフェクター１６０は、本体部分１６８に旋回可能に取り付けられていることがさらに想定される。本体部分１６８は、動力式外科手術器具１０の内視鏡部分１４０と一体であり得るか、または交換可能な使い捨てローディングユニット（ＤＬＵ）もしくは単回使用ローディングユニット（ＳＵＬＵ）（例えば、ローディングユニット１６９）を提供するために、器具１０に取り外し可能に取り付けられ得る。特定の実施形態において、再使用可能な部分は、その後の外科手術手順における滅菌および再使用のために構成され得る。
【００１４】
ローディングユニット１６９は、差込み接続を通して内視鏡部分１４０に接続可能であり得る。ローディングユニット１６９がローディングユニット１６９の取り付け部分１６６に接続されている関節運動リンクを有し、関節運動リンクがリンケージロッドに接続され、その結果、リンケージロッドが第１の長手方向軸Ａ−Ａに沿って遠位−近位方向に並進させられる場合、エンドエフェクター１６０が関節運動させられることが想定される。関節運動を可能にするために、エンドエフェクター１６０を内視鏡部分１４０に接続する他の方法（例えば、可撓なチューブ、または複数の旋回可能な部材を含むチューブ）が使用され得る。
【００１５】
ローディングユニット１６９は、種々のエンドエフェクター（例えば、脈管密封デバイス、線形ステープル留めデバイス、円形ステープル留めデバイス、カッターなど）を組み込み得るか、または組み込むように構成され得る。そのようなエンドエフェクターは、動力式外科手術器具１０の内視鏡部分１４０に連結され得る。ローディングユニット１６９は、関節運動しない線形ステープル留めエンドエフェクターを含み得る。中間可撓シャフトは、ハンドル部分１１２とローディングユニットとの間に含まれ得る。可撓シャフトの組み込みは、身体の特定の領域へのアクセス、および／または身体の特定の領域内でのアクセスを容易にし得ることが想定される。
【００１６】
図２を参照すると、本開示の実施形態に従う、ハウジング１１０の拡大された図が例示されている。例示される実施形態において、ハウジング１１０は、ハンドル部分１１２を含み、このハンドル部分１１２は、その上に配置されている主駆動スイッチ１１４を有する。スイッチ１１４は、トグルスイッチとして一緒に形成される第１のスイッチ１１４ａと第２のスイッチ１１４ｂとを含み得る。ハンドル軸Ｈ−Ｈを規定するハンドル部分１１２は、使用者の指によって把持されるように構成されている。ハンドル部分１１２は、人間工学的形状を有し、動作中、ハンドル部分１１２が圧搾されて使用者の手の外に出ることを防ぐことを助ける十分な手のひら把握力を提供する。各スイッチ１１４ａおよび１１４ｂは、使用者の１つまたは複数の指によるその押し下げを容易にするために、ハンドル部分１１２における適切な場所に配置されるものとして示される。
【００１７】
さらに、図１および図２を参照すると、スイッチ１１４ａ、１１４ｂは、駆動モーター２００（図４）の移動を開始および／停止するために使用され得る。１つの実施形態において、スイッチ１１４ａは、駆動モーター２００を第１の方向に起動して、発射ロッド２２０（図５）を遠位方向に前進させ、それにより、アンビルアセンブリ１６２およびカートリッジアセンブリ１６４を締め付けるように構成されている。反対に、スイッチ１１４ｂは、駆動モーター２００を逆方向に起動することによって、発射ロッド２２０を後退させ、アンビルアセンブリ１６２およびカートリッジアセンブリ１６４を開放するように構成され得る。後退モードは、機械的ロックアウトを開始し、ローディングユニット１６９によるステープル留めおよび切断のさらなる進行を防ぐ。トグルは、スイッチ１１４ａを起動するための第１の位置と、スイッチ１１４ｂを起動するための第２の位置と、第１の位置と第２の位置との間の中立位置とを有する。器具１０の駆動構成要素の動作の詳細は、より詳細に下で議論される。
【００１８】
ハウジング１１０、特に、ハンドル部分１１２は、スイッチシールド１１７ａおよび１１７ｂを含む。スイッチシールド１１７ａおよび１１７ｂは、リブのような形状を有し得、スイッチ１１４ａの底部部分およびスイッチ１１４ｂの頂部部分をそれぞれ取り囲んでいる。スイッチシールド１１７ａおよび１１７ｂは、スイッチ１１４の偶発的な起動を防ぐ。さらに、スイッチ１１４ａおよび１１４ｂは、高度に触知可能なフィードバックを有し、起動のために、増大した圧力を必要とする。
【００１９】
１つの実施形態において、スイッチ１１４ａおよび１１４ｂは、複数のスピード（例えば、２つ以上）の、増分または可変スピードスイッチとして構成され、これらは、非線形様式において、駆動モーター２００および発射ロッド２２０のスピードを制御する。例えば、スイッチ１１４ａ、ｂは、感圧性であり得る。このタイプの制御インターフェイスは、より遅いより正確なモードからより速い動作への、駆動構成要素の速度のゆるやかな増大を可能にする。後退の偶発的な起動を防ぐために、スイッチ１１４ｂは、フェイルセーフスイッチが押圧されるまで、電気的に切断され得る。加えて、第３のスイッチ１１４ｃも、この目的のために使用され得る。さらに、または代替的に、フェイルセーフは、スイッチ１１４ｂを押圧し、約１００ミリ秒〜約２秒の所定の期間、保持することによって克服され得る。次に、発射ロッド２２０は、後退を停止するために後退モード中にスイッチ１１４ｂが起動（例えば、押圧および解放）されない限り、その最初の位置まで自動的に後退する。スイッチ１１４ｂの解放後、続くスイッチ１１４ｂの押圧は、後退を再開する。あるいは、他の実施形態において、発射ロッド２２０の後退は、たとえスイッチ１１４ｂが解放されても、完全な後退まで続き得る。
【００２０】
スイッチ１１４ａおよび１１４ｂは、電圧調節回路、可変抵抗回路、またはパルス幅変調回路として実装され得る非線形スピード制御回路１１５に連結されている。スイッチ１１４ａおよび１４４ｂは、可変制御デバイス（例えば、加減抵抗デバイス、マルチプルポジションスイッチ回路、線形および／または回転可変変位変換器、線形および／または回転電位差計、光学エンコーダー、強磁性センサー、ならびにホール効果センサー）を変位させるか、または作動させることによって制御回路１１５とインターフェイス接続し得る。このことは、複数のスピードモードでスイッチ１１４ａおよび１１４ｂが駆動モーター２００を動作させることを可能にする（例えば、スイッチ１１４ａおよび１１４ｂの押し下げに基づき、使用される制御回路１１５のタイプに依存して、増分にまたは徐々に、駆動モーター２００のスピードを徐々に増大させる）。
【００２１】
特定の実施形態において、スイッチ１１４ｃも含まれ得（図１、図２、および図４）、その押し下げは、動作モードを締め付けから発射へ、機械的および／または電気的に変更し得る。スイッチ１１４ｃは、ハウジング１１０内の凹所に置かれ、誤った作動を防ぐために、高度に触知可能なフィードバックを有する。発射モードを開始するために別個の制御スイッチを提供することは、エンドエフェクターの顎が繰り返し開閉することを可能にし、その結果、器具１０は、スイッチ１１４ｃが押圧され、従って、ステープル留めおよび／または切断を起動するまでグラスパーとして使用される。スイッチ１１４は、例えば、１つ以上のマイクロ電子膜スイッチを含み得る。そのようなマイクロ電子膜スイッチは、比較的低い作動力、小さい包装サイズ、人間工学的サイズおよび形状、低いプロフィール、スイッチ上の成形文字、シンボル、描写および／または指示を含む能力、ならびに低い材料費を含む。さらに、スイッチ１１４（例えば、マイクロ電子膜スイッチ）は、器具１０の滅菌を容易にすることを助けるために密封され得、ならびに粒子および／または流体の汚染を防ぐことを助ける。
【００２２】
スイッチ１１４に対する代替として、またはスイッチ１１４に加えて、他の入力デバイスは、声入力技術を含み得、それは、制御システム５０１（図２０）に組み込まれるハードウェアおよび／またはソフトウェア、あるいはそれに接続される別個のデジタルモジュールを含み得る。声入力技術は、声認識、声起動、声修正および／または埋め込まれたスピーチを含み得る。使用者は、声の命令を全体的に、または部分的に通して器具の動作を制御し、従って、他の器具を動作させるために使用者の手の一方または両方を自由にすることが可能であり得る。声または他の可聴出力はまた、使用者にフィードバックを提供するために使用され得る。
【００２３】
図３を参照すると、ユーザーインターフェイス１２０を有するハウジング１１０の近位領域１１８が示されている。ユーザーインターフェイス１２０は、スクリーン１２２と、複数のスイッチ１２４とを含む。ユーザーインターフェイス１２０は、器具１０の種々のタイプの動作上のパラメータを表示し得る（例えば、センサーを介してユーザーインターフェイスに通信され得る「モード」（例えば、回転、関節運動、または作動）、「状態」（例えば、関節運動の角度、回転のスピード、または作動のタイプ）、および「フィードバック」（例えば、器具１０に配置されているセンサーによって報告される情報に基づいて、ステープルが発射されたかどうか））。
【００２４】
スクリーン１２２は、ＬＣＤスクリーン、プラズマスクリーン、エレクトロルミネセントスクリーンなどであり得る。１つの実施形態において、スクリーン１２２は、タッチスクリーンであり得、それは、スイッチ１２４の必要性を取り除く。タッチスクリーンは、抵抗性、表面波、容量性、赤外線、ひずみ計、光学、分散性信号、または音響パルス認識タッチスクリーン技術を組み込み得る。タッチスクリーンは、使用者が動作上のフィードバックを見ながら入力を提供することを可能にするために使用され得る。このアプローチは、器具１０を滅菌することを助けるために、スクリーン構成要素を密封することの簡易化を可能にし得、ならびに粒子および／または流体の汚染を防ぐ。特定の実施形態において、スクリーンは、使用中または準備中に柔軟にスクリーンを見るために、（例えば、ヒンジ、またはボールおよびソケット形取り付けを介して）旋回可能または回転可能に器具１０に取り付けられている。
【００２５】
スイッチ１２４は、器具１０の移動を開始および／または停止するため、ならびに旋回方向、スピード、および／またはトルクを選択するために使用され得る。少なくとも１つのスイッチ１２４が、種々の設定に優先する緊急モードを選択するために使用され得ることも想定される。スイッチ１２４はまた、スクリーン１２２における種々のオプションを選択するために使用され得る（例えば、プロンプトに応答する一方でユーザーインターフェイスメニューを誘導し、種々の設定を選択し、使用者が異なる組織のタイプ、ならびにステープルカートリッジの種々のサイズおよび長さを入力することを可能にする）。
【００２６】
スイッチ１２４は、マイクロ電子の触知可能な膜または触知可能ではない膜、ポリエステル膜、エラストマー、プラスチック、または種々の形状およびサイズの金属キーから形成され得る。さらに、使用者がユーザーインターフェイス１２０を見る必要なく適切なスイッチを押し下げることを可能にするために、スイッチは、互いに異なる高さで位置決めされ得、および／または隆起したしるし、もしくは他の感触特徴（例えば、凹面または凸面）を含み得る。
【００２７】
スクリーン１２２の他に、ユーザーインターフェイス１２０は、１つ以上の視覚出力１２３を含み得、この視覚出力１２３は、フィードバックを使用者に伝えるために、１つ以上の、色のついた可視光または発光ダイオード（「ＬＥＤ」）を含み得る。視覚出力１２３は、種々の形状、サイズ、および色の対応する指標を含み得、この指標は、視覚出力１２３を識別する番号および／またはテキストを有する。視覚出力１２３は、出力１２３が、ハウジング１１０に対して隆起し、突出するように、ハウジング１１０の頂部に配置され、そのより良好な可視性を提供する。
【００２８】
複数の光は、特定の動作モードを使用者に例示するために、特定の組み合わせで表示する。１つの実施形態において、視覚出力１２３は、第１の光（例えば、黄色）１２３ａと、第２の光（例えば、緑色）１２３ｂと、第３の光（例えば、赤色）１２３ｃとを含む。光は、下の表１に列挙されるように、特定の動作モードと関連付けられている特定の組み合わせで動作させられる。
【００２９】
【表１−１】
2014171879.tif 000003
【００３０】
【表１−２】
2014171879.tif 000004
【００３１】
【表１−３】
2014171879.tif 000005
別の実施形態において、視覚出力１２３は、単一のマルチカラーＬＥＤを含み得、それは、表１中の第１、第２、および第３の光に対して上で議論されるように、動作モードに関連付けられている特定の色を表示する。
【００３２】
ユーザーインターフェイス１２０は、種々の状態の変化（例えば、電池の低下、空のカートリッジなど）を使用者に伝えるために、音声出力１２５（例えば、トーン、ベル、ブザー、一体型スピーカーなど）も含む。可聴フィードバックは、視覚出力１２３とともに、または視覚出力１２３の代わりに使用され得る。可聴フィードバックは、単一または複数のパルスシーケンスでのクリック（ｃｌｉｃｋ）、スナップ（ｓｎａｐ）、ビープ（ｂｅｅｐ）、響き（ｒｉｎｇ）、およびブザーの形態で提供され得る。１つの実施形態において、模造の機械音は、予め録音され得、それは、機械的ロックアウトおよび従来の非動力式器具の機構によって発生されるクリック音および／またはスナップ音を再生する。このことは、器具１０の実際の構成要素を通してそのような機械音を発生させる必要性を排除し、ビープおよび通常、他の手術室装置に関連付けられている他の電子音の使用も避け、それにより、外部可聴フィードバックからの混乱を防ぐ。
【００３３】
器具１０はまた、ハウジング１１０内での触覚に基づく機構（明示的に示されない）を通して、触覚に基づくまたは振動性フィードバックを提供し得る。触覚に基づくフィードバックは、音声および視覚フィードバックに頼る手術室装置との混同を避けるために、聴覚および視覚フィードバックとともに、またはその代わりに使用され得る。触覚に基づく機構は、脈動する様式で振動する非同期式モーターであり得る。１つの実施形態において、振動は、約３０Ｈｚまたはそれより大きい振動数においてであり、振動効果がローディングユニット１６９に到達することを制限するために、１．５ｍｍまたはそれより小さい振幅を有する変位を提供する。
【００３４】
表示された項目の間のさらなる区別のために、ユーザーインターフェイス１２０が、異なる色および／または強度のテキストをスクリーンおよび／またはスイッチ上に含むことも想定される。視覚、聴覚、または触覚に基づくフィードバックは、強度において増大または減少し得る。例えば、フィードバックの強度は、器具における力が、過大になりつつあることを示すために使用され得る。
【００３５】
図２〜図４は、関節運動機構１７０を例示し、この関節運動機構１７０は、関節運動ハウジング１７２と、動力式関節運動スイッチ１７４と、関節運動モーター１３２と、手動関節運動ノブ１７６とを含む。動力式関節運動スイッチ１７４の並進または手動関節運動ノブ１７６の旋回は、関節運動モーター１３２を起動させ、それは次に、図Ｃに示されるように、関節運動機構１７０の関節運動歯車２３３を作動させる。関節運動機構１７０の作動は、エンドエフェクター１６０が、長手方向軸Ｂ−Ｂが長手方向軸Ａ−Ａと実質的に整列しているその第１の位置から、長手方向軸Ｂ−Ｂが長手方向軸Ａ−Ａに対して、ある角度で配置されている位置に向かって移動することをもたらす。好ましくは、複数の関節運動させられた位置が達成される。動力式関節運動スイッチ１７４も、スイッチ１１４ａおよび１１４ｂによって制御されるような、締め付け機構と同様の非線形スピード制御装置を組み込み得る。
【００３６】
さらに、ハウジング１１０は、スイッチシールド１６９を含み、このスイッチシールド１６９は、翼のような形状を有し、ハウジング１１０の頂部表面からスイッチ１７４の上で延びている。スイッチシールド１６９は、スイッチ１７４の偶発的な起動を防いでおり、関節運動機構１７０を起動させるために、使用者がシールド１６９より下に到達することを必要とする。
【００３７】
さらに、関節運動ハウジング１７２および動力式関節運動スイッチ１７４は、回転するハウジングアセンブリ１８０に取り付けられている。第１の長手方向軸Ａ−Ａを回る回転ノブ１８２の回転は、ハウジングアセンブリ１８０、ならびに関節運動ハウジング１７２および動力式関節運動スイッチ１７４が、第１の長手方向軸Ａ−Ａの周りを回転することをもたらし、従って、第１の長手方向軸Ａ−Ａを回る発射ロッド２２０の遠位部分２２４およびエンドエフェクター１６０の対応する回転をもたらす。関節運動機構１７０は、第１の伝導性リング１５７および第２の伝導性リング１５９に電気機械的に連結され、第１の伝導性リング１５７および第２の伝導性リング１５９は、図４および図２６に示されるように、ハウジングノーズアセンブリ１５５の上に配置されている。伝導性リング１５７および１５９は、ノーズアセンブリ１５５の上にはんだ付けされ得、および／またはノーズアセンブリ１５５の上に圧着され得、電源４００と電気的に接触しており、それにより、関節運動機構１７０に電力を提供する。ノーズアセンブリ１５５は、モジュール式であり得、リングのより容易なはんだ付けおよび／または圧着を可能にするために、組み立て中、ハウジング１１０に取り付けられ得る。関節運動機構１７０は、伝導性リング１５７および１５９と接触している１つ以上の、ブラシおよび／またはばねが装填された接点を含み、その結果、ハウジングアセンブリ１８０が関節運動ハウジング１７２とともに回転させられる場合、関節運動機構１７０が伝導性リング１５７および１５９と引き続き接触し、それにより、電源４００から電力を受け取る。
【００３８】
関節運動ハウジング１７２、動力式関節運動スイッチ１７４、手動関節運動ノブ１７６、およびエンドエフェクター１６０に関節運動を提供することのさらなる詳細は、２００７年３月１５日に出願された、共有に係る米国特許出願第１１／７２４，７３３号に詳細に記載され、その内容は、これによりその全体が参考として援用される。リミットスイッチ、近接センサー（例えば、光学および／または強磁性）、線形可変変位変換器、およびハウジング１１０内に配置され得るシャフトエンコーダーの任意の組み合わせが、エンドエフェクター１６０の関節運動の角度および／または発射ロッド２２０の位置を、制御および／または記録するために利用され得ることが想定される。
【００３９】
図４〜図８は、器具１０の種々の内部構成要素を例示し、この器具１０は、駆動モーター２００と、駆動チューブ２１０と、近位部分２２２と遠位部分２２４とを有する発射ロッド２２０とを含む。駆動チューブ２１０は、それを通る駆動チューブ軸Ｃ−Ｃの周りを回転可能である。駆動モーター２００は、駆動チューブ２１０と機械的に協働して配置され、駆動歯車軸Ｃ−Ｃの周りに駆動チューブ２１０を回転させるように構成されている。１つの実施形態において、駆動モーター２００は、電気モーターまたは歯車モーターであり得、そのハウジング内に組み込まれる伝動装置を含み得る。
【００４０】
図３に例示されるように、ハウジング１１０は、２つの半体１１０ａおよび１１０ｂから形成され得る。２つのハウジング部分半体１１０ａおよび１１０ｂは、ハウジング部分１１０ａとハウジング部分１１０ｂとを整列させるボスロケーター１１１において、ねじを用いて互いに取り付けられ得る。さらに、ハウジング１１０は、プラスチックから形成され得、ツーショット成形プロセスを介して、ハウジング１１０の内部表面に適用されるゴム製支持部材を含み得る。ゴム製支持部材は、駆動構成要素（例えば、駆動モーター２００）の振動を器具１０の残りのものから分離し得る。
【００４１】
ハウジング半体１１０ａおよび１１０ｂは、半体１１０ａと半体１１０ｂとを相互接続するプラスチックの薄いセクション（例えば、一体形ヒンジ）を介して、各々に取り付けられ得、半体１１０ａと半体１１０ｂとを切り離すことによって、ハウジング１１０が開放されることを可能にする。
【００４２】
１つの実施形態において、駆動構成要素（例えば、駆動モーター２００、駆動チューブ２１０、および発射ロッド２２０などを含む）は、支持プレートに取り付けられ得、器具１０が使用された後、駆動構成要素がハウジング１１０から取り外されることを可能にする。ヒンジ接合されたハウジング半体１１０ａおよび１１０ｂに取り付いている支持プレートは、特定の内部構成要素の再使用可能性および再利用可能性を提供する一方で、その汚染を制限する。
【００４３】
図４〜図６を参照すると、発射ロッドカップリング１９０が例示されている。発射ロッドカップリング１９０は、発射ロッド２２０の近位部分２２２と遠位部分２２４との間にリンクを提供する。特に、発射ロッドカップリング１９０は、発射ロッド２２０の近位部分２２２に対する発射ロッド２２０の遠位部分２２４の回転を可能にする。従って、発射ロッドカップリング１９０は、整列プレート３５０を参照して下で議論されるように、発射ロッド２２０の近位部分２２２が回転しないままであることを可能にする一方で、（例えば、回転ノブ１８２の回転の際に）発射ロッド２２０の遠位部分２２４の回転を可能にする。
【００４４】
図５および図６を参照すると、発射ロッド２２０の近位部分２２２は、ねじ切りされた部分２２６を含み、このねじ切りされた部分２２６は、駆動チューブ２１０の内部がねじ切りされた部分２１２を通って延びている。発射ロッド２２０と駆動チューブ２１０との間のこの関係は、駆動モーター２００の回転に応答して駆動チューブ２１０が回転すると、矢印ＤおよびＥの方向に、駆動チューブ２１０のねじ切りされた部分２１２に沿って、発射ロッド２２０が遠位方向および／または近位方向に移動することをもたらす。駆動チューブ２１０が第１の方向（例えば、時計回り）に回転する場合、発射ロッド２２０は、図５に例示されるように近位方向に移動し、発射ロッド２２０は、その最近位端に配置される。駆動チューブ２１０が第２の方向（例えば、反時計回り）に回転する場合、発射ロッド２２０は、図６に例示されるように遠位方向に移動し、発射ロッド２２０は、その最遠位端に配置される。
【００４５】
発射ロッド２２０は、特定の限度内で、遠位方向および近位方向に並進可能である。特に、発射ロッド２２０の近位部分２２２の第１の端２２２ａは、整列プレート３５０と組み合わせて機械的停止として作用する。すなわち、発射ロッド２２０が近位方向に並進させられる場合の後退の際に、第１の端２２２ａは、整列プレート３５０の遠位表面３５１と接触し、従って、図５に示されるように、発射ロッド２２０の引き続きの近位方向への並進を防ぐ。さらに、近位部分２２２のねじ切りされた部分２２６は、整列プレート３５０と組み合わせて、機械的停止として作用する。すなわち、発射ロッド２２０が遠位方向に並進させられる場合、ねじ切りされた部分２２６は、整列プレート３５０の近位表面３５３と接触し、従って、図６に示されるように、発射ロッド２２０のさらなる遠位方向への並進を防ぐ。整列プレート３５０は、それを通るアパーチャを含み、このアパーチャは、非円形の断面を有する。アパーチャの非円形の断面は、発射ロッド２２０の近位部分２２２の回転を防ぎ、従って、発射ロッド２２０の近位部分２２２を、それを通る軸方向への並進に限定する。さらに、近位軸受３５４および遠位軸受３５６は、駆動チューブ２１０の回転の簡易化のために、少なくとも部分的に駆動チューブ２１０の周りに配置されている一方で、ハウジング１１０内に駆動チューブ２１０を整列させることを助けている。
【００４６】
第１の方向（例えば、反時計回り）への駆動チューブ２１０の回転は、発射ロッド２２０の遠位方向への並進と対応し、この発射ロッド２２０は、エンドエフェクター１６０の顎部材１６２、１６４を作動させ、その間に保持される組織を把持するか、または締め付ける。発射ロッド２２０のさらなる遠位方向への並進により、カムバーおよび／または作動そり７４（図９）を作動させることによって、外科手術締め具をエンドエフェクター１６０から射出し、組織を締め具で留める。さらに、発射ロッド２２０はまた、ナイフ（明示的に示されない）を作動させて、組織を切断するように構成され得る。第２の方向（例えば、時計回り）への駆動チューブ２１０の回転に対応している発射ロッド２２０の近位方向への並進は、顎部材１６２、１６４および／またはナイフを作動させて、対応する発射前の位置に後退させるか、または戻す。エンドエフェクター１６０を発射することおよび他の方法で作動させることのさらなる詳細は、Ｍｉｌｌｉｍａｎらに対する共有に係る米国特許第６，９５３，１３９号（‘１３９  Ｍｉｌｌｉｍａｎ特許）に詳細が記載され、その開示は、これにより本明細書中で参考として援用される。
【００４７】
図８は、ローディングユニット１６９の分解図を示している。エンドエフェクター１６０は、駆動梁または駆動部材２６６を有する軸駆動アセンブリ２１３によって作動させられ得る。駆動梁２１３の遠位端は、ナイフ刃を含み得る。さらに、駆動梁２１３は、１対のカム部材４０ａを有する保持フランジ４０を含み、この１対のカム部材４０ａは、駆動梁２１３の長手方向への前進中に、アンビルアセンブリ１６２およびカートリッジアセンブリ１６４を係合する。駆動梁２１３は、ステープルカートリッジ１６４を通って作動そり７４を長手方向に前進させる。そり７４は、そり７４が前進させられる場合に、プッシャー６８を係合するためのカムウェッジを有し、このプッシャー６８は、カートリッジアセンブリ１６４のスロットの中に配置されている。スロットの中に配置されているステープル６６は、プッシャー６６によって、組織を通って、アンビルアセンブリ１６２に対して駆動される。
【００４８】
図８を参照すると、駆動モーターシャフト２０２が示され、この駆動モーターシャフト２０２は、駆動モーター２００に取り付けられている遊星歯車２０４から延びている。駆動モーターシャフト２０２は、クラッチ３００と機械的に協働している。駆動モーターシャフト２０２は、駆動モーター２００によって回転させられ、従って、クラッチ３００の回転をもたらす。クラッチ３００は、クラッチプレート３０２とばね３０４とを含み、クラッチプレート３０２に配置されているくさび形部分３０６を有することが示されており、駆動チューブ２１０の近位面２１６に配置されているインターフェイス（例えば、ウェッジ２１４）と嵌合するように構成されている。
【００４９】
ばね３０４は、遊星歯車２０４と駆動チューブ２１０との間に例示されている。特に、そして図８に例示される実施形態に従って、ばね３０４は、クラッチ面３０２とクラッチワッシャー３０８との間に例示されている。さらに、駆動モーター２００および遊星歯車２０４は、モーター台３１０に取り付けられている。図８に例示されるように、モーター台３１０は、モーター台３１０に配置されているスロット３１２およびハウジング１１０に配置されている突出部３１４を介して、ハウジング１１０に対して近位方向および遠位方向に調整可能である。
【００５０】
本開示の実施形態において、クラッチ３００は、駆動構成要素に対するトルクおよび高い慣性負荷を制限するために、スリップ一方向性クラッチとして実装されている。クラッチ３００のくさび形部分３０６は、閾値の力がクラッチばね３０４を介してクラッチプレート３０２に適用されない限り、駆動チューブ２１０の近位面２１６のウェッジ２１４に対して滑るように構成され、配置されている。さらに、くさび形部分３０６およびウェッジ２１４が滑ることなく係合するために必要とされる閾値の力をばね３０４が適用する場合、駆動チューブ２１０は、駆動モーター２００の回転の際に回転する。くさび形部分３０６および／またはウェッジ２１４は、閾値の力が達成されるまで、互いに対して一方向および／または両方向（すなわち、時計回りおよび／または反時計回り）に滑るように構成されていることが想定される。
【００５１】
図１０および図１１に例示されるように、クラッチ３００は、一方向性クラッチプレート７００とともに示されている。クラッチプレート７００は、スリップ面７０４と把握面７０６とを有する複数のくさび形部分７０２を含む。スリップ面７０４は、所定の負荷まで駆動チューブ２１０のウェッジ２１４を係合する湾曲したエッジを有する。把握面７０６は、平らなエッジを有し、この平らなエッジは、駆動チューブ２１０を完全に係合し、滑りを防ぐ。クラッチプレート７００が第１の方向（例えば、時計回り）に回転させられる場合、くさび形部分７０２の把握面７０６は、滑ることなくウェッジ２１４を係合し、駆動モーター２００から完全なトルクを提供する。クラッチプレート７００が逆方向  （例えば、反時計回り）に回転させられる場合、くさび形部分７０２のスリップ面７０４は、ウェッジ２１４を係合し、駆動チューブ２１０に伝達されるトルクを制限する。従って、スリップ面７０４に適用される負荷が限度を超える場合、クラッチ３００は滑り、駆動チューブ２１０は、回転させられない。これは、エンドエフェクター１６０または組織に対する高負荷損傷を防ぎ、この高負荷損傷は、駆動構成要素の運動量および力学的摩擦に起因して起こり得る。より詳しくは、器具１０の駆動機構は、前方方向へ、逆方向よりもより少ないトルクで駆動ロッド２２０を駆動可能である。一方向性クラッチの使用は、この問題を排除する。加えて、電子クラッチも、より詳細に下で議論されるように、後退中のモーターポテンシャルを増大させるために使用され得る（例えば、逆に駆動ロッド２２０を駆動すること）。
【００５２】
駆動モーターシャフト２０２が、Ｄ形の断面７０８を含むことがさらに想定され、それは、実質的に平らな部分７１０と、丸みのある部分７１２とを含む。従って、駆動モーターシャフト２０２が、クラッチプレート３０２に対して並進可能である一方で、駆動モーターシャフト２０２は、駆動モーターシャフト２０２の回転の際に、クラッチプレート３０２に対して「滑」らない。すなわち、駆動モーターシャフト２０２の回転は、クラッチプレート３０２の滑りのない回転をもたらす。
【００５３】
本開示に従う特定の実施形態において、ローディングユニットは、軸駆動アセンブリを含み、この軸駆動アセンブリは、発射ロッド２２０と協働して、エンドエフェクター１６０のアンビルアセンブリ１６２とカートリッジアセンブリ１６４とを接近させ、ステープルカートリッジからステープルを発射する。軸駆動アセンブリは、上で議論されるように、および‘１３９  Ｍｉｌｌｉｍａｎ特許の特定の実施形態において開示されるように、ステープルカートリッジを通って遠位方向に移動する梁を含み得、ステープルが発射された後、後退させられ得る。
【００５４】
図４を参照すると、器具１０は、電源４００を含み、この電源４００は、再充電可能な電池（例えば、鉛ベース、ニッケルベース、リチウムイオンベースなど）であり得る。電源４００が、少なくとも１つの使い捨て電池を含むことも想定される。使い捨て電池は、約９ボルトと約３０ボルトとの間であり得る。
【００５５】
電源４００は、器具１０の電流負荷の要求に依存して、１つ以上の電池セル４０１を含む。さらに、電源４００は、１つ以上のウルトラキャパシター４０２を含み、それは、従来のキャパシターよりもずっと高いそれらのエネルギー密度に起因して、補足的な電力保管所として作用する。ウルトラキャパシター４０２は、高エネルギー引き込み中、セル４０１とともに使用され得る。セル４０１は、代表的に、それから電流がすばやく引き込まれることが可能ではない遅い排出デバイスであるので、ウルトラキャパシター４０２は、セル４０１によって単独で提供され得るよりも速くエネルギーが所望／必要とされる場合（例えば、厚い組織を締め付け、迅速な発射、締め付けなどの場合）、一気の電力のために使用され得る。この構成は、セルにおける電流負荷を低減し、それにより、セル４０１の数を低減し得る。セル４０１が、キャパシターを充電するために、ウルトラキャパシター４０２に接続され得ることが想定される。
【００５６】
電源４００は、これらの構成要素の再利用および器具１０の再使用を提供するために、駆動モーター２００とともに取り外し可能であり得る。別の実施形態において、電源４００は、外部電池パックであり得、この外部電池パックは、使用者によって、ベルトおよび／またはハーネス上に身に着けられ、使用中、器具１０に配線されている。
【００５７】
電源４００は、絶縁シールド４０４内に囲われており、この絶縁シールド４０４は、吸収性で炎抵抗性および難燃性の材料から形成され得る。シールド４０４は、電源４００によって発生させられる熱が、器具１０の他の構成要素を加熱することを防ぐ。さらに、シールド４０４はまた、激しい使用および／または損傷中に、任意の化学物質またはセル４０２から漏れ得る流体を吸収するように構成され得る。
【００５８】
電源４００は、電力アダプター４０６に連結されており、この電力アダプター４０６は、外部電源（例えば、ＤＣ変圧器）に接続されるように構成されている。外部電源は、電源４００を再充電するために使用され得るか、またはさらなる電力の要求に対して提供するために使用され得る。電力アダプター４０６はまた、電気外科手術発電機とインターフェイス接続するように構成され得、この電気外科手術発電機は、次に、器具１０に電力を供給し得る。この構成において、器具１０は、ＡＣからＤＣへの電源も含み、このＡＣからＤＣへの電源は、電気外科手術発電機からのＲＦエネルギーを変換し、器具１０に電力を供給する。
【００５９】
別の実施形態において、電源４００は、誘導性充電インターフェイスを用いて再充電される。電源４００は、ハウジング１１０の近位部分内に配置されている誘導コイル（明示的に示されない）に連結されている。誘導コイルは、電磁界内に置かれると、エネルギーを電流に変換し、この電流は、次に、電源４００を充電するために使用される。電磁界は、基地局（明示的に示されない）によって生み出され得、この基地局は、誘導コイルが電磁界によって覆われるように、ハウジング１１０の近位部分とインターフェイス接続するように構成されている。この構成は、外部接点の必要性を排除し、ハウジング１１０の近位部分が、流体への曝露および汚染を防ぐ防水環境内で、電源４００および誘導コイルを密封することを可能にする。
【００６０】
図５を参照すると、器具１０は、１つ以上の安全回路（例えば、放電回路４１０、ならびにモーターおよび電池で動作するモジュール４１２）も含む。明瞭にするために、器具１０の種々の電子構成要素を相互接続しているワイヤーおよび他の回路要素は示されないが、そのような電気機械的接続ワイヤーが本開示によって企図される。器具１０の特定の構成要素は、無線により通信する。
【００６１】
放電回路４１０は、スイッチ４１４および抵抗性負荷４１７に連結され、スイッチ４１４および抵抗性負荷４１７は、次に、電源４００に連結される。スイッチ４１４は、使用者に起動させられるスイッチまたは自動（例えば、タイマー、カウンター）スイッチであり得、それは、（例えば、外科手術手順の終わりに）安全な低温処分のために、電源４００が完全に放電させられる必要がある場合に起動させられる。スイッチ４１４が起動させられると、電源４００のポテンシャルが負荷４１７に向けられるように、負荷４１７が電源４００に電気的に接続される。自動スイッチは、電源４００を放電するために、所定の動作期間または使用回数後に、自動的に起動させられるタイマー、またはカウンターであり得る。負荷４１７は、セル４０１の全てを完全におよび安全に放電するために十分な所定の抵抗を有する。
【００６２】
モーターおよび電池で動作するモジュール４１２は、器具１０の安全な動作を確実にするために、駆動モーター２００および電源４００内の温度を決定する１つ以上の熱センサー４１３に連結されている。センサーは、電源４００の中の電流引き込みを決定するための電流計、サーミスター、サーモパイル、熱電対、熱赤外線センサーなどであり得る。これらの構成要素の温度をモニタリングすることは、そこに置かれる負荷の決定を可能にする。これらの構成要素を通って流れる電流の増大は、その中の温度の上昇をもたらす。温度および／または電流引き込みデータは、次に、効率的な様式で電力消費を制御するために使用され得るか、または動作の安全レベルを保証するために使用され得る。
【００６３】
器具１０の安全で信頼できる動作を確実にするために、電源４００が本物であり、および／または有効であり（例えば、厳しい質および安全の基準に従う）、所定の温度範囲内で動作していることを確実にすることが望ましい。電源４００が有効であるという認証は、低い質に起因する患者および／または使用者への傷害のリスクを最小にする。
【００６４】
図９を参照すると、電源４００が示され、この電源４００は、そこに連結されている１つ以上の電池セル４０１と、温度センサー４０３と、埋め込まれたマイクロコントローラー４０５とを有する。マイクロコントローラー４０５は、電源４００を認証するために、有線および／または無線の通信プロトコールを通して、器具１０のマイクロコントローラー５００（図１４）に連結されている。１つの実施形態において、温度センサー４０３は、埋め込まれたマイクロコントローラー４０５に連結される代わりに、マイクロコントローラー５００に直接連結され得る。温度センサー４０３は、サーミスター、サーモパイル、熱電対、熱赤外線センサー、抵抗温度検出器、線形活性サーミスター、温度反応性色変化ストリップ、バイメタル接点スイッチなどであり得る。温度センサー４０３は、測定された温度をマイクロコントローラー４０５および／またはマイクロコントローラー５００へ報告する。
【００６５】
埋め込まれたマイクロコントローラー４０５は、図１０に例示されているマイクロコントローラー５００とともに、いわゆるチャレンジ応答認証アルゴリズムを実行する。ステップ６３０において、電源４００は、器具１０に接続され、器具１０は、スイッチがオンにされる。マイクロコントローラー５００は、埋め込まれたマイクロコントローラー４０５にチャレンジ要求を送る。ステップ６３２において、マイクロコントローラー４０５は、チャレンジ要求を解釈し、要求への返答として、応答を発生させる。応答は、識別名（例えば、ラジオ周波識別タグの中、またはマイクロコントローラー４０５のメモリーの中に保存されている独特なシリアル番号、電源４００の独特な電気的に測定可能な値（例えば、抵抗、キャパシタンス、インダクタンスなど））を含み得る。さらに、応答は、温度センサー４０３によって測定される温度を含む。
【００６６】
ステップ６３４において、マイクロコントローラー５００は、識別名および測定された温度を得るために、応答を解読する。ステップ６３６において、マイクロコントローラー５００は、予め認証された本物の識別名のリストに対して識別名を比較することによって、電源４００が本物かどうかを識別名に基づいて決定する。識別名が有効ではない場合、器具１０は動作せず、ユーザーインターフェイス１２０を介して「電池を認証することに失敗」のメッセージを表示する。識別名が有効である場合、プロセスは、ステップ６４０に進み、ステップ６４０において、測定された温度は、測定値が所定の動作範囲内にあるかどうかを決定するために分析される。温度が限度外にある場合、器具１０はまた、失敗のメッセージを表示する。従って、温度が所定の限度内にあり、識別名が有効である場合、ステップ６４２において、器具は動作を始め、それは、「認証された電池」のメッセージを使用者に提供することを含み得る。
【００６７】
図４および図５に戻って参照すると、器具１０の機能に関するフィードバック情報を提供するための複数のセンサーが例示されている。任意の組み合わせのセンサーが、その動作段階（例えば、ステープルカートリッジ充填の検出ならびにその状態、関節運動、締め付け、回転、ステープル留め、切断、および後退など）を決定するために器具１０内に配置され得る。センサーは、器具１０の種々の内部構成要素（例えば、発射ロッド２２０、駆動モーター２００など）の近接、変位、または接触によって作動させられ得る。
【００６８】
例示される実施形態において、センサーは、加減抵抗器（例えば、可変抵抗デバイス）、電流モニター、伝導性センサー、容量性センサー、誘導性センサー、熱ベースのセンサー、リミット作動スイッチ、マルチプルポジションスイッチ回路、圧力変換器、線形および／または回転可変変位変換器、線形および／または回転電位差計、光学エンコーダー、強磁性センサー、ホール効果センサー、ならびに近接スイッチであり得る。センサーは、回転、速度、加速度、減速度、線形および／または角変位、機械的限度（例えば、停止）の検出などを測定する。これは、器具１０の機械的駆動構成要素における線形または回転の並びで配置されている複数の指標を実装することによって達成される。センサーは、次に、器具１０の動作状態を決定する測定値をマイクロコントローラー５００に伝送する。さらに、マイクロコントローラー５００はまた、測定されたフィードバックに基づいて、器具１０のモータースピードまたはトルクを調整する。
【００６９】
図１０および図１１に示されるような、クラッチ３００がスリップクラッチとして実装される実施形態において、線形変位センサー（例えば、線形変位センサー２３７）は、正確な測定値を提供するために、クラッチ３００の遠位に位置決めされる。この構成において、クラッチ３００の滑りは、センサーによって記録される位置、速度および加速度の測定値に影響しない。
【００７０】
図４を参照すると、負荷スイッチ２３０は、関節運動ハウジング１７２内に配置されている。スイッチ２３０は、スイッチ１１４と直列に接続され、ローディングユニット１６９が器具１０の中に適切に装填されていない限り、器具１０の起動を防ぐ。ローディングユニット１６９が器具１０に装填されていない場合、主電力スイッチ（例えば、スイッチ１１４）は開放され、それにより、器具１０の任意の電子構成要素または電気構成要素の使用を防ぐ。これはまた、電源４００からの任意の可能な電流引き込みを防ぎ、電源４００がその特定された保持期間にわたって最大ポテンシャルを維持することを可能にする。
【００７１】
従って、スイッチ２３０は、いわゆる「ロックアウト」スイッチとして作用し、このスイッチは、スイッチが、外部操作に対してアクセス可能ではなく、ローディングユニット１６９の挿入によってのみ起動させられ得るので、器具１０の誤った起動を防ぐ。スイッチ２３０は、ローディングユニット１６９が内視鏡部分１４０の中に挿入されるとき、プランジャーまたはセンサーチューブの変位によって起動させられる。スイッチ２３０が起動させられると、電源４００からの電力が器具１０の電子構成要素（例えば、センサー、マイクロコントローラー５００など）に供給され、使用者にユーザーインターフェイス１２０へのアクセスおよび他の入力／出力を提供する。これはまた、視覚出力１２３を起動し、適切に装填されたローディングユニット１６９を示している光の組み合わせに従って点灯し、ここでは、表１に記載されるように、全ての光がオフである。
【００７２】
より詳しくは、図１８および図１９に示されるように、内視鏡部分１４０は、センサープレート３６０をその中に含み、センサープレート３６０は、センサーチューブと機械的に接触しており、センサーチューブはまた、内視鏡部分１４０内かつ発射ロッド２２０の遠位部分２２４の周りに配置されている。発射ロッド２２０の遠位部分２２４は、センサーキャップ３６４の遠位端において、開口部３６８を通過する。センサーキャップ３６４は、ばねを含み、スイッチ２３０に隣接している。これは、センサーキャップ３６４がセンサーチューブ３６２に対して付勢されることを可能にし、このセンサーチューブ３６２は、開口部３６８を通過することなく、センサーキャップ３６４の遠位端に置かれている。センサーチューブ３６２の付勢は、次に、それに応じてセンサープレート３６０を押し出す。
【００７３】
ローディングユニット１６９が内視鏡部分１４０に装填されている場合、近位部分１７１は、センサープレート３６０に隣接し、プレート３６０を近位方向に変位させる。センサープレート３６０は、次に、センサーチューブ３６２を近位方向に押し、それは、次に、センサーキャップ３６４に対して圧力をかけ、それにより、ばね３６６を圧縮し、スイッチ２３０を起動させ、ローディングユニット１６９が適切に挿入されたことを示す。
【００７４】
ローディングユニット１６９が内視鏡部分の中に挿入されると、スイッチ２３０はまた、ローディングユニット１６９が正しく装填されたかどうかをその位置に基づいて決定する。ローディングユニット１６９が不適切に装填された場合、スイッチ１１４は、起動させられず、エラーコードが、ユーザーインターフェイス１２０を介して使用者に伝えられる（例えば、表１に記載されるように、全ての光はオフである）。ローディングユニット１６９が、すでに発射されているか、任意の機械的ロックアウトが予め起動させられているか、またはステープルカートリッジが使用されていた場合、器具１０は、ユーザーインターフェイス１２０を介してエラーを伝える（例えば、第１の光１２３ａは、閃光である）。
【００７５】
１つの実施形態において、主スイッチ１１４に連結されている第２のロックアウトスイッチ２５９（図４）は、ハンドル部分１１２の頂部表面上に配置されているバイオインピーダンス、キャパシタンス、または圧力センサーとして器具１０に実装され得、これは、使用者が器具１０を把持している場合に起動されるように構成されている。従って、器具１０が適切に把持されていない限り、スイッチ１１４の動作は、不能にされる。
【００７６】
図５を参照すると、器具１０は、位置計算機４１６を含み、この位置計算機４１６は、発射ロッド２２０の電流線形位置を決定し、出力するためのものである。位置計算機４１６は、線形変位センサー２３７に電気的に接続され、回転スピード検出装置４１８は、駆動モーター２００に連結されている。装置４１８は、エンコーダー４２０を含み、このエンコーダー４２０は、駆動モーター２００の回転に応答して、２つ以上のエンコーダーパルス信号を生み出すために、モーターに連結されている。エンコーダー４２０は、パルス信号を装置４１８に伝送し、この装置４１８は、次に、駆動モーター２００の回転スピードを決定する。その後、位置計算機４１６は、回転スピードが発射ロッド２２０の線形スピードに直接比例するので、駆動モーター２００の回転スピードに基づいて発射ロッドの線形スピードおよび位置を決定する。位置計算機４１６およびスピード計算機４２２は、マイクロコントローラー５００に連結され、このマイクロコントローラー５００は、計算機４１６および４２２からの感知されたフィードバックに応答して、駆動モーター２００を制御する。この構成は、図２０に関して、より詳細に下で議論される。
【００７７】
器具１０は、発射ロッド２２０に配置されている第１の指標３２０ａおよび第２の指標３２０ｂを含み、第１の指標３２０ａおよび第２の指標３２０ｂは、発射ロッド２２０のスピード、ならびに駆動チューブ２１０および／またはハウジング１１０に対する発射ロッド２２０の場所を決定する。例えば、リミットスイッチは、通過する第１の指標３２０ａおよび／または第２の指標３２０ｂ（例えば、隆起、溝、くぼみなど）を感知することによって起動させられ得、それによって、発射ロッド２２０の位置、発射ロッド２２０のスピード、および器具１０のモード（例えば、締め付け、把持、発射、密封、切断、後退）を決定する（例えば、シャフト開始位置センサー２３１および締め付け位置センサー２３２）。さらに、第１の指標３２０ａおよび第２の指標３２０ｂから受け取られるフィードバックは、それに取り付けられる特定のローディングユニットのサイズに依存して、いつ発射ロッド２２０がその軸方向移動を停止すべきか（例えば、いつ駆動モーター２００が中止すべきか）を決定するために使用され得る。
【００７８】
より詳しくは、発射ロッド２２０が、その静止（例えば、最初の）位置から遠位方向に移動させられる場合、位置センサー２３１の第１の作動は、器具１０の動作が始まったことを示す第１の指標３２０ａによって起動させられる。動作が続く場合、発射ロッド２２０は、さらに遠位方向に移動させられて、締め付けを開始し、それは、第１の指標３２０ａを移動させて、締め付け位置センサー２３２とインターフェイス接続させる。発射ロッド２２０のさらなる前進は、第２の指標３２０ｂを移動させて、器具１０が発射されたことを示す位置センサー２３２とインターフェイス接続させる。
【００７９】
上で議論されるように、位置計算機４１６は、発射ロッド２２０に隣接して配置されている線形変位センサー２３７に連結される。１つの実施形態において、線形変位センサー２３７は、磁気センサーであり得る。発射ロッド２２０は、磁化され得るか、または磁気材料をその中に含み得る。磁気センサーは、磁場における変化を検出するように構成されている強磁性センサーまたはホール効果センサーであり得る。駆動モーター２００の回転に起因して、発射ロッド２２０が線形に並進させられる場合、磁場における変化は、並進運動に応答して、磁気センサーによって登録される。磁気センサーは、磁場における変化に関連するデータを位置計算機４１６に伝送し、それは次に、磁場データの関数として、発射ロッド２２０の位置を決定する。
【００８０】
１つの実施形態において、発射ロッド２２０の選択部分（例えば、内部にねじ切りされた部分２１２のねじ筋）は磁化され得るか、または発射ロッド２２０に配置されている他の切欠き（例えば、指標３２０ａおよび／または３２０ｂ））は、磁気材料を含み得るか、もしくは、磁気材料から作製され得る。これは、発射ロッド２２０の磁化された部分が線形に並進させられる場合、磁場における循環的変動と、ねじ筋の各個別の並進との相関を可能にする。位置計算機４１６は、その後、発射ロッド２２０の距離および位置を、磁場における循環的変化の数を合計することによって決定し、この合計にねじ筋間および／または切欠き間の所定の距離を掛ける。
【００８１】
１つの実施形態において、線形変位センサー２３７は、電位差計または加減抵抗器であり得る。発射ロッド２２０は、線形変位センサー２３７と電気機械的に接触して配置されている接点（例えば、ワイパー端子）を含む。接点は、発射ロッド２２０が駆動モーター２００によって遠位方向に移動させられる場合、線形変位センサー２３７の表面に沿ってスライドする。接点が、電位差計および／または加減抵抗器にわたってスライドする場合、電位差計の電圧、および加減抵抗器の抵抗は、それに応じて変動する。従って、電圧および抵抗における変動は、位置計算機４１６に伝送され、この位置計算機４１６は次に、発射ロッド２２０および／または発射ロッドカップリング１９０によって移動させられた距離およびその位置を推定する。
【００８２】
１つの実施形態において、位置計算機４１６は、１つ以上のスイッチ４２１に連結され、１つ以上のスイッチ４２１は、発射ロッド２２０および発射ロッドカップリング１９０が遠位方向に移動させられる場合、内部にねじ切りされた部分２１２のねじ筋、または指標３２０ａおよび／もしくは３２０ｂによって作動させられる。位置計算機４１６は、スイッチ４２１を起動させたねじ筋の数をカウントし、次に、その数にねじ筋または指標３２０ａおよび／もしくは３２０ｂの間の所定の距離を掛ける。
【００８３】
器具１０は、スピード計算機４２２も含み、このスピード計算機４２２は、線形に移動する発射ロッド２２０の現在のスピードおよび／または駆動モーター２００によって提供されるトルクを決定する。スピード計算機４２２は、線形変位センサー２３７に接続され、この線形変位センサー２３７は、スピード計算機４２２が、その変位の変化の割合に基づいて、発射ロッド２２０のスピードを決定することを可能にする。
【００８４】
スピード計算機４２２は、エンコーダー４２６を含む回転スピード検出装置４２４に連結されている。エンコーダー４２６は、駆動モーター２００の回転に相関するパルスを伝送し、スピード計算機４２２は、次に、発射ロッド２２０の線形スピードを計算するために、このパルスを使用する。別の実施形態において、スピード計算機４２２は、駆動チューブ２１０の回転を検出する回転センサー２３９に連結され、従って、駆動チューブ２１０の回転の速度を測定し、この速度は、発射ロッド２２０の線形速度の決定を可能にする。
【００８５】
スピード計算機４２２はまた、駆動モーター２００において誘導される逆起電力（「ＥＭＦ」）を測定する電圧センサー４２８に連結される。駆動モーター２００の逆ＥＭＦ電圧は、駆動モーター２００の回転スピードに直接比例し、それは、上で議論されるように、発射ロッド２２０の線形スピードを決定するために使用される。
【００８６】
駆動モーター２００のスピードのモニタリングはまた、一定の電流の条件下でその端子をまたぐ電圧を測定することによって達成され得る。駆動モーター２００の負荷における増大は、モーター端子において印加される電圧の減少を生じさせ、それは、モーターのスピードの減少に直接関係する。従って、駆動モーター２００をまたぐ電圧を測定することは、モーターに対する負荷を決定することを提供する。さらに、時間の経過による電圧の変化（ｄＶ／ｄｔ）をモニタリングすることによって、マイクロプロセッサ５００は、電圧の鋭い低下を検出し得、この低下は、負荷における大きな変化、または駆動モーター２００および／もしくは電源４００の温度における増大に相関する。
【００８７】
さらなる実施形態において、スピード計算機４２２は、電流センサー４３０（例えば、電流計）に連結されている。電流センサー４３０は、シャント抵抗器４３２と電気的に連通し、このシャント抵抗器４３２は、駆動モーター２００に連結されている。電流センサー４３０は、抵抗器４３２をまたぐ電圧の低下を測定することにより、駆動モーター２００によって引き込まれる電流を測定する。駆動モーター２００に電力を供給するために使用される電流は、駆動モーター２００の回転スピードに比例し、従って、発射ロッド２２０の線形スピードに比例するので、スピード計算機４２２は、駆動モーター２００の電流引き込みに基づいて、発射ロッド２２０のスピードを決定する。
【００８８】
スピード計算機４２２はまた、電源４００内の電圧を決定するために、第２の電圧センサー（明示的に示されない）に連結され得、それにより、源から直接、電力引き込みを計算する。さらに、時間の経過による電流の変化（ｄＩ／ｄｔ）は、測定値における鋭いスパイクを検出するためにモニタリングされ得、このスパイクは、駆動モーター２００によって適用されるトルクにおける大幅な増大に対応する。従って、電流センサー４３０は、駆動モーター２００のスピードおよび負荷を決定するために使用される。
【００８９】
さらに、スピード計算機４２２によって測定される場合の発射ロッド２２０の速度は、次に、駆動モーター２００の電流引き込みと比較されて、駆動モーター２００が適切に動作しているかどうかを決定し得る。つまり、電流引き込みが、発射ロッド２２０の速度（例えば、低い）と同等ではない場合（例えば、大きい）、そのときモーター２００は、うまく機能していない（例えば、係止されている、ストールされているなど）。ストール状況が検出される場合、または電流引き込みが所定の限度を超える場合、位置計算機４１６は、次に、発射ロッド２２０が機械的停止にあるかどうかを決定する。そうである場合、次に、マイクロコントローラー５００は、駆動モーター２００をシャットダウンし得るか、またはパルスおよび／もしくは休止モード（例えば、駆動モーター２００への不連続な電力供給）に入って、器具１０を係止解除し、発射ロッド２２０を後退させ得る。
【００９０】
１つの実施形態において、スピード計算機４２２は、回転スピード検出装置４２４からの測定値に基づいて、回転センサー２３９によって検出される場合の駆動チューブ２１０の回転スピードを、駆動モーター２００の回転スピードと比較する。この比較は、クラッチ３００の回転と駆動チューブ２１０の回転との間に相違がある場合、クラッチの起動問題（例えば、滑り）が存在するかどうかを、スピード計算機４２２が決定することを可能にする。滑りが検出される場合、位置計算機４１６は次に、発射ロッド２２０が機械的停止にあるかどうかを決定する。そうである場合、次に、マイクロコントローラー５００は、器具１０をシャットダウンし得るか、またはパルスおよび／もしくは休止モード（例えば、駆動モーター２００への不連続な電力供給）に入り得るか、または発射ロッド２２０を後退させ得る。
【００９１】
発射ロッド２２０および他の駆動構成要素の線形および／または回転の変位に加えて、器具１０は、エンドエフェクター１６０の関節運動を検出するように適合されているセンサーも含む。図４を参照すると、器具１０は、回転センサー２４１を含み、この回転センサー２４１は、シャフト開始位置センサー２３１によって検出される手順の開始時の、回転するハウジングアセンブリ１８０の開始位置、回転の方向、および角変位を示すように適合されている。回転センサー２４１は、回転ノブ１８２の内部表面に配置されている指標の数をカウントすることによって動作し、回転ノブ１８２は、その数だけ回転させられている。カウントは、次に、マイクロコントローラー５００に伝送され、このマイクロコントローラー５００は、次に、内視鏡部分１４２の回転位置を決定する。これは、無線により、または内視鏡部分およびワイヤーにおける電気的接続を通して、マイクロコントローラー５００に通信され得る。
【００９２】
器具１０は、エンドエフェクター１６０の関節運動を決定する関節運動センサー２３５も含む。関節運動センサー２３５は、関節運動歯車２３３に配置されている２６３の数をカウントし、関節運動ノブ１７６が、図５に示されるように、その０°位置、つまり関節運動ノブ１７６の中央位置、従って、エンドエフェクター１６０の中央位置からその数だけ回転させられている。０°位置は、中央の独特な指標２６５によって表され得、この中央の独特な指標２６５も関節運動歯車２３３に配置されており、この０°位置は、長手方向軸Ｂ−Ｂが長手方向軸Ａ−Ａと実質的に整列している、エンドエフェクター１６０の第１の位置に対応している。カウントは、次に、マイクロコントローラー５００に伝送され、このマイクロコントローラー５００は、次に、エンドエフェクター１６０の関節運動の位置を決定し、インターフェイス１２０を介して関節運動の角度を報告する。
【００９３】
さらに、関節運動の角度は、いわゆる「自動停止」モードのために使用され得る。この動作モード中、器具１０は、エンドエフェクター１６０がその中央の第１の位置にある場合、エンドエフェクター１６０の関節運動を自動的に停止する。つまり、長手方向軸Ｂ−Ｂが長手方向軸Ａ−Ａに対してある角度で配置されている位置から第１の位置に向かってエンドエフェクター１６０が関節運動させられる場合、関節運動は、長手方向軸Ｂ−Ｂが長手方向軸Ａ−Ａと実質的に整列させられたときに停止させられる。この位置は、中央指標に基づいて関節運動センサー２３５によって検出される。このモードは、内視鏡部分１４０が、使用者がエンドエフェクター１６０を手動で整列させる必要なしに引き出されることを可能にする。
【００９４】
図１を参照して、本開示は、ローディングユニット識別システム４４０を提供し、ローディングユニット識別システム４４０は、器具１０が、ローディングユニット１６９を識別し、それらの動作状態を決定することを可能にする。識別システム４４０は、ステープルサイズ、カートリッジ長さ、ローディングユニット１６９の種類、カートリッジの状態、正しい係合等についての情報を器具１０に提供する。この情報は、器具が、様々な長さのステープルカートリッジに対して、締め付け力、締め付けおよび発射のスピード、およびストロークの終了を調整することを可能にする。
【００９５】
ローディングユニット識別システム４４０は、様々な情報を決定し、器具１０（例えば、図２０に示される制御システム５０１）に通信するようにも適合され得、様々な情報は、特定のエンドエフェクター１６０を動作させるための、スピード、電力、トルク、締め付け、移動長さ、および強度制限を含む。制御システム５０１はまた、動作モードを決定し、コンポーネントの移動のための電圧、クラッチばね負荷および停止ポイントを調整し得る。特に、識別システムは、制御システム５０１、またはその中の受信器と（例えば、ワイヤレスで、赤外線信号を介して）通信する、エンドエフェクター１６０内に配置されたコンポーネント（例えば、マイクロチップ、エミッタまたは送信器）を含み得る。信号は、発射ロッド２２０を介して送信され得、その結果、発射ロッド２２０が、制御システム５０１とエンドエフェクター１６０との間の通信のための導管として機能することも考えられる。別の実施形態において、信号は、中間的インターフェイス、例えば、フィードバックコントローラー６０３（図１５〜１７）を通して送信され得る。
【００９６】
例として、前述のセンサーは、ステープルがステープルカートリッジから発射された場合、ステープラーが完全に発射されたか、ビームがステープルカートリッジを通して近位へ後退されたか、どの程度で後退されたか、およびローディングユニットの動作に関する他の情報を決定するために使用され得る。本開示のある実施形態において、ローディングユニットは、器具１０に装填されたローディングユニット、および／またはステープルカートリッジの種類を識別するコンポーネントを組み込み、コンポーネントが、赤外線、セル式、または無線周波数識別チップを含む。ローディングユニットおよび／またはステープルカートリッジの種類は、制御システム５０１内の関連付けられた受信器、またはフィードバック、制御および／または在庫分析を提供する、手術室内の外部デバイスによって受信され得る。
【００９７】
情報は、ローディングユニット１６９と器具１０との間の様々な通信プロトコール（例えば、有線またはワイヤレス）を介して器具１０に伝送され得る。情報は、ローディングユニット１６９の中において、マイクロコントローラー、マイクロプロセッサ、不揮発性メモリー、無線周波数識別タグ、および様々な種類（例えば、光学、色、変位、磁気、電気、２進法およびグレーコーディング（例えば、コンダクタンス、抵抗、キャパシタンス、インピーダンス）の識別器に格納され得る。
【００９８】
一実施形態において、ローディングユニット１６９および器具１０は、それぞれ、対応するワイヤレストランシーバ、識別器４４２および質問器４４４を含む。識別器４４２は、ローディングユニット１６９に関する様々な識別および状態の情報を格納するために、メモリーを含むかまたはマイクロコントローラーに連結され得る。ローディングユニット１６９が器具１０に連結されると、器具１０は、質問器４４４を介して識別コードに対して識別器４４２を質問する。質問に応答して、識別器４４２は、ローディングユニット１６９に対応する識別コードを用いて応答する。使用中、識別が発生すると、識別器４４２は、ローディングユニット１６９の状態（例えば、機械的および電気的故障、位置決め、関節運動）に応じて器具１０に更新を提供するように構成される。
【００９９】
識別器４４２および質問器４４４は、以下の通信プロトコール（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＡＮＴ３（登録商標）、ＫＮＸ（登録商標）、ＺＷａｖｅ（登録商標）、Ｘ１０（登録商標）、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＵＳＢ（登録商標）、ＩｒＤＡ（登録商標）、Ｎａｎｏｎｅｔ（登録商標）、Ｔｉｎｙ  ＯＳ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、８０２．１１  ＩＥＥＥ、および他の無線、ＵＨＦ、ＶＨＦ通信等のうちの１つ以上を用いて互いに通信するように構成される。一実施形態において、トランシーバ４００は、トランシーバ４０２の質問器の能力に依存して、能動または受動の無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグであり得る。
【０１００】
図１１ＡおよびＢは、様々な種類の識別デバイスを有するローディングユニット１６９の追加の実施形態を例示する。図１１Ａを参照して、電気識別器１７３を有する、ローディングユニット１６９の近位端１７１が示される。識別器１７３は、１つ以上の抵抗器、コンデンサ、インダクタを含み得、内視鏡部分１４０の遠位端に配置された対応する電気接触１８１と連結される。接触は、内視鏡部分内に配置されたスリップリング、ブラシおよび／または固定の接触を含み得る。識別器１７３は、ローディングユニット１６９の任意の位置に配置され得、フレキシブルまたは固定の回路上に形成され得、またはローディングユニット１６８の表面上に直接にトレースされ得る。
【０１０１】
ローディングユニット１６９が内視鏡部分１４０と連結される場合、接触は、電気識別器１７３を通して小さい電流を印加する。質問器接触も、識別器１７３の抵抗、インピーダンス、キャパシタンス、および／またはインピーダンスを測定する対応する電気センサーを含む。識別器１７３は、ローディングユニット１６９の識別コードに対応する独特な電気特性（例えば、抵抗、キャパシタンス、インダクタンス等）を有し、従って、その電気特性が決定される場合、器具１０は、測定された特性に基づいてローディングユニット１６９の識別を決定する。
【０１０２】
一実施形態において、識別器１７３は、識別コードによってローディングユニット１６９を識別する所定の独特な磁気パターンを組み込む、グレーコーティングされた磁石および／または）鉄のこぶのような磁気識別器である。磁気識別器は、内視鏡部分１４０の遠位端に配置された磁気センサー（例えば、強磁性センサー、ホール効果センサー等）を介して読み込まれる。磁気センサーは、器具１０に磁気データを伝送し、そして器具１０は、ローディングユニット１６９の識別を決定する。
【０１０３】
図１１Ｂは、１つ以上の突起部１７５を有するローディングユニット１６９の近位端１７１を例示する。突起部１７５は、さまざまな寸法の任意の形状（例えば、ディボット、バンプ、ストリップ等）であり得る。突起部１７５は、内視鏡部分１４０の近位セグメント内に配置された対応する変位センサー１８３とインターフェイス接続する。突起部１７５が内視鏡部分内に挿入されるときに、センサーが変位される。変位の量は、センサーによって分析され、識別データに変換され、器具１０がステープルサイズ、カートリッジ長さ、ローディングユニット１６９の種類、正しい係合等を決定することを可能にする。変位センサーは、スイッチ、接触、磁気センサー、光学センサー、可変抵抗器、ばね装填され得る線形および回転可変変位トランスデューサであり得る。スイッチは、それらの起動状態に基づいてバイナリコードを器具１０に伝送するように構成される。特に、いくつかの突起部１７５は、スイッチのうちの一部を選択的に起動させることに十分な距離を延び、それによって、突起部１７５の組み合わせに基づいて独特なコードを生成する。
【０１０４】
別の実施形態において、突起部１７５は、色でコーディングされ得る。変位センサー１８３は、突起部１７５の色を決定して、色に基づいてローディングユニット１６９の１つ以上の特性を測定するように構成された色センサーを含み、色センサーは、情報を器具１０に伝送する。
【０１０５】
図１２は、ローディングユニット１６９を識別し、ローディングユニット１６９に関与する状態情報を器具１０に提供する方法を示す。ステップ６５０において、ローディングユニット１６９が、器具１０内に正しく装填されているか否かが決定される。これは、接触が識別器１７３および／または突起部１７５でなされたか否かを検出することによって決定され得る。ローディングユニット１６９が正しく装填されている場合、ステップ６５２において、ローディングユニット１６９は、器具１０に準備完了状態を通信する（例えば、視覚出力１２３の第１のライトを付ける）。
【０１０６】
６５４において、器具１０は、ローディングユニット１６９が以前に発射されたか否かを検証する。識別器４４２は、以前に発射された状態を表す値を格納する。ローディングユニット１６９が発射されていた場合、ステップ６５６において、器具１０は、エラー応答を提供する（例えば、視覚出力１２３の第１のライトをフラッシュさせる）。ローディングユニット１６９が発射されていない場合、ステップ６５８において、ローディングユニット１６９は、識別システム４４０を介して器具１０に識別および状態情報を提供する（例えば、第１のライトが付けられる）。ローディングユニット１６９が発射されたか否かの決定は、ステップ６６４に対して以下により詳細に議論されるように、識別器４４２のメモリー中に保存される、保存された「以前に発射された」信号に基づいてなされる。ステップ６６０において、器具１０は、ローディングユニット１６９から受信された情報に応答してその動作パラメータを調整する。
【０１０７】
ユーザーは、ステップ６６２において器具１０を介して外科手術手順を行う。手順が完了し、ローディングユニット１６９が発射されると、器具１０は、「以前に発射された」信号をローディングユニット１６９に伝送する。ステップ６６４において、ローディングユニット１６９は、ステップ６５４に対して議論されたように、器具１０によるさらなる質問のために、識別器４４２のメモリー内に「以前に発射された」信号を保存する。
【０１０８】
図１３を参照して、ローディングユニット１６９は、把持される物体の種類を検出し、例えば、非組織の物体および物体の組織種類を認識するために、エンドエフェクター１６０内に配置された１つ以上の組織センサーを含む。センサーは、エンドエフェクター１６０の顎部材の間に通過される血流の量を決定するようにも構成される。特に、第１の組織センサー１７７は、アンビルアセンブリ１６２の遠位部分に配置され、第２の組織センサー１７９は、カートリッジアセンブリ１６４の遠位部分に配置される。センサー１７７および１７９は、器具１０のマイクロコントローラー５００へのセンサーデータの伝送を可能にする識別器４４２に連結される。
【０１０９】
センサー１７７および１７９は、その間の１つ以上のアレイまたは周波数においてフィールドおよび／または波形を生成するように適合される。センサー１７７および１７９は、音響、超音波、強磁性、ホール効果センサー、レーザー、赤外線、無線周波数、または圧電デバイスであり得る。センサー１７７および１７９は、通常に発生する物質（例えば、空気、体液、および様々な人の組織）を無視し、ある種類の異物を検出するために校正される。異物は、骨、腱、軟骨、神経、主幹動脈および非組織物質（例えば、セラミック、金属、プラスチック等）であり得る。
【０１１０】
センサー１７７および１７９は、センサーによって生成されるフィールド信号の吸収、反射および／またはフィルタリングに基づいてアンビルアセンブリ１６２とカートリッジアセンブリ１６４との間に通過する異物を検出する。物質が信号を減少させ、または反射する場合、その結果、物質は、校正範囲の外にあり、従って、異物であり、センサー１７７および１７９は、マイクロコントローラー５００に干渉情報を伝送し、そしてマイクロコントローラー５００は、エンドエフェクター１６０によって把持される物質の種類を決定する。決定は、干渉信号を、様々な種類の物質とそれらの関連付けられた干渉範囲とを列挙するルックアップテーブルと比較することによってなされ得る。次に、マイクロコントローラー５００は、把持される異物もその識別もユーザーに警告する。これは、ユーザーが異物を含む領域を通る締め付け、切断またはステープル留めを防止する。
【０１１１】
図２０は、マイクロコントローラー５００を含む制御システム５０１を例示し、マイクロコントローラー５００は、位置およびスピード計算器４１６および４２２、ローディングユニット識別システム４４０、ユーザーインターフェイス１２０、駆動モーター２００、並びにデータ格納モジュール５０２に連結される。加えて、マイクロコントローラー５００は、様々なセンサー（例えば、第１および第２の組織センサー１７７および１７９、負荷スイッチ２３０、シャフト開始位置センサー２３１、締め付け位置センサー２３２、関節運動センサー２３５、線形変位センサー２３７、回転センサー２３９、発射ロッド回線センサー２４１、モーターおよびバッテリー動作モジュール４１２、回転スピード検出装置４１８、スイッチ４２１、電圧センサー４２８、電流センサー４３０、質問器４４４等）に直接に連結され得る。
【０１１２】
マイクロコントローラー５００は、器具１０の動作および機能を制御するために、１つ以上のソフトウェアアプリケーション（例えば、ファームウェア）を格納する内部メモリーを含む。マイクロコントローラー５００は、ユーザーインターフェイス１２０からの入力データを処理し、入力に応答して器具１０の動作を調整する。器具１０への調整は、器具１０をオンまたはオフにすること、電圧調節または電圧パルス幅変調によるスピード制御デューティーサイクルを減少させることによるトルク制限、または電圧のオンおよびオフをパルス化して、所定の期間に平均電流送達を制限することを含み得る。
【０１１３】
マイクロコントローラー５００は、ユーザーフィードバックモジュール５０４を介してユーザーインターフェイス１２０に連結され、ユーザーフィードバックモジュール５０４は、器具１０の動作パラメータをユーザーに通知するように構成される。ユーザーフィードバックモジュール５０４は、動作データをスクリーン１２２上に出力するようにユーザーインターフェイス１２０に指示する。特に、センサーからの出力は、マイクロコントローラー５００に伝送され、そしてマイクロコントローラー５００は、フィードバックをユーザーに送信し、それに応答して器具１０に対する特定のモード、スピードまたは機能を選択するようにユーザーに指示する。
【０１１４】
ローディングユニット識別システム４４０は、どのエンドエフェクターがローディングユニット上にあるかをマイクロコントローラー５００に指示する。実施形態において、制御システム５０１は、発射ロッド２２０および／またはエンドエフェクター１６０に適用される力に関連する情報を格納可能であり、その結果、ローディングユニット１６９が識別をされる場合、マイクロコントローラー５００は、器具１０に対する動作パラメータを自動的に選択する。これは、発射ロッド２２０が、その時点で使用中のローディングユニット上にある特定のエンドエフェクター１６０を駆動し得るように、発射ロッド２２０に適用される力の制御を可能にする。
【０１１５】
マイクロコントローラー５００はまた、位置およびスピード計算器４１６および４２２、並びに他のセンサーからの計算結果を分析し、発射ロッド２２０の実際の位置および／またはスピードと器具１０のコンポーネントの動作状態と決定する。分析は、計算器４１６および４２２からの感知されたフィードバック信号の解釈を含み、感知された信号に応答して、器具１０の発射ロッド２２０および他のコンポーネントの移動を制御する。マイクロコントローラー５００は、発射ロッド２２０が位置計算器４１６によって報告されるように、所定のポイントを超えて移動されると、発射ロッド２２０の移動を制限するように構成される。器具１０を制御するためにマイクロコントローラー５００によって使用され得るさらなるパラメータは、モーターおよび／またはバッテリーの温度、残りおよび使用されたサイクルの数、残りのバッテリー寿命、組織の厚さ、エンドエフェクターの電流状態、伝送および受信、外部デバイスの接続状態等を含む。
【０１１６】
一実施形態において、器具１０は、電流（例えば、電流計）、電圧（例えば、電圧系）、接近（例えば、光学センサー）、温度（熱電対、サーミスタ等）、および力（例えば、歪ゲージ、負荷セル等）を測定して、ローディングユニット１６９上の負荷状態を決定するように構成された様々なセンサーを含む。器具１０の動作中、接近プロセスの間および発射プロセスの間に、標的組織上の器具１０によって与えられる力を知ることが望ましい。異常な負荷の検出（例えば、所定の負荷範囲の外側）は、ユーザーに通信される、器具１０および／またはク締め付けされた組織の問題を示す。
【０１１７】
負荷状態の監視は、以下の方法：駆動モーター２００のスピードを監視すること、モーターによって適用されるトルクを監視すること、顎部材１６２および１６４の接近、器具１０のコンポーネントの温度を監視すること、歪センサー１８５（図４）および／または器具１０の他の負荷ベアリングコンポーネントを介して発射ロッド２２０上の負荷を測定することのうちの１つ以上によって行われ得る。スピードおよびトルクの監視は、図５およびスピード計算器４２２に対して前述された。
【０１１８】
顎部材１６２および１６４の間の距離を測定することは、エンドエフェクター１６０および／または器具１０上の負荷状態も表し得る。大きな力が顎部材１６２および１６４に与えられる場合、顎部材が、外側に向かって偏向される。顎部材１６２および１６４は、通常の動作の間に互いに対して平行であるが、変形の間に、顎部材１６２および１６４は、それらに負荷が与えられるので、顎部材の変形の決定を可能にする。顎部材は、それらの上に与えられた負荷を直接に測定するために、図１３に示される歪ゲージ１８７および１８９を含み得る。代替的に、１つ以上の接近センサー１９１および１９３は、顎部材１６２および１６４の間の角度を測定するために、顎部材１６２および１６４の遠位端に配置され得る。そして、これらの測定は、角度および／または歪測定を分析し、かつ、エンドエフェクター１６０上の応力をユーザーに警告するマイクロコントローラー５００に伝送される。
【０１１９】
別の実施形態において、発射ロッド２２０および他の負荷ベアリングコンポーネントは、それらの上に配置された１つ以上の歪ゲージおよび／または負荷センサーを含む。高い歪状態の下で、器具１０および／またはエンドエフェクター１６０上に与えられる圧力は、発射ロッド２２０に移転され、発射ロッド２２０に偏向させて、それらに増大された歪につながる。そして、歪ゲージは、マイクロコントローラー５００にストレス測定を報告する。別の実施形態において、位置、歪または力センサーは、クラッチプレート３０２に配置され得る。
【０１２０】
接近プロセスの間に、エンドエフェクター１６０が組織の周りに締め付けられると、器具１０および／またはエンドエフェクター１６０の中に配置されたセンサーは、エンドエフェクター１６０が異常な組織（例えば、低い負荷状態または高い負荷状態）の周りに配備されていることをマイクロコントローラー５００に示す。低い負荷状態は、少量の組織がエンドエフェクター１６０によって把持されていることを表し、高い負荷状態は、多すぎる組織および／または異物（例えば、チューブ、ステープルライン、クリップ等）が把持されていることを示す。その後、マイクロコントローラー５００は、より適切なローディングユニット１６９および／または器具１０が選択されるべきであることを、ユーザーインターフェイス１２０を介してユーザーに示す。
【０１２１】
発射プロセスの間に、センサーは、様々なエラーをユーザーに警告し得る。センサーは、ステープルカートリッジまたは器具１０の一部分に不完全があることをマイクロコントローラー５００に通信し得る。加えて、センサーは、ナイフ上に与えられた突然のスパイクを検出し得、突然のスパイクは、異物に遭遇することを表す。力スパイクの監視は、例えば、発射ロッド２２０がステープル留めカートリッジの端に遭遇し、ハード停止したとき等、発射ストロークの端を検出するためにも使用され得る。ハード停止は、器具１０の通常の動作の間に観察されるそれらより比較的に大きい力スパイクを生成し、発射ロッド２２０がローディングユニット１６９の端に到達したことをマイクロコントローラーに示すために使用され得る。力スパイクの測定は、位置およびスピード計算器４１６および４２２に対して議論されるように、（例えば、エンコーダー、線形可変変位トランスデューサ、線形電位差計等からの）位置的フィードバック測定と組み合わせられ得る。これは、エンドエフェクター１６０を修正することなしに、器具１０と共に、様々な種類のステープルカートリッジ（例えば、複数の長さ）の使用を可能にする。
【０１２２】
力スパイクが遭遇される場合、器具１０は、ユーザーに状態を注意し、以下により詳細に議論される、いわゆる「パルス」または電子クラッチモードに進入することによって予防手段をとる。このモードにおいて、駆動モーター２００は、短期バーストでのみ動作するように制御されて、把持された組織とエンドエフェクター１６０との間の圧力を均一させる。電子クラッチは、駆動モーター２００によって与えられたトルクを制限し、大量の電流が電源４００から引かれる状況を防ぐ。次に、これは、過負荷および大電流引き込みの状況に伴って起こる過熱に起因する電子および機械コンポーネントへの損傷を防ぐ。
【０１２３】
マイクロコントローラー５００は、パルス幅変調制御信号を介してモータードライバーを通して駆動モーター２００を制御する。モータードライバーは、右回りかまたは左回りかで駆動モーター２００のスピードを調整するように構成される。モータードライバーは、電子モーターブレーキモード、定スピードモード、電子クラッチモード、および制御された電流起動モードを含む複数の動作モードの間で切り替えるようにも構成される。電気ブレーキモードにおいて、駆動モーター２００の両末端が短くされ、生成された逆ＥＭＦは、駆動モーター２００の回転に対抗し、発射ロッド２２０の線形位置を調整することにおいてより速い停止およびより高い位置精度を可能にする。
【０１２４】
定スピードモードにおいて、スピード計算器４２２は、マイクロコントローラー５００および／またはモータードライバーと共に、駆動モーター２００の回転スピードを調整して、発射ロッド２２０の一定の線形スピードを確実にする。電子クラッチモードは、位置およびスピード計算器４１６および４２２からの感知されたフィードバック信号に応答して、駆動モーター２００からのクラッチ３００の反復の係合および／または係合解除を含む。制御された電流起動モードにおいて、電流は、上かまたは下へ傾斜されて、静的モードから動的モードへ遷移するときの損傷電流およびスパイクされるトルクを防ぎ、いわゆる「ソフト開始」および「ソフト停止」を提供する。
【０１２５】
データ格納モジュール５０２は、マイクロコントローラー５００に連結されたセンサーからのデータを記録する。加えて、データ格納モジュール５０２は、ローディングユニット１６９の識別コード、エンドエフェクター１００の状態、手順間のステープル留めサイクルの数等を記録する。データ格納モジュール５０２は、ワイヤレスまたは有線データポート５０３を通して、外部デバイス（例えば、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ、スマートフォン、格納デバイス（例えば、Ｓｅｃｕｒｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ（登録商標）カード、Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｆｌａｓｈ（登録商標）カード、ＭｅｍｏｒｙＳｔｉｃｋ（登録商標））等）に接続するようにも構成される。これは、データ格納モジュール５０２が、その後の分析および／または格納のために、性能データを外部デバイスに伝送することを可能にする。データポート５０３も、マイクロコントローラー５００のファームウェアのいわゆる「フィールド内」のアップグレードを可能にする。
【０１２６】
フィードバック制御システム６０１は、図１５〜１７に示される。システムは、図１６Ａ〜Ｂに示されるフィードバックコントローラー６０３を含む。器具１０は、有線（例えば、Ｆｉｒｅｗｉｒｅ（登録商標）、ＵＳＢ（登録商標）、Ｓｅｒｉａｌ  ＲＳ２３２（登録商標）、Ｓｅｒｉａｌ  ＲＳ４８５（登録商標）、ＵＳＡＲＴ（登録商標）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等）かたはワイヤレス（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＡＮＴ３（登録商標）、ＫＮＸ（登録商標）、ＺＷａｖｅ（登録商標）、Ｘ１０（登録商標、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＵＳＢ（登録商標）、ＩｒＤＡ（登録商標）、Ｎａｎｏｎｅｔ（登録商標）、Ｔｉｎｙ  ＯＳ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、８０２．１１  ＩＥＥＥ、および他の無線、赤外線、ＵＨＦ、ＶＨＦ通信等）であり得るデータポート５０２を介してフィードバックコントローラー６０３に接続される。
【０１２７】
図１５を参照して、フィードバックコントローラー６０３は、器具１０によってそれに伝送されるデータを格納し、かつ、データを処理および分析するように構成される。フィードバックコントローラー６０３は、他のデバイス（例えば、ビデオディスプレイ６０４、ビデオプロセッサ６０５、およびコンピューティングデバイス６０６（例えば、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ、スマートフォン、格納デバイス等）にも接続される。ビデオプロセッサ６０５は、ビデオディスプレイ６０４上の出力に対して、フィードバックコントローラー６０３によって生成された出力データを処理するために使用される。コンピューティングデバイス６０６は、フィードバックデータの追加の処理ために使用される。一実施形態において、マイクロコントローラー６００によって行われるセンサーフィードバック分析の結果は、コンピューティングデバイス６０６による後の検索に対して内部に格納され得る。
【０１２８】
フィードバックコントローラー６０３は、マイクロコントローラー６００に連結されたデータポート６０７（図１６Ｂ）を含み、データポート６０７は、フィードバックコントローラー６０３がコンピューティングデバイス６０６に接続されることを可能にする。データポート６０７は、コンピューティングデバイス６０６に有線および／またはワイヤレス通信を提供し得、格納されたフィードバックデータの検索、フィードバックコントローラー６０３の動作パラメータの構成、およびフィードバックコントローラー６０３のファームウェアおよび／または他のソフトウェアのグレードアップのために、コンピューティングデバイス６０６とフィードバックコントローラー６０３との間のインターフェイスを提供する。
【０１２９】
フィードバックコントローラー６０３はさらに、図１６Ａ〜Ｂに例示される。フィードバックコントローラー６０３は、ハウジング６１０と、複数の入力および出力ポート（例えば、ビデオ入力６１４、ビデオ出力６１６、ヘッドアップ（「ＨＵＤ」）表示出力６１８）とを含む。フィードバックコントローラー６０３は、フィードバックコントローラー６０３に関与する状態情報を表示するスクリーン６２０も含む。
【０１３０】
フィードバックコントローラー６０３のコンポーネントが図１７に示される。フィードバックコントローラー６０３は、マイクロコントローラー６００とデータ格納モジュール６０２とを含む。マイクロコントローラー６００およびデータ格納モジュール６０２は、器具１０のマイクロコントローラー５００およびデータ格納モジュール５０２と同様の機能を提供する。フィードバックコントローラー６０３の態様の、独立型モジュールにおいてこれらのコンポーネントは、器具１０内においてこれらのコンポーネントを有するニーズを軽減する。
【０１３１】
データ格納モジュール６０２は、１つ以上の内部および／または外部格納デバイス（例えば、磁気ハードドライバー、フラッシュメモリ（例えば、Ｓｅｃｕｒｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ（登録商標）カード、Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｆｌａｓｈ（登録商標）カード、ＭｅｍｏｒｙＳｔｉｃｋ（登録商標）等））を含み得る。データ格納モジュール６０２は、コンピューティングデバイス６０６によるデータの後の分析のために、器具１０からのフィードバックデータを格納するように、フィードバックコントローラー６０３によって使用される。フィードバックデータは、器具１０等の中に配置されたセンサーによって供給される情報を含む。
【０１３２】
マイクロコントローラー６００は、存在するなら、器具１０の制御回路網を代替および／または補足するように構成される。マイクロコントローラー６００は、器具１０の動作および機能を制御する１つ以上のソフトウェアアプリケーション（例えば、ファームウェア）を格納する内部メモリーを含む。マイクロコントローラー６００は、ユーザーインターフェイス１２０からの入力データを処理し、入力に応答して器具１０の動作を調整する。マイクロコントローラー６００は、器具１０の動作パラメータをユーザーに通知するように構成されているユーザーフィードバックモジュール５０４を介してユーザーインターフェイス１２０に連結される。特に、器具１０は、ワイヤレス、またはデータポート４０７（図５）を介する有線接続を通して、フィードバックコントローラー６０３に接続するように構成される。
【０１３３】
開示された実施形態において、マイクロコントローラー６００は、駆動モーター２００に接続され、バッテリーインピーダンス、電圧、温度、および／または電流引き込みを監視し、かつ、器具の動作を制御するように構成および配列される。器具１０のバッテリー、伝送、駆動モーター２００および駆動コンポーネントの負荷は、負荷が、損傷制限が到達または接近されることを示す場合に、モータースピードを制御するように決定される。例えば、バッテリー４００内に残るエネルギー、残りの発射の数、バッテリー４００が交換または充電されなければならないか、および／または器具１０の潜在的な充填制限に接近することが決定され得る。マイクロコントローラー６００は、前述の器具１０の１つ以上のセンサーにも接続され得る。
【０１３４】
マイクロコントローラー６００は、監視された情報に応答して駆動モーター２００の動作を制御するようにも構成される。電子クラッチを含み得るパルス変調制御スキームは、器具１０を制御することにおいて使用され得る。例えば、マイクロコントローラー６００は、駆動モーター２００の電圧供給を調節し、またはそれへのパルス変調信号を供給して、電力および／またはトルク出力を調整することにより、システム損傷を防ぎ、またはエネルギー使用を最適化し得る。
【０１３５】
一実施形態において、電気ブレーキ回路は、駆動モーター２００を制御するために使用され得、電気ブレーキ回路は、回転する駆動モーター２００の存在する逆電動的力を使用して、駆動チューブ２１０の運動に対抗し、それを実質的に減少させる。電気ブレーキ回路は、動力式外科手術器具１０の停止精度および／またはシフト位置に対して、駆動モーター２００および／または駆動チューブ２１０の制御を向上させ得る。動力式外科手術器具１０のコンポーネントを監視し、動力式外科手術器具１０の過負荷を防ぐことを助けるセンサーは、熱型センサー（例えば、熱センサー、サーミスター、熱電対列、熱電対および／または熱赤外線画像）を含み、フィードバックをマイクロコントローラー６００に提供し得る。マイクロコントローラー６００は、制限が達成または接近される場合において動力式外科手術器具１０のコンポーネントを制御し得、このようの制御は、電源４００からの電力を切断すること、電力を一時的に中断させること、または中止モードおよび／またはパルス変調に入って、使用されるエネルギーを制限することを含み得る。マイクロコントローラー６００は、動作がいつか再開され得るかを決定するために、コンポーネントの温度も監視し得る。マイクロコントローラー６００の上述した使用は、電流、電圧、温度および／またはインピーダンス測定とは無関係で使用され、またはそれらの測定を因子として考慮され得る。
【０１３６】
マイクロコントローラー６００によるデータの分析および処理の結果は、ビデオディスプレイ６０４および／またはＨＵＤディスプレイ６２２上に出力される。ビデオディスプレイ６０４は、任意の種類のディスプレイ（例えば、ＬＣＤスクリーン、プラズマスクリーン、エレクトロルミネセントディスプレイ等）であり得る。一実施形態において、ビデオディスプレイ６０４は、タッチスクリーンを含み得、抵抗、表面波、容量性、赤外線、歪ゲージ、光学、分散信号、または音響パスル認識タッチスクリーンテクノロジーを組み込み得る。タッチスクリーンは、ユーザーが動作フィードバックを観察すると同時に入力を提供することを可能にするように使用され得る。ＨＵＤディスプレイ６２２は、外科手術手順の間に、ユーザーにとって可視の任意の表面（例えば、１対のメガネおよびゴーグルのレンズ、顔シールド等）上に投影され得る。これは、ユーザーが、手順への集中を失うことなしに、フィードバックコントローラー６０３からの生体フィードバック情報を可視化することを可能にする。
【０１３７】
フィードバックコントローラー６０３は、オンスクリーンディスプレイモジュール６２４およびＨＵＤモジュール６２６を含む。モジュール６２６は、それぞれのディスプレイ６０４および６２２上の表示のために、マイクロコントローラー６００の出力を処理する。特に、ＯＳＤモジュール６２４は、フィードバックコントローラー６０３からのテキストおよびクラフィック情報を、外科手術部位内に配置されたカメラを介して外科手術部位から受信された他のビデオ画像上に重ねる。重ねられたテキストを有する修正されたビデオ信号は、ビデオディスプレイ６０４に伝送され、ユーザーが、なお外科手術部位を観測すると同時に、器具１０および／またはフィードバックコントローラー６０３から有用なフィードバック情報を可視化することを可能にする。
【０１３８】
図２４〜２５は、器具１０’の別の実施形態を例示する。器具１０’は、まっすぐな構成に配列された複数のセル４０１を有する電源４００’を含む。電源４００’は、ハンドル部分１１２内の垂直バッテリーチャンバー８００内に垂直に挿入される。バッテリーチャンバー８００は、電源４００’を下向きに押すために、その上方部分内においてばね８０２を含む。一実施形態において、ばね８０２は、電源４００’と電気的に連結される接触を含み得る。電源４００’は、バッテリーキャップ８０４を介してバッテリーチャンバー８００内に保持され、バッテリーキャップ８０４は、遠位方向にスライドして、適所にロックするように構成される。キャップ８０４およびハンドル１１２は、キャップ８０４が外へスライドすることを避けるために、トングおよび溝連結を含み得る。電源４００’は、ばね８０２の下への力に起因してキャップ８０４に対抗して付勢される。キャップ８０４が近位方向にスライドさせられると、電源４００’は、ばね８０２によって、バッテリーチャンバー８００から排出される。
【０１３９】
図２５は、回転センサー２３９の別の実施形態を示し、回転センサー２３９は、駆動チューブ２１０の回転を検出し、従って。駆動チューブ２１０の回転の速度を測定することは、発射ロッド２２０の線形速度の決定を可能にする。回転センサー２３９は、駆動チューブ２１０に取り付けられたエンコーダホイール８１０と、光学読取器８１２（例えば、光断続器）とを含む。光学読取器８１２は、その２つの対向するエッジ８１４および８１６の間に連続的に提供される光ビームの遮断の回数を決定するように構成される。ホイール８１０は、駆動チューブ２１０と共に回転し、それを通る複数のスリット８１１を含む。
【０１４０】
ホイール８１０の外側エッジは、エッジ８１４および８１６の間で伝送される光ビームがスリット８１１通して光るように、光学読取器８１２の対向するエッジの間に配置される。言い換えると、駆動シュー部２１０が回転されると、エッジ８１４および８１６の間の光ビームは、ホイール８１０によって遮断される。光学読取器８１２は、光ビームの遮断の回数およびその発生の速度を測定し、これらの測定をスピード計算器４２２に伝送し、そして、スピード計算器４２２は、前述のように、発射ロッド２２０のスピードを決定する。
【０１４１】
図２７〜３２は、その発射位置から発射ロッド２２０を後退させるための後退アセンブリ８２０を有する器具１０’を示す。後退アセンブリ８２０は、駆動チューブ２１０との手動に駆動される機械インターフェイスを提供し、緊急の状況（電気的誤作動、動かないエンドエフェクター１６０等）において、後退アセンブリ８２０のラチェット動作を介して発射ロッド２１０の手動的後退を可能にする。後退アセンブリ８２０は、器具１０’内に挿入され得るモジュール式アセンブリとして構成され得る。
【０１４２】
図３０を参照して、後退アセンブリ８２０は、上方部分８２３および下方部分８２５を有する後退シャーシ８２２を含む。後退アセンブリ８２０は、駆動歯車８２６および後退歯車８２４を介して駆動チューブ２１０と機械的にインターフェイス接続する。駆動歯車８２６は、駆動チューブ２１０に取り付けられ、駆動チューブ２１０の回転に応答して並進される。逆に、駆動歯車８２６の回転は、駆動チューブ２１０に回転を与える。駆動歯車８２６および後退歯車８２４は、傾いた歯車であり、歯車８２４および８２６が垂直の方法でインターフェイス接続することを可能にし得る。
【０１４３】
後退歯車８２４は、後退シャーシ８２２の上部部分８２３と下方部分８２５との間に実質的に垂直の方法で配置されている第１の紡錘体８２８に連結され、それによって規定された長手方向軸の周りに回転可能である。第１の紡錘体８２８は、それに取り付けられ、かつ後退歯車８２４に取り付けられた第１のスパー歯車８３０をさらに含む。第１のスパー歯車８３０は、第２の紡錘体８３４上に配置された第２のスパー歯車８３２とインターフェイス接続され、第２の紡錘体８３４はまた、後退シャーシ８２２の上部部分８２３と下方部分８２５との間に実質的に垂直の方法で配置され、それによって長手方向軸の周りに回転可能である。
【０１４４】
第２のスパー歯車８３２は第１の紡錘体８２８に配置されている第３のスパー歯車８３６と機械的にインターフェイス接続する。第３のスパー歯車８３６は、一方向のクラッチアセンブリ８４０の第１のクラッチ部分８３８に取り付けられる。クラッチアセンブリ８４０は、第１のクラッチ部分８３８より上の第１の紡錘体８２８に回転可能に配置された第２のクラッチ部分８４０と、第１のクラッチ部分８３８と第２のクラッチ部分８４０との間に配置されたばね８４３とをさらに含み、それによって、図３１に示されるように、隆起した非インターロック構成（例えば、第１の構成）において第１のクラッチ部分８３８および第２のクラッチ部分８４０を保持する。
【０１４５】
駆動チューブ２１０および／または駆動歯車８２６の回転は、第１の部分８３８およびそれぞれの紡錘体８２８、８３４と共に、後退歯車８２４、並びに第１、第２および第３のスパー歯車８３０、８３２および８３６に回転を与える。第２のクラッチ部分８４２が紡錘体８２８の周りに回転し得、ばね８４３によって第１のクラッチ部分８３８から分離されるので、第１の部分８３８の回転は、それに並進されない。
【０１４６】
第１および第２のクラッチ部分８３８および８４２は、平坦なインターロック表面８４６と傾斜のスライド表面８４８とを有する複数のインターロック歯８４４を含む。図３２に示される第２の構成において、第２のクラッチ部分８４２は、後退レバー８４５によって下向きに押され、それによって歯８４４とインターフェイス接続する。スライド表面８４８は、インターロック表面８４６が互いに接触することを可能にし、それによって第２のクラッチ部分８４２の回転が、第１のクラッチ部分およびインターフェイス接続する歯車の全てを回転させることを可能にする。
【０１４７】
後退レバー８４５は、カム作用部分８４７と、それに取り付けられたハンドル８４９とを含む。カム作用部分８４７は、一方向の針クラッチ８５５を収容する開口部８５３を含み、一方向の針クラッチ８５５は、第１の紡錘体８２８に取り付けられた継手８５６と機械的に協働して、それによって後退レバー８４５が第１の紡錘体８２８の周りに回転することを可能にする。図２９を参照して、レバー８４５は、カム作用表面８５２を有する１つ以上のカム作用部材８５０を含む。第１の構成において、レバー８４５は、図２７に示されるように、ハウジング１１０のレバーポケット８６０に沿って配置される。レバー８４５は、ばね８４３によって、上部部分８２３に対して押され、カム作用部材８５０は、対応するカムポケット８５８内に配置される。レバー８４５は、上部部分８２３とキャンピング部分８４７との間に取り付けられたリターン延長ばね８６２によって、第１の構成において維持される。カム部材８５０およびレバーポケット８６０は、レバー８４５のさらなる回転を防ぐ。
【０１４８】
レバー８４５がレバーポケット８６０から引き出されると、カム作用部材８５０は、対応するカムポケット８２３とインターフェイス接続し、下向きの方向でレバー８４５のカム作用部分８４７を押す。下向きの移動は、ばね８４３を圧迫し、第１のクラッチ部分８３８および第２のクラッチ部分８４２を押して一緒にして歯８４４をインターロックし、それによって、部分８３８および８４２を係合する。左回りの方向でのカム作用部分８４７の回転は、継手８５６および第１の紡錘体８２８とインターフェイス接続する針クラッチ８５５を作動する。レバー８４５の断続的回転は、クラッチアセンブリ８４０を回転させ、そしてクラッチアセンブリ８４０は、スパー歯車８３６、８３２および８３０、並びに後退歯車８２４および駆動歯車８２６を回転させる。次に、これは、駆動チューブ２１０を回転させ、駆動ロッド２２０を後退する。
【０１４９】
レバー８４５は、図２８に示されるように、ハンドル８４９がハウジング１１０に接するまでに所定の量に対して回転され得る。その後、レバー８４５は、リターン延長ばね８６２によってその第１の構成に戻される。これは、カム作用部分８４７に、第２のクラッチ部分８４２も上向きに移動し、第１のクラッチ部分８３８を係合解除することを可能にさせる。針クラッチ８５５は、継手８５６を解放し、駆動チューブ２１０の移動を影響することなしに、レバー８４５を第１の構成に戻すことを可能にする。レバー８４５が第１の構成に戻されると、レバー８４５は、再び後退されて、引き続き駆動ロッド２２０をラチェット動作させ得る。
【０１５０】
図３３Ａ〜３３Ｌ（図３７Ａ〜３７Ｌに対応する）を参照すると、本明細書に説明されるいずれかの動力式外科手術器具の成功した発射は、モーターによって引き抜かれる電流（Ｉ）対時間をプロットすると、予想可能な波形を生成し得る。例として、図３３Ａ（および図３７Ａ）は、動力式外科手術器具を用いて、人工組織、犬歯組織、またはレッドフォームを通して、６０ｍｍ長、３．５ｍｍ（ステープル高さ）のステープルカートリッジからの１５の全列のステープルを発射することによって得られていた波形９１０を描く。図３３Ａ（および図３７Ａ）に示されているように、ステープルの列の各々の成功した発射は、波形９１０においてピーク９１２を生成する。
【０１５１】
図３３Ｂ（および図３７Ｂ）は、人工組織および犬歯組織の締め付けおよび圧迫手順の間に、モーターによって引き抜かれた電流を描く。図３３Ｃ（および図３７Ｃ）は、ステープル留め手順の間に、モーターによって引き抜かれた電流を描く。図３３Ｃ（および図３７Ｃ）に示されるように、胃組織内の正しいステープル情報に対して必要とされる電流は、腸の組織に対して必要とされる電流よりも大きい。図３３Ｄ（図３７Ｄ）は、ナイフ後退手順の間にモーターによって引き抜かれた電流を描く。
【０１５２】
図３３Ｅ（および図３７Ｅ）は、３つの別個のステープルカートリッジ９３０、９３２、９３４に対する、モーターによって引き抜かれた電流を描く。ステープルカートリッジ９３０は、１２個のステープルをミスし、ステープルカートリッジ９３２は、６個のステープルをミスし、およびステープルカートリッジ９３４は、どんなステープルもミスしなかった。図３３Ｅ（および図３７Ｅ）に示されるように、ステープルカートリッジのうちの１つにおいて、ミスしたステープルが存在する場合、電流降下がステープルカートリッジ９３２に対応する領域９２２、およびステープルカートリッジ９３０に対応する領域９２４において顕著である。
【０１５３】
図３３Ｆ（および図３７Ｆ）は、様々な種類の胃組織に行われたステープル留め手順の間に、モーターによって引き抜かれる電流を描く。図３３Ｆ（および図３７Ｆ）に示されるように、豚の胃組織は、犬の胃組織よりも多い電流を引き抜く。図３３Ｇ（および図３７Ｇ）は、様々な種類の腸組織に行われるステープル留め手順の間に、モーターによって引き抜かれる電流を描く。図３３Ｈ（および図３７Ｈ）は、様々な種類の合成腸組織および犬腸組織に行われるステープル留め手順の間に、モーターによって引き抜かれる電流を描く。図３３Ｉ（および図３７Ｉ）は、異なる厚さを有するレッドフォームに行われるステープル留め手順の間に、モーターによって引き抜かれる電流を描く。
【０１５４】
図３３Ｊ（および図３７Ｊ）は、レッドフォームおよび生体内の胃組織に行われるステープル留め手順の間に、モーターによって引き抜かれる電流を描く。図３３Ｊ（および図３７Ｊ）において理解されるよう、有機体組織は、レッドフォームと異なって挙動する。レッドフォームをステープル留めするために必要とされる力は、発射を通して一定であり、生体内の犬組織をステープル留めするために必要とされる力は、変化する。図３３Ｋ（および図３７Ｋ）は、異なる組織アナログ上のモーターによって引き抜かれる電流を描く。図３３Ｌ（および図３７Ｌ）は、組織が圧迫され、そしてステープル留めされるようなステープル留め手順の間に、組織が体験する直線力を描く。
【０１５５】
図３４を参照すると、動力式外科手術器具は、外科手術締め具検出システム１００１を含み得、外科手術締め具検出システム１００１は、マイクロコントローラー５００、データ格納モジュール５０２、データポート５０３、ユーザーフィードバックモジュール５０４、ユーザーインターフェイス１２０、および駆動モーター２００を含む。加えて、システムは、電流センサー１０１０と位置計算器１０１２も含み得る。
【０１５６】
データ格納モジュール５０２は、成功した発射手順（図３３Ａ〜３３Ｌ、図３７Ａ〜３７Ｌ）からのデータを格納し、各外科手術締め具または締め具の列がうまく配備されているか否かを決定するために、マイクロコントローラー５００によって使用される。データは、製造者によってデータ格納モジュール５０２に事前に格納されるか、ユーザーによって更新されるか、または外科手術締め具の全てが正確に配備された動力式外科手術器具の以前の動作から保存される。
【０１５７】
本開示の一実施形態において、電流センサー１０１０は、モーター２００の電流引き込みを測定し、電流引き込みを信号としてマイクロコントローラー５００に提供する。マイクロコントローラー５００は、電流センサー１０１０からの信号を、データモジュール５０２に格納された成功した発射データと比較する。電流センサー１０１０からの信号が、成功した発射手順からのデータと比較され、受け入れ可能な公差ウィンドウ内にある場合、マイクロコントローラー５００は、スクリーン１２２またはユーザーインターフェイス１２０の視覚出力１２３を介して、ユーザーに成功した外科手術締め具の配備を報告し得る。電流センサー１０１０からの信号が、成功した発射手順からのデータと比較され、受け入れ可能な公差ウィンドウ内にない場合、マイクロコントローラー５００は、スクリーン１２２またはユーザーインターフェイス１２０の視覚出力１２３を介して、ユーザーに失敗の外科手術締め具の配備を報告し得る。さらに、動力式外科手術器具は、器具のさらなる動作を防ぐように電源が切られ得る。電流発射手順からのデータは、データ格納モジュール５０２の内に格納されるか、またはデータポート５０３を介して別個のコンピュータ内に格納され得る。
【０１５８】
図３３Ａ〜３３Ｌ（および３７Ａ〜３７Ｌ）に示されるように、異なる組織は、モーター上の異なる電流引き込みを要求する。従って、本明細書に開示された実施形態において、ユーザーは、手順の間に伴われる組織の種類を選択し得、マイクロコントローラー５００は、成功した外科手術締め具の配備が存在するか否かを決定するために、マイクロコントローラー５００によって使用される適切な成功した発射データを決定する。
【０１５９】
システム１００１は、モーター２００上の電流引き込み（Ｉ）対発射ロッド２２０（図５）が移動した距離（ｘ）を記録し得る。距離（ｘ）は、位置計算器１０１６を介して得られ得、位置計算器１０１６は、光学または磁気エンコーダー、線形可変差分変圧器（ＬＶＤＴ）、制限スイッチ、または他の位置決め方法を含み得る。位置計算器１０１６も、位置計算器４１６に対する前述と同様の方法で、発射ロッド２２０が移動した距離を計算し得る。
【０１６０】
図３５は、モーター２００上の電流引き込みを得るために使用され得る電流センサー配列の例である。図３５に示されるように、既知値のシャント抵抗ＲＳＨＵＮＴが、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタの共通ソースＱ２およびＱ４とグラウンドとの間に直列で設置される。マイクロコントローラー５００は、ＲＳＨＵＮＴにわたる電圧降下を読み取り、オーム法則（Ｉ＝Ｖ／ＲＳＨＵＮＴ）を介して電流を計算する。次に、マイクロコントローラー５００は、計算された電流値および公差値を使用して、外科手術締め具が正しく配備されているか否かを決定する。
【０１６１】
図３６は、１つ以上の外科手術締め具の成功した配備の検出のために使用され得る方法の例を例示するフローチャートである。図３６に示されるように、方法は、ステップ１１１０で開始し、外科手術締め具が発射され、そしてモーター２００上の電流引き込みがステップ１１１２において測定される。検出された電流引き込みは、成功した発射手順からのデータ（ＤａｔａＳＦＰ）と比較される。検出された電流引き込みが、ＤａｔａＳＦＰと比較され、受け入れ可能な公差ウィンドウ内にある場合、プロセスは、ステップ１１１７へ進み、ステップ１１１７において、全ての外科手術締め具が発射されたか否かという決定がなされる。より多い外科手術締め具に対するニーズが存在する場合、方法は、ステップ１１１０において再び開始する。発射される必要がある外科手術締め具が存在しない場合、方法は、ステップ１１２０において終了する。ステップ１１１６において、検出された電流引き込みが、ＤａｔａＳＦＰと比較され、受け入れ可能な公差ウィンドウ内にない場合、プロセスは、ステップ１１１８へ進み、ユーザーが、エラー（例えば、ステープル誤射、詰っていること等）を通知される。この方法は、個別に、または、本明細書に説明される任意の他の方法と一緒に使用され得る。
【０１６２】
様々な変更が本明細書に示された実施形態へなされ得ることが理解される。従って、上記説明は、限定としてではなく、単に好ましい実施形態の代表例として解釈されるべきである。当業者は、本明細書に添付された請求項の範囲および精神内に他の変更を予想する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３Ａ】
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【図３３Ｂ−１】
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【図３３Ｂ−２】
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【図３３Ｃ】
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【図３３Ｄ】
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【図３３Ｅ】
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【図３３Ｆ】
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【図３３Ｇ】
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【図３３Ｈ】
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【図３３Ｉ】
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【図３３Ｊ】
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【図３３Ｋ】
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【図３３Ｌ】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７Ａ】
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【図３７Ｂ−１】
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【図３７Ｂ−２】
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【図３７Ｃ】
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【図３７Ｄ】
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【図３７Ｅ】
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【図３７Ｆ】
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【図３７Ｇ】
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【図３７Ｈ】
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【図３７Ｉ】
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【図３７Ｊ】
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【図３７Ｋ】
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【図３７Ｌ】
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