(57)【要約】  外科用器具。外科用器具は、ステープルカートリッジを支持するように構成された細長いチャネルと、細長いチャネルに枢動可能に接続されたアンビルと、ステープルカートリッジに機械的に結合されたナイフと、ナイフに機械的に結合された電動モータと、電動モータに電気的に接続された制御回路とを含む。制御回路は、ナイフの位置に基づいて第１の事前定義されたイベントの発生を無視し、第２の事前定義されたイベントの発生後にナイフの前進を自動的に停止し、かつ第３の事前定義されたイベントの発生後にナイフの閉鎖動作を自動的に再開するように構成されている。
2019513480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外科用器具であって、
ステープルカートリッジを支持するように構成された細長いチャネルと、
前記細長いチャネルに枢動可能に接続されたアンビルと、
前記ステープルカートリッジに機械的に結合されたナイフと、
前記ナイフに機械的に結合された電動モータと、
前記電動モータに電気的に接続された制御回路と、を備え、前記制御回路が、
前記ナイフの位置に基づいて第１の事前定義されたイベントの発生を無視し、
第２の事前定義されたイベントの発生後に前記ナイフの前進を自動的に停止し、かつ
第３の事前定義されたイベントの発生後に前記ナイフの閉鎖動作を自動的に再開するように構成されている、外科用器具。
【請求項２】
前記第１の事前定義されたイベントの前記発生は、
経時的な発射力の変化が既定の閾値を超えること、及び
前記発射力が第１の値を下回ることを含む、請求項１に記載の外科用器具。
【請求項３】
前記制御回路が、
前記発射力を測定するように構成された第１のセンサと、
前記ナイフの前記位置を測定するように構成された第２のセンサと、
前記第１及び第２のセンサに電気的に接続され、前記ナイフの前記位置及び前記経時的な発射力の前記変化を判定するように構成されたコントローラと、を備える、請求項２に記載の外科用器具。
【請求項４】
前記第１のセンサがひずみゲージを備え、
前記第２のセンサがホール効果センサを備える、請求項３に記載の外科用器具。
【請求項５】
前記第２の事前定義されたイベントの前記発生は、
前記経時的な発射力の前記変化が第２の既定の閾値を超えること、及び
前記発射力が第２の値を超えることを含み、前記第２の値が前記第１の値よりも大きい、請求項３に記載の外科用器具。
【請求項６】
前記第３の事前定義されたイベントが、以下：
前記ナイフの前記前進の前記自動停止後の前記発射力の事前定義された低下、及び
事前定義された期間、のうちの少なくとも１つを含む、請求項５に記載の外科用器具。
【請求項７】
前記発射力の前記事前定義された低下が、以下：
事前定義されたパーセンテージの低下、
定量の低下、のうちの少なくとも１つである、請求項６に記載の外科用器具。
【請求項８】
外科用器具であって、
ステープルカートリッジを支持するように構成された細長いチャネルと、
前記ステープルカートリッジに機械的に結合されたナイフと、
前記ナイフに機械的に結合された電動モータと、
前記電動モータに電気的に接続された制御回路と、を備え、前記制御回路が、
第１の事前定義されたイベントの発生時に前記ナイフの前進を自動的に停止し、
第２の事前定義されたイベントの発生時に前記ナイフの前記前進を自動的に再開し、かつ
前記ナイフの位置に基づいて第３の事前定義されたイベントの発生を無視するように構成されている、外科用器具。
【請求項９】
前記第１の事前定義されたイベントの前記発生は、以下：
発射力が既定の閾値を超えること、
経時的な最高値間の発射力の変化が第２の既定の閾値を超えること、
発射力が前記既定の閾値を超え、かつ前記経時的な最高値間の発射力の変化が前記第２の既定の閾値を超えること、及び
発射力が前記既定の閾値を超え、前記経時的な最高値間の発射力の変化が前記第２の既定の閾値を超え、かつ前記ナイフが、前記ステープルカートリッジの近位端と前記ステープルカートリッジの遠位端との間の位置の既定の範囲内にあること、のうちの少なくとも１つを含む、請求項８に記載の外科用器具。
【請求項１０】
前記制御回路が、
前記発射力を測定するように構成された第１のセンサと、
前記ナイフの前記位置を測定するように構成された第２のセンサと、
前記第１及び第２のセンサに電気的に接続されたコントローラと、を備え、前記コントローラが、
前記経時的な最高値間の発射力の前記変化、及び
前記ナイフの前記位置を判定するように構成されている、請求項９に記載の外科用器具。
【請求項１１】
前記第１のセンサがひずみゲージを備え、
前記第２のセンサがホール効果センサを備える、請求項１０に記載の外科用器具。
【請求項１２】
前記第２の事前定義されたイベントの前記発生は、以下：
前記ナイフがある期間停止すること、及び
前記経時的な発射力の変化が既定の範囲内であること、のうちの少なくとも１つである、請求項９に記載の外科用器具。
【請求項１３】
前記期間が前記ナイフの前記位置に基づいて異なる、請求項１２に記載の外科用器具。
【請求項１４】
外科用器具であって、
ステープルカートリッジを支持するように構成された細長いチャネルと、
前記細長いチャネルに枢動可能に接続されたアンビルと、
前記ステープルカートリッジに機械的に結合されたナイフと、
前記ナイフに機械的に結合された電動モータと、
前記電動モータを制御する手段であって、
トリガが第１の閾値を超える場合は、前記ナイフの部材の前進を自動的に停止し、
前記トリガが第２の閾値を超える場合は、前記ナイフの前記前進を自動的に再開する、手段と、
前記第１の閾値及び前記第２の閾値のうちの少なくとも１つを変更する手段と、を備える、外科用器具。
【請求項１５】
前記第１の閾値が、以下：
発射力の第１の値、
前記経時的な発射力の変化の第１の値、及び
前記発射力の前記第１の値と前記経時的な発射力の前記変化の前記第１の値との組み合わせ、のうちの少なくとも１つを含む、請求項１４に記載の外科用器具。
【請求項１６】
前記第２の閾値が、以下：
発射力の第２の値、
前記経時的な発射力の変化の第２の値、
経時的な最高値間の発射力の変化の値、
前記発射力の前記第２の値と前記経時的な発射力の前記変化の前記第２の値との組み合わせ、及び
前記発射力の前記第２の値と前記経時的な最高値間の発射力の前記変化の前記値との組み合わせ、のうちの少なくとも１つを含む、請求項１５に記載の外科用器具。
【請求項１７】
前記電動モータを制御する前記手段が、
力を測定するように構成された第１のセンサと、
前記第１のセンサに電気的に接続されたコントローラと、を含む、請求項１４に記載の外科用器具。
【請求項１８】
前記第１の閾値及び前記第２の閾値のうちの前記少なくとも１つを変更する前記手段が、前記ナイフの位置に基づいて前記第１の閾値及び前記第２の閾値のうちの前記少なくとも１つを変更する手段を含む、請求項１７に記載の外科用器具。
【請求項１９】
前記ナイフの前記位置を判定する手段を更に含む、請求項１８に記載の外科用器具。
【請求項２０】
前記ナイフの前記位置を判定する前記手段がホール効果センサを含む、請求項１９に記載の外科用器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、外科用器具に関し、また様々な状況において、組織をステープル留め及び切断するために設計された、外科用ステープル留め及び切断器具並びにそれらのステープルカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動式外科用ステープル留め及び切断器具では、包括的なイベントトリガを考慮する際の実行基準にエンドエフェクタストローク及び負荷範囲を有することは役立つであろう。これまでにいくつかの装置が製造及び使用されてきたが、本発明者らよりも以前に添付の特許請求の範囲に記載される装置を製造又は使用した者はないものと考えられる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
いくつかの態様では、外科用器具が提供される。この外科用器具は、ステープルカートリッジを支持するように構成された細長いチャネルと、細長いチャネルに枢動可能に接続されたアンビルと、ステープルカートリッジに機械的に結合されたナイフと、ナイフに機械的に結合された電動モータと、電動モータに電気的に接続された制御回路と、を備え、制御回路は、ナイフの位置に基づいて第１の事前定義されたイベントの発生を無視し、第２の事前定義されたイベントの発生後にナイフの前進を自動的に停止し、かつ第３の事前定義されたイベントの発生後にナイフの閉鎖動作を自動的に再開するように構成されている。
【０００４】
上記の「発明の概要」はあくまで例示的なものに過ぎず、いかなる意味においても限定を目的としたものではない。上記に述べた例示的な態様及び特徴に加えて、更なる態様及び特徴が、図面及び以下の詳細な説明を参照することにより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
本明細書に記載される態様の新規特徴は、添付の「特許請求の範囲」に具体的に記載される。しかしながら、態様は、構成及び動作方法のいずれに関しても、以下の説明文を、以下のような添付の図面と併せて参照することによってより深い理解を得ることができる。
【図１】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、動作可能に結合された交換式シャフト組立体を有する外科用器具の斜視図である。
【図２】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、図１の交換式シャフト組立体及び外科用器具の分解組立図である。
【図３】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、図１及び図２の交換式シャフト組立体及び外科用器具の一部を示す別の分解組立図である。
【図４】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、図１〜３の外科用器具の一部の分解組立図である。
【図５】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、発射トリガが完全作動位置にある、図４の外科用器具の一部の断面側面図である。
【図６】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、発射トリガが非作動位置にある、図５の外科用器具の一部の別の断面図である。
【図７】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、図７の交換式シャフト組立体の一部の別の分解組立図である。
【図８】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、図７〜９の交換式シャフト組立体の一部の断面図である。
【図９】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、スイッチドラムを装着した交換式シャフト組立体の一部の別の斜視図である。
【図１０】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、閉鎖トリガが非作動位置で示されている、図１の外科用器具の一部に動作可能に結合された、図１１の交換式シャフト組立体の一部の斜視図である。
【図１１】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、図１０の交換式シャフト組立体及び外科用器具の右側立面図である。
【図１２】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、閉鎖トリガが作動位置で、発射トリガが非作動位置で示されている、図１の外科用器具の一部に動作可能に結合された、図１１の交換式シャフト組立体の一部の斜視図である。
【図１３】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、閉鎖トリガが作動位置で、発射トリガが作動位置で示されている、図１の外科用器具の一部に動作可能に結合された交換式シャフト組立体の右側立面図である。
【図１４】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、図１の外科用器具のエンドエフェクタの一態様の分解図である。
【図１５】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、シャフト組立体が外科用器具ハンドルに結合されていないときに、外科用器具ハンドルの電気コネクタへの給電を停止するためのシステムの模式図である。
【図１６Ａ】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、２枚の図面にまたがる、図１の外科用器具の回路図である。
【図１６Ｂ】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、２枚の図面にまたがる、図１の外科用器具の回路図である。
【図１７Ａ】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、図１の外科用器具の回路図である。
【図１７Ｂ】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、図１の外科用器具の回路図である。
【図１８】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、ハンドル組立体と電源組立体との間及びハンドル組立体と交換式シャフト組立体との間のインターフェースを示す、図１の外科用器具のブロック図である。
【図１９】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、外科用器具の切刃の鋭さを評価するためのシステムの論理図を示す。
【図２０】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、様々な鋭さレベルで鋭さ試験部材によって外科用器具の切刃に対して加えられる力を判定するためのシステムの論理図を示す。
【図２１】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、外科用器具の動作を適応させるためのプロセスの一態様を示す。
【図２２Ａ】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、組織を取り巻いている医療デバイスの例示的なエンドエフェクタを示す。
【図２２Ｂ】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、組織を圧縮している医療デバイスの例示的なエンドエフェクタを示す。
【図２３Ａ】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、組織を圧縮している医療デバイスのエンドエフェクタによって及ぼされる例示的な力を示す。
【図２３Ｂ】これもまた、本開示の１つ又は２つ以上の態様による、組織を圧縮している医療デバイスのエンドエフェクタによって及ぼされる例示的な力を示す。
【図２４】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、例示的な組織圧縮センサシステムを示す。
【図２５】これもまた、本開示の１つ又は２つ以上の態様による、例示的な組織圧縮センサシステムを示す。
【図２６】これもまた、本開示の１つ又は２つ以上の態様による、例示的な組織圧縮センサシステムを示す。
【図２７】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、例示的なエンドエフェクタチャネルフレームを示す。
【図２８】本開示の１つ又は２つ以上の態様による例示的なエンドエフェクタを示す。
【図２９】これもまた、本開示の１つ又は２つ以上の態様による、例示的なエンドエフェクタチャネルフレームを示す。
【図３０】これもまた、本開示の１つ又は２つ以上の態様による、例示的なエンドエフェクタチャネルフレームを示す。
【図３１】これもまた、本開示の１つ又は２つ以上の態様による、例示的なエンドエフェクタチャネルフレームを示す。
【図３２】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、例示的な電極を示す。
【図３３】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、例示的な電極配線システムを示す。
【図３４】これもまた、本開示の１つ又は２つ以上の態様による、例示的なエンドエフェクタチャネルフレームを示す。
【図３５】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、例示的な回路図である。
【図３６】これもまた、本開示の１つ又は２つ以上の態様による、例示的な回路図である。
【図３７】これもまた、本開示の１つ又は２つ以上の態様による、例示的な回路図である。
【図３８】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、関節接合可能な交換式シャフトを備えた外科用器具の斜視図である。
【図３９】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、図３８に示される外科用器具の先端部の側面図である。
【図４０】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、外科用器具のエンドエフェクタの断面図を示す。
【図４１】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、フィードバックシステムの論理図を示す。
【図４２】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、フィードバックシステムの論理図を示す。
【図４３】本開示の一態様によるスマートセンサ要素の図である。
【図４４】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、第１のセンサ及び複数の二次センサからの信号を、プロセッサが受信可能なデジタル信号に変換するように構成された回路の一態様を示す。
【図４５】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、磁場センサ及びプロセッサに接続された可撓ケーブルを備えるステープルカートリッジの分解図の一態様を示す。
【図４６】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、可撓ケーブルを有し、シャフト組立体を有さない、図４６に示されるエンドエフェクタを示す。
【図４７】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、図４６に示される可撓ケーブルが細長いチャネル内に収められ得る方法を示すために、アンビル又はステープルカートリッジを有さないエンドエフェクタの細長いチャネル部分を示す。
【図４８】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、図４６に示される可撓ケーブルが細長いチャネル内に収められ得る方法を示すために、アンビル又はステープルカートリッジを有さないエンドエフェクタの細長いチャネル部分を示す。
【図４９】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、図４６〜４８に示される可撓ケーブルのみを示す。
【図５０】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、ステープルカートリッジが結合された、図１１４及び図１１５に示される細長いチャネルの拡大図を示す。
【図５１】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、遠位側センサプラグの一態様を示し、図５１は、遠位側センサプラグの切欠図を示し、図５２は、通信可能であるように可撓性基板に動作可能に結合された磁場センサ及びプロセッサを更に示す。
【図５２】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、遠位側センサプラグの一態様を示し、図５１は、遠位側センサプラグの切欠図を示し、図５２は、通信可能であるように可撓性基板に動作可能に結合された磁場センサ及びプロセッサを更に示す。
【図５３】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、アンビル部分の遠位先端にあるセンサ及び電子部品に電力を供給するように動作可能な可撓ケーブルを有するエンドエフェクタの一態様を示す。
【図５４】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、カートリッジチャネルと、そのカートリッジチャネル内に配置されたステープルカートリッジと、アンビルと、を含む外科用ステープル留め器具のエンドエフェクタの斜視図である。
【図５５】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、未発射位置にあるスレッド及び発射部材を示す、図１３４の外科用ステープル留め器具の断面正面図である。
【図５６】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、部分的前進位置にある図５５のスレッド及び未発射位置にある発射部材を示す詳細図である。
【図５７】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、第１のセンサと、第２のセンサと、を備えるエンドエフェクタの一態様を示す。
【図５８】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、エンドエフェクタのアンビルとステープルカートリッジとの間にクランプされた組織部分の厚さを判定するためのプロセスの一態様を示す論理図である。
【図５９】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、エンドエフェクタのアンビルとステープルカートリッジとの間にクランプされた組織部分の厚さを判定するためのプロセスの一態様を示す論理図である。
【図６０】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、第１のセンサと、第２のセンサと、を備えるエンドエフェクタの一態様を示す。
【図６１】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、第１のセンサと、複数の第２のセンサと、を備えるエンドエフェクタの一態様を示す。
【図６２】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、複数のセンサを備えるエンドエフェクタの一態様を示す。
【図６３】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、複数のセンサに基づいて１つ又は２つ以上の組織の特性を判定するためのプロセスの一態様を示す論理図である。
【図６４】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、顎部材に結合された複数のセンサを備えるエンドエフェクタの一態様を示す。
【図６５】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、中に一体的に形成された複数のセンサを備えるステープルカートリッジの一態様を示す。
【図６６】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、エンドエフェクタ内でクランプされた組織部分の１つ又は２つ以上のパラメータを判定するためのプロセスの一態様を示す論理図である。
【図６７】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、疑似信号を制限又は排除する特定のサンプリング速度を含むセンサを備えるエンドエフェクタの一態様を示す。
【図６８】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、エンドエフェクタのアンビルとステープルカートリッジとの間に位置する組織部分の厚さ判定値を生成するためのプロセスの一態様を示す論理図である。
【図６９Ａ】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、圧力センサを備えるエンドエフェクタの一態様を示す。
【図６９Ｂ】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、圧力センサを備えるエンドエフェクタの一態様を示す。
【図７０】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、ステープルカートリッジと顎部材との間に位置する第２のセンサを備えるエンドエフェクタの一態様を示す。
【図７１】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、図６９Ａ〜６９Ｂ又は図７０によるエンドエフェクタ内でクランプされた組織部分の厚さを判定するためのプロセスの一態様を示す論理図である。
【図７２】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、ステープルカートリッジと細長いチャネルとの間に位置する、複数の第２のセンサを備えるエンドエフェクタの一態様を示す。
【図７３Ａ】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、組織の完全食込み対部分食込みの影響を更に示す。
【図７３Ｂ】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、組織の完全食込み対部分食込みの影響を更に示す。
【図７４】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、切断部材又はナイフの位置を判定するように構成されているエンドエフェクタの一態様を示す。
【図７５】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、赤色ＬＥＤと、赤外線ＬＥＤと、を備える、動作中のコードストリップの一例を示す。
【図７６】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、ステープルカートリッジを備える外科用器具のエンドエフェクタの部分斜視図を示す。
【図７７】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、図７６のエンドエフェクタの一部の立面図を示す。
【図７８】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、図７６の外科用器具のモジュールの論理図を示す。
【図７９】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、図７６の外科用器具の切刃、光センサ、及び光源の部分図を示す。
【図８０】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、図７６の外科用器具の切刃、光センサ、及び光源の部分図を示す。
【図８１】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、図７６の外科用器具の切刃、光センサ、及び光源の部分図を示す。
【図８２】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、図７６の外科用器具の切刃、光センサ、及び光源の部分図を示す。
【図８３】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、図７６の外科用器具の切刃、光センサ、及び光源の部分図を示す。
【図８４】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、鋭さ試験部材を含むステープルカートリッジの斜視図を示す。
【図８５】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、外科用器具のモジュールの論理図を示す。
【図８６】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、外科用器具のモジュールの論理図を示す。
【図８７】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、外科用器具の切刃の鋭さを評価するための方法を概説する論理図を示す。
【図８８】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、外科用器具の切刃が外科用器具によって捕捉された組織を横切するのに十分に鋭いか否かを判定するための方法を概説するフローチャートを示す。
【図８９】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、事前定義された組織厚さ及び対応する事前定義された閾値力を示す表を示す。
【図９０】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、外科用器具の複数のモータと共に用いる共通コントローラの論理図を示す。
【図９１】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、外側ケーシングが取り外された外科用器具のハンドルの部分立面図を示す。
【図９２】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、外側ケーシングが取り外された外科用器具の部分立面図を示す。
【図９３Ａ】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、１つがカートリッジデッキのどちらかの側に位置することを示す、アンビルが閉位置にあるエンドエフェクタの横角度図を示す。
【図９３Ｂ】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、アンビルが開位置にあり、１つのＬＥＤがカートリッジデッキのどちらかの側に位置するエンドエフェクタの３／４角度図を示す。
【図９４Ａ】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、アンビルが閉位置にあり、複数のＬＥＤがカートリッジデッキのどちらかの側に位置するエンドエフェクタの横角度図を示す。
【図９４Ｂ】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、アンビルが開位置にあり、複数のＬＥＤがカートリッジデッキのどちらかの側に位置するエンドエフェクタの３／４角度図を示す。
【図９５Ａ】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、アンビルが閉位置にあり、複数のＬＥＤがステープルカートリッジの近位端から遠位端まで、カートリッジデッキのどちらかの側に位置するエンドエフェクタの横角度図を示す。
【図９５Ｂ】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、アンビルが開位置にあり、複数のＬＥＤがステープルカートリッジの近位端から遠位端まで、カートリッジデッキのどちらかの側に位置することを示す、エンドエフェクタの３／４角度図を示す。
【図９６】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、外科用器具の例示的な電源組立体の回路図である。
【図９７】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、外科用器具の例示的な電源組立体の回路図である。
【図９８】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、外科用器具の制御システムの概略ブロック図である。
【図９９】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、外科用器具の制御システムの概略ブロック図である。
【図１００】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、センサ装置を備えた制御式モータ駆動回路装置を備える絶対位置調整システムの模式図である。
【図１０１】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、絶対位置調整システム用のセンサ装置の詳細斜視図である。
【図１０２】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、制御回路基板組立体及びセンサ装置の要素の相対的な整合を示す、絶対位置調整システム用のセンサ装置の分解斜視図である。
【図１０３】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、磁気回転式絶対位置調整システムを備える絶対位置調整システム用の位置センサの一態様の模式図である。
【図１０４】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、モータの速度及び／又は外科用器具の駆動可能部材の速度を制御するシステムを示す模式図である。
【図１０５】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、モータの速度及び／又は外科用器具の駆動可能部材の速度を制御する別のシステムを示す模式図である。
【図１０６】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、様々な態様による外科用器具の斜視図を示す。
【図１０７】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、様々態様による図１０６の外科用器具の閉鎖運動の制御方法を示す。
【図１０８】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、図１０６の外科用器具の様々な態様の閉鎖力信号を経時的に表す曲線を示す例示的なグラフを示す。
【図１０９】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、図１０６の外科用器具の様々な態様の発射力信号を経時的に表す曲線及びナイフ速度を経時的に表す曲線を示す例示的なグラフを示す。
【図１１０】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、図１０６の外科用器具の様々な態様の発射力信号及びナイフ位置を経時的に表す曲線を示す例示的なグラフを示す。
【図１１１】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、図１０６の外科用器具の様々な態様の発射力信号を表す曲線及びナイフ速度を経時的に表す曲線を示す例示的なグラフを示す。
【図１１２】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、図１０６の外科用器具の様々な態様の閉鎖力ＦＣを時間ｔにわたって表す曲線及び図１０６の外科用器具の発射力ＦＦを時間ｔにわたって表す曲線を示す例示的なグラフを示す。
【図１１３】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、図１０６の外科用器具の方向センサの様々な態様を示す。
【図１１４】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、図１０６の外科用器具の方向センサの様々な態様を示す。
【図１１５】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、別の外科用器具の斜視図を示す。
【図１１６】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、図１１５の外科用器具の発射運動の制御方法を示す。
【図１１７】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、図１１５の外科用器具の発射力信号を経時的に表す曲線を示す例示的なグラフを示す。
【図１１８】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、図１１５の外科用器具の発射力信号を経時的に表す曲線を示す別の例示的なグラフを示す。
【図１１９】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、外科用器具の様々な態様の閉鎖力ＦＣを時間ｔにわたって表す曲線及び図１１５の外科用器具の発射力ＦＦを時間ｔにわたって表す曲線を示す例示的なグラフを示す。
【図１２０】本開示の１つ又は２つ以上の態様による、図１１５の外科用器具の発射力信号及びナイフ位置を経時的に表す曲線並びにナイフ速度を経時的に表す曲線を示す例示的なグラフを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本願の出願人は、本願と同日に出願された以下の特許出願を所有しており、これらはそれぞれの全体内容が参照により本明細書に組み込まれる：
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、発明の名称「ＳＴＡＰＬＥ  ＦＯＲＭＡＴＩＯＮ  ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ  ＭＥＣＨＡＮＩＳＭＳ」（ＥＮＤ７７７４ＵＳＮＰ／１５０５１３）、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＷＩＴＨ  ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ  ＳＥＮＳＯＲＳ」（ＥＮＤ７７７５ＵＳＮＰ／１５０５１４）、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＷＩＴＨ  ＩＭＰＲＯＶＥＤ  ＳＴＯＰ／ＳＴＡＲＴ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＤＵＲＩＮＧ  Ａ  ＦＩＲＩＮＧ  ＭＯＴＩＯＮ」（ＥＮＤ７７７６ＵＳＮＰ／１５０５１５）、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＷＩＴＨ  ＭＵＬＴＩＰＬＥ  ＰＲＯＧＲＡＭ  ＲＥＳＰＯＮＳＥＳ  ＤＵＲＩＮＧ  Ａ  ＦＩＲＩＮＧ  ＭＯＴＩＯＮ」（ＥＮＤ７７８２ＵＳＮＰ／１５０５１７）、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＷＩＴＨ  ＭＵＬＴＩＰＬＥ  ＰＲＯＧＲＡＭ  ＲＥＳＰＯＮＳＥＳ  ＤＵＲＩＮＧ  Ａ  ＦＩＲＩＮＧ  ＭＯＴＩＯＮ」（ＥＮＤ７７８３ＵＳＮＰ／１５０５１８）、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、発明の名称「ＭＯＤＵＬＡＲ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＷＩＴＨ  ＣＯＮＦＩＧＵＲＡＢＬＥ  ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ  ＭＯＤＥ」（ＥＮＤ７７８４ＵＳＮＰ／１５０５１９）、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、発明の名称「ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＡＮＤ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」（ＥＮＤ７７８５ＵＳＮＰ／１５０５２０）、及び
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、発明の名称「ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＡＮＤ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」（ＥＮＤ７７８６ＵＳＮＰ／１５０５２１）。
【０００７】
本開示では、本明細書に開示される装置及び方法の、構造、機能、製造、並びに使用の原理について、総合的な理解を提供する。これらの態様の１つ又は２つ以上の例が、添付の図面に例示されている。当業者であれば、本明細書に具体的に記載され、添付の図面に示される装置及び方法は、非限定的な例であることが理解されるであろう。１つの例と関連して例示又は記載する特徴は、他の例の特徴と組み合わされてもよい。かかる修正及び変形は、本開示の範囲内に含まれることが意図される。
【０００８】
腹腔鏡下及び低侵襲性の外科的処置を行うための、様々な例示的な装置及び方法が提供される。しかしながら、本明細書に開示する様々な方法及び装置は、例えば、開放的外科的処置と関連するものを含む多数の外科的処置及び用途で使用することができることが、当業者には容易に理解されるであろう。この「発明を実施するための形態」を読み進めると、本明細書で開示する様々な器具が、自然開口部を通って、組織内に形成された切込み又は穿刺孔を通ってなど、任意の方式で体の内部に挿入され得ることが、当業者には更に明らかとなろう。器具の作動部分又はエンドエフェクタ部分は、直接患者の体の内部に挿入されてもよく、あるいは、外科用器具のエンドエフェクタ及び細長シャフトを前進させ得る作動チャネルを有するアクセス装置を通って挿入されてもよい。
【０００９】
一態様では、本開示は、包括的なイベントトリガを考慮するに際して、実行基準にエンドエフェクタストローク及び負荷範囲を提供するように構成された、電動式外科用ステープル留め及び切断器具を提供する。電動式外科用器具は、発射作動サイクルの位置に対して異なる力トリガを提供する。力勾配又は負荷閾値トリガは、トリガが無視される発射ストローク区域で制御プログラム動作の変更を開始する。更に、電動式外科用器具は、実質的に切断部材（ナイフ）の位置に基づいて大きさが異なる、制御プログラムの一時停止を開始するトリガを提供する。電動式外科用器具は、発射サイクル内の位置及び閾値履歴に関するナイフ速度を提供する。
【００１０】
図１０６〜１２０に関連して記載されるように、電動式ステープル留め及び切断器具（外科用器具）の様々な態様を説明する前に、本開示はまず、本電動式外科用器具が実装され得、電動式外科用器具の基盤となる動作及び機能を十分に理解するために必要な背景を提供する、機械的及び電気的プラットフォームの概要を説明するために、図１〜１０５を参照する。したがって、図１〜１４は、本電動式ステープル留め及び切断器具が実装され得る、基盤となる機械的プラットフォームの概要の例を提供する。図１５〜２１は、一般的な基盤となるマイクロコントローラ、モータドライブ、及び本電動式外科用器具が実装され得る電気相互接続プラットフォームの例を説明する。図２２〜３４は、例示的なエンドエフェクタチャネルフレーム、及びエンドエフェクタのアンビルとステープルカートリッジとの間に位置する組織に対して加えられる力の測定を説明する。図３５〜３７は、本電動式外科用器具の機能を制御するための例示的な回路を説明する。図３８〜９５は、例示的なセンサ、及びセンサ出力を用いて本電動式外科用器具を実装するフィードバックシステムを説明する。図９７〜９７は、本電動式外科用器具に給電するための例示的な電源組立体を説明する。図９８〜１０５は、モータ速度及び本外科用器具の駆動可能部材を制御するための制御システムの例を説明し、このシステムは、センサと、そのためのフィードバック要素と、を含む。本電動式外科用器具が実装され得る、基盤となる機械的及び電気的プラットフォームの理解に基づいて、読者は、包括的なイベントトリガを考慮する際の実行基準にエンドエフェクタストローク及び負荷範囲を提供するように構成された、電動式外科用ステープル留め及び切断器具を説明するための図１０６〜１２０に関連する説明を受ける。
【００１１】
したがって、ここで図を参照すると、図１〜６は、再使用されてもされなくてもよい、切断及び締結用のモータ駆動の外科用器具１０を示す。図示の例では、外科用器具１０は、臨床医が把持し、操作し、作動させるように構成されているハンドル組立体１４を備えるハウジング１２を含む。ハウジング１２は、１つ又は２つ以上の外科的タスク又は処置を行うように構成されているエンドエフェクタ３００が動作可能に結合されている、交換式シャフト組立体２００に動作可能に取り付けるように構成されている。本発明を実施するための形態を読み進めるに従って、本明細書で開示する様々な形態の交換式シャフト組立体の様々な独自で新規な構成が、ロボット制御式の外科用システムと関連させて効果的に用いられ得ることも理解されよう。したがって、「ハウジング」という用語はまた、本明細書に開示する交換式シャフト組立体及びそれらそれぞれの等価物を作動させるのに使用することができる、少なくとも１つの制御運動を生成し適用するように構成されている、少なくとも１つの駆動システムを収容するか又は別の方法で動作可能に支持する、ロボットシステムのハウジング又は類似の部分を包含してもよい。「フレーム」という用語は、手持ち式外科用器具の一部分を指してもよい。「フレーム」という用語はまた、ロボット制御式の外科用器具の一部分、及び／又は外科用器具を動作可能に制御するために使用され得るロボットシステムの一部分を表す場合もある。例えば、本明細書で開示する交換式シャフト組立体は、参照によって全ての内容が本明細書に組み込まれる、米国特許第９，０７２，５３５号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ  ＷＩＴＨ  ＲＯＴＡＴＡＢＬＥ  ＳＴＡＰＬＥ  ＤＥＰＬＯＹＭＥＮＴ  ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ」で開示されている様々なロボットシステム、器具、構成要素及び方法と共に用いられ得る。
【００１２】
図１〜図２に示されるハウジング１２は、外科用ステープルカートリッジ３０４を中で動作可能に支持するように構成されている、外科用切断及び締結デバイスを備えるエンドエフェクタ３００を含む、交換式シャフト組立体２００と接続されて示されている。ハウジング１２は、種々のサイズ及びタイプのステープルカートリッジを支持するように適合されたエンドエフェクタを含み、種々のシャフトの長さ、サイズ、及びタイプなどを有する交換式シャフト組立体と接続されて使用するように構成されてもよい。加えて、ハウジング１２はまた、例えば、運動、並びに高周波（ＲＦ）エネルギー、超音波エネルギー及び／又は運動などの他の形態のエネルギーを、様々な外科用途及び処置に関連して用いられるように適合されたエンドエフェクタ構成に印加するように構成された組立体を含んだ様々な他の交換式シャフト組立体と共に効果的に用いられてもよい。更に、エンドエフェクタ、シャフト組立体、ハンドル、外科用器具、及び／又は外科用器具システムは、任意の好適な締結具を利用して組織を締結することができる。例えば、中に着脱可能に格納された複数の締結具を備える締結具カートリッジが、シャフト組立体のエンドエフェクタに着脱可能に挿入及び／又は装着され得る。
【００１３】
図１は、交換式シャフト組立体２００が動作可能に結合された外科用器具１０を示している。図２は、ハウジング１２又はハンドル組立体１４への交換式シャフト組立体２００の取り付けを示している。図４に示すように、ハンドル組立体１４は、ねじ、スナップ機構、接着剤などで相互連結され得る一対の相互連結可能なハンドルハウジングセグメント１６及び１８を備え得る。図示の構成において、ハンドルハウジングセグメント１６、１８は、臨床医に握持及び操作され得るピストルグリップ部分１９を形成するように協働する。以下で更に詳細に論じられるように、ハンドル組立体１４は、その中に複数の駆動システムを動作可能に支持し、それら駆動システムは、ハンドル組立体に動作可能に装着された交換式シャフト組立体の対応部分に、様々な制御運動を生成して適用するように構成されている。
【００１４】
ここで図４を参照すると、ハンドル組立体１４は、複数の駆動システムを動作可能に支持するフレーム２０を更に含んでもよい。例えば、フレーム２０は、全体として３０で示される「第１の」即ち閉鎖駆動システムを動作可能に支持することができ、この閉鎖駆動システムは、動作可能に取り付けられた又は結合された交換式シャフト組立体２００に対して開閉運動を適用するために用いられてもよい。少なくとも１つの形態では、閉鎖駆動システム３０は、フレーム２０によって枢動可能に支持される閉鎖トリガ３２の形態のアクチュエータを含んでもよい。より具体的には、図４に示されるように、閉鎖トリガ３２は、枢動ピン３３によってハンドル組立体１４に枢動可能に結合されている。かかる構成により、臨床医が閉鎖トリガ３２を操作することが可能になり、そのため、臨床医がハンドル組立体１４のピストルグリップ部分１９を把持するとき、閉鎖トリガ３２は、開始位置又は「非作動」位置から「作動」位置へ、より具体的には完全圧縮位置又は完全作動位置へと容易に枢動できるようになっている。閉鎖トリガ３２は、ばね又は他の付勢装置（図示せず）によって、非作動位置へと付勢されてもよい。様々な形態では、閉鎖駆動システム３０は、閉鎖トリガ３２に枢動可能に結合された閉鎖リンケージ組立体３４を更に含む。図４に示されるように、閉鎖リンクケージ組立体３４は、ピン３５によって閉鎖トリガ３２に枢動可能に結合された第１の閉鎖リンク３６及び第２の閉鎖リンク３８を含んでもよい。第２の閉鎖リンク３８は、本明細書では「取り付け部材」と呼ばれることもあり、横断取り付けピン３７を含み得る。
【００１５】
依然として図４を参照すると、第１の閉鎖リンク３６は、フレーム２０に枢動可能に結合された閉鎖解除組立体６０と協働するように構成されている端部、つまりロック壁３９を有してよいことが観察できる。少なくとも１つの形態では、閉鎖解除組立体６０は、遠位側に突出するロック爪６４がその上に形成された閉鎖解除ボタン組立体６２を備えてもよい。閉鎖解除ボタン組立体６２は、解除ばね（図示せず）によって反時計方向に枢動させられてもよい。臨床医が閉鎖トリガ３２をその非作動位置からハンドル組立体１４のピストルグリップ部分１９に向かって押下すると、ロック爪６４が第１の閉鎖リンク３６上のロック壁３９との保持係合に至る地点に向かって第１の閉鎖リンク３６が上向きに枢動し、それによって閉鎖トリガ３２が非作動位置に復帰することが防止される。したがって、閉鎖解除組立体６０は、閉鎖トリガ３２を完全作動位置でロックするように働く。臨床医が、閉鎖トリガ３２をロック解除して、それを非作動位置へ付勢することができるようにしたい場合、臨床医は単純に、閉鎖解除ボタン組立体６２を枢動させ、それによってロック爪６４を移動させて、第１の閉鎖リンク３６上のロック壁３９との係合から外す。ロック爪６４が移動させられて第１の閉鎖リンク３６との係合から外れると、閉鎖トリガ３２は枢動して非作動位置に戻ってもよい。他の閉鎖トリガロック及び解放構成もまた用いられてよい。
【００１６】
上記に加えて更に、図１０〜図１１は、組織を交換式シャフト組立体２００の顎部間に位置付けることができる、交換式シャフト組立体２００の開放構成、即ち非クランプ構成と関連付けられる非作動位置にある、閉鎖トリガ３２を示している。図１２は、組織が交換式シャフト組立体２００の顎部間でクランプされる、交換式シャフト組立体２００の閉鎖構成、即ちクランプ構成と関連付けられる作動位置にある、閉鎖トリガ３２を示している。図１１及び図１３を比較すると、閉鎖トリガ３２をその非作動位置（図１１）から作動位置（図１３）へと移動させると、閉鎖解除ボタン組立体６２が第１の位置（図１１）と第２の位置（図１３）との間で枢動することが、読者には理解されるであろう。閉鎖解除ボタン組立体６２の回転は、上向きの回転であるとして言及され得るが、閉鎖解除ボタン組立体６２の少なくとも一部分は、回路基板１００に向かって回転させられている。図４を参照すると、閉鎖解除ボタン組立体６２は、そこから延在するアーム６１と、アーム６１に装着される、例えば永久磁石などの磁気要素６３と、を含むことができる。閉鎖解除ボタン組立体６２をその第１の位置から第２の位置へと回転させると、磁気要素６３は、回路基板１００に向かって移動することができる。回路基板１００は、磁気要素６３の移動を検出するように構成された、少なくとも１つのセンサを含むことができる。少なくとも１つの態様では、例えば、磁場センサ６５が回路基板１００の底面に装着され得る。磁場センサ６５は、磁気要素６３の移動によって生じる磁場センサ６５を取り巻く磁場の変化を検出するように構成され得る。磁場センサ６５は、例えば、コントローラ１５００と信号連通することができ、コントローラ１５００は、閉鎖解除ボタン組立体６２が、閉鎖トリガ３２の非作動位置及びエンドエフェクタの開放構成と関連付けられるその第１の位置、閉鎖トリガ３２の作動位置及びエンドエフェクタの閉鎖構成と関連付けられるその第２の位置、並びに／又は第１の位置と第２の位置との間の任意の位置にあるかを判定できる。
【００１７】
本開示の全体にわたって用いられているように、磁場センサは、とりわけ、ホール効果センサ、探りコイル、フラックスゲート、光ポンピング、核摂動、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、光磁気、及び微小電気機械システム系の磁気センサであってよい。
【００１８】
少なくとも１つの形態では、ハンドル組立体１４及びフレーム２０は、取り付けられた交換式シャフト組立体の対応部分に対して発射運動を適用するように構成されている、本明細書では発射駆動システム８０と呼ばれる別の駆動システムを動作可能に支持してもよい。発射駆動システム８０はまた、本明細書では「第２の駆動システム」と呼ばれることもある。発射駆動システム８０は、ハンドル組立体１４のピストルグリップ部分１９に位置する電動モータ８２を用いてもよい。様々な形態では、電動モータ８２は、例えば、約２５，０００ＲＰＭの最大回転数を有するブラシ付きＤＣ駆動モータであってよい。他の構成では、モータとしては、ブラシレスモータ、コードレスモータ、同期モータ、ステッパモータ、又は他の任意の好適な電動モータを挙げることができる。電動モータ８２は、一形態では取り外し可能なパワーパック９２を備えてよい、電源９０によって給電されてよい。例えば、図４に示されるように、取り外し可能なパワーパック９２は、遠位側ハウジング部分９６に取り付けるために構成されている、近位側ハウジング部分９４を備えてよい。近位側ハウジング部分９４及び遠位側ハウジング部分９６は、複数の電池９８を中に動作可能に支持するように構成されている。電池９８はそれぞれ、例えば、リチウムイオン（「ＬＩ」）又は他の好適な電池を含んでもよい。遠位側ハウジング部分９６は、電動モータ８２にやはり動作可能に結合されている、制御回路基板１００に取り外し可能かつ動作可能に取り付けられるために構成されている。直列に接続されてもよい多数の電池９８が、外科用器具１０の電源として使用されてもよい。それに加えて、電源９０は、交換可能及び／又は再充電可能であってもよい。
【００１９】
他の様々な形態に関連して上に概説したように、電動モータ８２は、長手方向に移動可能な駆動部材１２０上にある駆動歯１２２の組又はラックと噛合係合して装着されるギヤ減速機組立体８４と動作可能に連係する、回転式シャフト（図示せず）を含むことができる。使用の際、電源９０によって提供される電圧極性によって電動モータ８２を時計方向に動作させることができるが、電池によって電動モータに印加される電圧極性は、電動モータ８２を反時計方向に動作させるために反転させることができる。電動モータ８２がある方向に回転されると、長手方向に移動可能な駆動部材１２０は、遠位方向「ＤＤ」に軸方向に駆動されることになる。電動モータ８２が反対の回転方向に駆動されると、長手方向に移動可能な駆動部材１２０は、近位方向「ＰＤ」に軸方向駆動されることになる。ハンドル組立体１４は、電源９０によって電動モータ８２に付与される極性を反転させるように構成され得るスイッチを備えることができる。本明細書で説明する他の形態と同様に、ハンドル組立体１４はまた、長手方向に移動可能な駆動部材１２０の位置、及び／又は長手方向に移動可能な駆動部材１２０が移動されている方向を検出するように構成されているセンサを含むこともできる。
【００２０】
電動モータ８２の作動は、ハンドル組立体１４上に枢動可能に支持される発射トリガ１３０によって制御され得る。発射トリガ１３０は、非作動位置と作動位置との間で枢動させられてもよい。発射トリガ１３０は、ばね１３２若しくは他の付勢装置によって非作動位置へと付勢されてもよく、それにより、臨床医が発射トリガ１３０を解放すると、それがばね１３２若しくは付勢装置によって非作動位置へと枢動されるか又は別の方法で復帰させられてもよい。少なくとも１つの形態では、発射トリガ１３０は、上述したように、閉鎖トリガ３２の「外側」に位置付けることができる。少なくとも１つの形態では、発射トリガ安全ボタン１３４が、ピン３５によって閉鎖トリガ３２に枢動可能に装着されてもよい。発射トリガ安全ボタン１３４は、発射トリガ１３０と閉鎖トリガ３２との間に位置付けられ、そこから突出する枢動アーム１３６を有してよい。図４を参照されたい。閉鎖トリガ３２が非作動位置にあるとき、発射トリガ安全ボタン１３４は、ハンドル組立体１４内に収容され、臨床医は容易には安全ボタン１３４にアクセスすることができず、発射トリガ１３０の作動を防止する安全位置と、発射トリガ１３０が発射され得る発射位置との間で移動することもできない。臨床医が閉鎖トリガ３２を押下すると、発射トリガ安全ボタン１３４及び発射トリガ１３０が下に枢動して、次いで、臨床医がそれらを操作することが可能になる。
【００２１】
上述したように、ハンドル組立体１４は、閉鎖トリガ３２及び発射トリガ１３０を含むことができる。図１１〜図１３を参照すると、発射トリガ１３０を閉鎖トリガ３２に枢動可能に装着することができる。閉鎖トリガ３２は、そこから延在するアーム３１を含むことができ、発射トリガ１３０は、枢動ピン３３を中心にしてアーム３１に枢動可能に装着することができる。閉鎖トリガ３２をその非作動位置（図１１）から作動位置（図１３）へと移動させると、上に概説したように、発射トリガ１３０が下向きに下降することができる。発射トリガ安全ボタン１３４がその発射位置へと移動した後、主に図１８Ａを参照すると、発射トリガ１３０を押下して、外科用器具発射システムのモータを動作させることができる。様々な例では、ハンドル組立体１４は、例えば、閉鎖トリガ３２の位置及び／又は発射トリガ１３０の位置を判断するように構成された、システム８００などの追跡システムを含むことができる。主に図１１及び図１３を参照すると、追跡システム８００は、例えば、発射トリガ１３０から延在するアーム８０１に装着される、磁石８０２などの磁気要素を含むことができる。追跡システム８００は、例えば、磁石８０２の位置を追跡するように構成され得る、第１の磁場センサ８０３及び第２の磁場センサ８０４など、１つ又は２つ以上のセンサを備えることができる。
【００２２】
図１１及び図１３を比較すると、閉鎖トリガ３２をその非作動位置から作動位置へと移動させると、磁石８０２が、第１の磁場センサ８０３に隣接した第１の位置と、第２の磁場センサ８０４に隣接した第２の位置との間で移動できることが、読者には理解されるであろう。
【００２３】
図１１及び図１３を比較すると、発射トリガ１３０を未発射位置（図１１）から発射後位置（図１３）へと移動させると、磁石８０２が第２の磁場センサ８０４に対して移動できることが、読者には更に理解されるであろう。第１及び第２の磁場センサ８０３及び８０４は、磁石８０２の移動を追跡することができ、回路基板１００のコントローラと信号連通することができる。第１の磁場センサ８０３及び／又は第２の磁場センサ８０４からのデータを用いて、コントローラは、事前定義された経路に沿って磁石８０２の位置を判定することができ、その位置に基づいて、コントローラは、閉鎖トリガ３２がその非作動位置、その作動位置、又はこれらの間の位置にあるかを判定することができる。同様に、第１の磁場センサ８０３及び／又は第２の磁場センサ８０４からのデータを用いて、コントローラは、事前定義された経路に沿って磁石８０２の位置を判定することができ、その位置に基づいて、コントローラは、発射トリガ１３０がその未発射位置、その完全発射後位置、又はこれらの間の位置にあるかを判定することができる。
【００２４】
上述したように、少なくとも１つの形態では、長手方向可動駆動部材１２０は、ギヤ減速機組立体８４の対応する駆動ギヤ８６と噛合係合するために、その上に形成された駆動歯１２２のラックを有する。少なくとも１つの形態はまた、電動モータ８２が使用不能になった場合に、臨床医が長手方向に移動可能な駆動部材１２０を手動で後退させることができるように構成されている、手動作動式の緊急離脱組立体１４０を含む。緊急離脱組立体１４０は、手動で枢動させて、長手方向に移動可能な駆動部材１２０にやはり設けられた歯１２４とラチェット係合するように構成された、レバー又はハンドル組立体１４を含んでもよい。したがって、臨床医は、ハンドル組立体１４を使用して長手方向に移動可能な駆動部材１２０を近位方向「ＰＤ」にラチェットで駆動させることによって、長手方向に移動可能な駆動部材１２０を手動により後退させることができる。米国特許第８，６０８，０４５号、発明の名称「ＰＯＷＥＲＥＤ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＡＮＤ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＷＩＴＨ  ＭＡＮＵＡＬＬＹ  ＲＥＴＲＡＣＴＡＢＬＥ  ＦＩＲＩＮＧ  ＳＹＳＴＥＭ」は、緊急離脱装置、並びにやはり本明細書に開示の様々な器具と共に用いられてもよい他の構成要素、装置、及びシステムを開示している。米国特許第８，６０８，０４５号は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００２５】
ここで図１を参照すると、交換式シャフト組立体２００は、外科用ステープルカートリッジ３０４を中で動作可能に支持するように構成されている細長いチャネル３０２を備える、エンドエフェクタ３００を含む。エンドエフェクタ３００は、細長いチャネル３０２に対して枢動可能に支持されるアンビル３０６を更に含んでもよい。交換式シャフト組立体２００は、シャフト軸線ＳＡ−ＳＡに対して所望の位置でエンドエフェクタ３００を解除可能に保持するように構成することができる、関節継手２７０及び関節ロック３５０（図７）を更に含んでもよい。エンドエフェクタ３００、関節継手２７０、及び関節ロック３５０の構造と動作に関する詳細は、米国特許出願公開第２０１４／０２６３５４１号、発明の名称「ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＡＢＬＥ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ  ＡＮ  ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＩＯＮ  ＬＯＣＫ」に説明されおり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。図７に示されるように、交換式シャフト組立体２００は、ノズル部分２０２、２０３で構成される近位側ハウジング又はノズル２０１を更に含むことができる。交換式シャフト組立体２００は、エンドエフェクタ３００のアンビル３０６を開閉するために利用することができる、閉鎖管２６０を更に含むことができる。主としてここで図７を参照すると、交換式シャフト組立体２００はスパイン２１０を含むことができ、スパイン２１０は、関節ロック３５０のシャフトフレーム２１２を固定可能に支持するように構成され得る。図７を参照されたい。スパイン２１０は、（１）発射部材２２０を中で摺動可能に支持するように、かつ（２）スパイン２１０の周りに延在する閉鎖管２６０を摺動可能に支持するように、構成することができる。スパイン２１０はまた、関節ドライバ２３０を摺動可能に支持するように構成することができる。関節ドライバ２３０は、関節ロック３５０を動作可能に係合するように構成された遠位端部２３１を有する。関節ロック３５０は、エンドエフェクタフレーム（図示せず）上の駆動ピン（図示せず）に動作可能に係合するように適合された、関節フレーム３５２と連係する。上述したように、関節ロック３５０及び関節フレームの動作に関する更なる詳細は、米国特許出願公開第２０１４／０２６３５４１号に見出すことができる。様々な状況において、スパイン２１０は、シャーシ２４０内で回転可能に支持される近位端部２１１を備えることができる。１つの構成では、例えば、スパイン２１０の近位端部２１１には、シャーシ２４０内で支持されるように構成されたスパイン軸受２１６にねじ込みによって取り付けられるように、ねじ山２１４が形成される。かかる構成により、シャーシ２４０に対するスパイン２１０の回転可能な取り付けが容易になって、スパイン２１０を、シャーシ２４０に対してシャフト軸線ＳＡ−ＳＡを中心にして選択可能に回転させることができる。
【００２６】
交換式シャフト組立体２００は、シャーシ２４０に対して軸方向に移動され得るようにその中で摺動可能に支持される、閉鎖シャトル２５０を含む。図３に示されるように、閉鎖シャトル２５０は、更に詳細に後述するように、第２の閉鎖リンク３８に取り付けられる横断取り付けピン３７に取り付けるために構成されている、一対の近位側に突出するフック２５２を含む。閉鎖管２６０の近位端部２６１は、相対回転するように閉鎖シャトル２５０に結合されている。例えば、Ｕ字コネクタ２６３は、閉鎖管２６０の近位端部２６１にある環状スロット２６２に挿入され、閉鎖シャトル２５０の垂直スロット２５３内で保定される。かかる構成は、閉鎖管２６０を閉鎖シャトル２５０と共に軸方向移動するようにそれに取り付ける役割を果たし、一方で閉鎖管２６０がシャフト軸線ＳＡ−ＳＡを中心にして閉鎖シャトル２５０に対して回転することを可能にする。閉鎖ばね２６８は、閉鎖管２６０上で軸止され、閉鎖管２６０を近位方向「ＰＤ」に付勢する役割を果たし、それによって、シャフト組立体がハンドル組立体１４に動作可能に結合されると、閉鎖トリガを非作動位置へと枢動する役割を果たすことができる。
【００２７】
少なくとも１つの形態では、交換式シャフト組立体２００は、関節継手２７０を更に含んでもよい。しかしながら、他の交換式シャフト組立体は、関節運動可能でなくてもよい。様々な形態によれば、二重枢動閉鎖スリーブ組立体２７１は、上側及び下側の遠位側に突出するタング２７３、２７４を有する、エンドエフェクタ閉鎖スリーブ組立体２７２を含む。エンドエフェクタ閉鎖スリーブ組立体２７２は、馬蹄形アパーチャ２７５と、米国特許出願公開第２０１４／０２６３５４１号に記載される様々な方式でアンビル３０６上の開放タブと係合するためのタブ２７６と、を含む。本明細書で更に詳述するように、馬蹄形アパーチャ２７５及びタブ２７６は、アンビル３０６が開放されているときにアンビル上のタブに係合する。上側二重枢動リンク２７７は、閉鎖管２６０上にある上部近位突出タング２７３の上部遠位ピンホール、及び上部遠位突出タング２６４の上部近位ピンホールにそれぞれ係合する、上向きに突出する遠位及び近位枢動ピンを含む。下部二重枢動リンク２７８は、下部近位突出タング２７４の下部遠位ピンホール、及び下部遠位突出タング２６５の下部近位ピンホールにそれぞれ係合する、上向きに突出する遠位及び近位枢動ピンを含む。図７も参照されたい。
【００２８】
使用の際、閉鎖管２６０は、例えば、閉鎖トリガ３２の作動に応答して、アンビル３０６を閉鎖するように遠位側（方向「ＤＤ」）に並進される。アンビル３０６は、閉鎖管２６０を、したがってエンドエフェクタ閉鎖スリーブ組立体２７２を遠位側に並進させて、前述の参照の米国特許出願公開第２０１４／０２６３５４１号に記載されている方式でアンビル３０６の近位表面に衝突させることによって閉鎖される。同参照文献にやはり詳細に記載されているように、閉鎖管２６０及びエンドエフェクタ閉鎖スリーブ組立体２７２を近位側に並進させて、タブ２７６及び馬蹄形アパーチャ２７５をアンビルタブに接触させ、それを押してアンビル３０６を持ち上げることによって、アンビル３０６が開放される。アンビル開位置において、閉鎖管２６０は、その近位位置へと移動させられる。
【００２９】
上述したように、外科用器具１０は、エンドエフェクタ３００を定位置で選択的にロックするように構成し動作させることができる、米国特許出願公開第２０１４／０２６３５４１号に更に詳細に記載されているタイプ及び構造の関節ロック３５０を更に含んでもよい。かかる構成によって、関節ロック３５０がそのロック解除状態にあるとき、エンドエフェクタ３００を、閉鎖管２６０に対して回転させること、即ち関節運動させることが可能になる。かかるロック解除状態では、エンドエフェクタ３００を閉鎖管２６０に対して関節運動させるために、エンドエフェクタ３００を、例えば、患者の体内の手術部位を取り囲む軟組織及び／又は骨に対して位置付け、押すことができる。エンドエフェクタ３００はまた、関節ドライバ２３０によって閉鎖管２６０に対して関節運動させてもよい。
【００３０】
やはり上述したように、交換式シャフト組立体２００は、スパイン２１０内で軸方向移動するように支持される発射部材２２０を更に含む。発射部材２２０は、遠位側切断部分又はナイフバー２８０に取り付けるために構成されている中間発射シャフト２２２を含む。発射部材２２０はまた、本明細書において「第２のシャフト」及び／又は「第２のシャフト組立体」と呼ばれることもある。図７に示されるように、中間発射シャフト２２２は、その遠位端に、ナイフバー２８０の近位端２８２にあるタブ２８４を受け入れるように構成することができる、長手方向スロット２２３を含んでもよい。長手方向スロット２２３及び近位端部２８２は、それらの間の相対運動を可能にするようにサイズ決めして構成することができ、かつスリップ継手２８６を備えることができる。スリップ継手２８６は、ナイフバー２８０を移動させずに、又は少なくとも実質的に移動させずに、発射部材２２０の中間発射シャフト２２２を移動させて、エンドエフェクタ３００を関節運動させることを可能にすることができる。エンドエフェクタ３００が好適に配向された後は、ナイフバー２８０を進め、チャネル３０２内に位置するステープルカートリッジを発射するため、長手方向スロット２２３の近位側の側壁がタブ２８４に接触するまで、中間発射シャフト２２２を遠位側に進めることができる。図７で更に分かるように、スパイン２１０は細長い開口部又は窓２１３を有して、スパイン２１０への中間発射シャフト２２２の組み付け及び挿入を容易にしている。中間発射シャフト２２２が挿入されると、頂部フレームセグメント２１５がシャフトフレーム２１２と係合されて、中間発射シャフト２２２及びナイフバー２８０を中に封入してもよい。発射部材２２０の動作に関する更なる記載は、米国特許出願公開第２０１４／０２６３５４１号に見出すことができる。
【００３１】
上記に加えて更に、交換式シャフト組立体２００は、関節ドライバ２３０を発射部材２２０に選択的かつ解除可能に結合するように構成することができる、クラッチ組立体４００を含むことができる。１つの形態では、クラッチ組立体４００は、発射部材２２０の周りに位置付けられたロックカラー、即ちロックスリーブ４０２を含み、ロックスリーブ４０２は、ロックスリーブ４０２が関節ドライバ３６０を発射部材２２０に結合する係合位置と、関節ドライバ３６０が発射部材２２０に動作可能に結合されない係合解除位置との間で回転され得る。ロックスリーブ４０２がその係合位置にあるとき、発射部材２２０の遠位方向移動によって、関節ドライバ３６０を遠位側に移動させることができ、それに対応して、発射部材２２０の近位方向移動によって、関節ドライバ２３０を近位側に移動させることができる。ロックスリーブ４０２がその係合解除位置にあるとき、発射部材２２０の移動は、関節ドライバ２３０に伝達されず、その結果、発射部材２２０は、関節ドライバ２３０とは独立して移動することができる。様々な状況において、関節ドライバ２３０が発射部材２２０によって近位又は遠位方向で移動させられていないとき、関節ドライバ２３０を関節ロック３５０によって定位置で保持することができる。
【００３２】
図７〜９に示されるように、交換式シャフト組立体２００は、閉鎖管２６０上に回転可能に受け入れられるスイッチドラム５００を更に含む。スイッチドラム５００は、外向き突出作動ピン４１０を中に受容するためのシャフトボス５０４が形成された中空シャフトセグメント５０２を備える。様々な状況において、作動ピン４１０は、スロット２６７を通って、ロックスリーブ４０２に設けられた長手方向スロット４０８内へと延在して、ロックスリーブ４０２が関節ドライバ２３０と係合されたときにその軸方向運動を容易にする。回転ねじりばね４２０は、図８に示されるように、スイッチドラム５００のシャフトボス５０４及びノズルハウジング２０３の一部分に係合して、付勢力をスイッチドラム５００に加えるように構成されている。スイッチドラム５００は、そこに画定された、少なくとも部分的に円周方向の開口部５０６を更に備えることができ、その開口部は、図５及び図６を参照すると、ノズル部分２０２、２０３から延在する円周方向マウント２０４、２０５を受け入れ、スイッチドラム５００とノズル２０１との間の相対回転は許容するが並進は許容しないように構成することができる。これらの図に示されるように、円周方向マウント２０４及び２０５はまた、閉鎖管２６０の開口部２６６を通って延在して、スパイン２１０位置する陥凹部に収まる。しかしながら、円周方向マウント２０４、２０５がスイッチドラム５００内のそれぞれの部分的に円周方向の開口部５０６の端部に達する点までノズル２０１が回転すると、スイッチドラム５００がシャフト軸線ＳＡ−ＳＡを中心にして回転する。スイッチドラム５００が回転すると、最終的に、作動ピン４１０及びロックスリーブ４０２が、その係合位置と係合解除位置との間で回転することになる。したがって、本質的に、ノズル２０１は、米国特許出願公開第２０１４／０２６３５４１号に更に詳細に記載されている様々な方式で、関節駆動システムと発射駆動システムとを動作可能に係合及び係合解除するために用いることができる。
【００３３】
やはり図７〜９に示されるように、交換式シャフト組立体２００は、例えば、エンドエフェクタ３００との間で電力を伝導し、かつ／又はエンドエフェクタ３００との間で信号を通信するように構成することができる、スリップリング組立体６００を備えることができる。スリップリング組立体６００は、シャーシ２４０から延在するシャーシ装着フランジ２４２に装着される近位コネクタフランジ６０４と、ノズル部分２０２、２０３に画定されたスロット内に位置付けられる遠位コネクタフランジ６０１とを備えることができる。近位コネクタフランジ６０４は第１の面を備えることができ、遠位コネクタフランジ６０１は、第１の面に隣接して位置付けられ、かつ第１の面に対して移動可能である第２の面を備えることができる。遠位コネクタフランジ６０１は、シャフト軸線ＳＡ−ＳＡを中心にして、近位コネクタフランジ６０４に対して回転することができる。近位コネクタフランジ６０４は、その第１の面に画定される、複数の同心の、又は少なくとも実質的に同心の導体６０２を備えることができる。コネクタ６０７は、遠位コネクタフランジ６０１の近位側に装着することができ、複数の接点（図示せず）を有してもよく、各接点は、導体６０２のうち１つに対応してそれと電気的に接触する。かかる構成により、近位コネクタフランジ６０４と遠位コネクタフランジ６０１とが、それらの間の電気的接触を維持したまま相対回転することが可能になる。近位コネクタフランジ６０４は、例えば、シャーシ２４０に装着されたシャフト回路基板６１０と信号連通して導体６０２を配置することができる、電気コネクタ６０６を含むことができる。少なくとも１つの例では、複数の導体を備える配線ハーネスが、電気コネクタ６０６とシャフト回路基板６１０との間に延在することができる。電気コネクタ６０６は、シャーシ装着フランジ２４２に画定されたコネクタ開口部２４３を通って近位側に延在してもよい。米国特許出願公開第２０１４／０２６３５５１号、発明の名称「ＳＴＡＰＬＥ  ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ  ＴＩＳＳＵＥ  ＴＨＩＣＫＮＥＳＳ  ＳＥＮＳＯＲ  ＳＹＳＴＥＭ」は、その全体を参照により本明細書に組み込む。米国特許出願公開第２０１４／０２６３５５２号、名称「ＳＴＡＰＬＥ  ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ  ＴＩＳＳＵＥ  ＴＨＩＣＫＮＥＳＳ  ＳＥＮＳＯＲ  ＳＹＳＴＥＭ」は、その全体を参照により本明細書に組み込む。スリップリング組立体６００に関する更なる詳細は、米国特許出願公開第２０１４／０２６３５４１号に見出すことができる。
【００３４】
上述のように、交換式シャフト組立体２００は、ハンドル組立体１４に固定可能に取り付けられる近位部分と、長手方向軸線を中心に回転可能である遠位部分とを含み得る。回転可能な遠位シャフト部分は、上述したように、スリップリング組立体６００を中心にして近位部分に対して回転させることができる。スリップリング組立体６００の遠位コネクタフランジ６０１は、回転可能な遠位シャフト部分内に位置付けることができる。また、上記に加えて更に、スイッチドラム５００も、回転可能な遠位シャフト部分内に位置付けることができる。回転可能な遠位シャフト部分を回転させると、遠位コネクタフランジ６０１及びスイッチドラム５００を互いに同期して回転させることができる。それに加えて、スイッチドラム５００を、遠位コネクタフランジ６０１に対して第１の位置と第２の位置との間で回転させることができる。スイッチドラム５００がその第１の位置にあると、関節駆動システムが発射駆動システムから動作可能に係合解除されてもよく、したがって、発射駆動システムの動作によって、交換式シャフト組立体２００のエンドエフェクタ３００を関節運動させることができない。スイッチドラム５００がその第２の位置にあると、関節駆動システムが発射駆動システムと動作可能に係合されてもよく、したがって、発射駆動システムの動作によって交換式シャフト組立体２００のエンドエフェクタ３００を関節運動させることができる。スイッチドラム５００をその第１の位置と第２の位置との間で移動させると、スイッチドラム５００は、遠位コネクタフランジ６０１に対して移動させられる。様々な例において、交換式シャフト組立体２００は、スイッチドラム５００の位置を検出するように構成された少なくとも１つのセンサを備えることができる。次に図９を参照すると、遠位コネクタフランジ６０１は、例えば磁場センサ６０５を備えることができ、スイッチドラム５００は、例えば永久磁石５０５などの磁気要素を備えることができる。磁場センサ６０５は、永久磁石５０５の位置を検出するように構成され得る。スイッチドラム５００がその第１の位置と第２の位置との間で回転されるとき、永久磁石５０５は磁場センサ６０５に対して移動し得る。様々な例において、磁場センサ６０５は、永久磁石５０５が移動されるときに生じる磁場の変化を検出し得る。磁場センサ６０５は、例えば、シャフト回路基板６１０及び／又はハンドル内に位置する回路基板１００と信号連通し得る。磁場センサ６０５からの信号に基づき、シャフト回路基板６１０及び／又はハンドル内に位置するハンドル回路基板１００上のコントローラは、関節駆動システムが発射駆動システムと係合されるか又はそこから係合解除されるかどうかを判定し得る。
【００３５】
再び図３を参照すると、シャーシ２４０は、フレーム２０の遠位側取り付けフランジ７００内に形成された、対応するダブテールスロット７０２内に受け入れられるように適合された、シャーシ上に形成された少なくとも１つの、好ましくは２つの先細取り付け部分２４４を含む。各ダブテールスロット７０２は、先細取り付け部分２４４を中に収めて受け入れるように、先細であってもよく、又は言い換えればある程度Ｖ字形であってもよい。図３から更に分かるように、シャフト取り付けラグ２２６が、中間発射シャフト２２２の近位端に形成される。更に詳細に後述するように、交換式シャフト組立体２００がハンドル組立体１４に結合されると、シャフト取り付けラグ２２６は、例えば、図３及び図６に示すように、長手方向に移動可能な駆動部材１２０の遠位端１２５に形成された発射シャフト取り付けクレードル１２６に受け入れられる。
【００３６】
様々なシャフト組立体は、交換式シャフト組立体２００をハウジング１２に、より具体的にはフレーム２０に取り外し可能に結合するためのラッチシステム７１０を用いる。近位側に突出するロックラグ７１４にはそれぞれ、シャーシ２４０に形成された対応する穴２４５に受け入れられるように適合された、枢動ロックラグ７１６が形成される。かかる構成により、ロックヨーク７１２をシャーシ２４０に枢動可能に取り付けやすくなる。ロックヨーク７１２は、フレーム２０の遠位側取り付けフランジ７００の対応するロック移動止め又は溝７０４と解除可能に係合するように構成された、２つの近位側に突出するロックラグ７１４を含んでもよい。図３を参照されたい。様々な形態では、ロックヨーク７１２は、ばね又は付勢部材（図示せず）によって近位方向に付勢される。ロックヨーク７１２の作動は、シャーシ２４０に装着されたラッチアクチュエータ組立体７２０上に摺動可能に装着される、ラッチボタン７２２によって遂行されてもよい。ラッチボタン７２２は、ロックヨーク７１２に対して近位方向に付勢されていてもよい。更に詳細に後述するように、ロックヨーク７１２は、ラッチボタンを遠位方向で付勢することによってロック解除位置へと移動させられてもよく、それによってまた、ロックヨーク７１２が枢動して、フレーム２０の遠位側取り付けフランジ７００との保定係合から外れる。ロックヨーク７１２がフレーム２０の遠位側取り付けフランジ７００と「保定係合」しているとき、枢動ロックラグ７１６は、遠位側取り付けフランジ７００の対応するロック移動止め又は溝７０４内に保定されて収まっている。
【００３７】
組織を切断し締結するように適合された本明細書に記載されるタイプのエンドエフェクタ、並びに他のタイプのエンドエフェクタを含む、交換式シャフト組立体を用いる場合、エンドエフェクタの作動中に交換式シャフト組立体がハウジングから不用意に分離されることを防止することが望ましいことがある。例えば、使用の際、臨床医は、閉鎖トリガ３２を作動させて標的組織を把持し、所望の位置へと操作することがある。標的組織がエンドエフェクタ３００内に所望の配向で位置付けられると、臨床医は、次に、閉鎖トリガ３２を完全に作動させてアンビル３０６を閉鎖し、標的組織を切断及びステープル留めの位置でクランプしてもよい。その場合、第１の駆動システム３０は、完全に作動している。標的組織がエンドエフェクタ３００にクランプされた後、交換式シャフト組立体２００がハウジング１２から不用意に分離されることを防止することが望ましいことがある。ラッチシステム７１０の１つの形態は、かかる不用意な分離を防止するように構成されている。
【００３８】
ロックヨーク７１２は、閉鎖シャトル２５０上に形成されたロックラグ部分２５６に接触するように適合された、少なくとも１つの、好ましくは２つのロックフック７１８を含む。図１０及び１１を参照すると、閉鎖シャトル２５０が非作動位置にある（即ち、第１の閉鎖駆動システム３０が非作動で、アンビル３０６が開放されている）とき、ロックヨーク７１２を遠位方向で枢動させて、交換式シャフト組立体２００をハウジング１２からロック解除してもよい。その位置では、ロックフック７１８は、閉鎖シャトル２５０上のロックラグ２５６に接触しない。しかしながら、閉鎖シャトル２５０を作動位置へと移動させる（即ち、第１の閉鎖駆動システム３０を作動させ、アンビル３０６が閉位置にある）と、ロックヨーク７１２がロック解除位置へと枢動することが防止される。図１２及び１３を参照されたい。言い換えると、臨床医がロックヨーク７１２をロック解除位置へと枢動させようとした場合、又は例えば、ロックヨーク７１２が、別の場合では遠位側に枢動することがあるような形で不用意に突き当たるか又は接触した場合、ロックヨーク７１２上のロックフック７１８が閉鎖シャトル２５０上のロックラグ２５６に接触し、ロックヨーク７１２がロック解除位置へと移動することを防止する。
【００３９】
これから、ハンドル組立体１４への交換式シャフト組立体２００の取り付けについて、図３を参照して記載する。結合プロセスを開始するために、臨床医は、シャーシ２４０上に形成された先細取り付け部分２４４がフレーム２０のダブテールスロット７０２と位置合わせされるようにして、交換式シャフト組立体２００のシャーシ２４０をフレーム２０の遠位側取り付けフランジ７００の上方に、又はそれに隣接して位置付けてもよい。臨床医は、次に、交換式シャフト組立体２００を、シャフト軸線ＳＡ−ＳＡに垂直な設置軸線ＩＡに沿って移動させて、先細取り付け部分２４４を対応するダブテール受け入れスロット７０２と「動作可能に係合」させて収めてもよい。その際、中間発射シャフト２２２上のシャフト取り付けラグ２２６もまた、長手方向に移動可能な駆動部材１２０の発射シャフト取り付けクレードル１２６に収められ、第２の閉鎖リンク３８上にある横断取り付けピン３７の部分が、閉鎖シャトル２５０の対応する近位側に突出するフック２５２に収められる。本明細書で使用するとき、２つの構成要素の文脈における「動作可能な係合」という用語は、それら２つの構成要素が互いに十分に係合され、それにより、作動運動をそれらに適用すると、構成要素が意図される行為、機能、及び／又は手順を実施し得ることを意味する。
【００４０】
上述したように、交換式シャフト組立体２００の少なくとも５つのシステムが、ハンドル組立体１４の少なくとも５つの対応するシステムと動作可能に結合され得る。第１のシステムは、交換式シャフト組立体２００のフレーム又はスパインをハンドル組立体１４のフレーム２０と結合及び／又は位置合わせするフレームシステムを備えることができる。別のシステムは、ハンドル組立体１４の閉鎖トリガ３２と、閉鎖管２６０と、交換式シャフト組立体２００のアンビル３０６とを動作可能に接続することができる閉鎖駆動システム３０を備えることができる。上で概説したように、交換式シャフト組立体２００の閉鎖シャトル２５０を、第２の閉鎖リンク３８上にある横断取り付けピン３７と係合させることができる。別のシステムは、ハンドル組立体１４の発射トリガ１３０を交換式シャフト組立体２００の中間発射シャフト２２２と動作可能に接続することができる発射駆動システム８０を備えることができる。
【００４１】
上で概説したように、シャフト取り付けラグ２２６は、長手方向に移動可能な駆動部材１２０の発射シャフト取り付けクレードル１２６と動作可能に接続することができる。別のシステムは、例えば交換式シャフト組立体２００などのシャフト組立体が、ハンドル組立体１４と動作可能に係合されていることを、例えばコントローラなど、ハンドル組立体１４内のコントローラに信号伝達することができ、並びに／又は（２）電力及び／若しくは通信信号を交換式シャフト組立体２００とハンドル組立体１４との間で伝導することができる電気システムを含むことができる。例えば、交換式シャフト組立体２００は、シャフト回路基板６１０に動作可能に装着される電気コネクタ１４１０を含むことができる。シャフト上に位置する電気コネクタ１４１０は、ハンドル内に位置する回路基板１００上で電気コネクタ１４００と嵌合係合するように構成されている。回路及び制御システムに関する更なる詳細は、米国特許出願公開第２０１４／０２６３５４１号に見出すことができる。第５のシステムは、交換式シャフト組立体２００をハンドル組立体１４に解除可能にロックするラッチングシステムで構成されてもよい。
【００４２】
図１４を参照すると、エンドエフェクタ３００の非限定的な形態が示されている。上述したように、エンドエフェクタ３００は、アンビル３０６及び外科用ステープルカートリッジ３０４を含んでもよい。この非限定的な例では、アンビル３０６は、細長いチャネル１９８に結合されている。例えば、アパーチャ１９９を、アンビル３０６から延在するピン１５２を受け入れることができる細長いチャネル１９８内に画定することができ、アパーチャ１９９によって、細長いチャネル１９８及び外科用ステープルカートリッジ３０４に対してアンビル３０６を開位置から閉位置まで枢動させることができる。それに加えて、図１４は、エンドエフェクタ３００内へと長手方向で並進するように構成された発射バー１７２を示している。発射バー１７２は、１つの中実部分から構築されてもよく、又は様々な例では、例えば鋼板のスタックを含む、積層材料を含んでもよい。発射バー１７２の遠位側に突出する端部は、Ｅ型梁１７８に取り付けることができ、Ｅ型梁１７８は、中でも特に、アンビル３０６が閉位置にあるとき、細長いチャネル１９８内に位置付けられた外科用ステープルカートリッジ３０４からアンビル３０６を離すことを支援することができる。Ｅ型梁１７８はまた、Ｅ型梁１７８を発射バー１７２によって遠位側に前進させながら組織を切るために使用することができる、鋭利な切刃１８２を含むことができる。動作の際、Ｅ型梁１７８はまた、外科用ステープルカートリッジ３０４を作動させること、即ち発射することができる。外科用ステープルカートリッジ３０４は、ステープルドライバ１９２上に載置された複数のステープル１９１を、それぞれの上向きに開いたステープルキャビティ１９５内で保持する、成型カートリッジ本体１９４を含むことができる。楔形スレッド１９０は、Ｅ型梁１７８によって遠位側に駆動されて、外科用ステープルカートリッジ３０４の様々な構成要素を共に保持するカートリッジトレイ１９６上を摺動する。楔形スレッド１９０は、Ｅ型梁１７８の切刃１８２がクランプされた組織を切る間、ステープルドライバ１９２を上向きにカム駆動して、ステープル１９１を追い出してアンビル３０６と変形接触させる。
【００４３】
上記に加えて更に、Ｅ型梁１７８は、発射の間、アンビル３０６に係合する上部ピン１８０を含むことができる。Ｅ型梁１７８は、カートリッジ本体１９４、カートリッジトレイ１９６、及び細長いチャネル１９８の様々な部分に係合することができる、中央ピン１８４と下部フット１８６とを更に含むことができる。外科用ステープルカートリッジ３０４が細長いチャネル１９８内に位置付けられると、カートリッジ本体１９４に画定されたスロット１９３を、カートリッジトレイ１９６に画定された長手方向スロット１９７及び細長いチャネル１９８に画定されたスロット１８９と位置合わせすることができる。使用の際、Ｅ型梁１７８は、位置合わせされた細長いスロット１９３、１９７、及び１８９を通って摺動することができ、図１４に示されるように、Ｅ型梁１７８の下部フット１８６は、スロット１８９の長さに沿って細長いチャネル１９８の底面に沿って通っている溝に係合することができ、中央ピン１８４は、長手方向スロット１９７の長さに沿ってカートリッジトレイ１９６の上面に係合することができ、上部ピン１８０は、アンビル３０６に係合することができる。かかる状況では、発射バー１７２が遠位側へと移動させられて、ステープルを外科用ステープルカートリッジ３０４から発射し、かつ／又はアンビル３０６と外科用ステープルカートリッジ３０４との間に捕捉された組織を切開するにつれて、Ｅ型梁１７８は、アンビル３０６と外科用ステープルカートリッジ３０４とを離すか、又はこれらの相対移動を制限することができる。その後、発射バー１７２及びＥ型梁１７８を近位側へと後退させることができ、それによってアンビル３０６を開いて、ステープル留めされ切られた２つの組織部分を解放することができる（図示せず）。
【００４４】
外科用器具１０（図１〜１４）について一般的用語で記載してきたが、ここで、外科用器具１０の様々な電気／電子構成要素について詳細に記載する。図２及び図３を再び参照すると、ハンドル組立体１４は、複数の電気接点を備える電気コネクタ１４００を含むことができる。ここで図１５を参照すると、電気コネクタ１４００は、例えば、第１の電気接点１４０１ａと、第２の電気接点１４０１ｂと、第３の電気接点１４０１ｃと、第４の電気接点１４０１ｄと、第５の電気接点１４０１ｅと、第６の電気接点１４０１ｆとを備えることができる。図示の例は６つの接点を利用しているが、６つより多い接点又は６つより少ない接点を利用し得る他の例も考えられる。
【００４５】
図１５に示されるように、第１の電気接点１４０１ａは、トランジスタ１４０８と電気通信することができ、電気接点１４０１ｂ〜１４０１ｅは、コントローラ１５００と電気通信することができ、第６の電気接点１４０１ｆは、アースと電気通信することができる。特定の状況では、ハンドル１０４２が給電状態にあるとき、電気接点１４０１ｂ〜１４０１ｅのうちの１つ又は２つ以上が、コントローラ１５００の１つ又は２つ以上の出力チャネルと電気通信していてもよく、通電することができ、又は電位を印加することができる。いくつかの状況では、電気接点１４０１ｂ〜１４０１ｅのうちの１つ又は２つ以上が、コントローラ１５００の１つ又は２つ以上の入力チャネルと電気通信していてもよく、ハンドル組立体１４が給電状態にあるとき、コントローラ１５００は、かかる電気接点に電位が印加されたときにそれを検出するように構成することができる。例えば、交換式シャフト組立体２００などのシャフト組立体が、ハンドル組立体１４に組み付けられたとき、電気接点１４０１ａ〜１４０１ｆは、互いに連通しなくてもよい。しかしながら、シャフト組立体がハンドル組立体１４に組み付けられていないとき、電気コネクタ１４００の電気接点１４０１ａ〜１４０１ｆは、露出していてもよく、またいくつかの状況では、電気接点１４０１ａ〜１４０１ｆのうちの１つ又は２つ以上が、互いに電気通信されて偶然に配置されてもよい。かかる状況は、例えば、電気接点１４０１ａ〜１４０１ｆのうちの１つ又は２つ以上が導電性材料と接触すると生じる可能性がある。これが生じると、例えば、コントローラ１５００が、エラー入力を受信する場合があり、かつ／又は交換式シャフト組立体２００が、エラー出力を受信する場合がある。この問題に対処するために、様々な状況では、例えば、交換式シャフト組立体２００などのシャフト組立体がハンドル組立体１４に取り付けられていないとき、ハンドル組立体１４は、給電されなくてもよい。
【００４６】
他の状況では、例えば、交換式シャフト組立体２００などのシャフト組立体が、ハンドル１０４２に取り付けられていないとき、ハンドル１０４２に給電することができる。かかる状況では、コントローラ１５００は、シャフト組立体がハンドル組立体１４に取り付けられるまで、コントローラ１５００と電気通信している接点、即ち、例えば電気接点１４０１ｂ〜１４０１ｅに印加される、入力又は電位を無視するように構成することができる。コントローラ１５００は、そのような状況下でハンドル組立体１４の他の機能を操作するために電力を供給されてもよいが、ハンドル組立体１４は非給電状態にあってもよい。ある意味で、電気接点１４０１ｂ〜１４０１ｅに加えられる電位がハンドル組立体１４の動作に影響することがないので、電気コネクタ１４００は非給電状態にあってもよい。電気接点１４０１ｂ〜１４０１ｅが給電停止状態にあっても、コントローラ１５００と電気通信していない電気接点１４０１ａ及び１４０１ｆは給電停止状態にあってもなくてもよいことが、読者には理解されるであろう。例えば、第６の電気接点１４０１ｆは、ハンドル組立体１４が給電状態にあるか給電停止状態にあるかに関わらず、アースと電気通信したままであってもよい。
【００４７】
更に、トランジスタ１４０８、及び／又は例えばトランジスタ１４１２などの任意の他の好適なトランジスタの配置、及び／又はスイッチは、ハンドル組立体１４が給電状態にあるか給電停止状態にあるかに関わらず、例えばハンドル組立体１４内の電池などの電源１４０４から第１の電気接点１４０１ａへの電力の供給を制御するように構成されてもよい。様々な状況では、交換式シャフト組立体２００は、例えば、交換式シャフト組立体２００がハンドル組立体１４と係合されたときにトランジスタ１４０８の状態を変化させるように構成することができる。特定の状況下では、以下に加えて更に、磁場センサ１４０２は、トランジスタ１４１２の状態を切り換えるように構成され得、トランジスタ１４１２は結果として、トランジスタ１４０８の状態を切り換えて、最終的に電源１４０４から第１の電気接点１４０１ａに電力を供給することができる。このようにして、電気コネクタ１４００までの電源回路と信号回路の両方に対して、シャフト組立体がハンドル組立体１４に設置されていないときは給電停止し、シャフト組立体がハンドル組立体１４に設置されているときは給電することができる。
【００４８】
様々な状況では、図１５を再び参照すると、ハンドル組立体１４は、例えば磁場センサ１４０２を含むことができ、磁場センサ１４０２は、シャフト組立体がハンドル組立体１４に結合されると、例えば交換式シャフト組立体２００などのシャフト組立体上の、例えば磁気要素１４０７（図３）などの検出可能な要素を検出するように構成することができる。磁場センサ１４０２は、例えば電池などの電源１４０６によって給電することができ、電源１４０６は実際に、磁場センサ１４０２の検出信号を増幅し、図１５に示される回路を介してコントローラ１５００の入力チャネルと通信することができる。コントローラ１５００が、シャフト組立体がハンドル組立体１４に少なくとも部分的に結合されていること、またその結果として、電気接点１４０１ａ〜１４０１ｆが露出しなくなっていることを示す入力を受信すると、コントローラ１５００は、その通常の、つまり給電動作状態に入ることができる。かかる動作状態では、コントローラ１５００は、その通常の使用時に、電気接点１４０１ｂ〜１４０１ｅのうちの１つ又は２つ以上にシャフト組立体から伝達された信号を評価し、かつ／又は、電気接点１４０１ｂ〜１４０１ｅのうちの１つ又は２つ以上を通してシャフト組立体に信号を伝達する。様々な状況において、磁場センサ１４０２が磁気要素１４０７を検出し得るにはその前に、交換式シャフト組立体２００が完全に着座されなければならない場合がある。交換式シャフト組立体２００の存在を検出するために磁場センサ１４０２を利用することができるが、例えば、シャフト組立体がハンドル組立体１４に組み付けられているか否かを検出するために、センサ及び／又はスイッチの任意の好適なシステムを利用することができる。このようにして、上記に加えて更に、電気コネクタ１４００までの電源回路と信号回路の両方に対して、シャフト組立体がハンドル組立体１４に設置されていないときは給電停止し、シャフト組立体がハンドル組立体１４に設置されているときは給電することができる。
【００４９】
様々な実施例において、本開示の全体にわたって用いられているように、例えば、シャフト組立体がハンドル組立体１４に組み付けられているか否かを検出するために、任意の好適な磁場センサが用いられてもよい。例えば、磁場感知に使用される技術としては、とりわけ、ホール効果センサ、探りコイル、フラックスゲート、光ポンピング、核摂動、ＳＱＵＩＤ（超伝導量子干渉素子、ジョセフソン接合を含む超伝導ループに基づく、極めて弱い磁場の測定に用いられる非常に高感度の磁力計）、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、光磁気、及び微小電気機械システム系の磁気センサが挙げられる。
【００５０】
図１５を参照すると、コントローラ１５００は、一般に、プロセッサ（「マイクロプロセッサ」）と、プロセッサに動作可能に結合された１つ又は２つ以上のメモリユニットとを備えてよい。メモリに記憶された命令コードを実行することによって、プロセッサは、例えば、モータ、様々な駆動システム、及び／又はユーザディスプレイなど、外科用器具の様々な構成要素を制御してもよい。コントローラ１５００は、集積型及び／若しくは個々のハードウェア要素、ソフトウェア要素、並びに／又はそれら両者の組み合わせを用いて実装され得る。集積型ハードウェア要素の例としては、プロセッサ、マイクロプロセッサ、コントローラ、コントローラ、集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、論理ゲート、レジスタ、半導体素子、チップ、マイクロチップ、チップセット、コントローラ、システムオンチップ（ＳｏＣ）、及び／又はシステムインパッケージ（ＳＩＰ）が挙げられ得る。個々のハードウェア要素の例としては、論理ゲート、電界効果トランジスタ、バイポーラトランジスタ、抵抗、コンデンサ、インダクタ、及び／若しくはリレーなど、回路並びに／又は回路素子が挙げられ得る。特定の例では、コントローラ１５００は、例えば、１つ又は２つ以上の基板上に離散的及び集積型の回路素子又は構成要素を含むハイブリッド回路を含んでもよい。
【００５１】
図１５を参照すると、コントローラ１５００は、例えば、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから入手可能なＬＭ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲであってもよい。特定の例では、Ｔｅｘａｓ  ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓのＬＭ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲは、製品データシートから容易に入手可能な他の機構の中でも、最大４０ＭＨｚ、２５６ＫＢの単一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と、４０ＭＨｚ超の性能を改善するためのプリフェッチバッファと、３２ＫＢの単一サイクルシリアルランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）と、ＳｔｅｌｌａｒｉｓＷａｒｅ（登録商標）ソフトウェアを搭載した内部読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）と、２ＫＢの電気的消去可能なプログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）と、１つ又は２つ以上のパルス幅変調（ＰＷＭ）モジュールと、１つ又は２つ以上のアナログ直交エンコーダ入力部（ＱＥＩ）と、１２個のアナログ入力チャネルを備えた、１つ又は２つ以上の１２ビットアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）と、を備えたＡＲＭ  Ｃｏｒｔｅｘ−Ｍ４Ｆプロセッサコアである。他のコントローラが、本開示と共に使用するために容易に代用され得る。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。
【００５２】
上述したように、ハンドル組立体１４及び／又は交換式シャフト組立体２００は、交換式シャフト組立体２００がハンドル組立体１４に組み付けられていないとき、又は完全に組み付けられていないときに、ハンドル上に位置する電気コネクタ１４００の接点及び／又はシャフト上に位置する電気コネクタ１４１０の接点が短絡することを防止するか、又は少なくともその可能性を低減するように構成された、システム及び構成を含むことができる。図３を参照すると、ハンドル上に位置する電気コネクタ１４００は、フレーム２０に画定されたキャビティ１４０９内に少なくとも部分的に入り込ませることができる。電気コネクタ１４００の６つの電気接点１４０１ａ〜１４０１ｆは、キャビティ１４０９内に完全に入り込ませることができる。かかる配置は、物体が電気接点１４０１ａ〜１４０１ｆの１つ又は２つ以上に偶発的に接触する可能性を低減することができる。同様に、シャフト上に位置する電気コネクタ１４１０を、シャーシ２４０に画定された陥凹部内に位置付けることができ、それによって、シャフト上に位置する電気コネクタ１４１０の電気接点１４１１ａ〜１４１１ｆのうちの１つ又は２つ以上に物体が偶発的に接触する可能性を低減することができる。図３に示される特定の例に関して、シャフト上に位置する電気接点１４１１ａ〜１４１１ｆは、雄接点を備えることができる。少なくとも１つの例では、シャフトに位置する電気接点１４１１ａ〜１４１１ｆのそれぞれは、例えば、ハンドル上に位置する電気接点１４０１ａ〜１４０１ｆを係合するように構成することができる、電気接点から延在する可撓性突出部を備えることができる。ハンドル上に位置する電気接点１４０１ａ〜１４０１ｆは、雌接点を備えることができる。少なくとも１つの例では、ハンドル上に位置する各電気接点１４０１ａ〜１４０１ｆは、例えば、平坦面を備えることができ、それに接してシャフト上に位置する雄電気接点１４０１ａ〜１４０１ｆがワイプし、即ち摺動し、接点間の導電性の連係を維持することができる。様々な例では、交換式シャフト組立体２００がハンドル組立体１４に組み付けられる方向は、ハンドル上に位置する電気接点１４０１ａ〜１４０１ｆに対して平行であるか、又は少なくとも実質的に平行であることができ、それにより、交換式シャフト組立体２００がハンドル組立体１４に組み付けられると、シャフト上に位置する電気接点１４１１ａ〜１４１１ｆは、ハンドル上に位置する電気接点１４０１ａ〜１４０１ｆに接して摺動する。様々な代替的な例では、ハンドルに位置する電気接点１４０１ａ〜１４０１ｆが雄接点を備えることができ、シャフト上に位置する電気接点１４１１ａ〜１４１１ｆが雌接点を備えることができる。特定の代替的な例では、ハンドル上に位置する電気接点１４０１ａ〜１４０１ｆ及びシャフト上に位置する電気接点１４１１ａ〜１４１１ｆは、接点の任意の好適な配置を備えることができる。
【００５３】
様々な例では、ハンドル組立体１４は、ハンドル上に位置する電気コネクタ１４００を少なくとも部分的に被覆するように構成されたコネクタガード、及び／又はシャフト上に位置する電気コネクタ１４１０を少なくとも部分的に被覆するように構成されたコネクタガードを備えることができる。コネクタガードは、シャフト組立体がハンドルに組み付けられていないとき、又は部分的にのみ組み付けられているとき、物体が電気コネクタの接点に偶発的に触れることを防止するか、又は少なくともその可能性を低減することができる。コネクタガードは、可動であることができる。例えば、コネクタガードは、コネクタを少なくとも部分的に防護する防護位置と、コネクタを防護しないか、又は少なくともわずかしか防護しない非防護位置との間で移動させることができる。少なくとも１つの例では、シャフト組立体がハンドルに組み付けられるにつれて、コネクタガードを変位させることができる。例えば、ハンドルがハンドルコネクタガードを備える場合、シャフト組立体がハンドルに組み付けられるにつれて、シャフト組立体がハンドルコネクタガードに接触し、それを変位させることができる。同様に、シャフト組立体がシャフトコネクタガードを備える場合、シャフト組立体がハンドルに組み付けられるにつれて、ハンドルがシャフトコネクタガードに接触し、それを変位させることができる。様々な例では、コネクタガードは、例えばドアを備えることができる。少なくとも１つの例では、ドアは、ハンドル又はシャフトが接触すると、ドアを特定の方向に変位させることを容易にすることができる、傾斜面を備えることができる。様々な例では、コネクタガードを、例えば、並進及び／又は回転させることができる。特定の例では、コネクタガードは、電気コネクタの接点を被覆する少なくとも１つのフィルムを備えることができる。シャフト組立体がハンドルに組み付けられると、フィルムは破断され得る。少なくとも１つの例では、コネクタの雄接点は、フィルムを貫通することができ、その後、フィルムの下に位置付けられた対応する接点に係合する。
【００５４】
上述したように、外科用器具は、例えば、電気コネクタ１４００などの電気コネクタの接点を、選択的に給電又は活性化することができるシステムを含むことができる。様々な例では、接点を不活性状態と活性化状態との間で遷移させることができる。特定の例では、接点を、監視状態、非活性化状態、及び活性化状態の間で遷移させることができる。例えば、コントローラ１５００は例えば、シャフト組立体がハンドル組立体１４に組み付けられていないときの電気接点１４０１ａ〜１４０１ｆを監視して、電気接点１４０１ａ〜１４０１ｆのうちの１つ又は２つ以上が短絡されている可能性があるか否かを判定することができる。コントローラ１５００は、電気接点１４０１ａ〜１４０１ｆそれぞれに低電位を印加し、接点それぞれに最小限の抵抗のみが存在するか否かを見積もるように構成することができる。かかる動作状態は、監視状態を含むことができる。接点において検出された抵抗が高い場合、又は閾値抵抗を上回る場合、コントローラ１５００は、その接点を、１つを超える接点を、あるいは全ての接点を非活性化することができる。かかる動作状態は、非活性化状態を含むことができる。シャフト組立体がハンドル組立体１４に組み付けられ、上述したように、それがコントローラ１５００によって検出された場合、コントローラ１５００は、電気接点１４０１ａ〜１４０１ｆに対する電位を増加することができる。かかる動作状態は、活性化状態を含むことができる。
【００５５】
本明細書に開示される様々なシャフト組立体は、センサ、及びハウジング内のコントローラとの電気的連通を要する他の様々な構成要素を用いてもよい。これらのシャフト組立体は、一般に、ハウジングに対して回転することができるように構成されており、互いに対して回転してもよい２つ又は３つ以上の構成要素間でのかかる電気的連通を容易にする接続を要する。本明細書に開示されるタイプのエンドエフェクタを用いると、コネクタ装置は、本質的に比較的堅牢でもある一方、シャフト組立体コネクタ部分に嵌合するように、ある程度コンパクトでなければならない。
【００５６】
ここで、複数の回路セグメント２００２ａ〜２００２ｇを備えるセグメント化回路２０００の一例が示されている、図１６Ａ及び１６Ｂに移る。複数の回路セグメント２００２ａ〜２００２ｇを備えるセグメント化回路２０００は、非限定的に、例えば図１〜図１３に示される外科用器具１０など、電動外科用器具を制御するように構成されている。複数の回路セグメント２００２ａ〜２００２ｇは、電動外科用器具１０の１つ又は２つ以上の動作を制御するように構成されている。安全プロセッサセグメント２００２ａ（セグメント１）は、安全プロセッサ２００４を備える。一次プロセッサセグメント２００２ｂ（セグメント２）は、一次プロセッサ２００６を備える。安全プロセッサ２００４及び／又は一次プロセッサ２００６は、１つ又は２つ以上の追加の回路セグメント２００２ｃ〜２００２ｇと相互作用して、電動外科用器具１０の動作を制御するように構成されている。一次プロセッサ２００６は、例えば、１つ又は２つ以上の回路セグメント２００２ｃ〜２００２ｇ、電池２００８、及び／又は複数のスイッチ２０５８ａ〜２０７０に結合された、複数の入力を備える。セグメント化回路２０００は、例えば、電動外科用器具１０内のプリント回路基板組立体（ＰＣＢＡ）など、任意の好適な回路によって実装されてもよい。プロセッサという用語は、本明細書で使用するとき、任意のマイクロプロセッサ、プロセッサ、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に組み込んだ、他の基本コンピューティングデバイスを含むことが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。
【００５７】
一態様では、一次プロセッサ２００６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。一実施例では、安全プロセッサ２００４は、やはりＴｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製の、Ｈｅｒｃｕｌｅｓ  ＡＲＭ  Ｃｏｒｔｅｘ  Ｒ４の商品名で知られている、ＴＭＳ５７０及びＲＭ４ｘなど、２つのコントローラベースファミリを備える安全コントローラプラットフォームであってもよい。それにもかかわらず、コントローラ及び安全プロセッサに好適な他の置換品も制限なく用いることができる。一実施例では、安全プロセッサ２００４は、拡張性がある性能、接続性、及びメモリの選択肢を提供しながら、高度な集積化された安全特性を提供するため、中でも特に、ＩＥＣ  ６１５０８及びＩＳＯ  ２６２６２の安全限界用途向けに特定的に構成されてもよい。特定の例では、一次プロセッサ２００６は、図１４〜１７Ｂに関連して記載されるように、シングルコア又はマルチコアコントローラのＬＭ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲであってよい。
【００５８】
一例では、セグメント化回路２０００は、加速度セグメント２００２ｃ（セグメント３）を備える。加速度セグメント２００２ｃは、加速度計２０２２を備える。加速度計２０２２は、電動外科用器具１０の移動又は加速度を検出するように構成されている。いくつかの実施例では、加速度計２０２２からの入力は、例えば、スリープモードとの間での遷移、電動外科用器具の配向の識別、及び／又は外科用器具が落下したときの識別に使用される。いくつかの実施例では、加速度セグメント２００２ｃは、安全プロセッサ２００４及び／又は一次プロセッサ２００６に結合されている。
【００５９】
一態様では、セグメント化回路２０００は、ディスプレイセグメント２００２ｄ（セグメント４）を備える。ディスプレイセグメント２００２ｄは、一次プロセッサ２００６に結合されたディスプレイコネクタ２０２４を備える。ディスプレイコネクタ２０２４は、１つ又は２つ以上のディスプレイの集積回路ドライバ２０２６を通して、一次プロセッサ２００６をディスプレイ２０２８に結合する。ディスプレイの集積回路ドライバ２０２６は、ディスプレイ２０２８と一体化されてもよく、かつ／又はディスプレイ２０２８とは別個に配置されてもよい。ディスプレイ２０２８は、例えば、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、及び／又は任意の他の好適なディスプレイなど、任意の好適なディスプレイを含んでもよい。いくつかの実施例では、ディスプレイセグメント２００２ｄは、安全プロセッサ２００４に結合されている。
【００６０】
いくつかの態様では、セグメント化回路２０００は、シャフトセグメント２００２ｅ（セグメント５）を備える。シャフトセグメント２００２ｅは、外科用器具１０に結合された交換式シャフト組立体２００（図１）に対する１つ又は２つ以上の制御、及び／又は交換式シャフト組立体２００（図１）に結合されたエンドエフェクタ３００に対する１つ又は２つ以上の制御機器を備える。シャフトセグメント２００２ｅは、一次プロセッサ２００６をシャフトＰＣＢＡ  ２０３１に結合するように構成された、シャフトコネクタ２０３０を備える。シャフトＰＣＢＡ  ２０３１は、第１の関節スイッチ２０３６、第２の関節スイッチ２０３２、及びシャフトＰＣＢＡ  ＥＥＰＲＯＭ  ２０３４を備える。いくつかの実施例では、シャフトＰＣＢＡ  ＥＥＰＲＯＭ  ２０３４は、交換式シャフト組立体２００及び／又はシャフトＰＣＢＡ  ２０３１固有の１つ又は２つ以上のパラメータ、ルーチン、及び／又はプログラムを含む。シャフトＰＣＢＡ  ２０３１は、交換式シャフト組立体２００に結合され、及び／又は、外科用器具１０と一体であってもよい。いくつかの実施例では、シャフトセグメント２００２ｅは、第２のシャフトＥＥＰＲＯＭ  ２０３８を備える。第２のシャフトＥＥＰＲＯＭ  ２０３８は、電動外科用器具１０と接続され得る１つ若しくは２つ以上のシャフト組立体２００及び／又はエンドエフェクタ３００に対応する複数のアルゴリズム、ルーチン、パラメータ、及び／又は他のデータを含む。
【００６１】
いくつかの態様では、セグメント化回路２０００は、位置エンコーダセグメント２００２ｆ（セグメント６）を備える。位置エンコーダセグメント２００２ｆは、１つ又は２つ以上の磁気角度回転位置エンコーダ２０４０ａ〜２０４０ｂを備える。１つ又は２つ以上の磁気角度回転位置エンコーダ２０４０ａ〜２０４０ｂは、外科用器具１０のモータ２０４８、交換式シャフト組立体２００（図１）、及び／又はエンドエフェクタ３００の回転位置を識別するように構成されている。いくつかの実施例では、磁気角度回転位置エンコーダ２０４０ａ〜２０４０ｂは、安全プロセッサ２００４及び／又は一次プロセッサ２００６に結合されてもよい。
【００６２】
いくつかの態様では、セグメント化回路２０００は、モータ回路セグメント２００２ｇ（セグメント７）を備える。モータ回路セグメント２００２ｇは、電動外科用器具１０の１つ又は２つ以上の移動を制御するように構成されたモータ２０４８を備える。モータ２０４８は、Ｈブリッジドライバ２０４２及び１つ又は２つ以上のＨブリッジ電界効果トランジスタ２０４４（ＦＥＴ）によって、一次プロセッサ２００６に結合されている。ＨブリッジＦＥＴ  ２０４４は、安全プロセッサ２００４に結合されている。モータ電流センサ２０４６は、モータ２０４８の電流引き出しを測定するため、モータ２０４８と直列に結合されている。モータ電流センサ２０４６は、一次プロセッサ２００６及び／又は安全プロセッサ２００４と信号連通している。いくつかの実施例では、モータ２０４８は、モータ電磁干渉（ＥＭＩ）フィルタ２０５０に結合されている。
【００６３】
いくつかの態様では、セグメント化回路２０００は、電源セグメント２００２ｈ（セグメント８）を備える。電池２００８は、安全プロセッサ２００４、一次プロセッサ２００６、及び追加回路セグメント２００２ｃ〜２００２ｇのうちの１つ又は２つ以上に結合されている。電池２００８は、電池コネクタ２０１０及び電流センサ２０１２によってセグメント化回路２０００に結合されている。電流センサ２０１２は、セグメント化回路２０００の合計電流引き出しを測定するように構成されている。いくつかの実施例では、１つ又は２つ以上の電圧変換器２０１４ａ、２０１４ｂ、２０１６が、既定の電圧値を１つ又は２つ以上の回路セグメント２００２ａ〜２００２ｇに提供するように構成されている。例えば、いくつかの実施例では、セグメント化回路２０００は、３．３Ｖ電圧変換器２０１４ａ〜２０１４ｂ及び／又は５Ｖ電圧変換器２０１６を備えてもよい。ブースト変換器２０１８は、例えば１３Ｖ以下など、既定量以下のブースト電圧を提供するように構成されている。ブースト変換器２０１８は、電力集約的な動作の間、追加の電圧及び／又は電流を提供し、電圧低下又は低電力状態を防止するように構成されている。
【００６４】
いくつかの態様では、安全プロセッサセグメント２００２ａは、モータ電力スイッチ２０２０を備える。モータ電力スイッチ２０２０は、電源セグメント２００２ｈとモータ回路セグメント２００２ｇとの間に結合されている。安全プロセッサセグメント２００２ａは、本明細書で更に詳細に考察するように、安全プロセッサ２００４及び／又は一次プロセッサ２００６によってエラー若しくは障害状態が検出されると、モータ回路セグメント２００２ｇに対する電力を遮断するように構成されている。回路セグメント２００２ａ〜２００２ｇは、回路セグメント２００２ａ〜２００２ｈの全ての構成要素が物理的に近接して配置されて示されているが、回路セグメント２００２ａ〜２００２ｈは、同じ回路セグメント２００２ａ〜２００２ｇの他の構成要素から物理的及び／又は電気的に分離している構成要素を備えてもよいことが、当業者には認識されるであろう。いくつかの実施例では、１つ又は２つ以上の構成要素が、２つ又は３つ以上の回路セグメント２００２ａ〜２００２ｇの間で共有されてもよい。
【００６５】
いくつかの態様では、複数のスイッチ２０５６〜２０７０が、安全プロセッサ２００４及び／又は一次プロセッサ２００６に結合されている。複数のスイッチ２０５６〜２０７０は、外科用器具１０の１つ又は２つ以上の動作を制御し、セグメント化回路２０００の１つ又は２つ以上の動作を制御し、かつ／又は外科用器具１０の状態を示すように構成されてもよい。例えば、緊急離脱ドアスイッチ２０５６は、緊急離脱ドアの状態を示すように構成されている。例えば、左側関節左スイッチ２０５８ａ、左側関節右スイッチ２０６０ａ、左側関節中央スイッチ２０６２ａ、右側関節左スイッチ２０５８ｂ、右側関節右スイッチ２０６０ｂ、及び右側関節中央スイッチ２０６２ｂなど、複数の関節運動スイッチは、シャフト組立体２００及び／又はエンドエフェクタ３００の関節運動を制御するように構成されている。左側反転スイッチ２０６４ａ及び右側反転スイッチ２０６４ｂは、一次プロセッサ２００６に結合されている。いくつかの実施例では、左側関節左スイッチ２０５８ａ、左側関節右スイッチ２０６０ａ、左側関節中央スイッチ２０６２ａ、及び左側反転スイッチ２０６４ａを備える左側スイッチは、左側可撓コネクタ２０７２ａによって一次プロセッサ２００６に結合されている。右側関節左スイッチ２０５８ｂ、右側関節右スイッチ２０６０ｂ、右側関節中央スイッチ２０６２ｂ、及び右側反転スイッチ２０６４ｂを備える右側スイッチは、右側可撓コネクタ２０７２ｂによって一次プロセッサ２００６に結合されている。いくつかの実施例では、発射スイッチ２０６６、クランプ解除スイッチ２０６８、及びシャフト係合スイッチ２０７０は、一次プロセッサ２００６に結合されている。
【００６６】
いくつかの態様では、複数のスイッチ２０５６〜２０７０は、例えば、外科用器具１０のハンドル、複数のインジケータスイッチ、及び／又はそれらの任意の組み合わせに装着される、複数のハンドル制御を備えてもよい。様々な例では、複数のスイッチ２０５６〜２０７０により、外科医が外科用器具を操作し、セグメント化回路２０００に対して外科用器具の位置及び／若しくは動作に関するフィードバックを提供し、かつ／又は外科用器具１０の安全でない動作を示すことが可能になる。いくつかの実施例では、追加のスイッチ又はより少数のスイッチが、セグメント化回路２０００に結合されてもよく、スイッチ２０５６〜２０７０のうちの１つ又は２つ以上を組み合わせて単一のスイッチとしてもよく、かつ／又は拡張して複数のスイッチとしてもよい。例えば、一実施例では、左側及び／又は右側関節運動スイッチ２０５８ａ〜２０６４ｂのうちの１つ又は２つ以上を組み合わせて、単一の多重位置スイッチとしてもよい。
【００６７】
一態様では、安全プロセッサ２００４は、他の安全動作の中でも特に、ウォッチドッグ機能を実現するように構成されている。セグメント化回路２０００の安全プロセッサ２００４及び一次プロセッサ２００６は、信号連通している。プロセッサのアライブハートビート信号は、出力２０９７で提供される。加速度セグメント２００２ｃは、外科用器具１０の移動を監視するように構成された加速度計２０２２を備える。様々な例では、加速度計２０２２は、単軸、二軸、又は三軸加速度計であってもよい。加速度計２０２２は、必ずしも座標加速度（速度の変化率）ではない適正な加速度を測定するのに用いられてもよい。その代わりに、加速度計は、加速度計２０２２の基準フレーム内で静止している試験質量が経験する重量の現象と関連付けられる加速度を見る。例えば、地表面で静止している加速度計２０２２は、その重量により、ｇ＝９．８ｍ／ｓ２（重力）の真っ直ぐ上向きの加速度を測定する。加速度計２０２２が測定することができる別のタイプの加速度は、ｇ力加速度である。他の様々な例では、加速度計２０２２は、単軸、二軸、又は三軸加速度計を備えてもよい。更に、加速度セグメント２００２ｃは、加速度、傾き、衝撃、振動、回転、及び複数の自由度（ＤｏＦ）を検出し測定する、１つ又は２つ以上の慣性センサを備えてもよい。好適な慣性センサは、加速度計（単軸、二軸、若しくは三軸）、地球の磁界などの空間中の磁界を測定する磁力計、及び／又は角速度を測定するジャイロスコープを備えてもよい。
【００６８】
一態様では、安全プロセッサ２００４は、例えばモータ回路セグメント２００２ｇなど、１つ又は２つ以上の回路セグメント２００２ｃ〜２００２ｈに関して、ウォッチドッグ機能を実現するように構成されている。これに関して、安全プロセッサ２００４は、ウォッチドッグ機能を用いて、一次プロセッサ２００６の誤動作を検出しそこから復帰する。正常動作の間、安全プロセッサ２００４は、一次プロセッサ２００６のハードウェア障害又はプログラムエラーを監視し、修正動作（単数若しくは複数）を開始する。修正動作は、一次プロセッサ２００６を安全状態に置くこと、及び正常なシステム動作を復元することを含んでもよい。一実施例では、安全プロセッサ２００４は、少なくとも第１のセンサに結合されている。第１のセンサは、外科用器具１０（図１〜図４）の第１の特性を測定する。いくつかの実施例では、安全プロセッサ２００４は、外科用器具１０の測定された特性を既定値と比較するように構成されている。例えば、一実施例において、磁気角度回転位置エンコーダ２０４０ａは、安全プロセッサ２００４に結合されている。磁気角度回転位置エンコーダ２０４０ａは、モータの速度及び位置情報を安全プロセッサ２００４に提供する。安全プロセッサ２００４は、磁気角度回転位置エンコーダ２０４０ａを監視し、その値を速度及び／又は位置の最大値と比較し、既定値を上回るモータ２０４８の動作を防止する。いくつかの実施例では、既定値は、一次プロセッサ２００６と通信している第２の磁気角度回転位置エンコーダ２０４０ｂによって供給される値、及び／又は例えば安全プロセッサ２００４に結合されたメモリモジュールから、安全プロセッサ２００４に提供される値から計算される、モータ２０４８のリアルタイムの速度及び／又は位置に基づいて計算される。
【００６９】
いくつかの態様では、第２のセンサが、一次プロセッサ２００６に結合されている。第２のセンサは、第１の物理的特性を測定するように構成されている。安全プロセッサ２００４及び一次プロセッサ２００６は、第１のセンサ及び第２のセンサそれぞれの値を示す信号を提供するように構成されている。安全プロセッサ２００４又は一次プロセッサ２００６のどちらかが許容可能な範囲外の値を示しているとき、セグメント化回路２０００は、例えばモータ回路セグメント２００２ｇなど、回路セグメント２００２ｃ〜２００２ｈのうちの少なくとも１つの動作を防止する。例えば、図１６Ａ及び１６Ｂに示される例では、安全プロセッサ２００４は、第１の磁気角度回転位置エンコーダ２０４０ａに結合され、一次プロセッサ２００６は、第２の磁気角度回転位置エンコーダ２０４０ｂに結合されている。磁気角度回転位置エンコーダ２０４０ａ、２０４０ｂは、例えば、サイン及びコサイン出力を含む磁気角度回転入力など、任意の好適なモータ位置センサを含んでもよい。磁気角度回転位置エンコーダ２０４０ａ、２０４０ｂは、モータ２０４８の位置を示すそれぞれの信号を、安全プロセッサ２００４及び一次プロセッサ２００６に提供する。
【００７０】
安全プロセッサ２００４及び一次プロセッサ２００６は、第１の磁気角度回転位置エンコーダ２０４０ａ及び第２の磁気角度回転位置エンコーダ２０４０ｂの値が既定範囲内のとき、活性化信号を生成する。一次プロセッサ２００６又は安全プロセッサ２００４のどちらかが既定範囲外の値を検出すると、活性化信号は終了され、例えばモータ回路セグメント２００２ｇなど、回路セグメント２００２ｃ〜２００２ｈのうちの少なくとも１つの動作が遮断及び／又は防止される。例えば、いくつかの実施例では、一次プロセッサ２００６からの活性化信号及び安全プロセッサ２００４からの活性化信号は、ＡＮＤゲートに結合されている。ＡＮＤゲートは、モータ電源スイッチ２０２０に結合されている。ＡＮＤゲートは、安全プロセッサ２００４及び一次プロセッサ２００６の両方からの活性化信号が高であり、磁気角度回転位置エンコーダ２０４０ａ、２０４０ｂの値が既定範囲内にあることが示されたとき、モータ電源スイッチ２０２０を閉位置で、即ちオン位置で維持する。磁気角度回転位置エンコーダ２０４０ａ、２０４０ｂのどちらかが既定範囲外の値を検出すると、その磁気角度回転位置エンコーダ２０４０ａ、２０４０ｂからの活性化信号は低に設定され、ＡＮＤゲートの出力は低に設定されて、モータ電源スイッチ２０２０が開放される。いくつかの実施例では、第１の磁気角度回転位置エンコーダサ２０４０ａ及び第２の磁気角度回転位置エンコーダ２０４０ｂの値は、例えば、安全プロセッサ２００４及び／又は一次プロセッサ２００６によって比較される。第１のセンサと第２のセンサの値が異なる場合、安全プロセッサ２００４及び／又は一次プロセッサ２００６は、モータ回路セグメント２００２ｇの動作を防止してもよい。
【００７１】
いくつかの態様では、安全プロセッサ２００４は、第２の磁気角度回転位置エンコーダ２０４０ｂの値を示す信号を受信し、第２のセンサ値を第１のセンサ値と比較する。例えば、一態様では、安全プロセッサ２００４は、第１の磁気角度回転位置エンコーダ２０４０ａに直接結合されている。第２の磁気角度回転位置エンコーダ２０４０ｂは、一次プロセッサ２００６に結合され、それによって第２の磁気角度回転位置エンコーダ２０４０ｂの値が安全プロセッサ２００４に提供され、かつ／又は安全プロセッサ２００４に直接結合されている。安全プロセッサ２００４は、第１の磁気角度回転位置エンコーダ２０４０の値を第２の磁気角度回転位置エンコーダ２０４０ｂの値と比較する。安全プロセッサ２００４が第１の磁気角度回転位置エンコーダ２０４０ａと第２の磁気角度回転位置エンコーダ２０４０ｂとの間の不整合を検出すると、安全プロセッサ２００４は、例えばモータ回路セグメント２００２ｇへの電力を止めることによって、モータ回路セグメント２００２ｇの動作を遮断してもよい。
【００７２】
いくつかの態様では、安全プロセッサ２００４及び／又は一次プロセッサ２００６は、外科用器具の第１の特性を測定するように構成された第１の磁気角度回転位置エンコーダ２０４０ａ、及び外科用器具の第２の特性を測定するように構成された第２の磁気角度回転位置エンコーダ２０４０ｂに結合されている。第１の特性及び第２の特性は、外科用器具が正常に動作しているときは既定の関係を含む。安全プロセッサ２００４は、第１の特性及び第２の特性を監視する。既定の関係と矛盾する第１の特性及び／又は第２の特性の値が検出されると、障害が生じる。障害が生じると、安全プロセッサ２００４は、例えば、回路セグメントのうち少なくとも１つの動作を防止する、既定の動作を実行する、かつ／又は一次プロセッサ２００６をリセットするなど、少なくとも１つの動作を行う。例えば、障害が検出されると、安全プロセッサ２００４は、モータ電源スイッチ２０２０を開いて、モータ回路セグメント２００２ｇに対する電力を止めてもよい。
【００７３】
一態様では、安全プロセッサ２００４は、独立制御アルゴリズムを実行するように構成されている。動作の際、安全プロセッサ２００４は、セグメント化回路２０００を監視し、例えば一次プロセッサ２００６など、他の回路構成要素からの信号を独立して制御及び／又はオーバーライドするように構成されている。安全プロセッサ２００４は、外科用器具１０の１つ若しくは２つ以上の動作及び／又は位置に基づいて、プログラムされたアルゴリズムを実行してもよく、かつ／又は動作中にオンザフライで更新若しくはプログラムされてもよい。例えば、一実施例では、安全プロセッサ２００４は、新しいシャフト及び／又はエンドエフェクタが外科用器具１０に結合される毎に、新しいパラメータ及び／又は安全アルゴリズムを用いて再プログラムされる。いくつかの実施例では、安全プロセッサ２００４によって記憶された１つ又は２つ以上の安全値が、一次プロセッサ２００６によって複製される。安全プロセッサ２００４又は一次プロセッサ２００６のどちらかによって記憶された値及び／又はパラメータが適正であることを担保するため、双方向エラー検出が行われる。
【００７４】
いくつかの態様では、安全プロセッサ２００４及び一次プロセッサ２００６は、冗長安全チェックを実現する。安全プロセッサ２００４及び一次プロセッサ２００６は、正常動作を示す周期信号を提供する。例えば、動作の間、安全プロセッサ２００４は、安全プロセッサ２００４がコードを実行しており、正常に動作していることを、一次プロセッサ２００６に対して示してもよい。一次プロセッサ２００６は、同様に、一次プロセッサ２００６がコードを実行しており、正常に動作していることを、安全プロセッサ２００４に対して示してもよい。いくつかの実施例では、安全プロセッサ２００４と一次プロセッサ２００６との間の通信は、既定の間隔で起こる。既定の間隔は、一定であってもよく、又は外科用器具１０の回路状態及び／若しくは動作に基づいて可変であってもよい。
【００７５】
図１７Ａ及び１７Ｂは、図１〜１４に示す電動外科用器具１０を制御するように構成されたセグメント化回路３０００の別の態様を示す。図１４Ａ、１７Ｂに示すように、ハンドル組立体１４は電動モータ３０１４を含んでもよく、電動モータ３０１４は、モータドライバ３０１５によって制御され得るものであり、また外科用器具１０の発射システムによって用いられ得るものである。様々な形態では、電動モータ３０１４は、例えば、約２５，０００ＲＰＭの最大回転数を有するブラシ付きＤＣ駆動モータであってよい。別の構成において、電動モータ３０１４としては、ブラシレスモータ、コードレスモータ、同期モータ、ステッパモータ、又は任意の他の好適な電動モータが挙げられ得る。特定の状況下では、モータドライバ３０１５は、例えば図１７Ａ及び１７Ｂに示されているように、ＨブリッジＦＥＴ  ３０１９を備えてよい。電動モータ３０１４は、ハンドル組立体１４に解除可能に取り付けられ得る電源組立体３００６によって給電することができる。電源組立体３００６は、制御電力を外科用器具１０に供給するように構成されている。電源組立体３００６は、外科用器具１０に給電するための電源として使用され得る、直列に接続された複数の電池セルを備えてもよい。かかる構成では、電源組立体３００６は、電池パックと呼ばれ得る。特定の状況下では、電源組立体３００６の電池セルは、交換可能及び／又は再充電可能であってよい。少なくとも１つの例では、電池セルは、電源組立体３００６に別個に結合され得るリチウムイオン電池であってよい。
【００７６】
外科用器具１０での使用に適した駆動システム及び閉鎖システムの例は、米国特許出願公開第２０１４／０２６３５３９号、発明の名称「ＣＯＮＴＲＯＬ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＦＯＲ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ」に開示されており、その開示内容全体が本明細書に参照により組み込まれる。例えば、電動モータ３０１４は、回転式シャフト（図示せず）を含むことができ、その回転式シャフトは、長手方向に移動可能な駆動部材上の駆動歯の組又はラックとの噛合い係合をなして取り付けられ得るギヤ減速機組立体と動作可能に連係し得る。使用の際に、電池によって提供される電圧極性は、電動モータ３０１４を動作させて、エンドエフェクタ３００を実行するように長手方向に移動可能な駆動部材を駆動し得る。例えば、電動モータ３０１４は、長手方向に移動可能な駆動部材を駆動して発射機構を前進させることで、例えば、エンドエフェクタ３００と共に組み立てられたステープルカートリッジから、エンドエフェクタ３００によって捕捉された組織へステープルを発射するように、かつ／又は切断部材を前進させることで、エンドエフェクタ３００によって捕捉された組織を切断するように、構成され得る。
【００７７】
図１７Ａ及び１７Ｂに示すように、また以下で更に詳細に説明するように、電源組立体３００６は、電源管理コントローラを含むことができ、電源管理コントローラは、例えば、交換式シャフト組立体２００がハンドル組立体１４（図１）に結合されている間に、電動モータ３０１４に給電するための第１の電源出力を送出して切断部材を前進させるために、また、交換式シャフト組立体２００がハンドル組立体１４に結合されている間に、電動モータ３０１４に給電するための第２の電源出力を送出して切断部材を前進させるために、電源組立体３００６の電源出力を変調させるように構成され得る。そのような変調は、ハンドル組立体１４に結合されている交換式シャフト組立体に必要以上の過剰な電力を電動モータ３０１４に伝達することを回避する上で有益となり得る。
【００７８】
特定の状況下では、インターフェース３０２４は、例えば、ハンドル組立体１４（図１）に存在するメインコントローラ３０１７を介してかかる通信信号を経路指定することにより、電源管理コントローラ３０１６とシャフト組立体コントローラ３０２２との間の１つ又は２つ以上の通信信号の伝送を容易にし得る。他の状況下では、インターフェース３０２４は、交換式シャフト組立体２００（図１）及び電源組立体３００６がハンドル組立体１４に結合されている間に、ハンドル組立体１４を介して電源管理コントローラ３０１６とシャフト組立体コントローラ３０２２との間の直接線の通信を容易にし得る。
【００７９】
一例として、メインコントローラ３０１７は、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓの商標名ＡＲＭ  Ｃｏｒｔｅｘとして知られるものなど、任意のシングルコア又はマルチコアプロセッサであってよい。一例として、外科用器具１０（図１〜４）は、例えば、同じくＴｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓの商標名Ｈｅｒｃｕｌｅｓ  ＡＲＭ  Ｃｏｒｔｅｘ  Ｒ４として知られる、ＴＭＳ５７０及びＲＭ４ｘなどの２つのコントローラベースファミリを備える、安全コントローラプラットフォームなどの、電源管理コントローラ３０１６を備え得る。それにもかかわらず、コントローラ及び安全プロセッサに好適な他の置換品も制限なく用いることができる。一例では、安全プロセッサ２００４（図１６Ａ）は、拡張性がある性能、接続性、及びメモリの選択肢を提供しながら、高度な集積化された安全特性を提供するため、中でも特に、ＩＥＣ  ６１５０８及びＩＳＯ  ２６２６２の安全限界用途向けに特定的に構成されてもよい。
【００８０】
特定の例では、メインコントローラ３０１７は、図１５〜１７Ｂに関連して記載されるように、シングルコア又はマルチコアコントローラのＬＭ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲであってよい。
【００８１】
図１８は、ハンドル組立体１４（図１）と電源組立体との間及びハンドル組立体１４と交換式シャフト組立体との間のインターフェースを示す、図１の外科用器具のブロック図である。図１８に示すように、電源組立体３００６は、電源管理回路３０３４を含んでよく、電源管理回路３０３４は、電源管理コントローラ３０１６、電力変調器３０３８、及び電流検出回路３０３６を含み得る。電源管理回路３０３４は、交換式シャフト組立体２００（図１）及び電源組立体３００６がハンドル組立体１４に結合されている間に、交換式シャフト組立体２００の電力要件に基づいて電池３００７の電力出力を変調するように構成され得る。例えば、電源管理コントローラ３０１６は、電源組立体３００６の電力出力の電力変調器３０３８を制御するようにプログラムされ得、電流検出回路３０３６は、電池３００７の電力出力に関するフィードバックを電源管理コントローラ３０１６に提供するため、電源組立体３００６の電力出力を監視するように用いられ得、そのため、電源管理コントローラ３０１６は、電源組立体３００６の電力出力を調節して、所望の出力を維持することができる。
【００８２】
電源管理コントローラ３０１６及び／又はシャフト組立体コントローラ３０２２はそれぞれ、多数のソフトウェアモジュールを記憶し得る１つ若しくは２つ以上のプロセッサ及び／又はメモリ装置を備え得る点に注目すべきである。外科用器具１０（図１）の特定のモジュール及び／又はブロックが例として記載され得るが、より多くの若しくはより少ない数のモジュール及び／又はブロックが使用され得ることが明らかとなる。更に、様々な例が、説明を容易にするためにモジュール及び／又はブロックとして記載される場合があるが、そのようなモジュール及び／又はブロックは、１つ又は２つ以上の、例えばプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、回路、レジスタのような、ハードウェアコンポーネント、及び／若しくは、例えばプログラム、サブルーチン、ロジックのようなソフトウェアコンポーネント、並びに／又は、ハードウェアコンポーネントとソフトウェアコンポーネントとの組み合わせ、によって実施され得る。
【００８３】
特定の例では、外科用器具１０（図１〜４）は、ユーザに感覚フィードバックを提供するための１つ又は２つ以上の装置を含み得る、出力装置３０４２を備えてよい。このような装置は、例えば、視覚的フィードバック装置（例えば、ＬＣＤディスプレイスクリーン、ＬＥＤインジケータ）、可聴フィードバック装置（例えば、スピーカー、ブザー）又は触覚フィードバック装置（例えば、触覚作動装置）を含んでもよい。特定の状況下では、出力装置３０４２は、ハンドル組立体１４（図１）に含まれ得るディスプレイ３０４３を備えてよい。シャフト組立体コントローラ３０２２及び／又は電源管理コントローラ３０１６は、出力装置３０４２を介して外科用器具１０のユーザにフィードバックを提供し得る。インターフェース３０２４は、シャフト組立体コントローラ３０２２及び／又は電源管理コントローラ３０１６を出力装置３０４２に接続するように構成され得る。読者は、出力装置３０４２が代わりに電源組立体３００６と統合され得ることを理解するであろう。このような状況下では、交換式シャフト組立体２００がハンドル組立体１４に結合されている一方で、出力装置３０４２とシャフト組立体コントローラ３０２２との間の通信はインターフェース３０２４を介して成し遂げられ得る。
【００８４】
外科用器具１０（図１〜図４）及びその動作を制御するための１つ又は２つ以上のセグメント化回路２０００、３０００について記載したが、ここからは、本開示では、外科用器具１０及びセグメント化回路２０００（又は３０００）の様々な特定の構成について説明する。
【００８５】
様々な態様において、本開示は、データの保存及び使用のための技術を提示する。一態様において、データの保存及び使用は、複数レベルの動作閾値に基づいている。このような閾値は、最終上限閾値限界及び最終下限閾値限界を含み、電流、電圧、発射負荷、トルクが最終閾値を超えると、モータが停止されるか、リターンが起動され、あるいは、閾値内で動作している間は、装置がモータの負荷を自動的に補う。
【００８６】
一態様において、外科用器具１０（図１〜１８に関して記載される）は、最小及び最大閉鎖クランプ負荷を許容範囲内に維持するために、最終上限閾値及び最終下限閾値を監視するように構成され得る。最小値に達しない場合、外科用器具１０は始動できず、又はそれが最小値を下回る場合、ユーザの動作が必要とされる。クランプ負荷が好適なレベルであるが、発射中に最小値を下回る場合、外科用器具１０は、モータの速度を調節する、又はユーザに警告することができる。動作中に下限値を超えた場合、ユニットは発射が予定通りに完了しない可能性があるという警告を発することができる。外科用器具１０はまた、電池電圧が最終下限値を下回るときを監視するように構成することができ、残りの電池電力は、装置をＩ型梁に静止した状態へと戻すためのみに使用される。エンドエフェクタ内の故障を感知するために、アンビルの開放力を使用することができる。あるいは、外科用器具１０は、モータ電流が増加する、又は関連する速度が低下するときを監視するように構成することができ、よってモータ制御は、速度を一定に維持するために、パルス幅又は周波数変調を増加させる。
【００８７】
別の態様において、外科用器具１０（図１）は、電流引き込み、圧力、発射負荷、トルクの最終閾値を検出するように構成され得、これにより、これらの閾値のいずれかを超えると、外科用器具１０はモータを停止するか、又はモータによってナイフを発射前位置に戻す。最終閾値よりも小さな二次閾値が、モータ制御パラメータを変更することによって、条件の変化に適合するために、モータ制御プログラムを変更するために使用されてもよい。限界閾値は、別のカウンタ又は入力への比例的な応答に基づくステップ関数又はランプ関数として構成することができる。例えば、滅菌する場合、０〜２００滅菌サイクルにおいて変更せず、２０１〜４００滅菌サイクルにおいて、使用毎にモータを１％減速し、４００を超える滅菌サイクルでは使用が防止される。モータの速度もまた、組織用隙間及び電流引き込みに基づいて変化させることができる。
【００８８】
電動の再使用可能なステープラ装置の理想的な機能に影響し得る多くのパラメータが存在する。これらのパラメータのほとんどは、装置がこれらを超えて動作するべきではない、最終最大閾値及び／又は最終最小閾値を有する。それでも、装置の機能動作に影響し得る、限界値も存在する。これらの、複数のパラメータによるこれらの複数の限界は、装置の動作プログラムへの多重及び累積的効果をもたらし得る。
【００８９】
したがって、本開示は、外科用器具に関し、様々な状況において、組織をステープリングし切断するように設計された、外科用ステープリング及び切断器具、並びにそのためのステープルカートリッジに関する。
【００９０】
電気機械装置の効率的な性能は、様々な要因に依存する。その１つは機能エンベロープ（operational envelope）、即ち、装置がその意図される機能を実行する際のパラメータ、条件及びイベントの範囲である。例えば、電流により駆動されるモータにより動力を与えられる装置において、一定の電流閾値を超えたところに、装置が所望されるよりも非効率に動作する動作範囲が存在することがある。換言すると、上方「速度制限」が存在することがあり、これを超えると効率性が低下する。このような上限閾値は、実質的な非効率性、又は更には装置の劣化を防ぐ上で有意義であり得る。
【００９１】
しかしながら、機能エンベロープ内において、動作状態における効率性を高めるために利用可能な範囲を形成し得る、閾値が存在することがある。換言すると、規定された機能エンベロープ（又はサブエンベロープ）内に、装置がより良好に適応し、かつ機能することができる、領域が存在することがある。このような範囲は、限界閾値と、最終閾値との間にあり得る。加えて、これらの範囲は、「スイートスポット」、又は既定の任意の範囲若しくは点を含むことがある。これらの範囲はまた、性能が適切であると判定される、大きな範囲を含み得る。
【００９２】
その上、又はその下で、装置の停止など、動作（１つ又は複数）がとられる（又は動作をとるのを控える）、最終閾値が規定されてもよい。その上、又はその下で、動作（１つ又は複数）がとられる（又は動作をとるのを控える）、限界閾値が規定されてもよい。非限定的な例により、モータの電流引き込みが最終閾値の７５％を超える点を規定するように限界閾値が設定されてもよい。限界閾値を超えると、その結果装置は、例えば、モータ速度が最終閾値に向かって上昇し続けるのに伴い、モータ速度を、度合いを増しながら低減させ始めることがある。
【００９３】
閾値を超えた結果として行われる調節を実行するために、様々なメカニズムが使用され得る。例えば、調節は、ステップ関数を反映してもよい。これはまた、ランプ関数を反映してもよい。他の関数が使用されてもよい。
【００９４】
様々な態様において、追加的なメカニズムにより性能を高めるために、多重閾値（overlaying threshold）が規定されてもよい。多重閾値は、複数のパラメータにより規定される、１つ又は２つ以上の閾値を含む場合がある。多重閾値は、別の閾値（１つ又は複数）を生成する入力として、１つ又は２つ以上の閾値を生じてもよい。多重閾値は、既定であるか、又は、例えば動作時に動的に生成されてもよい。多重閾値は、閾値が複数の入力により規定されるときに有効になってもよい。例えば、滅菌サイクル数が３００（限界閾値）を超えるが、５００（最終閾値）以下であるとき、装置はモータをより遅く動作させる。次に、電流引き込みが、７５％の限界閾値を超えると、装置は度合いを増しながら速度を落とす。
【００９５】
図１９は、様々な実施例による外科用器具１０（図１〜４）の切刃１８２（図１４）の鋭さを評価するためのシステム４３１１の論理図を示す。いくつかの例において、システム４３１１は、鋭さ試験部材４３０２を通して切刃１８２を前進させる能力を試験することによって、切刃１８２の鋭さを評価することができる。例えば、システム４３１１は、切刃１８２が鋭さ試験部材４３０２の少なくとも既定の部分を完全に横切する、かつ／又は完全に通過するのにかかる期間を観察するように構成することができる。観察された期間が既定の閾値を超過する場合、回路４３１０は、例えば、切刃１８２の鋭さが許容可能なレベルを下回っていると結論付けてもよい。
【００９６】
一態様では、鋭さ試験部材４３０２を利用して、切刃１８２（図１４）の鋭さを試験することができる。特定の例では、鋭さ試験部材４３０２は、例えば、外科用ステープルカートリッジ３０４（図１、２、及び１５）のカートリッジ本体１９４（図１４）に取り付ける、及び／又はそれと一体化させることができる。特定の例では、鋭さ試験部材４３０２は、例えば、外科用ステープルカートリッジ３０４の近位部分に配置することができる。特定の例では、鋭さ試験部材４３０２は、例えば、外科用ステープルカートリッジ３０４のカートリッジデッキ、又はカートリッジ本体１９４上に配置することができる。
【００９７】
特定の例では、ロードセル４３３５は、例えば、切刃１８２（図１４）が鋭さ試験部材４３０２と係合し、かつ／又はそれに接触している状態で、切刃１８２に加えられる力（Ｆｘ）を監視するように構成することができる。切刃１８２が鋭さ試験部材４３０２と係合され、かつ／又はそれに接触している間、鋭さ試験部材４３０２によって切刃１８２に加えられる力（Ｆｘ）は、少なくとも部分的に、切刃１８２の鋭さに依存し得ることが、読者には理解されるであろう。特定の例において、切刃１８２の鋭さの減少は、切刃１８２が鋭さ試験部材４３０２を切断又は通過するのに要する力（Ｆｘ）の増加をもたらし得る。鋭さ試験部材４３０２のロードセル４３３５を利用して、切刃１８２が鋭さ試験部材４３０２を通じて事前定義された距離（Ｄ）だけ移動する間に、切刃１８２にかけられた力（Ｆｘ）を測定してもよく、これは、切刃１８２の鋭さを判定するために利用することができる。
【００９８】
特定の例では、システム４３１１は、プロセッサ４３１５（「マイクロプロセッサ」）と、１つ又は２つ以上のコンピュータ可読媒体若しくはメモリユニット４３１７（「メモリ」）とを含んでもよい、コントローラ４３１３（「マイクロコントローラ」）を含んでもよい。特定の例では、メモリ４３１７は、様々なプログラム命令を記憶してもよく、それが実行されると、プロセッサ４３１５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。特定の例において、メモリ４３１７は、例えばプロセッサ４３１５に結合されてもよい。電源４３１９は、例えば、コントローラ４３１３に電力を供給するように構成することができる。特定の例において、電源４３１９は、例えばＬｉ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、ハンドル組立体１４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が、電源４３１９として使用されてもよい。特定の例において、電源４３１９は、例えば、交換可能及び／又は充電式であってもよい。
【００９９】
特定の例では、コントローラ４３１３は、例えば、フィードバックシステム及び／又はロックアウトメカニズム４１２３に動作可能に結合することができる。
【０１００】
システム４３１１は１つ又は２つ以上の位置センサを備えてもよい。本開示と共に使用するのに適した例示の位置センサ及び位置付けシステムが、米国特許出願公開第２０１４／０２６３５３８号、発明の名称「ＳＥＮＳＯＲ  ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ  ＦＯＲ  ＡＢＳＯＬＵＴＥ  ＰＯＳＩＴＩＯＮＩＮＧ  ＳＹＳＴＥＭ  ＦＯＲ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ」に記載されており、その開示の全体を参照により本明細書に組み込む。特定の例において、システム４３１１は、第１の位置センサ４３２１及び第２の位置センサ４３２３を含んでもよい。特定の例では、第１の位置センサ４３２１は、例えば、鋭さ試験部材４３０２の近位端における切刃１８２（図１４）の第１の位置を検出するのに利用することができ、第２の位置センサ４３２３は、例えば、鋭さ試験部材４３０２の遠位端における切刃１８２の第２の位置を検出するのに利用することができる。
【０１０１】
特定の例では、第１及び第２の位置センサ４３２１及び４３２３はそれぞれ、コントローラ４３１３に対して第１及び第２の位置信号を提供するために利用することができる。位置信号は、コントローラ４３１３と第１及び第２の位置センサ４３２１及び４３２３との間のインターフェースに基づくアナログ信号又はデジタル値であってもよいことが理解されるであろう。一実施例において、コントローラ４３１３と第１及び第２の位置センサ４３２１及び４３２３との間のインターフェースは、標準的なシリアル周辺インターフェース（ＳＰＩ）であることができ、位置信号は、上述したように、切刃１８２の第１の位置及び第２の位置を表すデジタル値であることができる。
【０１０２】
上記に加えて更に、プロセッサ４３１５は、第１の位置信号の受信と第２の位置信号の受信との間の期間を判定してもよい。判定された期間は、例えば鋭さ試験部材４３０２の近位端における第１の位置から、例えば鋭さ試験部材４３０２の遠位端における第２の位置まで、鋭さ試験部材４３０２を通して切刃１８２（図１４）を前進させるのにかかる時間に相当し得る。少なくとも１つの例では、コントローラ４３１３は、第１の位置信号を受信するとプロセッサ４３１５によってアクティブ化し、第２の位置信号を受信すると非アクティブ化することができる、時間要素を含んでもよい。時間要素のアクティブ化と非アクティブ化との間の期間は、例えば、切刃１８２を第１の位置から第２の位置まで前進させるのにかかる時間に相当してもよい。時間要素は、リアルタイムクロック、時間関数を実現するように構成されたプロセッサ、又は他の任意の好適なタイミング回路を備えてもよい。
【０１０３】
様々な例では、コントローラ４３１３は、切刃１８２（図１４）を第１の位置から第２の位置まで前進させるのにかかる期間を、事前定義された閾値と比較して、例えば、切刃１８２の鋭さが許容可能なレベルを下回っているか否かを評価することができる。特定の例では、コントローラ４３１３は、測定された期間が、例えば１％、５％、１０％、２５％、５０％、１００％、及び／又は１００％超、事前定義された閾値を超過した場合に、切刃１８２の鋭さが許容可能なレベルを下回っていると結論付けてもよい。
【０１０４】
図２０は、様々な態様による、様々な鋭さレベルで鋭さ試験部材４３０２によって外科用器具１０（図１〜４）の切刃に対して加えられる力を判定するためのシステム４３４０の論理図を示す。図２０を参照すると、様々な例では、電動モータ４３３１は、発射バー１７２（図２０）を駆動して、例えば、発射行程の間は切刃１８２（図１４）を前進させ、かつ／又は復帰行程の間は切刃１８２を後退させることができる。モータドライバ４３３３は、電動モータ４３３１を制御することができ、例えばコントローラ４３１３などのコントローラは、モータドライバ４３３３と信号通信することができる。電動モータ４３３１が切刃１８２を前進させるにつれて、コントローラ４３１３は、例えば、電動モータ４３３１によって引き込まれる電流を判定することができる。かかる例では、切刃１８２を前進させるのに要する力は、例えば、電動モータ４３３１によって引き込まれる電流に対応することができる。やはり図２０を参照すると、外科用器具１０のコントローラ４３１３は、切刃１８２の前進の間に電動モータ４３３１によって引き込まれる電流が増加したかを判定することができ、増加した場合、電流の増加率を計算することができる。
【０１０５】
特定の例では、電動モータ４３３１によって引き込まれる電流は、切刃１８２（図１４）が鋭さ試験部材４３０２と接触している間、鋭さ試験部材４３０２の切刃１８２に対する抵抗により、大幅に増加し得る。例えば、電動モータ４３３１によって引き込まれる電流は、切刃１８２が鋭さ試験部材４３０２を係合し、通過し、及び／又はこれを切断するにつれて大幅に増加し得る。切刃１８２に対する鋭さ試験部材４３０２の抵抗は、切刃１８２の鋭さに部分的に依存し、繰り返し使用によって切刃１８２の鋭さが減少するにつれて、切刃１８２に対する鋭さ試験部材４３０２の抵抗が増加することが、読者には理解されるであろう。したがって、切刃が鋭さ試験部材４３０２と接触している間、電動モータ４３３１によって引き込まれる電流の増加率の値は、例えば、繰り返し使用によって切刃１８２の鋭さが減少するにつれて増加し得る。
【０１０６】
特定の例では、電動モータ４３３１によって引き込まれる電流の増加率の判定された値は、電動モータ４３３１によって引き込まれる電流の最大検出増加率であることができる。様々な例において、コントローラ４３１３は、電動モータ４３３１によって引き込まれる電流の増加率の判定された値を、電動モータ４３３１によって引き込まれる電流の増加率の事前既定された閾値と比較することができる。判定された値が事前定義された閾値を超過した場合、コントローラ４３１３は、例えば、切刃１８２の鋭さが許容可能なレベルを下回っていると結論付けることができる。
【０１０７】
特定の例では、図２０に示されるように、プロセッサ４３１５は、例えば、フィードバックシステム及び／又はロックアウトメカニズムと通信することができる。特定の例では、例えば、電動モータ４３３１によって引き込まれる電流の増加率の判定された値が事前定義された閾値を超過した場合、プロセッサ４３１５は、フィードバックシステムを用いてユーザに注意することができる。特定の例では、例えば、電動モータ４３３１によって引き込まれる電流の増加率の判定された値が事前定義された閾値を超過した場合、プロセッサ４３１５は、ロックアウトメカニズムを用いて切刃１８２（図１４）の前進を防止してもよい。特定の例では、システム４３１１は、第１及び第２の位置センサ４３２１、４３２３を含んでよい。外科用器具１０（図１〜４）は、ロードセル４３３５を含んでもよい。
【０１０８】
様々な例では、コントローラ４３１３は、アルゴリズムを利用して、電動モータ４３３１によって引き込まれる電流の変化を判定することができる。例えば、電流センサは、発射行程の間、電動モータ４３３１によって引き込まれる電流を検出することができる。電流センサは、電動モータによって引き込まれる電流を継続的に検出することができ、かつ／又は電動モータによる電流引き込みを間欠的に検出することができる。様々な例では、アルゴリズムは、例えば、最近の電流読み取り値を直前の電流読み取り値と比較することができる。それに加えて、又は代替的に、アルゴリズムは、期間Ｘ内のサンプル読み取り値を、以前の電流読み取り値と比較することができる。例えば、アルゴリズムは、サンプル読み取り値を、例えば、直前の期間Ｘなど、以前の期間Ｘ内の以前のサンプル読み取り値と比較することができる。他の例では、アルゴリズムは、モータによって引き込まれる電流の傾向的な平均を計算することができる。アルゴリズムは、例えば、最近の電流読み取り値を含む、期間Ｘの間の平均電流引き込みを計算することができ、また、平均電流引き込みを、例えば直前の期間Ｘの間の平均電流引き込みと比較することができる。
【０１０９】
特定の例では、ロードセル４３３５（図１９、２０）は、例えば、切刃１８２（図１４）が鋭さ試験部材４３０２（図１９、２０）と係合し、かつ／又はそれに接触している状態で、切刃１８２に加えられる力（Ｆｘ）を監視するように構成することができる。切刃１８２が鋭さ試験部材４３０２と係合され、かつ／又はそれに接触している間、鋭さ試験部材４３０２によって切刃１８２に加えられる力（Ｆｘ）は、少なくとも部分的に、切刃１８２の鋭さに依存し得ることが、読者には理解されるであろう。特定の例において、切刃１８２の鋭さの減少は、切刃１８２が鋭さ試験部材４３０２を切断又は通過するのに要する力（ＦＸ）の増加をもたらし得る。特定の例では、コントローラ４３１３（図１９、２０）は、切刃１８２（図１４）に加えられる監視された力（Ｆｘ）の最大値を、１つ又は２つ以上の事前定義された閾値と比較してもよい。
【０１１０】
特定の例では、切刃１８２（図１４）は、第１の厚さを含む捕捉された組織を横切するのには十分に鋭いことがあるが、例えば、第１の厚さよりも厚い第２の厚さを含む捕捉された組織を横切するには鋭さが十分でないことがある。特定の例において、切刃１８２が捕捉された組織を横切するのに要する力によって規定されるような、切刃１８２の鋭さレベルは、例えば、捕捉された組織が特定の組織厚さ範囲内にある組織厚さを含む場合に、捕捉された組織を横切するのに適正であり得る。特定の例では、メモリ４３１７（図１９、２０）は、エンドエフェクタ３００によって捕捉された組織の１つ又は２つ以上の事前定義された組織厚さ範囲、及び事前定義された組織厚さ範囲と関連付けられた事前定義された閾値力を格納することができる。特定の例において、事前定義された閾値力はそれぞれ、事前定義された閾値力と関連付けられた組織厚さ範囲に包含される組織厚さ（Ｔｘ）を含む、捕捉された組織を横切するために好適である、切刃１８２の最小鋭さレベルを表してもよい。特定の例において、組織厚さ（Ｔｘ）を含む捕捉された組織を切刃１８２が横切するのに要する力（Ｆｘ）が、組織厚さ（Ｔｘ）を包含する事前定義された組織厚さ範囲と関連付けられた事前定義された閾値力を超過した場合、切刃１８２は、例えば、捕捉された組織を横切するには鋭さが十分でないことがある。
【０１１１】
様々な態様では、本開示は、組織圧迫を判定するための技術、及び組織圧迫に応じて（図１〜１８に関連して説明した）外科用器具１０の動作を制御する追加の技術を提供する。一実施例では、カートリッジは、意図された組織のタイプ及び厚さに基づいて別様に閉鎖するように外科用器具１０を駆動する可変圧迫アルゴリズムを定義するように構成され得る。別の実施例では、外科用器具１０は、発射中に経験する負荷に基づいて閉鎖を適応させるように、外科医の使用及び元の組織圧迫プロファイルから学習する。外科用器具１０が、このカートリッジタイプについて経験したものとは劇的に異なる組織圧迫の負荷を経験したときに、器具は、そのことをユーザに強調する。
【０１１２】
器具が病院の使用に順応してくるにつれて経時的にモータ制御アルゴリズムをアクティブ調節すると、充電式電池の寿命を向上させること、並びに、組織流動を最小限に抑える組織／処置の要件に調節することができ、したがって、組織封着におけるステープル形成を向上させることができる。
【０１１３】
したがって、本開示は、外科用器具に関し、様々な状況において、組織をステープリングし切断するように設計された、外科用ステープリング及び切断器具、並びにそのためのステープルカートリッジに関する。例えば、様々な態様では、本開示は、ハンドルが、意図された組織特性について調節するように閉鎖及び発射アルゴリズムを調節することを可能にするために、カートリッジのタイプ又は組織の間隙を感知するように構成された、内視鏡器具を提供する。この適応アルゴリズム調節は、装置が２つの異なるシステムに反応し、そこから恩恵を受けることを可能にするユーザの動作から「学習する」ことができる。開示する適応アルゴリズムによって提供される第１の恩恵は、組織流動及びステープル形成を含む。装置がユーザの基本傾向及びステップタイミングを学習するにつれて、装置は、より一貫して信頼性の高い出力を提供するように、閉鎖速度及び発射速度を調節することができる。開示する適応アルゴリズムによって提供される第２の恩恵は、電池パックに関係している。装置が器具の発射回数及び使用状態を学習するにつれて、装置は、電池寿命を長くするために事前定義された様式で、モータの電流ニーズ／速度を調節することができる。重度の肥満に対する処置を行う病院で使用される装置は、主に結腸直腸又は胸部の処置を行う病院で使用される装置と同様の様式で動作する可能性は実質的には小さい。したがって、装置が、経時的に、実質的に同様の処置を行うために使用されるときに、装置は、その動作アルゴリズムを学習し、「理想的な」排出及び組織流動の包絡線内で維持するように調節するように構成されている。
【０１１４】
安全かつ効果的な外科手術には、関与する組織の十分な知識と、その組織への敬意が必要である。臨床医は、外科手術中に行われる調節が有益であり得ることに注意を払っている。これらの調節は、望ましいステープル形成を検出し、促進するメカニズムを含む。
【０１１５】
内視鏡器具は、外科的処置に関してそれらを使用する間に、相当量のデータを生成し、監視し、処理することができる。電池の使用を含むかかるデータは、外科用器具自体から取得することができる。加えて、組織圧迫などの特性を含めて、外科用器具が相互作用する組織の特性からデータを取得することができる。更に、臨床医と外科用器具自体との相互作用から、データを取得することができる。そのように取得したデータのリポジトリを処理することができ、所望の場合には、現在の外科的処置に対する安全かつ効果的な結果を促進し、並びに、複数の臨床医によるより一般化された生産的な使用のための基礎を作るように、外科用器具を状況に適応するように設計することができる。かかる適応調節（外科的処置中と、器具が複数の外科的処置から引き出される使用パターンに基づいて「学習する」場合の双方）は、患者ケア環境全体を向上させる多数のメカニズムを提供することができる。
【０１１６】
図２１は、外科用器具の動作を適応させるためのプロセスの一態様を示している。図２１に示すように、モジュールを、外科用器具１０（図１〜４）に取り付ける、又は他の場合には装填することができる（５１６０）。モジュールは、選択又はアップロードされたプログラムを含むことができる（５１６２）。外科用器具１０を動作させる準備ができるように、制御機器をアクティブ化することができる（５１６４）。外科用器具１０の使用中、又は使用後、制御手段を含めて、プログラムを適応させることができる（５１６６）。例えば、これは、外科用器具１０内の、又は外科用器具１０の遠隔操作に関して、データレートを調節することを含むことができる。これは、アンビル３０６（図１）及び外科用ステープルカートリッジ３０４（図１）が閉鎖運動に従事する速度などの速度を調節することを含むことができる。これは、エミッタ及びセンサからのパルス、又は、組織に電流のパルスを印加すること、並びにかかるパルスのタイミングを含むこともできる。これは、降下した場合の外科用器具１０の加速など、加速、あるいはスリープモードからの遷移に適応するようにプログラムを調節することを含むことができる。プログラムは、クランプ力に基づいて実際の／又は予想される負荷を処理するように適応され得る。
【０１１７】
例えば、ステープル留め処置を実行するアクションを完了するために、外科用器具１０（図１〜４）を用いることができる（５１６８）。外科用器具１０の適切なメモリ位置に、データを記録することができる（５１７０）。センサがパラメータをどの程度正確に測定したか、及び／測定するかなど、センサ挙動を評価することができる（５１７２）。組織特性、待機期間及び発射速度を含むがこれらに限定されない予期データを評価することができる５１７４。本明細書に開示した上記のメカニズムは、更に、プログラムを適応させる入力を提供することができる（５１６６）。加えて、組織特性履歴、実際の組織特性、又は予想される組織特性に基づいて、組織同定を実行することができ（５１７８）、これは、更にプログラムを適応させる入力を提供することができる（５１６６）。加えて、組織同定（５１７８）の特性を更新することができる。更に、処置中に測定されたセンサ入力（５１７６）を、更にプログラムを適応させる追加の入力（５１６６）として使用することができ、かかるセンサ測定は、アンビル３０６と外科用ステープルカートリッジ３０４との間に間隙の測定を含むことができ、機能、電流、又はトルクの導関数を含む微分測定が取得される。
【０１１８】
エンドエフェクタ６００６は、組織を圧縮、切断、又はステープル留めするために使用されてよい。次に、図２３Ａを参照すると、エンドエフェクタ６０３０は、圧縮、切断、又はステープル留めの前に、医師によって組織６０３２を取り巻くように位置付けられてよい。図２３Ａに示されるように、エンドエフェクタを使用する準備をしている間、組織に圧縮は適用されなくてよい。次に、図２３Ｂを参照すると、エンドカッターのハンドル（例えば、ハンドル６００２）を係合させることによって、医師は、エンドエフェクタ６０３０を使用して組織６０３２を圧縮してよい。一態様では、組織６０３２は、図２３Ｂに示されるように、その最大閾値まで圧縮されてよい。
【０１１９】
図２３Ａを参照すると、様々な力が、エンドエフェクタ６０３０によって組織６０３２に適用されてよい。例えば、組織６０３２がエンドエフェクタ６０３０のアンビル６０３４とチャネルフレーム６０３６との間で圧縮されると、それによって垂直力Ｆ１及びＦ２が適用されてよい。次に、図２３Ｂを参照すると、エンドエフェクタ６０３０によって圧縮されるとき、様々な斜め方向及び／又は横方向の力もまた、組織６０３２に適用されてよい。例えば、力Ｆ３が適用されてよい。エンドカッター６０００などの医療デバイスを操作するために、エンドエフェクタによって組織に適用されている様々な形態の圧縮を検出又は計算することが望ましいことがある。例えば、垂直方向又は横方向の圧縮の理解は、エンドエフェクタがステープル動作をより精密又は正確に適用することを可能にし得、あるいはエンドカッターをより適切又は安全に使用することができるようなエンドカッターの情報を操作者に与え得る。
【０１２０】
組織６０３２を貫通する方向の圧縮は、組織６０３２のインピーダンスから決定され得る。様々な圧縮水準において、組織６０３２のインピーダンスＺは増加又は減少し得る。電圧Ｖ及び電流Ｉを組織６０３２に印加することによって、組織６０３２のインピーダンスＺが様々な圧縮水準で決定され得る。例えば、インピーダンスＺは、印加された電圧Ｖを電流Ｉで除することによって計算され得る。
【０１２１】
次に図２４を参照すると、一態様では、ＲＦ電極６０３８は、エンドエフェクタ６０３０の上（例えば、エンドエフェクタ６０３０のステープルカートリッジ、ナイフ、又はチャネルフレームの上）に位置付けられ得る。更に、電気接点６０４０は、エンドエフェクタ６０３０のアンビル６０３４の上に位置付けられ得る。一態様では、電気接点は、エンドエフェクタのチャネルフレームの上に位置付けられ得る。組織６０３２がエンドエフェクタ６０３０のアンビル６０３４と、例えば、チャネルフレーム６０３６との間で圧縮されると、組織６０３２のインピーダンスＺは変化する。エンドエフェクタ６０３０によって生じる垂直方向の組織圧縮６０４２は、組織６０３２のインピーダンスＺの関数として測定され得る。
【０１２２】
次に図２５を参照すると、一態様では、ＲＦ電極６０３８が位置付けられると、電気接点６０４４は、エンドエフェクタ６０３０のアンビル６０３４の反対端の上に位置付けられ得る。組織６０３２がエンドエフェクタ６０３０のアンビル６０３４と、例えば、チャネルフレーム６０３６との間で圧縮されると、組織６０３２のインピーダンスＺは変化する。エンドエフェクタ６０３０によって生じる横方向の組織圧縮６０４６は、組織６０３２のインピーダンスＺの関数として測定され得る。
【０１２３】
次に図２６を参照すると、一態様では、電気接点６０５０は、アンビル６０３４の上に位置付けられ得、電気接点６０５２は、チャネルフレーム６０３６においてエンドエフェクタ６０３０の反対端の上に位置付けられ得る。ＲＦ電極６０４８は、エンドエフェクタ６０３０の中央部に側方に位置付けられ得る。組織６０３２がエンドエフェクタ６０３０のアンビル６０３４と、例えば、チャネルフレーム６０３６との間で圧縮されると、組織６０３２のインピーダンスＺは変化する。ＲＦ電極６０４８の左右における横方向の圧縮又は角度のある圧縮６０５４及び６０５６は、エンドエフェクタ６０３０によって発生し得、ＲＦ電極６０４８並びに電気接点６０５０及び６０５２の相対的な位置付けに基づいて、組織６０３２の様々なインピーダンスＺの関数として測定され得る。
【０１２４】
本開示に記載の技術及び特徴のうちの１つ又は２つ以上によれば、上述したように、ＲＦ電極は、ＲＦセンサとして使用され得る。次に図２７を参照すると、一態様では、ＲＦセンサ６０６２は、エンドエフェクタのチャネルフレーム６０６６に挿入されたステープルカートリッジ６０６０の上に位置付けられ得る。ＲＦ電極は、エンドカッターのハンドル（例えば、ハンドル６００２）内の電源によって給電され得る電力線６０６４から続き得る。
【０１２５】
次に図２８を参照すると、一態様では、ＲＦ電極６０７４及び６０７６は、エンドエフェクタ６０７０のチャネルフレーム６０７８に挿入されたステープルカートリッジ６０７２の上に位置付けられ得る。図示されるように、ＲＦ電極６０７４は、エンドカッターハンドルに対するエンドエフェクタの近位位置に配置され得る。更に、ＲＦ電極６０７６は、エンドカッターハンドルに対するエンドエフェクタの遠位位置に配置され得る。ＲＦ電極６０７４及び６０７６は、エンドエフェクタ上の１つ又は２つ以上の電気接点の位置に基づいて組織内の様々な点において垂直方向、横方向、近位、又は遠位の圧縮を測定するために利用され得る。
【０１２６】
次に図２９を参照すると、一態様では、ＲＦ電極６０８４〜６１１６は、圧縮情報を所望する様々な点に基づいて、チャネルフレーム６０８０（又はエンドエフェクタの他の構成要素）に挿入されたステープルカートリッジ６０８２の上に位置付けられ得る。次に図３０を参照すると、一態様では、ＲＦ電極６１２２〜６１４０は、圧縮情報を所望する別個の点において、ステープルカートリッジ６１２０の上に位置付けられ得る。次に図３１を参照すると、ＲＦ電極６１５２〜６１７２は、圧縮測定をどの程度正確又は精密にする必要があるかに基づいて、ステープルカートリッジの複数の区域内で様々な点に位置付けられ得る。例えば、ＲＦ電極６１５２〜６１５６は、区域６１５８内の圧縮測定をどの程度正確又は精密にする必要があるかに応じて、ステープルカートリッジ６１５０の区域６１５８内に位置付けられ得る。更に、ＲＦ電極６１６０〜６１６４は、区域６１６６内の圧縮測定をどの程度正確又は精密にする必要があるかに応じて、ステープルカートリッジ６１５０の区域６１６６内に位置付けられ得る。加えて、ＲＦ電極６１６８〜６１７２は、区域６１７４内の圧縮測定をどの程度正確又は精密にする必要があるかに応じて、ステープルカートリッジ６１５０の区域６１７４内に位置付けられ得る。
【０１２７】
本明細書に記載するＲＦ電極は、チャネルフレームに挿入されたステープルカートリッジを通って配線され得る。次に図３２を参照すると、一態様では、ＲＦ電極は、プレス成形された直径約１．０ｍｍの「マッシュルームヘッド」６１８０を有し得る。ＲＦ電極はプレス成形された直径約１．０ｍｍの「マッシュルームヘッド」を有し得るが、これは、非限定的な例を意図するものであり、ＲＦ電極は、それぞれの特定の用途又は設計に応じて異なる形状及び大きさになってよい。ＲＦ電極は、導電線６１８２に接続されても、締結されてもよく、又はそれを形成してもよい。導電線６１８２は、直径約０．５ｍｍであってもよく、あるいは特定の用途又は設計に基づいてより大きい又はより小さい直径を有してもよい。更に、導電線は、絶縁被覆６１８４を有してよい。一実施例では、ＲＦ電極は、ステープルカートリッジ、チャネルフレーム、ナイフ、又はエンドエフェクタの他の構成要素を通って突出してよい。
【０１２８】
次に図３３を参照すると、ＲＦ電極は、エンドエフェクタのステープルカートリッジ又はチャネルフレームの単一の壁を通って、又は複数の壁を通って配線され得る。例えば、ＲＦ電極６１９０〜６１９４は、エンドエフェクタのステープルカートリッジ又はチャネルフレームの壁６１９６を通って配線され得る。導線６１９８の１つ又は２つ以上は、ＲＦ電極６１９０〜６１９４に接続されても、締結されても、その一部になってもよく、例えば、エンドカッターのハンドル内の電源から壁６１９６を通り抜けてよい。
【０１２９】
次に図３４を参照すると、電源は、ＲＦ電極と通信していてもよく、又は導線若しくはケーブルを通ってＲＦ電極に電力を供給してもよい。導線又はケーブルは、個々の導線それぞれに合流し、電源に通じ得る。例えば、ＲＦ電極６２０４〜６２１２は、電源から導線又はケーブル６２０２を通って電力を受け取ってよく、この導線又はケーブルは、エンドエフェクタのステープルカートリッジ６２００又はチャネルフレームを通り抜けてよい。一実施例では、ＲＦ電極６２０４〜６２１２のそれぞれは、導線若しくはケーブル６２０２にまで続く又はこれを通り抜ける、それ自身の導線を有してよい。ステープルカートリッジ６２００又はチャネルフレームはまた、例えば、図１６Ａ、１６Ｂに関連して示される一次プロセッサ２００６、又は図１７Ａ、１７Ｂ、及び１８に関連して示されるメインコントローラ３０１７など、コントローラ６２１４を含んでもよい。コントローラ６２１４は、ステープルカートリッジ６２００又はチャネルフレームフォームファクタに嵌合するように適切にサイズ決定される必要があることは理解されるであろう。また、コントローラ（Also, the controller）
【０１３０】
様々な態様では、医療デバイスと共に使用するための、本明細書に記載の組織圧縮センサシステムは、周波数発生器を含み得る。周波数発生器は、エンドカッターなど、医療デバイスの回路基板上に配置され得る。例えば、周波数発生器は、エンドカッターのシャフト又はハンドル内の回路基板上に配置され得る。次に図３５を参照すると、本開示の一例による例示的な回路図６２２０が示されている。図示されるように、周波数発生器６２２２は、電源６２２１から電力又は電流を受け取り得、１つ又は２つ以上のＲＦ信号を１つ又は２つ以上のＲＦ電極６２２４に供給し得る。上述したように、１つ又は２つ以上のＲＦ電極は、ステープルカートリッジ又はチャネルフレームなど、エンドエフェクタ又はエンドカッター上の様々な位置又は構成要素に位置付けられ得る。電気接点６２２６又は６２２８など、１つ又は２つ以上の電気接点は、エンドエフェクタのチャネルフレーム又はアンビルの上に位置付けられ得る。更に、フィルタ６２３０又は６２３２など、１つ又は２つ以上のフィルタは、図３５に示されるように電気接点６２２６又は６２２８と通信可能に結合され得る。フィルタ６２３０及び６２３２は、周波数発生器６２２２によって供給される１つ又は２つ以上のＲＦ信号を、単一のリターン経路６２３４に合流する前にフィルタ処理し得る。１つ又は２つ以上のＲＦ信号に関連した電圧Ｖ及び電流Ｉは、１つ又は２つ以上のＲＦ電極６２２４と電気接点６２２６又は６２２８との間で圧縮され及び／又は通信可能に結合され得る組織に関連したインピーダンスＺを計算するために使用され得る。
【０１３１】
次に図３６を参照すると、本明細書に記載される組織圧縮センサシステムの様々な構成要素は、エンドカッターのハンドル６２３６内に配置され得る。例えば、回路図６２２０ａに示されるように、周波数発生器６２２２は、ハンドル６２３６内に配置され得、電源６２２１から電力を受け取る。また、電流Ｉ１及び電流Ｉ２が、電気接点６２２８及び６２２６に対応するリターン経路上で測定され得る。供給経路とリターン経路との間で印加される電圧Ｖを使用して、インピーダンスＺ１及びＺ２が計算され得る。Ｚ１は、ＲＦ電極６２２４の１つ又は２つ以上と電気接点６２２８との間で圧縮され及び／又は通信可能に結合される組織のインピーダンスに対応し得る。更に、Ｚ２は、ＲＦ電極６２２４の１つ又は２つ以上と電気接点６２２６との間で圧縮され及び／又は通信可能に結合される組織のインピーダンスに対応し得る。式Ｚ１＝Ｖ／Ｉ１及びＺ２＝Ｖ／Ｉ２を適用すると、エンドエフェクタによって圧縮された組織の様々な圧縮水準に対応するインピーダンスＺ１及びＺ２が計算され得る。
【０１３２】
次に図３７を参照すると、本開示の１つ又は２つ以上の態様が、回路図６２５０に記載されている。ある実装では、エンドカッターのハンドル６２５２にある電源は、周波数発生器６２５４に電力を供給し得る。周波数発生器６２５４は、１つ又は２つ以上のＲＦ信号を生成し得る。１つ又は２つ以上のＲＦ信号は、エンドカッターのシャフト６２５８内にあり得る、マルチプレクサ６２５６において多重化又は重ね合わされ得る。このようにして、２つ又は３つ以上のＲＦ信号は、重ね合わされ（又は、例えば、共にネスト又は変調され）、エンドエフェクタに伝達され得る。１つ又は２つ以上のＲＦ信号は、エンドカッターのエンドエフェクタ６２６２にある（例えば、ステープルカートリッジ内に位置付けられる）１つ又は２つ以上のＲＦ電極６２６０に通電し得る。組織（図示せず）は、１つ又は２つ以上のＲＦ電極６２６０と１つ又は２つ以上の電気接点との間で圧縮され及び／又は通信可能に結合され得る。例えば、組織は、１つ又は２つ以上のＲＦ電極６２６０と、エンドエフェクタ６２６２のチャネルフレーム内に位置付けられた電気接点６２６４又はエンドエフェクタ６２６２のアンビル内に位置付けられた電気接点６２６６と、の間で圧縮され及び／又は通信可能に結合され得る。フィルタ６２６８は、電気接点６２６４に通信可能に結合され得、フィルタ６２７０は、電気接点６２６６に通信可能に結合され得る。
【０１３３】
１つ又は２つ以上のＲＦ信号に関連した電圧Ｖ及び電流Ｉは、ステープルカートリッジ（１つ又は２つ以上のＲＦ電極６２６０に通信可能に結合される）と、チャネルフレーム又はアンビル（電気接点６２６４又は６２６６の１つ又は２つ以上に通信可能に結合される）と、の間で圧縮され得る組織に関連したインピーダンスＺを計算するために使用され得る。
【０１３４】
一態様では、本明細書に記載される組織圧縮センサシステムの様々な構成要素は、エンドカッターのシャフト６２５８内に配置され得る。例えば、回路図６２５０に示されるように（及び周波数発生器６２５４に加えて）、インピーダンス計算器６２７２、コントローラ６２７４、不揮発性メモリ６２７６、及び通信チャネル６２７８が、シャフト６２５８内に配置され得る。一実施例では、周波数発生器６２５４、インピーダンス計算器６２７２、コントローラ６２７４、不揮発性メモリ６２７６、及び通信チャネル６２７８は、シャフト６２５８内の回路基板上に位置付けられ得る。
【０１３５】
２つ又は３つ以上のＲＦ信号は、電気接点を経由して共通経路上で折り返され得る。更に、２つ又は３つ以上のＲＦ信号によって表される別々の組織インピーダンスを差異化するために、２つ又は３つ以上のＲＦ信号は、共通経路上でＲＦ信号が合流する前にフィルタ処理され得る。電流Ｉ１及び電流Ｉ２は、電気接点６２６４及び６２６６に対応するリターン経路上で測定され得る。供給経路とリターン経路との間で印加される電圧Ｖを使用して、インピーダンスＺ１及びＺ２が計算され得る。Ｚ１は、ＲＦ電極６２６０の１つ又は２つ以上と電気接点６２６４との間で圧縮され及び／又は通信可能に結合される組織のインピーダンスに対応し得る。更に、Ｚ２は、ＲＦ電極６２６０の１つ又は２つ以上と電気接点６２６６との間で圧縮され及び／又は通信可能に結合される組織のインピーダンスに対応し得る。式Ｚ１＝Ｖ／Ｉ１及びＺ２＝Ｖ／Ｉ２を適用すると、エンドエフェクタ６２６２によって圧縮された組織の様々な圧縮に対応するインピーダンスＺ１及びＺ２が計算され得る。実施例では、インピーダンスＺ１及びＺ２は、インピーダンス計算器６２７２によって計算され得る。インピーダンスＺ１及びＺ２は、組織の様々な圧縮水準を計算するために使用され得る。
【０１３６】
一態様では、フィルタ６２６８及び６２７０は、フィルタ範囲が狭くなってもよいような（例えば、Ｑ＝１０）、高Ｑフィルタであり得る。Ｑは、中心周波数（Ｗｏ）／帯域幅（ＢＷ）によって定義され得、Ｑ＝Ｗｏ／ＢＷである。一実施例では、周波数１は１５０ｋＨｚであり得、周波数２は３００ｋＨｚであり得る。実行可能なインピーダンス測定範囲は、１００ｋＨｚ〜２０ＭＨｚであり得る。様々な実施例では、ＲＦ信号を分離するために、相関、直交検波など、他の高度な技術が使用され得る。
【０１３７】
本明細書に記載の技術及び特徴のうちの１つ又は２つ以上を使用して、エンドエフェクタのステープルカートリッジ又は孤立したナイフの上にある単一の通電電極は、複数の組織圧縮測定を同時に行うために使用され得る。２つ又は３つ以上のＲＦ信号が、重ね合わされるか、多重化される（又はネストされるか、変調される）場合、それらは、エンドエフェクタの単一電源側に伝達され得、エンドエフェクタのチャネルフレーム又はアンビルのどちらかの上で折り返し得る。それらが共通リターン経路に合流する前に、アンビル及びチャネルの接点にフィルタが組み込まれていれば、両経路によって表される組織インピーダンスは差異化されることができる。これは、垂直方向の組織圧縮対横方向の組織圧縮の測定を提供し得る。この方法はまた、フィルタの配置及び金属リターン経路の位置に応じて近位及び遠位の組織圧縮も提供し得る。周波数発生器及び信号プロセッサは、（エンドカッター内に既に存在し得る）回路基板又はサブ基盤の上の１つ又は２つ以上のチップ上に配置され得る。
【０１３８】
様々な態様では、本開示は、（図１〜１８に関連して説明した）外科用器具１０内での駆動モータの速度及び倍精度を監視する技術を提供する。一実施例では、磁石はギヤ減速装置の段のうちの１つの遊星フレーム上に配置され得、ギヤハウジング上にはインダクタンスセンサが位置する。別の例では、磁石及び磁場センサを最終段に配置することにより、最も高精度の増分式移動監視をもたらすであろう。
【０１３９】
従来のモータ制御システムは、エンコーダを用いて、電動エンドカッター／ステープラデバイスなど手持ち電池式体内外科用器具内のモータの位置及び速度を検出する。エンドカッター／ステープラデバイスの高精度の動作は、１つには、負荷下でモータ動作を確認できることに依存する。単純なセンサ実装を用いて、負荷下でモータ動作を確認できてよい。
【０１４０】
したがって、本開示は、ギヤ減速システムの遊星キャリアのうちの１つに磁性体を含む、又はブラシレスモータ技術を用いる。両方法は、モータのハウジング又は遊星ギヤシステムの外側にインダクタンスセンサを配置することを含む。ブラシレスモータの場合、モータの中央磁気シャフトの周りに径方向に配置された電磁場コイル（巻線、インダクタなど）が存在する。コイルは、連続的に作動及び非作動させられて、中央モータシャフトを駆動する。１つ又は２つ以上のインダクタンスセンサはモータの外側に、少なくともいくつかのコイルに隣接して配置され得、モータ巻線の作動／非作動サイクルを感知して、シャフトの回転回数を判定する。あるいは、永久磁石が遊星キャリアのうちの１つに配置され得、インダクタンスセンサが遊星キャリアの径方向経路に隣接して配置されて、ギヤトレインの段の回転回数を測定できる。この実装は、システム内の任意の回転構成要素に適用され得、機能中、又は設計に応じて回転構成要素がエンドエフェクタにより近くなるとき（接続回数の点で）、比較的多くの回転数を有する領域において、より鮮明な解像度をもたらす。モータ感知法は、実際のシャフト回転ではなく、モータが通電を命じられた回数を感知するが、ギヤトレイン感知法は段のうちの１つの回転を実際に測定するため、ギヤトレイン感知法が好ましいことがある。例えば、モータが高負荷下でエンストした場合、モータ検知法は、シャフト回転ではなく、通電サイクルのみを感知するため、回転の欠落を検出できないであろう。それにもかかわらず、費用効果の高い方法でモータ回転を感知するために、両技術が用いられ得る。
【０１４１】
例えば、ステープル留め中、ステープルがクランプされた組織に打ち込まれる前の組織は、対向する顎部間でしっかりクランプされる。クランプ中の組織圧縮は、圧縮された組織から流体を移動させることがあり、移動速度又は移動量は、組織のタイプ、組織厚さ、外科的動作（例えば、クランプ圧及びクランプ時間）に応じて異なる。様々な例では、エンドエフェクタの対向する顎部間での流体移動は、対向する顎部間でのステープルの奇形（例えば、屈曲）に寄与することがある。したがって、様々な例では、発射行程を制御すること、例えば、検出された流体流、又はその欠如に関連して発射速度を制御すること、外科用エンドエフェクタの対向する顎部に介在することが望ましい場合がある。
【０１４２】
したがって、本明細書では、外科用器具の駆動トレインの速度及び増分式移動を監視するための方法、デバイス、及び方法も提供され、次いで、デバイスの動作速度（例えば、顎部閉鎖、ステープル留め）に関する情報を提供する。本実施例によると、外科用器具１０（図１〜４）はモータエンコーダを含まない。外科用器具１０には、モータエンコーダではなく、例示の実施例による、モータのパワートレイン用速度センサ組立体を備えるモータが装備され得る。速度センサ組立体は、駆動シャフトに直接的又は間接的に結合されている出力シャフトを有するモータを含み得る。いくつかの実施例では、出力シャフトは、システムの任意の好適な構成要素の回転速度を検出するセンサを備える遊星ギヤトレインなどギヤ減速組立体に接続される。例えば、センサは、ギヤ減速組立体の任意の回転部分に取り付けられた１つ又は２つ以上の検出可能な要素の移動を検出する誘導センサなど近接センサであってよい。検出可能な要素は、最終段の環状ギヤに取り付けられており、センサは、検出可能な要素の移動を検出できるように、検出可能な要素の径方向経路に隣接して位置付けられる。回転構成要素は、設計によって様々であり得、センサは、ギヤ減速組立体の任意の回転構成要素に取り付けられ得る。例えば、別の例では、検出可能な要素は、最終段又は更には駆動ギヤのキャリアギヤと関連付けられる。いくつかの実施例では、検出可能な要素は、ギヤ減速組立体とエンドエフェクタとの間の駆動シャフト上などギヤ減速組立体の外側に位置する。いくつかの実施例では、検出可能な要素は、エンドエフェクタにおける最終ギヤ減速装置内の回転構成要素に位置する。
【０１４３】
前述の回路を用いて、様々な機能が実装され得る。例えば、モータは、図１６Ａ、１６Ｂ、１７Ａ、１７Ｂ、及び１８に関連して記載したモータコントローラと同様のものを用いて制御され得、エンコーダの代わりに、本明細書に記載の電動外科用器具用モータシステムの速度制御及び倍精度の監視が行われる。
【０１４４】
一態様では、本開示は、様々な検出システムで構成される外科用器具１０（図１〜１８に関連して記載される）を提供する。したがって、簡潔かつ明快にするため、動作及び構造の詳細はここでは繰り返さない。一態様では、検出システムは、ナイフ加速度、インピーダンスの変化率、及び組織接触の変化率を監視するために、粘弾性／変化率検出システムを含む。一実施例では、ナイフ加速度の変化率は、組織タイプの測定として使用され得る。別の実施例では、インピーダンスの変化率は、パルスセンサで測定され得（can be measures）、圧縮率の測定として用いられ得る。最後に、組織接触の変化率は、ナイフ発射率に基づいて組織流動を測定するセンサで測定され得る。
【０１４５】
検出されたパラメータの変化率、又は別の方法で規定される、組織パラメータが漸近的な定常状態値に達するのにどのくらい時間が必要か、は、それ自体別個の測定であり、導出元の検出されたパラメータよりも貴重であり得る。測定を行う前に既定の時間を待つことなど、組織パラメータの測定を改良するために、本開示は、組織パラメータの変化率など、測定の微分係数を用いるための新規な技術を提供する。
【０１４６】
単独で用いてステープル形成を劇的に改良できる単一の測定は存在しないという理解のもと、微分技術又は変化率測定は最も有用となる。それは、測定を有効なものにする複数の測定の組み合わせである。組織の間隙の場合、関連する間隙測定を行うために、顎部が組織によってどのくらい覆われているかを知ることが役に立つ。インピーダンスの変化率測定は、アンビル及びステープルカートリッジなどのエンドエフェクタの顎部材間で把持される組織に加えられる力及び圧縮を関係付けるために、アンビルでのひずみ測定と組み合わされてよい。変化率測定は、組織圧縮はもとより、組織タイプも決定するために、体内外科用デバイスによって用いられ得る。胃組織及び肺組織は、ときに類似の厚さを有し、また肺組織が石灰化したときに類似の圧縮特性さえも有するが、器具は、間隙、圧縮、加えられた力、組織接触面積、及び圧縮の変化率又は間隙の変化率などの測定の組み合わせを用いることによって、これらの組織タイプを見分けることが可能であり得る。これらの測定のいずれかが単独で使用されたならば、体内外科用デバイスが組織タイプを見分けることは困難となり得る。圧縮の変化率はまた、組織が「正常」であるか否か、又は異常が存在するか否かをデバイスで判定可能にすることにも役に立ち得る。経過した時間だけでなく、センサ信号の変動も測定し、信号の微分係数を決定すると、体内外科用デバイスがその信号を測定することを可能にする別の測定が提供されるであろう。変化率情報はまた、いつ定常状態に達したのかを判定し、プロセスの次の工程に信号を送るためにも用いられ得る。例えば、アンビル及びステープルカートリッジなどのエンドエフェクタの顎部材間で組織をクランプした後、組織圧縮が定常状態に達すると（例えば、約１５秒）、デバイスの発射を開始するインジケータ又はトリガが使用可能にされ得る。
【０１４７】
本明細書ではまた、外科用器具動作中の組織の安定特性、クリープ特性、及び粘弾性特性を決定するセンサデータの時間依存性評価のための方法、デバイス、及びシステムも提供する。図１に示されるステープラなどの外科用器具１０は、いくつか例を挙げると、顎部の間隙の大きさ又は距離、発射電流、組織圧縮、組織によって覆われる顎部の量、アンビルひずみ、及びトリガ力などの動作パラメータを測定するために、多様なセンサを含むことができる。これらの検出された測定値は、外科用器具の自動制御のため、及びフィードバックを臨床医に提供するために重要である。
【０１４８】
図２２Ａ〜３７に関連して示される例は、間隙距離対時間、組織圧縮対時間、及びアンビルひずみ対時間などの様々な導出されたパラメータを測定するために用いられ得る。モータ電流は、本明細書に記載されるように電池２３０８と直列に電流センサ２３１２を用いて、電池２４０８と直列に電流センサ２４１２を用いて、又は図１８の電流センサ３０２７を用いて監視され得る。
【０１４９】
図３８は、再使用されてもされなくてもよい、切断及び締結用のモータ駆動の外科用器具８０１０を示す。外科用器具８０１０は、図１〜１８に関連して説明した切断及び締結用の外科用器具１０と、同様に構築されて装備されている。図３８に示される実施例では、外科用器具８０１０は、臨床医が把持し、操作し、作動させるように構成されているハンドル組立体８０１４を備えるハウジング８０１２を含む。ハウジング８０１２は、１つ又は２つ以上の外科的タスク又は処置を行うように構成されている外科用エンドエフェクタ８３００が動作可能に結合されている、交換式シャフト組立体８２００に動作可能に取り付けるように構成されている。外科用器具８０１０は、図１〜１８に関連して記載される切断及び締結用の外科用器具１０と同様に構築及び装備されるので、簡潔かつ明瞭にするために、ここでは動作及び構造の詳細を繰り返さない。
【０１５０】
図３８に示されるハウジング８０１２は、外科用ステープルカートリッジ８３０４を中で動作可能に支持するように構成されている、外科用切断及び締結デバイスを備えるエンドエフェクタ８３００を含む、交換式シャフト組立体８２００と接続されて示されている。ハウジング８０１２は、種々のサイズ及びタイプのステープルカートリッジを支持するように適合されたエンドエフェクタを含み、種々のシャフトの長さ、サイズ、及びタイプなどを有する交換式シャフト組立体と接続されて使用するように構成されてもよい。加えて、ハウジング８０１２はまた、他の運動、並びに、例えば高周波（ＲＦ）エネルギー、超音波エネルギー及び／又は運動などの他の形態のエネルギーを、様々な外科用途及び処置に関連して用いられるように適合されたエンドエフェクタ装置に印加するように構成されている組立体など様々な他の交換式シャフト組立体と共に効果的に用いられてよい。更に、エンドエフェクタ、シャフト組立体、ハンドル、外科用器具、及び／又は外科用器具システムは、任意の好適な締結具を利用して組織を締結することができる。例えば、中に着脱可能に格納された複数の締結具を備える締結具カートリッジが、シャフト組立体のエンドエフェクタに着脱可能に挿入及び／又は装着され得る。
【０１５１】
次に図３８に移ると、再使用されてもされなくてもよい、外科用器具８０１０が示されている。外科用器具８０１０は、本明細書に記載の切断及び締結用の外科用器具１０と、同様に構築されて装備されている。図３８に示される実施例では、外科用器具８０１０は、臨床医が把持し、操作し、作動させるように構成されているハンドル組立体８０１４を備えるハウジング８０１２を含む。ハウジング８０１２は、１つ又は２つ以上の外科的タスク又は処置を行うように構成されているエンドエフェクタ８３００が動作可能に結合されている、交換式シャフト組立体８２００に動作可能に取り付けるように構成されている。外科用器具８０１０は、図１〜１８に関連して本明細書に記載される切断及び締結用の外科用器具１０と同様に構築及び装備されるので、簡潔かつ明瞭にするために、ここでは動作及び構造の詳細を繰り返さない。
【０１５２】
図３８に示されるハウジング８０１２は、外科用ステープルカートリッジ８３０４を中で動作可能に支持するように構成されている、外科用切断及び締結デバイスを備えるエンドエフェクタ８３００を含む、交換式シャフト組立体８２００と接続されて示されている。ハウジング８０１２は、種々のサイズ及びタイプのステープルカートリッジを支持するように適合されたエンドエフェクタを含み、種々のシャフトの長さ、サイズ、及びタイプなどを有する交換式シャフト組立体と接続されて使用するように構成されてもよい。加えて、ハウジング８０１２はまた、他の運動、並びに、例えば高周波（ＲＦ）エネルギー、超音波エネルギー及び／又は運動などの他の形態のエネルギーを、様々な外科用途及び処置に関連して用いられるように適合されたエンドエフェクタ装置に印加するように構成されている組立体など様々な他の交換式シャフト組立体と共に効果的に用いられてよい。更に、エンドエフェクタ、シャフト組立体、ハンドル、外科用器具、及び／又は外科用器具システムは、任意の好適な締結具を利用して組織を締結することができる。例えば、中に着脱可能に格納された複数の締結具を備える締結具カートリッジが、シャフト組立体のエンドエフェクタに着脱可能に挿入及び／又は装着され得る。
【０１５３】
図３８は、交換式シャフト組立体８２００が動作可能に結合された外科用器具８０１０を示している。図示の構成において、ハンドルハウジングは、臨床医に把持及び操作され得るピストルグリップ部分８０１９を形成する。ハンドル組立体８０１４は、その中に複数の駆動システムを動作可能に支持し、それら駆動システムは、ハンドル組立体に動作可能に取り付けられた交換式シャフト組立体の対応部分に、様々な制御運動を生成及び適用するように構成されている。トリガ８０３２は、これらの制御運動の様々を制御するために、ピストルグリップと動作可能に関連付けられる。
【０１５４】
続けて図３８を参照すると、交換式シャフト組立体８２００は、外科用ステープルカートリッジ８３０４を中で動作可能に支持するように構成された細長いチャネル８３０２を備える、エンドエフェクタ８３００を含む。エンドエフェクタ８３００は、細長いチャネル８３０２に対して枢動可能に支持されるアンビル８３０６を更に含んでもよい。
【０１５５】
本発明者らは、導出されたパラメータが、図３８に例示される器具などの外科用器具を制御するために、導出されたパラメータの基礎となる検出されたパラメータよりも更に有用であり得ることを見出した。導出されたパラメータの非限定的な例には、検出されたパラメータの変化率（例えば、顎部間隙距離）及び組織パラメータが漸近的な定常状態値に達するまでの経過時間（例えば、１５秒）が挙げられる。変化率などの導出されたパラメータは、測定精度を劇的に向上させ、更に、他の形では検出されたパラメータから直接に明らかでない情報も提供することから、特に有用である。例えば、インピーダンス（即ち、組織圧縮）変化率は、アンビルのひずみと組み合わされて、圧縮及び力を関係付けることができ、これにより、コントローラが、組織圧縮の量はもとより、組織タイプも決定することが可能になる。この実施例は一例に過ぎず、いずれの導出されたパラメータも、１つ又は２つ以上の検出されたパラメータと組み合わされて、組織タイプ（例えば、胃と肺）、組織の健康状態（石灰化と正常）、及び外科用デバイスの動作状態（例えば、クランプ完了）に関するより正確な情報を提供することができる。異なる組織は、独自の粘弾性特性及び独自の変化率を有し、したがって、これら及び本明細書に記載される他のパラメータは、外科処置を監視し、自動的に調節するための有用なしるしとなる。
【０１５６】
具体的には、図３８及び３９を参照すると、間隙８０４０は、エンドエフェクタ８３００のアンビル８３０６と細長いチャネル８３０２との間の距離である。開いた顎部位置では、時間０において、アンビル８３０６と細長い部材との間の間隙８０４０は、その最大距離にある。間隙８０４０の幅は、組織クランプ中など、アンビル８３０６が閉じるにつれて減少する。組織は非一様な弾力性を有するため、間隙距離変化率は変動し得る。例えば、ある組織タイプは、急速な圧縮を初期に示し得、結果としてより速い変化率となる。しかしながら、組織が持続的に圧縮されると、組織の粘弾性特性により、組織がそれ以上圧縮できなくなるまで変化率が減少し得、それ以上圧縮できなくなると、間隙距離は実質的に一定のままになる。組織がエンドエフェクタ８３００のアンビル８３０６と外科用ステープルカートリッジ８３０４との間で圧搾されると、間隙は時間の経過と共に減少する。図２２Ａ〜３７及び図４０に関連して記載される１つ又は２つ以上のセンサは、時間ｔにわたってアンビル８３０６と外科用ステープルカートリッジ８３０４との間の間隙距離「ｄ」を測定するように適合され、構成されてよく、時間ｔにわたる間隙距離「ｄ」の変化率は曲線の勾配であり、勾配＝Δｄ／Δｔである。加えて、発射電流の変化率は、組織がある状態から別の状態に遷移中であることのインジケータとして使用することができる。したがって、発射電流及び、とりわけ、発射電流の変化率は、デバイス動作を監視するために使用することができる。ナイフが組織を切り進むと、発射電流は時間の経過と供に減少する。発射電流の変化率は、切断される組織の抵抗が、組織特性又はナイフ８３０５（図３９）の鋭さにより増減する場合、変動し得る。例えば、モータ電流は、本明細書に記載されるように電池２３０８と直列に電流センサ２３１２を用いて、本明細書に示される電池２４０８と直列に電流センサ２４１２を用いて、又は図１８に示される電流センサ３０２７を用いて監視され得る。電流センサ２３１２、２３１４、３０２７は、時間ｔにわたってモータ発射電流「ｉ」を測定するように適合され、構成されてよく、時間ｔにわたる発射電流「ｉ」の変化率は曲線の勾配であり、勾配＝Δｉ／Δｔである。図２２Ａ〜３７及び４０に関連して記載されるセンサは、組織圧縮／インピーダンスを測定するように適合され、構成されてよい。センサは、時間ｔにわたって組織インピーダンス「Ｚ」を測定するように適合され、構成されてよく、時間ｔにわたる組織インピーダンス「Ｚ」の変化率は勾配であり、勾配＝ΔＺ／Δｔである。アンビル８３０６のひずみの変化率は、アンビル８３０６と外科用ステープルカートリッジ８３０４との間に把持された組織に加えられる圧力又はひずみを測定するようにアンビル８３０６及び外科用ステープルカートリッジ８３０４（図３８、３９）のいずれか又は両方の上に位置付けられる圧力センサ又はひずみゲージによって測定され得る。したがって、時間０において、トリガ８０２０（図３８）の圧力は最低であってよく、トリガ圧は、動作（例えば、クランプ、切断又はステープル留め）の完了まで増加してよい。トリガ力の変化率は、アンビル８３０６と外科用ステープルカートリッジ８３０４との間に把持された組織を通してナイフ８３０５（図３９）を駆動するために必要な力を測定するように外科用器具８０１０（図３８）のハンドルのピストルグリップ部分８０１９のトリガ８０３２上に位置付けられる圧力センサ又はひずみゲージによって測定され得る。
【０１５７】
簡潔に図４０を参照すると、エンドエフェクタ９０１２は、外科用器具８０１０（図３８）と共に動作して間隙距離対時間、組織圧縮対時間、及びアンビルひずみ対時間などの様々な導出されたパラメータを測定するように適合され得るエンドエフェクタ８３００（図３８）の一態様である。したがって、図４０に示されるエンドエフェクタ９０１２は、エンドエフェクタ９０１２及び／又はエンドエフェクタ９０１２によって捕捉される組織切片に関連付けられる１つ若しくは２つ以上のパラメータ又は特性を測定するように構成された１つ又は２つ以上のセンサを含み得る。図４０に示される例では、エンドエフェクタ９０１２は、第１のセンサ９０２０及び第２のセンサ９０２６を備える。様々な例では、例えば、第１のセンサ９０２０及び／又は第２のセンサ９０２６は、例えば磁場センサなどの磁気センサ、ひずみゲージ、圧力センサ、力センサ、例えば渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光センサ、及び／又はエンドエフェクタ９０１２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備えてもよい。
【０１５８】
特定の例では、第１のセンサ９０２０及び／又は第２のセンサ９０２６は、例えば、アンビル９０１４に埋め込まれ、かつ顎部材９０１６及び／又はステープルカートリッジ９０１８に埋め込まれた磁石９０２４によって生成される磁場を検出するように構成された磁場センサを備えてもよい。アンビル９０１４は、開位置と閉位置との間で枢動可能に回転可能である。検出された磁場の強度は、例えば、アンビル９０１４と顎部材９０１６との間に位置する組織の厚さ及び／又は食込みの完全さに相当してもよい。特定の例では、第１のセンサ９０２０及び／又は第２のセンサ９０２６は、クランプ後状態の間のアンビル９０１４におけるひずみの大きさを測定するように構成された、例えば微小ひずみゲージなどのひずみゲージを備えてもよい。ひずみゲージは、ひずみの大きさに伴って大きさが変動する電気信号を提供する。
【０１５９】
いくつかの態様では、例えば第１のセンサ９０２０及び／又は第２のセンサ９０２６など、エンドエフェクタ９０１２の１つ又は２つ以上のセンサは、アンビル９０１４と顎部材９０１６との間に圧縮された組織が存在することによって生成される圧力を検出するように構成された圧力センサを備えてもよい。いくつかの実施例では、例えば第１のセンサ９０２０及び／又は第２のセンサ９０２６など、エンドエフェクタ９０１２の１つ又は２つ以上のセンサは、アンビル９０１４と顎部材９０１６との間に位置する組織切片のインピーダンスを検出するように構成されている。検出されたインピーダンスは、アンビル９０１４と顎部材９０１６との間に位置する組織の厚さ及び／又は完全さを示してもよい。
【０１６０】
一態様では、例えば第１のセンサ９０２０など、エンドエフェクタ９０１２のセンサのうちの１つ又は２つ以上は、アンビル９０１４と顎部材９０１６との間の間隙９０２２を測定するように構成されている。特定の例では、間隙９０２２は、アンビル９０１４と顎部材９０１６との間にクランプされた組織切片の厚さ及び／又は圧縮率を表すものであり得る。少なくとも１つの例では、間隙９０２２は、アンビル９０１４と顎部材９０１６との間にクランプされた組織切片の厚さと等しい、又は実質的に等しいものであり得る。一実施例では、例えば第１のセンサ９０２０など、エンドエフェクタ９０１２のセンサのうちの１つ又は２つ以上は、顎部材９０１６によって、かつ／又はアンビル９０１４と顎部材９０１６との間にクランプされた組織によって、アンビル９０１４に対して及ぼされる１つ又は２つ以上の力を測定するように構成されている。アンビル９０１４に対して及ぼされる力は、アンビル９０１４と顎部材９０１６との間に捕捉された組織切片によって経験される組織圧縮を表すものであり得る。一態様では、アンビル９０１４と顎部材９０１６との間の間隙９０２２は、磁場センサをアンビル９０１４上に位置付け、磁石を顎部材９０１６上に位置付けることによって測定され得、それにより、間隙９０２２は、磁場センサによって検出される信号に比例し、信号は、磁石と磁場センサとの間の距離に比例する。磁場センサ及び磁石の位置は、磁場センサが顎部材９０１６上に位置付けられ、磁石がアンビル９０１４上に配置されるように、交換されてもよいことは理解されるであろう。
【０１６１】
例えば第１のセンサ９０２０及び／又は第２のセンサ９０２６など、センサのうちの１つ又は２つ以上は、クランプ動作中にリアルタイムに測定されてよい。外科用器具９０１０の操作者の手動入力をリアルタイムに評価することを目的とした１つ若しくは２つ以上のアルゴリズム及び／又はルックアップテーブルを選択するために、リアルタイム測定は、時間基準の情報が、例えば、プロセッサによって分析され、使用されることを可能にする。更に、操作者が手動入力を校正して所望の出力を生成する手助けをするために、リアルタイムのフィードバックを操作者に提供することができる。
【０１６２】
図４１は、外科用器具９０１０の操作者の手動入力９０６４をリアルタイムに評価して、操作者に手動入力９０６４の妥当性に関するリアルタイムフィードバックを提供するための、リアルタイムフィードバックシステム９０６０の一態様を示す論理図である。図４０及び４１を参照して、図４１に示す例では、リアルタイムフィードバックシステム９０６０は、回路からなっている。回路は、プロセッサ９０６２を備えるコントローラ９０６１を含む。例えば、第１のセンサ９０２０などのセンサは、エンドエフェクタ９０１２のパラメータを測定するためにプロセッサ９０６２によって用いられる。加えて、プロセッサ９０６２は、外科用器具９０１０の操作者の手動入力９０６４を表す値を判定又は受信するように構成することができる。手動入力９０６４は、手動入力９０６４が操作者によって提供されている間は、プロセッサ９０６２によって連続的に評価することができる。プロセッサ９０６２は、手動入力９０６４を表す値を監視するように構成することができる。更に、プロセッサ９０６２は、所望の区域又は範囲に対して、判定値に対する位置、順位、及び／又は状態を割り当てる、選択する、又は判断するように構成される。以下により詳細に説明するように、エンドエフェクタ９０１２のパラメータの測定値及び判定値は、判定値に関連付けられた位置、順位、及び／又は状態を選択又は判断するために、プロセッサ９０６２によって用いることができる。手動入力９０６４の変化により、判定値の変化が生じ、その変化により、今度は、所望の区域又は範囲に対して判定値に割り当てられた位置、順位、及び／又は状態の変化が生じる。
【０１６３】
図４１に示すように、リアルタイムフィードバックシステム９０６０は、所望の区域又は範囲の内側又は外側の複数の位置、順位、及び／又は状態の間で調節することができる、フィードバックインジケータ９０６６を更に含むことができる。一実施例では、プロセッサ９０６２は、エンドエフェクタ９０１２のパラメータの測定値（Ｍ１）及び第１の手動入力（Ｉ１）を表す第１の判定値（Ｖ１）に基づいて、手動入力９０６４を特性化する第１の位置（Ｐ１）、順位、及び／又は状態を選択することができる。特定の例では、第１の位置（Ｐ１）、順位、及び／又は状態は、所望の区域又は範囲の外側にあたることがある。そのような例では、操作者は、例えば、手動入力９０６４を増大又は減少させることによって、第１の手動入力（Ｉ１）から第２の手動入力（Ｉ２）に手動入力９０６４を変更することができる。これに応じて、プロセッサ９０６２は、第１の位置（Ｐ１）、順位、及び／又は状態から第２の位置（Ｐ２）、順位、及び／又は状態にフィードバックインジケータ９０６６を調節することができ、これにより、手動入力９０６４の変化を特性化する。プロセッサ９０６２は、エンドエフェクタ９０１２のパラメータの測定値（Ｍ１）及び第２の手動入力（Ｉ２）を表す第２の判定値（Ｖ２）に基づいて、第２の位置（Ｐ２）、順位、及び／又は状態を選択することができる。特定の例では、第２の位置（Ｐ２）、順位、及び／又は状態は、所望の区域又は範囲の内側にあたることがある。そのような例では、操作者は、例えば、治療サイクル又は処置の残部に関して第２の手動入力（Ｉ２）を維持することができる。
【０１６４】
図４１に示す態様では、コントローラ９０６１は、例えば、メモリ９０６８などの記憶媒体を含む。メモリ９０６８は、エンドエフェクタ９０１２の１つ又は２つ以上のパラメータの測定値と、手動入力を表す値と、所望の区域又は範囲に対する手動入力９０６４を特性化する対応する位置、順位、及び／又は状態との間の相関を格納するように構成することができる。一実施例では、メモリ９０６８は、測定値（Ｍ１）と、第１の判定値（Ｖ１）と、第１の手動入力（Ｉ１）との間の相関、及び測定値（Ｍ１）と、第２の判定値（Ｖ２）と、第２の手動入力（Ｉ２）との間の相関を格納することができる。一実施例では、メモリ９０６８は、エンドエフェクタ９０１２の１つ又は２つ以上のパラメータの測定値と、手動入力を表す値と、所望の区域又は範囲に対する対応する位置、順位、又は状態との間の相関を判定するための、アルゴリズム、式、又はルックアップテーブルを格納することができる。プロセッサ９０６２は、そのようなアルゴリズム、式、及び／又はルックアップテーブルを用いて、外科用器具９０１０の操作者によって提供される手動入力９０６４を特性化し、操作者に手動入力９０６４の妥当性に関するフィードバックを提供することができる。
【０１６５】
図４２は、リアルタイムフィードバックシステム９０７０の一態様を示す論理図である。リアルタイムフィードバックシステム９０７０は、リアルタイムフィードバックシステム９０６０に多くの点で類似している。例えば、リアルタイムフィードバックシステム９０６０と同様に、リアルタイムフィードバックシステム９０７０は、外科用器具９０１０の操作者の手動入力をリアルタイムに評価して、操作者に手動入力の妥当性に関するリアルタイムフィードバックを提供するように構成されている。更に、リアルタイムフィードバックシステム９０６０と同様に、リアルタイムフィードバックシステム９０７０は、コントローラ９０６１を含み得る回路からなっている。
【０１６６】
図４２に示す態様では、例えば、ひずみゲージ又は微小ひずみゲージなどのセンサ９０７２は、例えば、組織の圧縮を示し得る、クランプ動作の間にアンビル９０１４に作用するひずみの振幅など、エンドエフェクタ９０１２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ている。測定された歪みは、デジタル信号に変換され、プロセッサ９０６２に提供される。例えば負荷センサなどセンサ９０７４は、アンビル９０１４とステープルカートリッジ９０１８との間に捕捉された組織を切断するために切断部材９０４０を前進させる力を測定することができる。あるいは、モータ９０８２による電流引き出しを測定するために、電流センサ（図示せず）を用いることができる。発射バー９０３６を前進させるのに要する力は、例えば、モータ９０８２によって引き出される電流に対応することができる。測定された力は、デジタル信号に変換され、プロセッサ９０６２に提供される。例えば磁場センサなどセンサ９０７６は、上述したように、捕捉された組織の厚さを測定するために用いられ得る。磁場センサ９０７６の測定値もまた、デジタル信号に変換され、プロセッサ９０６２に提供される。
【０１６７】
図４２に示す態様では、リアルタイムフィードバックシステム９０７０は、発射トリガの位置を判定するように構成することができる追跡システム９０８０を更に含む。上述したように、発射トリガ９０９４は、発射行程中の発射バー９０３６及び／又は切断部材９０４０の運動特性の複数の値のうちの１つにそれぞれ対応する、複数の位置の間で発射トリガ９０９４を移動することによって、押下する又は作動させることができる。上述したように、運動特性は、発射行程中の発射バー９０３６及び／又は切断部材９０４０の前進速度とすることができる。特定の例では、モータドライバ９０９２は、コントローラ９０６１と通信することができ、追跡システム９０８０によって検出されたように、操作者の手動入力に従ってモータ９０８２を駆動するように構成することができる。
【０１６８】
上記に加えて更に、リアルタイムフィードバックシステム９０７０は、フィードバックインジケータ９０６６を含むことができる。一態様では、フィードバックインジケータ９０６６は、ハンドル９０３０内に配置することができる。あるいは、フィードバックインジケータは、例えば、シャフト組立体９０３２内に配置することができる。任意のイベントにおいて、コントローラ９０６１は、フィードバックインジケータ９０６６を用いて、外科用器具９０１０の操作者に、例えば、発射トリガ９０９４の選択された位置などの手動入力の妥当性に関するフィードバックを提供することができる。そのようにするために、コントローラ９０６１は、発射トリガ９０９４の選択された位置、並びに／又は発射バー９０３６及び／若しくは切断部材９０４０の速度の対応する値を評価することができる。センサ９０７２、９０７４、及び９０７６によってそれぞれ測定されるような、組織の圧縮、組織厚さ、及び／又は発射バー９０３６を前進させるために要する力の測定値は、発射トリガ９０９４の選択された位置、並びに／又は発射バー９０３６及び／若しくは切断部材９０４０の速度の対応する値を特性化するために、コントローラ９０６１によって使用され得る。一例では、メモリ９０６８は、評価においてコントローラ９０６１によって用いることができるアルゴリズム、式、及び／又はルックアップテーブルを格納することができる。一実施例では、センサ９０７２、９０７４、及び／又は９０７６の測定値を使用して、発射トリガ９０９４の選択された位置、並びに／又は発射バー９０３６及び／若しくは切断部材９０４０の速度の対応する値を特性化する、位置、順位、及び／又は状態を選択又は判断することができる。判断された位置、順位、及び／又は状態は、フィードバックインジケータ９０６６により操作者に伝達することができる。
【０１６９】
発射行程中の発射バー９０３６及び／又は切断部材９０４０の最適な速度は、例えば、エンドエフェクタ９０１２によって捕捉された組織の厚さ、組織の圧縮、並びに／又は発射バー９０３６及び次に切断部材９０４０を前進させるために要する力などの、エンドエフェクタ９０１２のいくつかのパラメータに依存し得ることを読者は理解するであろう。そのように、これらのパラメータの測定値は、捕捉された組織を通る切断部材９０４０の現在の前進速度が最適な区域又は範囲内であるか否かを評価する際に、コントローラ９０６１によって活用されることができる。
【０１７０】
一態様では、複数のスマートセンサは、エンドエフェクタの電力線上に位置付けられてもよく、エンドカッターのハンドルに通信可能に結合されてもよい。スマートセンサは、電力線に対して直列又は並列に位置付けられてもよい。次に図４３を参照すると、スマートセンサ１２０６０及び１２０６２は、スマートセンサに対してローカルであり得る信号処理要素又はプロセッサ１２０６４と通信してもよい。両方のスマートセンサ１２０６０及び１２０６２並びにプロセッサ１２０６４は、エンドエフェクタ（点線枠１２０６６によって表される）に配置されてもよい。例えば、スマートセンサ１２０６０は、プロセッサ１２０６４への入力のために信号又はデータを調整し得る、演算増幅器１２０６８及びＡＤＣ変換器１２０７０に信号又はデータを出力してもよい。同様に、スマートセンサ１２０６２は、プロセッサ１２０６４への入力のために信号又はデータを調整し得る、演算増幅器１２０７２及びＡＤＣ変換器１２０７４に信号又はデータを出力してもよい。
【０１７１】
スマートセンサ１２０６０及び／又は１２０６２は、異なるタイプのセンサ又は同じタイプのセンサであってもよく、これらは例えば、磁場センサ、磁気センサ、誘導センサ、容量センサ、又は医療用装置若しくはエンドカッターに使用される他のタイプのセンサであってもよい。既にプロセッサとして参照した要素１２０６４はまた、計算コア、ＦＰＧＡ（フィールド・プログラマブルゲート・アレイ）、論理ユニット（例えば、論理プロセッサ又は論理コントローラ）、信号処理ユニット、又は他のタイプのプロセッサであってもよい。プロセッサ１２０６４は、不揮発性メモリ１２０７６などのメモリと通信していてもよく、不揮発性メモリ１２０７６は、計算データ、エンドエフェクタ１２０６６に挿入されたカートリッジのタイプなどの機器情報、表データ、又は、プロセッサ１２０６４が、エンドエフェクタ１２０６６若しくはエンドカッターを操作する際に使用するスマートセンサ１２０６０若しくは１２０６２のうち１つ若しくは２つ以上から受信した信号若しくはデータを処理することを可能にし得る、他の参照データを格納し得る。
【０１７２】
更に、シャフト１２０７８は、複数のスマートセンサ（例えば、スマートセンサ１２０６０又は１２０６２）のうちの少なくとも１つ及びハンドル１２０８０が通信可能に結合された復路を含んでもよい。シャフトは、１本又は２本以上のワイヤを含んでもよく、これは、エンドエフェクタ１２０６６又はエンドカッターの操作のために、プロセッサ１２０６４からハンドル１２０８０に情報を伝達し得る。一実施例では、プロセッサ１２０６４からの情報は、有線回線、単線式回線、多線式回線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなどの無線通信プロトコル、光回線、又は音響回線のうち１つ又は２つ以上を介して（シャフト１２０７８を経由して又はシャフト１２０７８を使用することなく直接）ハンドル１２０８０に通信されてもよい。
【０１７３】
一態様では、エンドエフェクタに位置付けられた複数のスマートセンサのうちの少なくとも１つは、信号処理要素を含んでもよい。例えば、信号処理要素は、スマートセンサに内蔵されてもよく、又は単一モジュールとしてスマートセンサにローカルに結合されてもよい。信号処理要素は、複数のスマートセンサのうちの少なくとも１つのセンサ要素（例えば、センサ要素１２０２０）から受信したデータを処理するように構成されてもよい。ハンドルのコントローラ１２０２４（例えば、コントローラ）は、複数のスマートセンサのうちの少なくとも１つに通信可能に結合されてもよい。
【０１７４】
一態様では、スマートセンサは、医療用装置におけるローカル信号処理のために構成されてもよい。スマートセンサは、少なくとも１つのセンサ要素（例えば、センサ要素１２０２０）と、少なくとも１つの処理要素（例えば、処理要素１２０２２）と、を含んでもよい。処理要素は、少なくとも１つのセンサ要素からデータを受信し、医療用装置によって使用される情報にデータを処理するように構成されてもよい。医療用装置は、例えば、エンドカッターであってもよいが、これは本開示の限定を意図するものではない。ローカル信号処理を有するスマートセンサのために本明細書で考察される技術及び特徴は、センサ信号又はデータの処理が医療用装置の動作に使用される任意の医療用装置に使用され得ることが理解されるべきである。
【０１７５】
更に、医療用装置内のコントローラ（例えば、コントローラ１２０２４、コントローラ）は、少なくとも１つの処理要素（例えば、処理要素１２０２２）から情報（即ち、処理された信号又はデータ）を受信するように構成されてもよい。上述したように、医療用装置は、エンドカッターなどの外科用器具であってもよく、スマートセンサは、外科用器具におけるローカル信号処理のために構成されてもよい。ローカル信号処理とは、例えば、センサに結合された処理要素でセンサ要素からの信号又はデータを処理することを指し、結果として得られた被処理情報が、別個の要素によって使用されてもよい。例えば、コントローラ１２０２４は、外科用器具（即ち、エンドカッター１２０１０）のハンドル１２０１２内に位置付けられてもよく、スマートセンサは、ハンドル１２０１２とは別体の外科用器具（即ち、エンドカッター１２０１０）の別個の要素（即ち、エンドエフェクタ１２０１６）内に位置付けられるように構成されてもよい。したがって、コントローラ１２０２４は、外科用器具のハンドル１２０１２に位置付けられてもよく、信号処理要素１２０２２及びセンサ１２０２０は、ハンドル１２０１２（例えば、エンドエフェクタ１２０１６）とは別個の要素内に配置されてもよい。
【０１７６】
このようにして、ハンドル又はコントローラ１２０２４は、スマートセンサに関する情報、スマートセンサが何を行っているかという知識、又はスマートセンサからのデータフィードバックを解釈する性能を有する必要がない。これは、処理要素１２０２２が、スマートセンサからのデータを変換又は調整して、ハンドル又はコントローラ１２０２４によって直接使用可能なデータからの情報を生成するからである。処理要素によって生成された情報は、医療用装置の別の部分（例えば、ハンドル１２０１２又はコントローラ１２０２４の近く）で処理される必要があるスマートセンサからのデータなしに、直接使用されてもよい。したがって、外科用器具は、センサに対してローカルな信号処理要素からの（被処理）情報に基づいて制御されてもよい。
【０１７７】
一態様では、信号処理要素１２０２２に通信可能に結合された電力線上の電流引き込み（即ち、センサ１２０２０に対してローカル）は、監視されてもよい。電流引き込みは、シャフト１２０１４若しくはハンドル１２０１２で、又は信号処理要素１２０２２とは別個の別のプロセッサ、コントローラ、若しくは他の監視装置で、プロセッサ、コントローラ、又は他の監視装置によって監視されてもよい。例えば、監視は、電力線上の電流引き込みの標準的なモールス符号タイプの監視であってもよい。電流引き込み及び特定のセンサに基づく外科用器具の問題は、例えば、ハンドル１２０１２で別個のプロセッサによって判定されてもよい。このようにして、監視は、ハンドル（又はその中のプロセッサ若しくはコントローラ）に、１つ又は２つ以上のセンサによって受信された信号又はデータに関する様々な問題、及び、どの特定のセンサが問題を識別したかを、更なる通信要件（例えば、ペアリング又は他の結合される通信）なしに通知することを可能にすることができる。
【０１７８】
図４４は、第１のセンサ１３１５８及び複数の二次センサ１３１６０ａ、１３１６０ｂからの信号を、例えば、一次プロセッサ２００６（図１６Ａ〜図１６Ｂ）などのプロセッサが受信可能なデジタル信号に変換するように構成された、回路１３１９０の一態様を示している。回路１３１９０は、アナログ・デジタル変換器１３１９４を備える。いくつかの実施例では、アナログ・デジタル変換器１３１９４は、４チャネル１８ビットのアナログ・デジタル変換器を備える。アナログ・デジタル変換器１３１９４は、１つ又は２つ以上の入力をアナログ信号からデジタル信号に変換する、任意の好適な数のチャネル及び／又はビットを備えてもよいことが、当業者には認識されるであろう。回路１３１９０は、例えば磁場センサなど、第１のセンサ１３１５８からの入力を受け入れるように構成された、１つ又は２つ以上のレベルシフト抵抗１３１９６を備える。レベルシフト抵抗１３１９６は、第１のセンサからの入力を調節して、入力に応じて値を、より高い電圧へ、又はより低い電圧へとシフトさせる。レベルシフト抵抗１３１９６は、第１のセンサ１３１５８からのレベルシフトされた入力をアナログ・デジタル変換器に提供する。
【０１７９】
いくつかの態様では、複数の二次センサ１３１６０ａ、１３１６０ｂは、回路１３１９０内の複数のブリッジ１３１９２ａ、１３１９２ｂに結合されている。複数のブリッジ１３１９２ａ、１３１９２ｂは、複数の二次センサ１３１６０ａ、１３１６０ｂからの入力のフィルタ処理を提供してもよい。入力信号をフィルタ処理した後、複数のブリッジ１３１９２ａ、１３１９２ｂは、複数の二次センサ１３１６０ａ、１３１６０ｂからの入力をアナログ・デジタル変換器１３１９４に提供する。いくつかの実施例では、１つ又は２つ以上のレベルシフト抵抗に結合されたスイッチ１３１９８は、アナログ・デジタル変換器１３１９４に結合されてもよい。スイッチ１３１９８は、例えば磁場センサからの入力など、１つ又は２つ以上の入力信号を校正するように構成されている。スイッチ１３１９８は、例えば磁場センサの入力を校正することなどのために、１つ又は２つ以上のレベルシフト信号を提供してセンサの１つ又は２つ以上の入力を調節する役割を担って（engage）いてもよい。いくつかの実施例では、調節は必須ではなく、レベルシフト抵抗を切り離すため、スイッチ１３１９８は開位置のままにされる。スイッチ１３１９８は、アナログ・デジタル変換器１３１９４に結合されている。アナログ・デジタル変換器１３１９４は、例えば一次プロセッサ２００６（図１６Ａ〜図１６Ｂ）など、１つ又は２つ以上のプロセッサに出力を提供する。一次プロセッサ２００６は、アナログ・デジタル変換器１３１９４からの入力に基づいて、エンドエフェクタ１３１５０の１つ又は２つ以上のパラメータを計算する。例えば、一実施例では、一次プロセッサ２００６は、第１のセンサ１３１５８及び複数の二次センサ１３１６０ａ、１３１６０ｂからの入力に基づいて、アンビル１３１５２とステープルカートリッジ１３１５６との間に位置する組織の厚さを計算する。
【０１８０】
図４５は、磁場センサ１３６１０及びプロセッサ１３６１２に接続された可撓ケーブル１３６３０を備えるステープルカートリッジ１３６０６の一態様を示している。ステープルカートリッジ１３６０６は、ステープルカートリッジ１３６０６と同様であり、外科用器具１０（図１〜図６）に関して上述した外科用ステープルカートリッジ３０４（図１）と同様である。図１１２は、ステープルカートリッジ１３６０６の分解図である。ステープルカートリッジ１３６０６は、カートリッジ本体１３６２０と、楔形スレッド１３６１８と、カートリッジトレイ１３６２２と、可撓ケーブル１３６３０と、を備える。可撓ケーブル１３６３０は、ステープルカートリッジ１３６０６が、以下に述べるエンドエフェクタ１３８００などのエンドエフェクタと動作可能に結合されると電気接続を作るように配置された、ステープルカートリッジ１３６０６の近位端にある電気接点１３６３２を更に備える。電気接点１３６３２は、ステープルカートリッジ１３６０６の長さの一部に沿って延在する、ケーブルトレース１３６３４と一体化される。ケーブルトレース１３６３４は、ステープルカートリッジ１３６０６の遠位端付近で接続（１３６３６）し、この接続１３６３６によって導電結合１３６１４と接合される。磁場センサ１３６１０及びプロセッサ１３６１２は、磁場センサ１３６１０とプロセッサ１３６１２とが通信することができるようにして、導電結合１３６１４に動作可能に結合されている。
【０１８１】
図４６は、遠位側センサプラグ１３８１６を備えるステープルカートリッジ１３８０６に電力を供給するように動作可能な可撓ケーブル１３８３０を備えたエンドエフェクタ１３８００の一態様を示している。エンドエフェクタ１３８００は、外科用器具１０（図１〜図６）に関して上述したエンドエフェクタ３００（図１）と同様である。エンドエフェクタ１３８００は、アンビル１３８０２と、顎部材又は細長いチャネル１３８０４と、細長いチャネル１３８０４に動作可能に結合されたステープルカートリッジ１３８０６と、を備える。エンドエフェクタ１３８００は、シャフト組立体に動作可能に結合されている。シャフト組立体は、外科用器具１０（図１〜図６）に関して上述した交換式シャフト組立体２００（図１）と同様である。シャフト組立体は、シャフト組立体の外側を囲む閉鎖チューブを更に備える。いくつかの実施例では、シャフト組立体は、二重枢動閉鎖スリーブ組立体を含む関節継手１３９０４を更に備える。二重枢動閉鎖スリーブ組立体は、エンドエフェクタ１３８００と結合するように動作可能なエンドエフェクタ閉鎖スリーブ組立体を含む。
【０１８２】
図４７及び図４８は、可撓ケーブル１３８３０を細長いチャネル１３８０４内にどのように収めることができるかを示す、アンビル１３８０２又はステープルカートリッジを有さないエンドエフェクタ１３８００の細長いチャネル１３８０４部分を示している。いくつかの実施例では、細長チャネル１３８０４は、可撓ケーブル１３８３０を受け入れるための第３のアパーチャ１３８２４を更に備える。細長チャネル１３８０４の本体内で、可撓ケーブルは分岐１３８３４して、細長チャネル１３８０４の両側に延長部１３８３６を形成する。図４８は、可撓ケーブル延長部１３８３６に動作可能に結合することができるコネクタ１３８３８を更に示している。
【０１８３】
図４９は、可撓ケーブル１３８３０のみを示している。例示されるように、可撓ケーブル１３８３０は、関節継手１３９０４（図４６）の周りに巻きつくように動作可能な単コイル１３８３２と、延長部１３８３６に付着する分岐１３８３４と、を備える。延長部は、コネクタ１３８３８に結合することができ、コネクタは、後述するように、それらの遠位側に面する面上に、ステープルカートリッジ１３８０６に結合するためのプロング１３８４０を有する。
【０１８４】
図５０は、ステープルカートリッジ１３８０４が結合された、図４７及び図４８に示される細長いチャネル１３８０４の拡大図を示す。ステープルカートリッジ１３８０４は、カートリッジ本体１３８２２と、カートリッジトレイ１３８２０と、を備える。いくつかの実施例では、ステープルカートリッジ１３８０６は、ステープルカートリッジ１３８０６の近位端で近位側接点１３８５６に結合された電気トレース１３８２８を更に備える。近位側接点１３８５６は、可撓ケーブル延長部１３８３６に結合されたコネクタ１３８３８のプロング１３８４０と導電接続を形成するように位置付けることができる。したがって、ステープルカートリッジ１３８０６が細長チャネル１３８０４と動作可能に結合されると、可撓ケーブル１３８３０は、コネクタ１３８３８及びコネクタプロング１３８４０を通して、ステープルカートリッジ１３８０６に電力を供給することができる。
【０１８５】
図５１及び図５２は、遠位側センサプラグ１３８１６の一態様を示している。図５１は、遠位側センサプラグ１３８１６の切欠図を示している。例示されるように、遠位側センサプラグ１３８１６は、磁場センサ１３８１０と、プロセッサ１３８１２と、を備える。遠位側センサプラグ１３８１６は、可撓性基板１３８１４を更に備える。図５２に更に示されるように、磁場センサ１３８１０及びプロセッサ１３８１２は、通信することができるようにして、可撓性基板１３８１４に動作可能に結合されている。
【０１８６】
図５３は、アンビル１３９６１部分の遠位先端１３９５２にあるセンサ及び電子部品に電力を供給するように動作可能な可撓ケーブル１３９８０を有するエンドエフェクタ１３９５０の一態様を示している。エンドエフェクタ１３９５０は、アンビル１３９６１と、顎部材又は細長いチャネル１３９５４と、細長いチャネルに動作可能に結合されたステープルカートリッジ１３９５６と、を備える。エンドエフェクタ１３９５０は、シャフト組立体１３９６０に動作可能に結合されている。シャフト組立体１３９６０は、シャフト組立体１３９６０を囲む閉鎖チューブ１３９６２を更に備える。いくつかの実施例では、シャフト組立体１３９６０は、二重枢動閉鎖スリーブ組立体１３９６６を含む関節継手１３９６４を更に備える。
【０１８７】
様々な態様では、エンドエフェクタ１３９５０は、関節継手１３９６４の機能に干渉しないように構成された、可撓ケーブル１３９８０を更に備える。いくつかの実施例では、閉鎖チューブ１３９６２は、可撓ケーブル１３９８０が中を通って延在することができる、第１のアパーチャ１３９６８を備える。いくつかの実施例では、可撓ケーブル１３９８０は関節継手１３９６４の周りに巻きつくループ又はコイル１３９８２を更に備え、それによって、更に後述するように、可撓ケーブル１３９８０は関節継手１３９６４の動作に干渉しない。いくつかの実施例では、可撓ケーブル１３９８０は、アンビル１３９６１の長さに沿って、アンビル１３９６１の遠位先端にある第２のアパーチャ１３９７０まで延在する。
【０１８８】
外科用ステープル留め器具１６０００の一部分が図５４〜５６に示されている。ステープル留め器具１６０００は、例えば、手動システム及び／又はロボット制御システムと共に使用可能である。ステープル留めシステム１６０００は、シャフト１６０１０と、シャフト１６０１０から延在するエンドエフェクタ１６０２０とを備える。エンドエフェクタ１６０２０は、カートリッジチャネル１６０３０と、カートリッジチャネル１６０３０内に位置決めされたステープルカートリッジ１６０５０とを備える。ステープルカートリッジ１６０５０は、カートリッジ本体１６０５１と、カートリッジ本体１６０５１に取り付けられたリテーナ１６０５７とを備える。カートリッジ本体１６０５１は、例えばプラスチック材料から構成され、リテーナ１６０５７は、例えば金属から構成される。しかしながら、カートリッジ本体１６０５１及びリテーナ１６０５７は、任意の好適な材料から構成され得る。カートリッジ本体１６０５１は、組織を支持するように構成されたデッキ１６０５２と、長手方向スロット１６０５６と、デッキ１６０５２に画定された複数のステープルキャビティ１６０５３とを備える。
【０１８９】
主として図５５及び５６を参照すると、ステープル１６０５５がステープルキャビティ１６０５３内に取り外し可能に配置されており、また同様にステープルキャビティ１６０５３内に移動可能に配置されたステープルドライバ１６０５４によって支持されている。リテーナ１６０５７は、ステープルドライバ１６０５４及び／又はステープル１６０５５がステープルキャビティ１６０５３の底部から落下しないようにするために、カートリッジ本体１６０５１の底部を囲んで延びている。ステープルドライバ１６０５４及びステープル１６０５５は、スレッド１６０６０によって未発射位置（図５５）と発射位置との間で移動可能である。スレッド１６０６０は、図５６に示すように、ステープルカートリッジ１６０５０からステープル１６０５５を排出するために近位側の未発射位置（図５５）から遠位側の発射位置へと向かう間で移動可能である。スレッド１６０６０は、ステープルドライバ１６０５４の下方でスライドするように構成された１つ又は２つ以上の傾斜表面１６０６４を備える。エンドエフェクタ１６０２０は、ステープル１６０５５がステープルカートリッジ１６０５０から排出されるときにステープル１６０５５を変形させるように構成された、アンビル１６０４０を更に備える。様々な例において、アンビル１６０４０は、その中に画定された成形ポケット１６０４５を備えることができ、その成形ポケット１６０４５はステープル１６０５５を変形させるように構成されている。
【０１９０】
シャフト１６０１０は、フレーム１６０１２と、そのフレーム１６０１２に対して移動可能である外側スリーブ１６０１４とを備える。カートリッジチャネル１６０３０は、シャフトフレーム１６０１２に装着され、シャフトフレーム１６０１２から延びている。外側スリーブ１６０１４は、アンビル１６０４０と動作可能に係合され、アンビル１６０４０を開位置（図５４）と閉位置（図５５）との間で移動させるように構成されている。使用の際、アンビル１６０４０は、ステープルカートリッジ１６０５０のデッキ１６０５２に対して組織を締め付けるために、カートリッジチャネル１６０３０内に位置付けられたステープルカートリッジ１６０５０に向かって移動可能である。様々な代替的な態様では、カートリッジチャネル１６０３０及びステープルカートリッジ１６０５０は、アンビル１６０４０との間で組織を締め付けるように、アンビル１６０４０に対して移動可能である。いずれの場合にも、シャフト１６０１０は、スレッド１６０６０を遠位側に押圧するように構成された発射部材１６０７０を更に備える。発射部材１６０７０はナイフエッジ１６０７６を備え、ナイフエッジ１６０７６は、長手方向スロット１６０５６内で移動可能であり、発射部材１６０７０がステープルカートリッジ１６０５０からステープル１６０５５を排出するために遠位側に前進されるときに、アンビル１６０４０とステープルカートリッジ１６０５０との中間に位置付けられた組織を切開するように構成されている。発射部材１６０７０は、カートリッジチャネル１６０３０と係合するように構成された第１のカム１６０７１と、アンビル１６０４０と係合し、ステープルカートリッジ１６０５０に対してアンビル１６０４０を定位置に保持するように構成された第２のカム１６０７９とを更に備える。第１のカム１６０７１は、カートリッジチャネル１６０３０の下方でスライドするように構成され、第２のカム１６０７９は、アンビル１６０４０内に画定された細長いスロット１６０４９内でスライドするように構成されている。
【０１９１】
図５７は、第１のセンサ３００８ａ及び第２のセンサ３００８ｂを備えるエンドエフェクタ３０１１の一態様を示している。エンドエフェクタ３０１１は、上述したエンドエフェクタ３００に類似している。エンドエフェクタ３０１１は、顎部材３００４に枢動可能に結合された、アンビル３０１３を備える。顎部材３００４は、中にステープルカートリッジ３０２１を受け入れるように構成されている。ステープルカートリッジ３０２１は、複数のステープル（図示せず）を備える。複数のステープルは、外科的動作の間、ステープルカートリッジ３０２１から配備可能である。エンドエフェクタ３０１１は、エンドエフェクタ３０１１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第１のセンサ３００８ａを備える。例えば、一態様では、第１のセンサ３００８ａは、アンビル３０１３と顎部材３００４との間の間隙３０２３を測定するように構成されている。第１のセンサ３００８ａは、例えば、第２の顎部材３００４及び／又はステープルカートリッジ３０２１に埋め込まれた磁石３０１２によって生成される磁場を検出するように構成された、ホール効果センサを備えてもよい。別の例として、一態様では、第１のセンサ３００８ａは、第２の顎部材３００４によって、かつ／又はアンビル３０１３と第２の顎部材３００４との間にクランプされた組織によって、アンビル３０１３に対して及ぼされる１つ又は２つ以上の力を測定するように構成されている。
【０１９２】
エンドエフェクタ３０１１は、第２のセンサ３００８ｂを備える。第２のセンサ３００８ｂは、エンドエフェクタ３０１１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ている。例えば、様々な態様では、第２のセンサ３００８ｂは、クランプ後状態の間におけるアンビル３０１３のひずみの大きさを測定するように構成された、ひずみゲージを備えてもよい。ひずみゲージは、ひずみの大きさに伴って大きさが変動する電気信号を提供する。様々な態様では、例えば、第１のセンサ３００８ａ及び／又は第２のセンサ３００８ｂは、例えばホール効果センサなどの磁気センサ、ひずみゲージ、圧力センサ、力センサ、例えば渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光センサ、及び／又はエンドエフェクタ３０１１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備えてもよい。第１のセンサ３００８ａ及び第２のセンサ３００８ｂは、直列構成及び／又は並列構成で配置されてもよい。直列構成では、第２のセンサ３００８ｂは、第１のセンサ３００８ａの出力に直接影響するように構成されてもよい。並列構成では、第２のセンサ３００８ｂは、第１のセンサ３００８ａの出力に間接的に影響するように構成されてもよい。
【０１９３】
一態様では、第１のセンサ３００８ａによって測定される１つ又は２つ以上のパラメータは、第２のセンサ３００８ｂによって測定される１つ又は２つ以上のパラメータと関連する。例えば、一態様では、第１のセンサ３００８ａは、アンビル３０１３と顎部材３００４との間の間隙３０２３を測定するように構成されている。間隙３０２３は、アンビル３０１３と顎部材３００４内に位置するステープルカートリッジ３０２１との間にクランプされた組織部分の厚さ及び／又は圧縮性を表す。第１のセンサ３００８ａは、例えば、第２の顎部材３００４及び／又はステープルカートリッジ３０２１に結合された磁石３０１２によって生成される磁場を検出するように構成された、ホール効果センサを含んでもよい。単一箇所での測定により、組織の校正されたフルビットに対して圧縮された組織厚さが正確に説明されるが、組織の部分食込みがアンビル３０１３と第２の顎部材３００４との間に位置する場合、不正確な結果がもたらされることがある。組織の部分食込み（近位側部分食込み又は遠位側部分食込みのいずれか）は、アンビル３０１３のクランプの幾何学形状を変化させる。
【０１９４】
いくつかの態様では、第２のセンサ３００８ｂは、組織食込みのタイプ、例えば完全食込み、部分的な近位側食込み、及び／又は部分的な遠位側食込みを示す、１つ又は２つ以上のパラメータを検出するように構成されている。第２のセンサ３００８ｂの測定値は、近位側又は遠位側に位置付けられた部分食込みにおける真の圧縮された組織厚さを正確に表すように、第１のセンサ３００８ａの測定値を調節するのに使用されてもよい。例えば、一態様では、第２のセンサ３００８ｂは、クランプ後状態の間のアンビルにおけるひずみの振幅を監視するように構成された、例えば微小ひずみゲージなどのひずみゲージを備える。アンビル３０１３のひずみの振幅は、近位側又は遠位側に位置付けられた部分食込みにおける真の圧縮された組織厚さを正確に表すように、第１のセンサ３００８ａ、例えばホール効果センサの出力を修正するのに使用される。第１のセンサ３００８ａ及び第２のセンサ３００８ｂは、クランプ動作の間にリアルタイムで測定されてもよい。リアルタイム測定によって、時間ベースの情報を、例えば一次プロセッサ２００６によって分析することが可能になると共に、組織特徴及びクランプの位置付けを認識して組織厚さ測定値を動的に調節するため、１つ若しくは２つ以上のアルゴリズム及び／又はルックアップテーブルを選択するのに使用することが可能になる。
【０１９５】
いくつかの態様では、第１のセンサ３００８ａの厚さ測定値は、エンドエフェクタ３０１１に結合された外科用器具１０の出力デバイスに提供されてもよい。例えば、一態様では、エンドエフェクタ３０１１は、ディスプレイ２０２８を備える外科用器具１０に結合されている。第１のセンサ３００８ａの測定値は、プロセッサに、例えば一次プロセッサ２００６に提供される。一次プロセッサ２００６は、第２のセンサ３００８ｂの測定値に基づいて第１のセンサ３００８ａの測定値を調節して、アンビル３０１３とステープルカートリッジ３０２１との間にクランプされた組織部分の真の組織厚さを反映させる。一次プロセッサ２００６は、調節された組織厚さ測定値、及び完全食込み又は部分食込みの指示を、ディスプレイ２０２８に対して出力する。操作者は、表示された値に基づいて、ステープルカートリッジ３０２１内でステープルを配備するか否かを判定してもよい。
【０１９６】
いくつかの態様では、第１のセンサ３００８ａ及び第２のセンサ３００８ｂは、例えば、第１のセンサ３００８ａが患者の体内の治療部位に配置され、第２のセンサ３００８ｂが患者の体外に配置されるなど、異なる環境に配置されてもよい。第２のセンサ３００８ｂは、第１のセンサ３００８ａの出力を校正及び／又は修正するように構成されてもよい。第１のセンサ３００８ａ及び／又は第２のセンサ３００８ｂは、例えば、環境センサを備えてもよい。環境センサは、例えば、温度センサ、湿度センサ、圧力センサ、及び／又は任意の他の好適な環境センサを備えてもよい。
【０１９７】
図５８は、エンドエフェクタ３０１１のアンビル３０１３とステープルカートリッジ３０２１との間にクランプされた組織部分の厚さを判定し表示するプロセス３０５０の一態様を示す論理図である。プロセス３０５０は、例えば、アンビル３０１３の遠位先端に位置するホール効果センサを通して、ホール効果電圧３０５２を得ることを含む。ホール効果電圧３０５２は、アナログ・デジタル変換器３０５４に提供され、デジタル信号に変換される。デジタル信号は、例えば一次プロセッサ２００６などのプロセッサに提供される。一次プロセッサ２００６は、ホール効果電圧３０５２信号の曲線入力を校正する（３０５６）。例えば微小ひずみゲージなどのひずみゲージ３０５８は、例えば、クランプ動作の間にアンビル３０１３に及ぼされるひずみの振幅など、エンドエフェクタ３０１１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ている。測定されたひずみは、デジタル信号に変換され（３０６０）、例えば一次プロセッサ２００６などのプロセッサに提供される。一次プロセッサ２００６は、ひずみゲージ３０５８によって測定されたひずみに応答して、１つ若しくは２つ以上のアルゴリズム及び／又はルックアップテーブルを使用してホール効果電圧３０５２を調節して、アンビル３０１３及びステープルカートリッジ３０２１によってクランプされた組織の真の厚さ及びその食込みの完全さを反映させる。調節された厚さは、例えば、外科用器具１０に埋め込まれたディスプレイ２０２６によって、操作者に対して表示される（３０２６）。
【０１９８】
いくつかの態様では、外科用器具は、負荷センサ３０８２又はロードセルを更に備えることができる。負荷センサ３０８２は、例えば、上述した交換式シャフト組立体２００内に、又はやはり上述したハウジング１２内に配置することができる。
【０１９９】
図５９は、エンドエフェクタ３０１１のアンビル３０１３とステープルカートリッジ３０２１との間にクランプされた組織部分の厚さを判定し表示するプロセス３０７０の一態様を示す論理図である。プロセスは、例えば、アンビル３０１３の遠位先端に位置するホール効果センサを通して、ホール効果電圧３０７２を得ることを含む。ホール効果電圧３０７２は、アナログ・デジタル変換器３０７４に提供され、デジタル信号に変換される。デジタル信号は、例えば一次プロセッサ２００６などのプロセッサに提供される。一次プロセッサ２００６は、ホール効果電圧３０７２信号の曲線入力の校正を適用する（３０７６）。例えば微小ひずみゲージなどのひずみゲージ３０７８は、例えば、クランプ動作の間にアンビル３０１３に及ぼされるひずみの振幅など、エンドエフェクタ３０１１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ている。測定されたひずみは、デジタル信号に変換され（３０８０）、例えば一次プロセッサ２００６などのプロセッサに提供される。負荷センサ３０８２は、ステープルカートリッジ３０２１に対するアンビル３０１３のクランプ力を測定する。測定されたクランプ力は、デジタル信号に変換され（３０８４）、例えば一次プロセッサ２００６などのプロセッサに提供される。一次プロセッサ２００６は、ひずみゲージ３０７８によって測定されたひずみ及び負荷センサ３０８２によって測定されたクランプ力に応答して、１つ若しくは２つ以上のアルゴリズム及び／又はルックアップテーブルを使用してホール効果電圧３０７２を調節して、アンビル３０１３及びステープルカートリッジ３０２１によってクランプされた組織の真の厚さ及びその食込みの完全さを反映させる。調節された厚さは、例えば、外科用器具１０に埋め込まれたディスプレイ２０２６によって、操作者に対して表示される（３０２６）。
【０２００】
図６０は、第１のセンサ３１０８ａ及び第２のセンサ３１０８ｂを備えるエンドエフェクタ３１００の一態様を示している。エンドエフェクタ３１００は、エンドエフェクタ３０１１に類似している。エンドエフェクタ３１００は、顎部材３１０４に枢動可能に結合されたアンビル、即ちアンビル３１０２を備える。顎部材３１０４は、中にステープルカートリッジ３１０６を受け入れるように構成されている。エンドエフェクタ３１００は、アンビル３１０２に結合された第１のセンサ３１０８ａを備える。第１のセンサ３１０８ａは、例えば、アンビル３１０２とステープルカートリッジ３１０６との間の間隙３１１０など、エンドエフェクタ３１００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ている。間隙３１１０は、例えば、アンビル３１０２とステープルカートリッジ３１０６との間にクランプされた組織の厚さに相当してもよい。第１のセンサ３１０８ａは、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任意の好適なセンサを備えてもよい。例えば、様々な態様では、第１のセンサ３１０８ａは、ホール効果センサなどの磁気センサ、ひずみゲージ、圧力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光センサ、及び／又は任意の他の好適なセンサを含んでもよい。
【０２０１】
いくつかの態様では、エンドエフェクタ３１００は、第２のセンサ３１０８ｂを備える。第２のセンサ３１０８ｂは、顎部材３１０４及び／又はステープルカートリッジ３１０６に結合されている。第２のセンサ３１０８ｂは、エンドエフェクタ３１００の１つ又は２つ以上のパラメータを検出するように構成されている。例えば、いくつかの態様では、第２のセンサ３１０８ｂは、例えば、顎部材３１０４に結合されたステープルカートリッジ３１０６の色、ステープルカートリッジ３１０６の長さ、エンドエフェクタ３１００のクランプ状態、エンドエフェクタ３１００及び／若しくはステープルカートリッジ３１０６の使用回数／残りの使用回数、並びに／又は他の任意の好適な器具状態など、１つ又は２つ以上の器具状態を検出するように構成されている。第２のセンサ３１０８ｂは、ホール効果センサなどの磁気センサ、ひずみゲージ、圧力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光センサ、及び／又は他の任意の好適なセンサなど、１つ又は２つ以上の器具状態を検出する任意の好適なセンサを備えてもよい。
【０２０２】
一態様では、第２のセンサ３１０８ｂからの入力を使用して、第１のセンサ３１０８ａの入力が校正されてもよい。第２のセンサ３１０８ｂは、例えば、ステープルカートリッジ３１０６の色及び／又は長さなど、ステープルカートリッジ３１０６の１つ又は２つ以上のパラメータを検出するように構成されてもよい。ステープルカートリッジ３１０６の色及び／又は長さなど、検出されたパラメータは、例えば、カートリッジデッキの高さ、ステープルカートリッジに使用可能／最適な組織の厚さ、及び／又はステープルカートリッジ３１０６内におけるステープルのパターンなど、カートリッジの１つ又は２つ以上の特性に相当してもよい。ステープルカートリッジ３１０６の既知のパラメータを使用して、第１のセンサ３１０８ａによって提供される厚さ測定値が調節されてもよい。例えば、ステープルカートリッジ３１０６がより高いデッキ高さを有する場合、第１のセンサ３１０８ａによって提供される厚さ測定値は、追加のデッキ高さを補償するために低減されてもよい。調節された厚さは、例えば、外科用器具１０に結合されたディスプレイ２０２６を通して、操作者に対して表示されてもよい。
【０２０３】
図６１は、第１のセンサ３１５８及び複数の二次センサ３１６０ａ、３１６０ｂを備えるエンドエフェクタ３１５０の一態様を示している。エンドエフェクタ３１５０は、アンビル、即ちアンビル３１５２と、顎部材３１５４とを備える。顎部材３１５４は、ステープルカートリッジ３１５６を受け入れるように構成されている。アンビル３１５２は、アンビル３１５２とステープルカートリッジ３１５６との間に組織をクランプするため、顎部材３１５４に対して枢動移動可能である。アンビルは、第１のセンサ３１５８を備える。第１のセンサ３１５８は、例えば、アンビル３１５２とステープルカートリッジ３１５６との間の間隙３１１０など、エンドエフェクタ３１５０の１つ又は２つ以上のパラメータを検出するように構成されている。間隙３１１０は、例えば、アンビル３１５２とステープルカートリッジ３１５６との間にクランプされた組織の厚さに相当してもよい。第１のセンサ３１５８は、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任意の好適なセンサを備えてもよい。例えば、様々な態様では、第１のセンサ３１５８は、ホール効果センサなどの磁気センサ、ひずみゲージ、圧力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光センサ、及び／又は任意の他の好適なセンサを備えてもよい。
【０２０４】
いくつかの態様では、エンドエフェクタ３１５０は、複数の二次センサ３１６０ａ、３１６０ｂを備える。二次センサ３１６０ａ、３１６０ｂは、エンドエフェクタ３１５０の１つ又は２つ以上のパラメータを検出するように構成されている。例えば、いくつかの態様では、二次センサ３１６０ａ、３１６０ｂは、クランプ処置の間にアンビル３１５２に及ぼされるひずみの振幅を測定するように構成されている。様々な態様では、二次センサ３１６０ａ、３１６０ｂは、ホール効果センサなどの磁気センサ、ひずみゲージ、圧力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光センサ、及び／又は任意の他の好適なセンサを備えてもよい。二次センサ３１６０ａ、３１６０ｂは、アンビル３１５２の異なる位置における１つ若しくは２つ以上の同一のパラメータ、アンビル３１５２の同一の位置における異なるパラメータ、及び／又はアンビル３１５２の異なる位置における異なるパラメータを測定するように構成されてもよい。
【０２０５】
図６２は、複数のセンサ３２０８ａ〜３２０８ｄを備えるエンドエフェクタ３２００の一態様を示している。エンドエフェクタ３２００は、顎部材３２０４に枢動可能に結合された、アンビル３２０２を備える。顎部材３２０４は、中にステープルカートリッジ３２０６を受け入れるように構成されている。アンビル３２０２は、その上に複数のセンサ３２０８ａ〜３２０８ｄを備える。複数のセンサ３２０８ａ〜３２０８ｄは、例えばアンビル３２０２など、エンドエフェクタ３２００の１つ又は２つ以上のパラメータを検出するように構成されている。複数のセンサ３２０８ａ〜３２０８ｄは、１つ若しくは２つ以上の同一のセンサ及び／又は異なるセンサを備えてもよい。複数のセンサ３２０８ａ〜３２０８ｄは、例えば、ホール効果センサなどの磁気センサ、ひずみゲージ、圧力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光センサ、及び／又は任意の他の好適なセンサ、あるいはそれらの組み合わせを備えてもよい。例えば、一態様では、複数のセンサ３２０８ａ〜３２０８ｄは複数のひずみゲージを備えてもよい。
【０２０６】
一態様では、複数のセンサ３２０８ａ〜３２０８ｄにより、堅牢な組織厚さ感知プロセスを実現することが可能になる。アンビル３２０２の長さに沿って様々なパラメータを検出することによって、複数のセンサ３２０８ａ〜３２０８ｄにより、食込み、例えば部分食込み又は完全食込みに関わらず、例えば外科用器具１０などの外科用器具が、顎部内における組織厚さを計算することが可能になる。いくつかの態様では、複数のセンサ３２０８ａ〜３２０８ｄは、複数のひずみゲージを備える。複数のひずみゲージは、アンビル３２０２の様々な点においてひずみを測定するように構成されている。アンビル３２０２の様々な点それぞれにおけるひずみの大きさ及び／又は勾配は、アンビル３２０２とステープルカートリッジ３２０６との間の組織の厚さを判断するのに使用することができる。複数のひずみゲージは、組織の厚さ、組織配置、及び／又は物質の特性を判断するため、クランプの力学に基づいて、大きさ及び／又は勾配の最大差を最適化するように構成されてもよい。クランプの間における複数のセンサ３２０８ａ〜３２０８ｄの時間ベースの監視によって、例えば一次プロセッサ２００６などのプロセッサが、アルゴリズム及びルックアップテーブルを利用して、組織特徴及びクランプ位置を認識し、エンドエフェクタ３２００、及び／又はアンビル３２０２とステープルカートリッジ３２０６との間にクランプされた組織を動的に調節することが可能になる。
【０２０７】
図６３は、複数のセンサ３２０８ａ〜３２０８ｄに基づいて１つ又は２つ以上の組織の特性を判定するプロセス３２２０の一態様を示す論理図である。一態様では、複数のセンサ３２０８ａ〜３２０８ｄは、エンドエフェクタ３２００の１つ又は２つ以上のパラメータを示す複数の信号を生成する（３２２２ａ〜３２２２ｄ）。複数の生成された信号は、デジタル信号に変換され（３２２４ａ〜３２２４ｄ）、プロセッサに提供される。例えば、複数のひずみゲージを含む一態様では、複数の電子μひずみ（微小ひずみ）変換回路が、ひずみゲージ信号をデジタル信号に変換する（３２２４ａ〜３２２４ｄ）。デジタル信号は、例えば一次プロセッサ２００６などのプロセッサに提供される。一次プロセッサ２００６は、複数の信号に基づいて、１つ又は２つ以上の組織特徴を判断する（３２２６）。一次プロセッサ２００６は、アルゴリズム及び／又はルックアップテーブルを適用することによって、１つ又は２つ以上の組織特徴を判定してもよい。１つ又は２つ以上の組織特徴は、例えば、外科用器具１０に埋め込まれたディスプレイ２０２６によって、操作者に対して表示される（３０２６）。
【０２０８】
図６４は、顎部材３２５４に結合された複数の二次センサ３２６０ａ〜３２６０ｄを備えるエンドエフェクタ３２５０の一態様を示している。エンドエフェクタ３２５０は、顎部材３２５４に枢動可能に結合された、アンビル３２５２を備える。アンビル３２５２は、例えば組織部分３２６４などの１つ又は２つ以上の物質を間にクランプするように、顎部材３２５４に対して移動可能である。顎部材３２５４は、ステープルカートリッジ３２５６を受け入れるように構成されている。第１のセンサ３２５８は、アンビル３２５２に結合されている。第１のセンサは、例えば、アンビル３２５２とステープルカートリッジ３２５６との間の間隙３１１０など、エンドエフェクタ３１５０の１つ又は２つ以上のパラメータを検出するように構成されている。間隙３１１０は、例えば、アンビル３２５２とステープルカートリッジ３２５６との間にクランプされた組織の厚さに相当してもよい。第１のセンサ３２５８は、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任意の好適なセンサを備えてもよい。例えば、様々な態様では、第１のセンサ３２５８は、ホール効果センサなどの磁気センサ、ひずみゲージ、圧力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光センサ、及び／又は任意の他の好適なセンサを備えてもよい。
【０２０９】
複数の二次センサ３２６０ａ〜３２６０ｄは、顎部材３２５４に結合されている。複数の二次センサ３２６０ａ〜３２６０ｄは、顎部材３２５４及び／又はステープルカートリッジ３２５６と一体的に形成されてもよい。例えば、一態様では、複数の二次センサ３２６０ａ〜３２６０ｄは、ステープルカートリッジ３２５６の外側列上に配設される（図６３を参照のこと）。複数の二次センサ３２６０ａ〜３２６０ｄは、エンドエフェクタ３２５０、及び／又はアンビル３２５２とステープルカートリッジ３２５６との間にクランプされる組織部分３２６４の１つ又は２つ以上のパラメータを検出するように構成されている。複数の二次センサ３２６０ａ〜３２６０ｄは、例えば、ホール効果センサなどの磁気センサ、ひずみゲージ、圧力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光センサ、及び／又は任意の他の好適なセンサ、あるいはそれらの組み合わせなど、エンドエフェクタ３２５０及び／又は組織部分３２６４の１つ又は２つ以上のパラメータを検出する、任意の好適なセンサを備えてもよい。複数の二次センサ３２６０ａ〜３２６０ｄは、同一のセンサ及び／又は異なるセンサを備えてもよい。
【０２１０】
いくつかの態様では、複数の二次センサ３２６０ａ〜３２６０ｄは、兼用のセンサ及び組織安定化要素を備える。複数の二次センサ３２６０ａ〜３２６０ｄは、例えばクランプ動作の間など、複数の二次センサ３２６０ａ〜３２６０ｄが組織部分３２６４と係合されたとき、安定化された組織状態を作り出すように構成された、電極及び／又は感知形状を備える。いくつかの態様では、複数の二次センサ３２６０ａ〜３２６０ｄのうち１つ又は２つ以上が、非感知型の組織安定化要素と置き換えられてもよい。二次センサ３２６０ａ〜３２６０ｄは、クランプ、ステープル留め、及び／又は他の治療プロセスの間の、組織フロー、ステープル形成、及び／又は他の組織状態を制御することによって、安定化された組織状態を作り出す。
【０２１１】
図６５は、中に一体的に形成された複数のセンサ３２７２ａ〜３２７２ｈを備えるステープルカートリッジ３２７０の一態様を示している。ステープルカートリッジ３２７０は、ステープルを中に格納する複数の穴を包含する複数の列を備える。外側列３２７８の穴のうちの１つ又は２つ以上が、複数のセンサ３２７２ａ〜３２７２ｈのうちの１つと置き換えられる。センサワイヤ３２７６ｂに結合されたセンサ３２７２ｆを示すため、切欠き部分３２７４が示されている。センサワイヤ３２７６ａ、３２７６ｂは、複数のセンサ３２７２ａ〜３２７２ｈを、例えば外科用器具１０など、外科用器具の１つ又は２つ以上の回路に結合する複数のワイヤを備えてもよい。いくつかの態様では、複数のセンサ３２７２ａ〜３２７２ｈのうち１つ又は２つ以上は、組織安定化を提供するように構成された電極及び／又は感知形状を有する、兼用のセンサ及び組織安定化要素を備える。いくつかの態様では、複数のセンサ３２７２ａ〜３２７２ｈは、複数の組織安定化要素と置き換えられ、かつ／又はそれと共同設置されてもよい。組織安定化は、例えば、クランプ及び／又はステープル留めプロセスの間の、組織フロー及び／又はステープル形成を制御することによって提供されてもよい。複数のセンサ３２７２ａ〜３２７２ｈは、外科用器具１０の１つ又は２つ以上の回路に信号を提供して、ステープル留め性能及び／又は組織厚さ感知のフィードバックを向上する。
【０２１２】
図６６は、例えば図６４に示されるエンドエフェクタ３２５０などのエンドエフェクタ内でクランプされた、組織部分３２６４の１つ又は２つ以上のパラメータを判定するプロセス３２８０の一態様を示す論理図である。一態様では、第１のセンサ３２５８は、エンドエフェクタ３２５０、及び／又はアンビル３２５２とステープルカートリッジ３２５６との間に位置する組織部分３２６４の、１つ又は２つ以上のパラメータを検出するように構成されている。第１の信号は、第１のセンサ３２５８によって生成される（３２８２）。第１の信号は、第１のセンサ３２５８によって検出される１つ又は２つ以上のパラメータを示す。１つ又は２つ以上の二次センサ３２６０は、エンドエフェクタ３２５０及び／又は組織部分３２６４の１つ又は２つ以上のパラメータを検出するように構成されている。二次センサ３２６０は、第１のセンサ３２５８と同じパラメータ、追加のパラメータ、又はそれとは異なるパラメータを検出するように構成されてもよい。二次信号３２８４は、二次センサ３２６０によって生成される。二次信号３２８４は、二次センサ３２６０によって検出される１つ又は２つ以上のパラメータを示す。第１の信号及び二次信号は、例えば一次プロセッサ２００６などのプロセッサによって提供される。一次プロセッサ２００６は、二次センサ３２６０によって生成される入力に基づいて、第１のセンサ３２５８によって生成される第１の信号を調節する（３２８６）。調節された信号は、例えば、組織部分３２６４の真の厚さ及び食込みの完全さを示してもよい。調節された信号は、例えば、外科用器具１０に埋め込まれたディスプレイ２０２６によって、操作者に対して表示される（３０２６）。
【０２１３】
図６７は、疑似信号を制限又は排除する固有のサンプリング速度を備える磁気センサ３３５８を備えるエンドエフェクタ３３５０の一態様を示している。エンドエフェクタ３３５０は、顎部材３３５４に枢動可能に結合されたアンビル、即ちアンビル３３５２を備える。顎部材３３５４は、中にステープルカートリッジ３３５６を受け入れるように構成されている。ステープルカートリッジ３３５６は、アンビル３３５２とステープルカートリッジ３３５６との間に位置する組織部分に送達されてもよい、複数のステープルを収容している。磁気センサ３３５８は、アンビル３３５２に結合されている。磁気センサ３３５８は、例えば、アンビル３３５２とステープルカートリッジ３３５６との間の間隙３３６４など、エンドエフェクタ３３５０の１つ又は２つ以上のパラメータを検出するように構成されている。間隙３３６４は、例えば組織部分などの物質の厚さ、及び／又はアンビル３３５２とステープルカートリッジ３３５６との間に位置する物質の食込みの完全さに相当してもよい。磁気センサ３３５８は、例えば、ホール効果センサなどの磁気センサ、ひずみゲージ、圧力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光センサ、及び／又は他の任意の好適なセンサなど、エンドエフェクタ３３５０の１つ又は２つ以上のパラメータを検出する、任意の好適なセンサを含んでもよい。
【０２１４】
一態様では、磁気センサ３３５８は、顎部材３３５４及び／又はステープルカートリッジ３３５６に結合された電磁波源３３６０によって生成される、磁場を検出するように構成された磁気センサを含む。電磁波源３３６０は、磁気センサ３３５８によって検出される磁場を生成する。検出された磁場の強度は、例えば、アンビル３３５２とステープルカートリッジ３３５６との間に位置する組織の厚さ及び／又は食込みの完全さに相当してもよい。いくつかの態様では、電磁波源３３６０は、例えば１ＭＨｚなど、既知の周波数で信号を生成する。他の態様では、電磁波源３３６０によって生成される信号は、例えば、顎部材３３５４に設置されたステープルカートリッジ３３５６のタイプ、１つ若しくは２つ以上の追加センサ、アルゴリズム、及び／又は１つ若しくは２つ以上のパラメータに基づいて、調節可能であってもよい。
【０２１５】
一態様では、信号プロセッサ３３６２は、例えばアンビル３３５２など、エンドエフェクタ３３５０に結合されている。信号プロセッサ３３６２は、磁気センサ３３５８によって生成される信号を処理して、疑似信号を排除し、磁気センサ３３５８からの入力を昇圧するように構成されている。いくつかの態様では、信号プロセッサ３３６２は、例えば、外科用器具１０のハンドル組立体１４内など、エンドエフェクタ３３５０とは別個に配置されてもよい。いくつかの態様では、信号プロセッサ３３６２は、例えば一次プロセッサ２００６など、一般プロセッサと一体的に形成され、かつ／又はそれによって実行されるアルゴリズムを含む。信号プロセッサ３３６２は、電磁波源３３６０によって生成される信号の周波数と実質的に等しい周波数で、磁気センサ３３５８の信号を処理するように構成されている。例えば、一態様では、電磁波源３３６０は１ＭＨｚの周波数で信号を生成する。信号は、磁気センサ３３５８によって検出される。磁気センサ３３５８は、信号プロセッサ３３６２に提供される、検出された磁場を示す信号を生成する。信号は、１ＭＨｚの周波数で信号プロセッサ３３６２によって処理されて、疑似信号が排除される。処理された信号は、例えば一次プロセッサ２００６などのプロセッサに提供される。一次プロセッサ２００６は、受信した信号を、例えば、アンビル３３５２とステープルカートリッジ３３５６との間の間隙３３６４など、エンドエフェクタ３３５０の１つ又は２つ以上のパラメータに相関させる。
【０２１６】
図６８は、例えば図４５に示されるエンドエフェクタ３３５０など、エンドエフェクタのアンビルとステープルカートリッジとの間に配置された組織部分の厚さ測定値を生成する、プロセス３３７０の一態様を示す論理図である。プロセス３３７０の一態様では、信号は、変調された電磁波源３３６０によって生成される（３３７２）。生成された信号は、例えば１ＭＨｚの信号を含んでもよい。磁気センサ３３５８は、電磁波源３３６０によって生成される信号を検出する（３３７４）ように構成されている。磁気センサ３３５８は、検出された磁界を示す信号を生成し、その信号を信号プロセッサ３３６２に提供する。信号プロセッサ３３６２は、信号を処理して（３３７６）、ノイズの除去、疑似信号の除去、及び／又は信号の昇圧を行う。処理された信号は、デジタル信号に変換する（３３７８）ため、アナログ・デジタル変換器に提供される。デジタル信号の校正（３３８０）は、例えば、校正曲線入力アルゴリズム及び／又はルックアップテーブルの適用によって実行されてもよい。処理（３３７６）、変換（３３７８）、及び校正（３３８０）は、１つ又は２つ以上の回路によって行われてもよい。校正された信号は、例えば、外科用器具１０と一体的に形成されたディスプレイ２０２６によって、ユーザに対して表示される（３０２６）。
【０２１７】
図６９Ａ及び６９Ｂは、圧力センサを備えるエンドエフェクタ３８００の一態様を示している。エンドエフェクタ３８００は、顎部材３８０４に枢動可能に結合されたアンビル、即ちアンビル３８０２を備える。顎部材３８０４は、中にステープルカートリッジ３８０６を受け入れるように構成されている。ステープルカートリッジ３８０６は、複数のステープルを備える。第１のセンサ３８０８は、遠位先端でアンビル３８０２に結合されている。第１のセンサ３８０８は、例えば、アンビル３８０２とステープルカートリッジ３８０６との間の距離、即ち間隙３８１４など、エンドエフェクタの１つ又は２つ以上のパラメータを検出するように構成されている。第１のセンサ３８０８は、例えば磁気センサなど、任意の好適なセンサを備えてもよい。磁石３８１０は、顎部材３８０４及び／又はステープルカートリッジ３８０６に結合されて、磁気信号を磁気センサに提供してもよい。
【０２１８】
いくつかの態様では、エンドエフェクタ３８００は、第２のセンサ３８１２を備える。第２のセンサ３８１２は、エンドエフェクタ３８００、及び／又は間に位置する組織部分の１つ又は２つ以上のパラメータを検出するように構成されている。第２のセンサ３８１２は、例えば１つ又は２つ以上の圧力センサなど、任意の好適なセンサを備えてもよい。第２のセンサ３８１２は、アンビル３８０２、顎部材３８０４、及び／又はステープルカートリッジ３８０６に結合されてもよい。第２のセンサ３８１２からの信号は、第１のセンサ３８０８の測定値を調節して、近位側及び／又は遠位側に位置付けられた部分食込みの真の圧縮された組織厚さを正確に表すように、第１のセンサの読み取り値を調節するために使用されてもよい。いくつかの態様では、第２のセンサ３８１２は、第１のセンサ３８０８に対する代理であってもよい。
【０２１９】
いくつかの態様では、第２のセンサ３８１２は、例えば、単一の連続圧力感知フィルム、及び／又は圧力感知フィルムのアレイを備えてもよい。第２のセンサ３８１２は、例えば、切断及び／又はステープル配備部材を受け入れるように構成されたスロット３８１６を被覆する、中心軸に沿って、ステープルカートリッジ３８０６のデッキに結合されている。第２のセンサ３８１２は、クランプ処置の間、組織によって印加される圧力の大きさを示す信号を提供する。切断及び／又は配備部材を発射する間、第２のセンサ３８１２からの信号は、例えば、第２のセンサ３８１２と１つ又は２つ以上の回路との間の電気接続を切断することによって断絶されてもよい。いくつかの態様では、第２のセンサ３８１２の断絶された回路は、使用済みステープルカートリッジ３８０６を示してもよい。他の態様では、第２のセンサ３８１２は、切断及び／又は配備部材の配備が第２のセンサ３８１２に対する接続を断絶しないように位置付けられてもよい。
【０２２０】
図７０は、ステープルカートリッジ３８０６と顎部材３８０４との間に位置する第２のセンサ３８６２を備えるエンドエフェクタ３８５０の一態様を示している。エンドエフェクタ３８５０は、顎部材３８５４に枢動可能に結合されたアンビル、即ちアンビル３８５２を備える。顎部材３８５４は、中にステープルカートリッジ３８５６を受け入れるように構成されている。第１のセンサ３８５８は、遠位先端でアンビル３８５２に結合されている。第１のセンサ３８５８は、例えば、アンビル３８５２とステープルカートリッジ３８５６との間の距離、即ち間隙３８６４など、エンドエフェクタ３８５０の１つ又は２つ以上のパラメータを検出するように構成されている。第１のセンサ３８５８は、例えば磁気センサなど、任意の好適なセンサを備えてもよい。磁石３８６０は、顎部材３８５４及び／又はステープルカートリッジ３８５６に結合されて、磁気信号を磁気センサに提供してもよい。いくつかの態様では、エンドエフェクタ３８５０は、ステープルカートリッジ３８５６と顎部材３８５４との間に位置する点を除いて、図６９Ａ〜６９Ｂの第２のセンサ３８１２に全ての点で類似している、第２のセンサ３８６２を備える。
【０２２１】
図７１は、図６９Ａ〜６９Ｂ又は図７０による、エンドエフェクタ３８００又は３８５０内でクランプされた組織部分の厚さを判定し表示するプロセス３８７０の一態様を示す論理図である。プロセスは、例えば、アンビル３８０２の遠位先端に位置するホール効果センサを通して、ホール効果電圧３８７２を得ることを含む。ホール効果電圧３８７２は、アナログ・デジタル変換器３８７６に提供され、デジタル信号に変換される。デジタル信号は、例えば一次プロセッサ２００６などのプロセスに提供される。一次プロセッサ２００６は、ホール効果電圧３８７２信号の曲線入力を校正する（３８７４）。例えば第２のセンサ３８１２などの圧力センサは、例えば、エンドエフェクタ３８００内にクランプされた組織に対してアンビル３８０２が及ぼしている圧力の量など、例えばエンドエフェクタ３８００の１つ又は２つ以上のパラメータを測定する（３８８０）ように構成されている。いくつかの態様では、圧力センサは、単一の連続圧力感知フィルム、及び／又は圧力感知フィルムのアレイを備えてもよい。したがって、圧力センサは、エンドエフェクタ３８００の近位端と遠位端との間の異なる位置における測定圧力のばらつきを判断するように動作可能であってもよい。測定された圧力は、例えば一次プロセッサ２００６などのプロセッサに提供される。一次プロセッサ２００６は、圧力センサ３８８０によって測定された圧力に応答して、１つ若しくは２つ以上のアルゴリズム及び／又はルックアップテーブルを使用して、例えばアンビル３８０２とステープルカートリッジ３８０６との間にクランプされた組織の厚さをより正確に反映するように、ホール効果電圧３８７２を調節する（３８８２）。調節された厚さは、例えば、外科用器具１０に埋め込まれたディスプレイ２０２６によって、操作者に対して表示される（３８７８）。
【０２２２】
図７２は、ステープルカートリッジ３９０６と細長いチャネル３９０４との間に位置する複数の第２のセンサ３１９２ａ〜３１９２ｂを備えるエンドエフェクタ３９００の一態様を示している。エンドエフェクタ３９００は、顎部材又は細長いチャネル３９０４に枢動可能に結合されたアンビル３９０２を備える。細長いチャネル３９０４は、ステープルカートリッジ３９０６を中に受け入れるように構成されている。アンビル３９０２は、遠位先端に配置された第１のセンサ３９０８を更に備える。第１のセンサ３９０８は、例えば、アンビル３９０２とステープルカートリッジ３９０６との間の距離、即ち間隙など、エンドエフェクタ３９００の１つ又は２つ以上のパラメータを検出するように構成されている。第１のセンサ３９０８は、例えば磁気センサなど、任意の好適なセンサを備えてもよい。磁石３９１０は、細長いチャネル３９０４及び／又はステープルカートリッジ３９０６に結合されて、磁気信号を第１のセンサ３９０８に提供してもよい。いくつかの態様では、エンドエフェクタ３９００は、ステープルカートリッジ３９０６と細長いチャネル３９０４との間に位置する、複数の第２のセンサ３９１２ａ〜３９１２ｃを備える。第２のセンサ３９１２ａ〜３９１２ｃは、例えば圧電抵抗圧力フィルムストリップなど、任意の好適なセンサを備えてもよい。いくつかの態様では、第２のセンサ３９１２ａ〜３９１２ｃは、エンドエフェクタ３９００の遠位端と近位端との間で均一に分配されてもよい。
【０２２３】
いくつかの態様では、第２のセンサ３９１２ａ〜３９１２ｃからの信号は、第１のセンサ３９０８の測定値を調節するために使用されてもよい。例えば、第２のセンサ３９１２ａ〜３９１２ｃからの信号は、アンビル３９０２とステープルカートリッジ３９０６との間の組織３９２０の位置及び／又は密度に応じて、エンドエフェクタ３９００の遠位端と近位端との間で変動することがある、アンビル３９０２とステープルカートリッジ３９０６との間の間隙を正確に表すように、第１のセンサ３９０８の読み取り値を調節するために使用されてもよい。図１１は、組織３９２０の部分食込みの一例を示している。この例の目的に対して示されるように、組織は、エンドエフェクタ３９００の近位側領域にのみ配置されて、エンドエフェクタ３９００の近位側領域付近に高圧３９１８領域を、またそれに対応してエンドエフェクタの遠位端付近に低圧３９１６領域を作り出している。
【０２２４】
図７３Ａ及び７３Ｂは、組織３９２０の完全食込み対部分食込みの影響を更に示している。図７３Ａは、組織３９２０が均一な密度である、組織３９２０の完全食込みを含むエンドエフェクタ３９００を示している。組織３９２０の完全食込みが均一な密度であることで、エンドエフェクタ３９００の遠位先端における測定された第１の間隙３９１４ａは、エンドエフェクタ３９００の中央又は近位端における測定された第２の間隙３９２２ａとほぼ同じであってもよい。例えば、第１の間隙３９１４ａは２．４ｍｍを測定してよく、第２の間隙は２．３ｍｍを測定してよい。図７３Ｂは、組織３９２０の部分食込み、あるいは不均一な密度の組織３９２０の完全食込みを含むエンドエフェクタ３９００を示す。この場合、第１の間隙３９１４ｂは、組織３９２０の最も厚い又は最も高密度の部分で測定した第２の間隙３９２２ｂ未満であってもよい。例えば、第１の間隙は１．０ｍｍを測定してよく、第２の間隙は１．９ｍｍを測定してよい。図７３Ａ〜７３Ｂに示される状態では、例えば、エンドエフェクタ３９００の長さに沿った異なる点で測定された圧力など、第２のセンサ３９１２ａ〜３９１２ｃからの信号は、組織３９２０の配置及び／又は組織３９２０の物質の特性を判定するため、器具によって用いられてもよい。器具は、経時的に測定された圧力を使用して組織特徴及び組織の位置を認識し、組織厚さの測定値を動的に調節するように、更に動作可能であってもよい。
【０２２５】
図７４は、切断部材又はナイフ４０６２の位置を判定するように構成されているエンドエフェクタ４０５０の一態様を示している。エンドエフェクタ４０５０は、顎部材又は細長いチャネル４０５４に枢動可能に結合されたアンビル４０５２を備える。細長いチャネル４０５４は、ステープルカートリッジ４０５６を中に受け入れるように構成されている。ステープルカートリッジ４０５６は、スロット（図示せず）と、その中に配置される切断部材又はナイフ４０６２とを更に備える。ナイフ４０６２は、ナイフバー４０６４に動作可能に結合されている。ナイフバー４０６４は、ナイフ４０６２をスロットの近位端から遠位端まで移動させるように動作可能である。エンドエフェクタ４０５０は、スロットの近位端付近に位置する光センサ４０６０を更に備えてもよい。光センサは、例えば一次プロセッサ２００６などのプロセッサに結合されてもよい。光センサ４０６０は、ナイフバー４０６４に向かって光信号を放出するように動作可能であってもよい。ナイフバー４０６４は、その長さに沿ってコードストリップ４０６６を更に備えてもよい。コードストリップ４０６６は、カットアウト、切欠き、反射片、又は光学読み取り可能な他の任意の構成を含んでもよい。コードストリップ４０６６は、光センサ４０６０からの光信号がコードストリップ４０６６に反射するか、又はそれを通るように配置される。ナイフ４０６２及びナイフバー４０６４がスロット４０５８に沿って移動する（４０６８）につれて、光センサ４０６０は、コードストリップ４０６６に結合された放出光信号の反射を検出する。光センサ４０６０は、検出された信号を一次プロセッサ２００６に通信するように動作可能であってもよい。一次プロセッサ２００６は、検出された信号を使用して、ナイフ４０６２の位置を判定するように構成されてもよい。ナイフ４０６２の位置は、検出された光信号が漸進的な上昇及び下降を有するようにコードストリップ４０６６を設計することによって、より精密に感知されてもよい。
【０２２６】
図７５は、赤色ＬＥＤ４０７０及び赤外線ＬＥＤ４０７２を備える、動作中のコードストリップ４０６６の一例を示している。この例のみの目的のため、コードストリップ４０６６は、カットアウトを備える。コードストリップ４０６６が移動する（４０６８）につれて、赤色ＬＥＤ４０７０によって放出される光は、カットアウトがその前を通るので遮断される。したがって、赤外線ＬＥＤ４０７２は、コードストリップ４０６６の運動を検出し、したがって転じて、ナイフ４０６２の運動を検出する。
【０２２７】
図７６は、外科用器具１０のエンドエフェクタ３００の部分図を示している。図７６に示される例示の形態では、エンドエフェクタ３００は、多くの点で外科用ステープルカートリッジ３０４（図１５）に類似しているステープルカートリッジ１１００を備える。エンドエフェクタ３００のいくつかの部品は、本開示をより明瞭に理解できるように省略されている。特定の例では、エンドエフェクタ３００は、例えばアンビル３０６（図２０）などの第１の顎部と、例えば細長いチャネル１９８（図１４）などの第２の顎部とを含んでもよい。特定の例では、上述したように、例えば、細長いチャネル１９８は、例えば外科用ステープルカートリッジ３０４又は外科用ステープルカートリッジ１１００など、ステープルカートリッジを収容してもよい。ステープルカートリッジ１１００とアンビル３０６との間で組織を捕捉するため、細長いチャネル１９８及びアンビル３０６の少なくとも一方は、細長いチャネル１９８及びアンビル３０６の他方に対して移動可能であってもよい。細長いチャネル１９８及び／又はアンビル３０６の、例えば開放構成（図１）と閉鎖構成（図７７）との間での運動を容易にする、様々な作動組立体が本明細書に記載されている。
【０２２８】
特定の例では、上述したように、Ｅ型梁１７８を遠位側に前進させて、ステープル１９１を捕捉された組織内に配備し、かつ／又は切刃１８２を複数の位置の間で前進させて、捕捉された組織に係合し切断することができる。図７６に示されるように、切刃１８２を、例えばスロット１９３によって画定される経路に沿って、遠位側に前進させることができる。特定の例では、切刃１８２を、ステープルカートリッジ１１００の近位部分１１０３から、ステープルカートリッジ１１００の遠位部分１１０５まで前進させて、捕捉された組織を切断することができる。特定の例では、例えば、Ｅ型梁１７８を近位側に後退させることによって、切刃１８２を、遠位部分１１０５から近位部分１１０３まで近位側に後退させることができる。
【０２２９】
特定の例では、切刃１８２を用いて、複数の処置においてエンドエフェクタ３００によって捕捉された組織を切断することができる。切刃１８２を繰り返し使用することが切刃１８２の鋭さに影響し得ることが、読者には理解されるであろう。また、切刃１８２の鋭さが減少するにつれて、切刃１８２を用いて捕捉された組織を切断するのに要する力が増加し得ることが、読者には理解されるであろう。図７８〜８３を参照すると、特定の例では、外科用器具１０は、例えば、外科的処置における外科用器具１０の動作の間、動作の前、及び／又は動作の後に、切刃１８２の鋭さを監視する回路１１０６（図７８）を備えてもよい。特定の例では、捕捉された組織を切断するために切刃１８２を利用する前に、回路１１０６を用いて、切刃１８２の鋭さを試験することができる。特定の例では、捕捉された組織を切断するために切刃１８２が使用された後、回路１１０６を用いて、切刃１８２の鋭さを試験することができる。特定の例では、捕捉された組織を切断するために切刃１８２が使用される前、及び使用された後、回路１１０６を用いて、切刃１８２の鋭さを試験することができる。特定の例では、回路１１０６を用いて、近位部分１１０３及び／又は遠位部分１１０５における切刃１８２の鋭さを試験することができる。
【０２３０】
図７８〜８３を参照すると、回路１１０６は、例えば光センサ１１０８など、１つ又は２つ以上のセンサを含んでもよく、回路１１０６の光センサ１１０８を用いて、例えば切刃１８２の反射能力を試験することができる。特定の例では、切刃１８２が光を反射する能力は、切刃１８２の鋭さと相関してもよい。換言すれば、切刃１８２の鋭さの減少により、切刃１８２が光を反射する能力が減少することがある。したがって、特定の例では、例えば切刃１８２から反射される光の強度を監視することによって、切刃１８２の鈍りを評価することができる。特定の例では、光センサ１１０８は、光感知領域を画定してもよい。光センサ１１０８は、例えば、光感知領域が切刃１８２の経路内に配設されるように配向することができる。光センサ１１０８を用いて、例えば切刃１８２が光感知領域内にある状態で、切刃１８２から反射される光を感知してもよい。閾値を超えた反射光の強度の減少は、切刃１８２の鋭さが許容可能なレベルを超えて減少していることを示す場合がある。
【０２３１】
図７８〜８３を再び参照すると、回路１１０６は、例えば光源１１１０など、１つ又は２つ以上の光源を含んでもよい。特定の例では、回路１１０６は、図７８〜８３に示されるように、光センサ１１０８に動作可能に結合されてもよい、コントローラ１１１２（「マイクロコントローラ」）を含んでもよい。特定の例では、コントローラ１１１２は、プロセッサ１１１４（「マイクロプロセッサ」）と、１つ若しくは２つ以上のコンピュータ可読媒体又はメモリ１１１６（「メモリユニット」）とを含んでもよい。特定の例では、メモリ１１１６は、様々なプログラム命令を記憶してもよく、それが実行されると、プロセッサ１１１４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１１１６は、例えばプロセッサ１１１４に結合されてもよい。電源１１１８は、例えば、コントローラ１１１２、光センサ１１０８、及び／又は光源１１１０に電力を供給するように構成することができる。特定の例では、電源１１１８は、例えばＬｉ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１０に電力を供給するため、ハンドル組立体１４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が、電源４４２８として使用されてもよい。特定の例において、電源１１１８は、例えば、交換可能及び／又は充電式であってもよい。
【０２３２】
コントローラ１１１２及び／又は本開示の他のコントローラは、集積型及び／若しくは個々のハードウェア要素、ソフトウェア要素、並びに／又は両方の組み合わせを使用して実装されてもよい。集積型ハードウェア要素の例としては、プロセッサ、マイクロプロセッサ、コントローラ、集積回路、ＡＳＩＣ、ＰＬＤ、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、論理ゲート、レジスタ、半導体素子、チップ、マイクロチップ、チップセット、コントローラ、ＳｏＣ、及び／又はＳＩＰが挙げられ得る。個々のハードウェア要素の例としては、論理ゲート、電界効果トランジスタ、バイポーラトランジスタ、抵抗、コンデンサ、インダクタ、及び／若しくはリレーなど、回路並びに／又は回路素子が挙げられ得る。特定の例では、コントローラ１１１２は、例えば、１つ又は２つ以上の基板上に離散的及び集積型の回路素子又は構成要素を含むハイブリッド回路を含んでもよい。特定の例では、コントローラ１１１２及び／又は本開示の他のコントローラは、図１４〜１７Ｂに関連して記載されるように、シングルコア又はマルチコアコントローラのＬＭ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲであってよい。
【０２３３】
特定の例では、光源１１１０を用いて、例えば、光感知領域内の切刃１８２に方向付けることができる光を放出することができる。光センサ１１０８は、光源１１１０によって放出される光に対する曝露に応答して、光感知領域内にある状態で切刃１８２から反射される光の強度を測定するのに用いられてもよい。特定の例では、プロセッサ１１１４は、反射光の測定された強度の１つ又は２つ以上の値を受信してもよく、反射光の測定された強度の１つ又は２つ以上の値を、例えばメモリ１１１６に格納してもよい。格納された値は、例えば、外科用器具１０によって行われる複数の外科的処置の前、後、及び／又はその間に、検出及び／又は記録することができる。
【０２３４】
特定の例では、プロセッサ１１１４は、反射光の測定された強度を、例えばメモリ１１１６に格納されてもよい、事前定義された閾値と比較してもよい。特定の例では、コントローラ１１１２は、測定された光強度が、例えば１％、５％、１０％、２５％、５０％、１００％、及び／又は１００％超、事前定義された閾値を超過した場合に、切刃１８２の鋭さが許容可能なレベルを下回っていると結論付けてもよい。特定の例では、プロセッサ１１１４を用いて、光感知領域内にある状態の切刃１８２から反射した光の測定された強度の格納値における、減少傾向を検出することができる。
【０２３５】
特定の例では、外科用器具１０は、例えばフィードバックシステム１１２０など、１つ又は２つ以上のフィードバックシステムを含んでもよい。特定の例では、プロセッサ１１１４は、フィードバックシステム１１２０を用いて、光感知領域内にある状態で切刃１８２から反射した光の測定された光強度が、例えば格納された閾値を超えた場合、ユーザに警告することができる。特定の例では、フィードバックシステム１１２０は、例えば表示画面、バックライト、及び／又はＬＥＤなど、１つ又は２つ以上の視覚フィードバックシステムを備えてもよい。特定の例では、フィードバックシステム１１２０は、例えばスピーカ及び／又はブザーなど、１つ又は２つ以上の音声フィードバックシステムを備えてもよい。特定の例では、フィードバックシステム１１２０は、例えば、１つ又は２つ以上の触覚フィードバックシステムを備えてもよい。特定の例では、フィードバックシステム１１２０は、例えば、視覚、音声、及び／又は触覚フィードバックシステムの組み合わせを備えてもよい。
【０２３６】
特定の例では、外科用器具１０は、切刃１８２の前進を防止するために用いることができる、発射ロックアウトメカニズム１１２２を備えてもよい。様々な好適な発射ロックアウトメカニズムが、米国特許出願公開第２０１４／０００１２３１号、発明の名称「ＦＩＲＩＮＧ  ＳＹＳＴＥＭ  ＬＯＣＫＯＵＴ  ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ  ＦＯＲ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ」に更に詳細に記載されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。特定の例では、図７８に示されるように、プロセッサ１１１４を発射ロックアウトメカニズム１１２２に動作可能に結合することができ、プロセッサ１１１４は、切刃１８２から反射した光の測定された強度が、例えば格納された閾値を超えたと判定された場合に、発射ロックアウトメカニズム１１２２を用いて切刃１８２の前進を防止してもよい。換言すれば、プロセッサ１１１４は、切刃がエンドエフェクタ３００によって捕捉された組織を切断するのに十分に鋭くない場合に、発射ロックアウトメカニズム１１２２を起動してもよい。
【０２３７】
特定の例では、光センサ１１０８及び光源１１１０を、交換式シャフト組立体２００の遠位部分に収容することができる。特定の例では、切刃１８２の鋭さは、切刃１８２をエンドエフェクタ３００内へと遷移させる前に、上述したように、光センサ１１０８によって評価することができる。発射バー１７２（図１４）は、切刃１８２が交換式シャフト組立体２００内にあり、例えばエンドエフェクタ３００に入る前に、光センサ１１０８によって画定される光感知領域を通して、切刃１８２を前進させてもよい。特定の例では、切刃１８２の鋭さは、切刃１８２をエンドエフェクタ３００から近位側に後退させた後に、光センサ１１０８によって評価することができる。発射バー１７２（図１４）は、例えば、切刃１８２をエンドエフェクタ３００から交換式シャフト組立体２００内へと後退させた後、光センサ１１０８によって画定される光感知領域を通して、切刃１８２を後退させてもよい。
【０２３８】
特定の例では、光センサ１１０８及び光源１１１０は、例えば、ステープルカートリッジ１１００の近位側であることができる、エンドエフェクタ３００の近位部分に収容することができる。切刃１８２の鋭さは、例えば、切刃１８２をエンドエフェクタ３００内へと遷移させた後、ただしステープルカートリッジ１１００を係合する前に、光センサ１１０８によって評価することができる。特定の例では、発射バー１７２（図１４）は、例えば、切刃１８２がエンドエフェクタ３００内にある状態で、ただしステープルカートリッジ１１００を係合する前に、光センサ１１０８によって画定される光感知領域を通して切刃１８２を前進させてもよい。
【０２３９】
様々な例では、切刃１８２の鋭さは、切刃１８２を発射バー１７２によってスロット１９３を通して前進させるにつれて、光センサ１１０８によって評価することができる。図７８〜８３に示されるように、光センサ１１０８及び光源１１１０は、例えば、ステープルカートリッジ１１００の近位部分１１０３に収容することができ、切刃１８２の鋭さは、例えば、近位部分１１０３において光センサ１１０８によって評価することができる。発射バー１７２（図１４）は、例えば、切刃１８２がステープルカートリッジ１１００とアンビル３０６との間に捕捉された組織を係合する前に、近位部分１１０３で光センサ１１０８によって画定される光感知領域を通して、切刃１８２を前進させてもよい。特定の例では、図７８〜８３に示されるように、光センサ１１０８及び光源１１１０は、例えば、ステープルカートリッジ１１００の遠位部分１１０５に収容することができる。切刃１８２の鋭さは、遠位部分１１０５で光センサ１１０８によって評価することができる。特定の例では、発射バー１７２（図１４）は、例えば、切刃１８２がステープルカートリッジ１１００とアンビル３０６との間に捕捉された組織を貫通した後に、遠位部分１１０５で光センサ１１０８によって画定される光感知領域を通して、切刃１８２を前進させてもよい。
【０２４０】
図７６を再び参照すると、ステープルカートリッジ１１００は、例えば、複数の光センサ１１０８及び複数の対応する光源１１１０を備えてもよい。特定の例では、光センサ１１０８及び光源１１１０の対を、例えば、ステープルカートリッジ１１００の近位部分１１０３に収容することができ、光センサ１１０８及び光源１１１０の対を、例えば、ステープルカートリッジ１１００の遠位部分１１０５に収容することができる。かかる例では、切刃１８２の鋭さは、例えば、１回目は組織を係合する前に近位部分１１０３で、また例えば、２回目は捕捉された組織を貫通した後に遠位部分１１０５で評価することができる。
【０２４１】
光センサ１１０８が、外科的処置の間に複数回、切刃１８２の鋭さを評価してもよいことが、読者には理解されるであろう。例えば、切刃の鋭さは、１回目は発射行程において切刃１８２がスロット１９３を通って前進する間に、また例えば、２回目は復帰行程において切刃１８２がスロット１９３を通って後退する間に評価することができる。換言すれば、例えば、光感知領域を通して切刃を前進させるときに一度、また光感知領域を通して切刃１８２を後退させるときに一度、切刃１８２から反射する光を光センサ１１０８によって測定することができる。
【０２４２】
プロセッサ１１１４が、切刃１８２から反射した光の強度の複数の読み取り値を、光センサ１１０８の１つ又は２つ以上から受信してもよいことが、読者には理解されるであろう。特定の例では、プロセッサ１１１４は、例えば、アウトライアーを破棄し、複数の読み取り値から平均読み取り値を計算するように構成されてもよい。特定の例では、例えば、平均読み取り値をメモリ１１１６に格納された閾値と比較することができる。特定の例では、プロセッサ１１１４は、例えば、計算された平均読み取り値がメモリ１１１６に格納された閾値を超えた場合、フィードバックシステム１１２０を通してユーザに警告し、かつ／又は発射ロックアウトメカニズム１１２２を起動させるように構成されてもよい。
【０２４３】
特定の例では、図７７、７９、及び８０に示されるように、光センサ１１０８及び光源１１１０の対を、ステープルカートリッジ１１００の反対側に位置付けることができる。換言すれば、光センサ１１０８を、例えばスロット１９３の第１の側１１２４に位置付けることができ、光源１１１０を、例えばスロット１９３の第１の側１１２４とは反対の第２の側１１２６に位置付けることができる。特定の例では、光センサ１１０８及び光源１１１０の対を、図７７に示されるように、ステープルカートリッジ１１００を横断する面内に実質的に配設することができる。光センサ１１０８及び光源１１１０の対は、例えば、ステープルカートリッジ１１００を横断する面上に位置付けられる、又は少なくとも実質的に位置付けられる、光感知領域を画定するように配向することができる。代替的に、光センサ１１０８及び光源１１１０の対は、図８０に示されるように、例えば、ステープルカートリッジ１１００を横断する面に近接して位置付けられる、光感知領域を画定するように配向することができる。
【０２４４】
特定の例では、光センサ１１０８及び光源１１１０の対は、ステープルカートリッジ１１００の同じ側に位置付けることができる。換言すれば、図８１に示されるように、光センサ１１０８及び光源１１１０の対は、スロット１９３を通して切刃１８２を前進させる際に、切刃１８２の第１の側、例えば面１１２８上に位置付けることができる。かかる例では、光源１１１０は、切刃１８２の面１１２８に光を方向付けるように配向することができ、光センサ１１０８によって測定される、面１１２８から反射する光の強度は、面１１２８の鋭さを表してもよい。
【０２４５】
特定の例では、図８２に示されるように、光センサ１１０８及び光源１１１０の第２の対を、切刃１８２の第２の側、例えば面１１３０上に位置付けることができる。第２の対は、面１１３０の鋭さを評価するために用いることができる。例えば、第２の対の光源１１１０は、切刃１８２の面１１３０に光を方向付けるように配向することができ、第２の対の光センサ１１０８によって測定される、面１１３０から反射する光の強度は、面１１３０の鋭さを表してもよい。特定の例では、プロセッサは、例えば、切刃１８２の面１１２８及び１１３０から反射する光の測定された強度に基づいて、切刃１８２の鋭さを見積もるように構成することができる。
【０２４６】
特定の例では、図７７に示されるように、光センサ１１０８及び光源１１１０の対は、ステープルカートリッジ１１００の遠位部分１１０５に収容することができる。図８１に示されるように、光センサ１１０８は、例えば、スロット１９３を通る切刃１８２の経路に沿って長手方向に延在する軸ＬＬに位置付けるか、又は少なくとも実質的に位置付けることができる。それに加えて、光源１１１０は、例えば、切刃を光源１１１０に向かって前進させる際に、切刃１８２の遠位側に位置付け、光を切刃１８２に方向付けるように配向することができる。更に、光センサ１１０８は、図８１に示されるように、軸ＬＬと交差する軸ＡＡに沿って位置付けるか、又は少なくとも実質的に位置付けることができる。特定の例では、例えば、軸ＡＡは軸ＬＬに対して垂直であってもよい。いずれの場合も、光センサ１１０８は、例えば、軸ＬＬ及び軸ＡＡの交点に光感知領域を画定するように配向することができる。
【０２４７】
外科用器具１０と関連して本明細書に記載する光センサ及びそれに対応する光源の位置、配向、及び／又は数は、例示を目的とした例示的態様であることが、読者には理解されるであろう。光センサ及び光源の他の様々な配置を、本開示によって用いて、切刃１８２の鋭さを評価することができる。
【０２４８】
エンドエフェクタ３００によって捕捉された組織を通して切刃１８２を前進させることで、外科用器具１０の各発射の間に、組織残屑及び／又は体液を、切刃に回収させ得ることが、読者には理解されるであろう。かかる残屑は、回路１１０６が切刃１８２の鋭さを正確に評価する能力に干渉することがある。特定の例では、外科用器具１０は、例えば、切刃１８２の鋭さを評価する前に切刃１８２を洗浄するために用いることができる、１つ又は２つ以上の洗浄メカニズムを装備することができる。
【０２４９】
図７６を参照すると、特定の例では、ステープルカートリッジ１１００は、例えば、ステープルカートリッジ１１００の近位部分１１０３に収容することができる、光センサ１１０８及び光源１１１０の第１の対を含んでもよい。更に、図７６に示されるように、ステープルカートリッジ１１００は、スロット１９３の反対側の近位部分１１０３に収容することができる、洗浄部材１１３２の第１の対を含んでもよい。洗浄部材１１３２の第１の対は、例えば、光センサ１１０８及び光源１１１０の第１の対の遠位側に位置付けることができる。図７６に示されるように、ステープルカートリッジ１１００は、例えば、ステープルカートリッジ１１００の遠位部分１１０５に収容することができる、光センサ１１０８及び光源１１１０の第２の対を含んでもよい。図７６に示されるように、ステープルカートリッジ１１００は、スロット１９３の反対側の遠位部分１１０５に収容することができる、洗浄部材１１３２の第２の対を含んでもよい。洗浄部材１１３２の第２の対は、光センサ１１０８及び光源１１１０の第２の対の近位側に位置付けることができる。
【０２５０】
上記に加えて更に、図７６に示されるように、切刃１８２を発射行程で遠位側に前進させて、エンドエフェクタ３００によって捕捉された組織を切断してもよい。切刃を前進させる際、例えば、切刃１８２による組織係合の前に、切刃１８２の鋭さの第１の評価を、光センサ１１０８及び光源１１１０の第１の対によって行うことができる。切刃１８２の鋭さの第２の評価は、例えば、切刃１８２が捕捉された組織を切除した後、光センサ１１０８及び光源１１１０の第２の対によって行うことができる。切刃１８２は、切刃１８２の鋭さの第２の評価の前に、洗浄部材１１３２の第２の対を通して前進させて、捕捉された組織を切除する間に切刃１８２によって回収されたいかなる残屑を除去してもよい。
【０２５１】
上記に加えて更に、図７６に示されるように、切刃１８２は、復帰行程で近位側に後退させてもよい。切刃を後退させる際、切刃１８２の鋭さの第３の評価を、復帰行程の間に光センサ１１０８及び光源１１１０の第１の対によって行うことができる。切刃１８２は、切刃１８２の鋭さの第３の評価の前に、洗浄部材１１３２の第１の対を通して後退させて、例えば、捕捉された組織を切除する間に、切刃１８２によって回収されたいかなる残屑を除去してもよい。
【０２５２】
特定の例では、１つ又は２つ以上の光源１１１０は、１つ又は２つ以上の光ファイバケーブルを備えてもよい。特定の例では、１つ又は２つ以上の可撓性回路１１３４を用いて、エネルギーを電源１１１８から光センサ１１０８及び／又は光源１１１０に伝達することができる。特定の例では、可撓性回路１１３４は、例えば、光センサ１１０８の読み取り値の１つ又は２つ以上をコントローラ１１１２に伝達するように構成されてもよい。
【０２５３】
次に図８４を参照すると、ステープルカートリッジ４３００が示されているが、ステープルカートリッジ４３００は、多くの点で外科用ステープルカートリッジ３０４（図１４）に類似している。例えば、ステープルカートリッジ４３００は、エンドエフェクタ３００と共に用いることができる。特定の例では、図８４に示されるように、ステープルカートリッジ４３００は、切刃１８２の鋭さを試験するために用いることができる、鋭さ試験部材４３０２を備えてもよい。特定の例では、鋭さ試験部材４３０２は、例えば、ステープルカートリッジ４３００のカートリッジ本体１９４に取り付け、かつ／又はそれと一体化することができる。特定の例では、鋭さ試験部材４３０２は、例えば、ステープルカートリッジ４３００の近位部分１１０３に配設することができる。特定の例では、図８４に示されるように、鋭さ試験部材４３０２は、例えば、ステープルカートリッジ４３００のカートリッジデッキ４３０４上に配設することができる。
【０２５４】
特定の例では、図８４に示されるように、鋭さ試験部材４３０２は、ステープルカートリッジ４３００のスロット１９３を横切って延在して、例えば、スロット１９３によって画定される間隙を橋渡しするか、又は少なくとも部分的に橋渡しすることができる。特定の例では、鋭さ試験部材４３０２は、切刃１８２の経路を遮断するか、又は少なくとも部分的に遮断してもよい。切刃１８２は、例えば、発射行程の間に切刃１８２を前進させるにつれて、鋭さ試験部材４３０２を係合、切断、及び／又は通過してもよい。特定の例では、切刃１８２は、例えば、発射行程においてエンドエフェクタ３００に捕捉された組織を係合する前に、鋭さ試験部材４３０２を係合、切断、及び／又は通過するように構成されてもよい。特定の例では、切刃１８２は、鋭さ試験部材４３０２の近位端４３０６で鋭さ試験部材４３０２を係合し、例えば、鋭さ試験部材４３０２の遠位端４３０８で、鋭さ試験部材４３０２を出て、かつ／又はそれを係脱するように構成されてもよい。特定の例では、切刃１８２は、例えば、発射行程の間に切刃１８２を前進させるにつれて、近位端４３０６と遠位端４３０８との間の距離（Ｄ）で、鋭さ試験部材４３０２を通って移動及び／又は切断することができる。
【０２５５】
主に図８４及び８５を参照すると、外科用器具１０は、例えば、切刃１８２の鋭さを試験するための回路４３１０を備えてもよい。特定の例では、回路４３１０は、鋭さ試験部材４３０２を通して切刃１８２を前進させる能力を試験することによって、切刃１８２の鋭さを評価することができる。例えば、回路４３１０は、切刃１８２が鋭さ試験部材４３０２の少なくとも既定部分を完全に横断する、かつ／又は完全に通過するのにかかる期間を観察するように構成することができる。観察された期間が既定の閾値を超過する場合、回路４３１０は、例えば、切刃１８２の鋭さが許容可能なレベルを下回っていると結論付けてもよい。
【０２５６】
特定の例では、回路４３１０は、プロセッサ４３１４（「マイクロプロセッサ」）と、１つ若しくは２つ以上のコンピュータ可読媒体又はメモリユニット４３１６（「メモリ」）とを含んでもよい、コントローラ４３１２（「マイクロコントローラ」）を含んでもよい。特定の例では、メモリ４３１６は、様々なプログラム命令を記憶してもよく、それが実行されると、プロセッサ４３１４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４３１６は、例えばプロセッサ４３１４に結合されてもよい。電源４３１８は、例えば、コントローラ４３１２に電力を供給するように構成することができる。特定の例では、電源４１３８は、例えばＬｉ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、ハンドル組立体１４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が、電源４３１８として使用されてもよい。特定の例では、電源４３１８は、例えば、交換可能及び／又は充電式であってもよい。
【０２５７】
特定の例では、コントローラ４３１３は、例えば、フィードバックシステム１１２０及び／又は発射ロックアウトメカニズム１１２２に動作可能に結合することができる。
【０２５８】
図８４及び８５を参照すると、回路４３１０は１つ又は２つ以上の位置センサを備えてもよい。本開示と共に使用するのに適した例示の位置センサ及び位置付けシステムが、米国特許出願公開第２０１４／０２６３５３８号、発明の名称「ＳＥＮＳＯＲ  ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ  ＦＯＲ  ＡＢＳＯＬＵＴＥ  ＰＯＳＩＴＩＯＮＩＮＧ  ＳＹＳＴＥＭ  ＦＯＲ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ」に記載されており、その開示の全体を参照により本明細書に組み込む。特定の例では、回路４３１０は、第１の位置センサ４３２０及び第２の位置センサ４３２２を含んでもよい。特定の例では、第１の位置センサ４３２０は、例えば、鋭さ試験部材４３０２の近位端４３０６における切刃１８２の第１の位置を検出するのに用いることができ、第２の位置センサ４３２２は、例えば、鋭さ試験部材４３０２の遠位端４３０８における切刃１８２の第２の位置を検出するのに用いることができる。
【０２５９】
特定の例では、第１及び第２の位置センサ４３２０及び４３２２はそれぞれ、コントローラ４３１２に対して第１及び第２の位置信号を提供するために利用することができる。位置信号は、コントローラ４３１２と第１及び第２の位置センサ４３２０、４３２２との間のインターフェースに基づくアナログ信号又はデジタル値であってもよいことが理解されるであろう。一態様では、コントローラ４３１２と第１及び第２の位置センサ４３２０、４３２２との間のインターフェースは、標準的なシリアル周辺インターフェース（ＳＰＩ）であることができ、位置信号は、上述したように、切刃１８２の第１位置及び第２位置を表すデジタル値であることができる。
【０２６０】
上記に加えて更に、プロセッサ４３１４は、第１の位置信号の受信と第２の位置信号の受信との間の期間を判定してもよい。判断された期間は、例えば鋭さ試験部材４３０２の近位端４３０６における第１の位置から、例えば鋭さ試験部材４３０２の遠位端４３０８における第２の位置まで、鋭さ試験部材４３０２を通して切刃１８２を前進させるのにかかる時間に相当してもよい。少なくとも１つの例では、コントローラ４３１２は、第１の位置信号を受信するとプロセッサ４３１４によってアクティブ化し、第２の位置信号を受信すると非アクティブ化することができる、時間要素を含んでもよい。時間要素のアクティブ化と非アクティブ化との間の期間は、例えば、切刃１８２を第１の位置から第２の位置まで前進させるのにかかる時間に相当してもよい。時間要素は、リアルタイムクロック、時間関数を実現するように構成されたプロセッサ、又は他の任意の好適なタイミング回路を備えてもよい。
【０２６１】
様々な例では、コントローラ４３１２は、切刃１８２を第１の位置から第２の位置まで前進させるのにかかる期間を、事前定義された閾値と比較して、例えば、切刃１８２の鋭さが許容可能なレベルを下回っているか否かを見積もることができる。特定の例では、コントローラ４３１２は、測定された期間が、例えば１％、５％、１０％、２５％、５０％、１００％、及び／又は１００％超、事前定義された閾値を超過した場合に、切刃１８２の鋭さが許容可能なレベルを下回っていると結論付けてもよい。
【０２６２】
図８６を参照すると、様々な例では、電動モータ４３３０は、発射バー１７２（図１４）を駆動して、例えば、発射行程の間は切刃１８２を前進させ、かつ／又は復帰行程の間は切刃１８２を後退させることができる。モータドライバ４３３２は、電動モータ４３３０を制御することができ、例えばコントローラ４３１２などのコントローラは、モータドライバ４３３２と信号通信することができる。電動モータ４３３０が切刃１８２を前進させるにつれて、コントローラ４３１２は、例えば、電動モータ４３３０によって引き込まれる電流を判定することができる。かかる例では、切刃１８２を前進させるのに要する力は、例えば、電動モータ４３３０によって引き込まれる電流に対応することができる。やはり図８６を参照すると、外科用器具１０のコントローラ４３１２は、切刃１８２の前進の間に電動モータ４３３０によって引き込まれる電流が増加したかを判定することができ、増加した場合、電流の増加率を計算することができる。
【０２６３】
特定の例では、電動モータ４３３０によって引き込まれる電流は、切刃１８２が鋭さ試験部材４３０２と接触している間、鋭さ試験部材４３０２の切刃１８２に対する抵抗により、大幅に増加し得る。例えば、電動モータ４３３０によって引き込まれる電流は、切刃１８２が鋭さ試験部材４３０２を係合し、通過し、及び／又はそれを切断するにつれて大幅に増加し得る。切刃１８２に対する鋭さ試験部材４３０２の抵抗は、切刃１８２の鋭さに部分的に依存し、繰り返し使用によって切刃１８２の鋭さが減少するにつれて、切刃１８２に対する鋭さ試験部材４３０２の抵抗が増加することが、読者には理解されるであろう。したがって、切刃が鋭さ試験部材４３０２と接触している間、電動モータ４３３０によって引き込まれる電流の増加率の値は、例えば、繰り返し使用によって切刃１８２の鋭さが減少するにつれて増加し得る。
【０２６４】
特定の例では、電動モータ４３３０によって引き込まれる電流の増加率の判定された値は、電動モータ４３３０によって引き込まれる電流の最大検出増加率であることができる。様々な例において、コントローラ４３１２は、電動モータ４３３０によって引き込まれる電流の増加率の判定された値を、電動モータ４３３０によって引き込まれる電流の増加率の事前既定された閾値と比較することができる。判定された値が事前定義された閾値を超過した場合、コントローラ４３１２は、例えば、切刃１８２の鋭さが許容可能なレベルを下回っていると結論付けることができる。
【０２６５】
特定の例では、図８６に示されるように、プロセッサ４３１４は、例えば、フィードバックシステム１１２０及び／又は発射ロックアウトメカニズム１１２２と通信することができる。特定の例では、プロセッサ４３１４はフィードバックシステム１１２０を用いて、例えば、電動モータ４３３０によって引き込まれる電流の増加率の判定された値が事前定義された閾値を超過した場合にユーザに警告することができる。特定の例では、プロセッサ４３１４は発射ロックアウトメカニズム１１２２を用いて、例えば、電動モータ４３３０によって引き込まれる電流の増加率の判定された値が事前定義された閾値を超過した場合に切刃１８２の前進を防止してもよい。
【０２６６】
様々な例では、コントローラ４３１２は、アルゴリズムを利用して、電動モータ４３３０によって引き込まれる電流の変化を判定することができる。例えば、電流センサは、発射行程の間、電動モータ４３３０によって引き込まれる電流を検出することができる。電流センサは、電動モータによって引き込まれる電流を継続的に検出することができ、かつ／又は電動モータによる電流引き込みを間欠的に検出することができる。様々な例では、アルゴリズムは、例えば、最近の電流読み取り値を直前の電流読み取り値と比較することができる。それに加えて、又は代替的に、アルゴリズムは、期間Ｘ内のサンプル読み取り値を、以前の電流読み取り値と比較することができる。例えば、アルゴリズムは、サンプル読み取り値を、例えば、直前の期間Ｘなど、以前の期間Ｘ内の以前のサンプル読み取り値と比較することができる。他の例では、アルゴリズムは、モータによって引き込まれる電流の傾向的な平均を計算することができる。アルゴリズムは、例えば、最近の電流読み取り値を含む、期間Ｘの間の平均電流引き込みを計算することができ、また、平均電流引き込みを、例えば直前の期間Ｘの間の平均電流引き込みと比較することができる。
【０２６７】
図８７を参照すると、外科用器具１０の切刃１８２の鋭さを評価するための方法４５００が示され、切刃１８２の鋭さが、例えば、警告閾値及び／又は高厳格度閾値まで、かつ／若しくはそれを下回って低下した場合の、様々な応答が概説されている。様々な例では、例えばコントローラ４３１２などのコントローラを、図８５に示される方法を実現するように構成することができる。特定の例では、外科用器具１０は、ロードセル４３３４（図８６）を含んでもよく、図８４に示されるように、コントローラ４３１２は、ロードセル４３３４と通信していてもよい。特定の例では、ロードセル４３３４は、例えば発射バー１７２に動作可能に結合することができる、例えばひずみゲージなどの力センサを含んでもよい。特定の例では、コントローラ４３１２は、ロードセル４３３４を用いて、発射行程の間に切刃１８２を前進させる際に切刃１８２に加えられる力（Ｆｘ）を監視してもよい。
【０２６８】
したがって、ナイフの発射が開始されると（４５０２）、システムは、力Ｆｘを感知することにより、ナイフの切刃１８２の鈍りをチェックする（４５０４）。感知された力Ｆｘは閾値力Ｆ１と比較され、感知された力Ｆｘが閾値力Ｆ１よりも大きいかどうかを判定する（４５０６）。感知された力Ｆｘが閾値力Ｆ１以下の場合、プロセスは「いいえ」分岐に沿って続行し、何も表示せず（４５０８）、ナイフ発射プロセスを続行する（４５１０）。感知された力Ｆｘが閾値力Ｆ１よりも大きい場合、プロセスは「はい」分岐に沿って続行し、感知された力Ｆｘが高厳格度閾値力Ｆ２を上回るかどうかを判定する（４５１２）。感知された力Ｆｘが閾値力Ｆ２以下の場合、プロセスは「いいえ」分岐に沿って続行し、ナイフの切刃１８２が鈍りつつあることをプロセッサに通知し（４５１４）、ナイフ発射プロセスを続行する（４５１０）。感知された力Ｆｘが閾値力Ｆ２よりも大きい場合、プロセスは「はい」分岐に沿って続行し、ナイフの切刃１８２が鈍ったことをプロセッサに通知し、ナイフ発射ロックアウトが係合される（４５１６）。続いて、任意追加的に、プロセッサは、ナイフ発射ロックアウトをオーバーライドし得（４５１８）、ロックアウトがオーバーライドされた場合には、ナイフ発射プロセスを続行する（４５１０）。
【０２６９】
図８８を参照すると、例えば切刃１８２などの切刃が、例えばエンドエフェクタ３００によって捕捉されている特定の組織厚さの組織の切除に用いるのに、十分に鋭いか否かを判定するための方法４６００が示されている。上述したように、切刃１８２の繰り返し使用によって切刃１８２が鈍るか又はその鋭さが低減されることがあり、それによって、切刃１８２が捕捉された組織を横切するのに要する力が増加することがある。換言すれば、切刃１８２の鋭さレベルは、例えば、切刃１８２が捕捉された組織を横切するのに要する力によって規定することができる。切刃１８２が捕捉された組織を切除するのに要する力は、捕捉された組織の厚さにも依存し得ることが、読者には理解されるであろう。特定の例において、捕捉された組織の厚さが厚いほど、例えば同じ鋭さレベルで、切刃１８２が捕捉された組織を横切するのに要する力が大きくなる。
【０２７０】
したがって、最初に、ステープラが、アンビルと顎部材との間に組織をクランプする（４６０２）。システムは、組織厚さＴｘを感知し（４６０４）、ナイフ発射プロセスを開始する（４６０６）。ナイフ発射プロセスを開始すると、システムは、クランプされた組織からの負荷抵抗を感知し（４６０８）、感知された力Ｆｘと感知された厚さＴｘを様々な閾値と比較し、評価に基づいていくつかの結果を判定する（４６１０）。一態様では、プロセスが、感知された組織厚さＴｘは第１の組織厚さ閾値Ｔ１と第２の組織厚さ閾値Ｔ２との間で定められた第１の組織厚さ範囲内であり、かつ感知された力Ｆｘが第１の力閾値Ｆ１よりも大きいかどうかを判定する（４６１０）、またプロセスが、感知された組織厚さＴｘは第２の組織厚さ閾値Ｔ２と第３の組織厚さ閾値Ｔ３との間で定められた第２の組織厚さ範囲内であり、かつ感知された力Ｆｘが第２の力閾値Ｆ２よりも大きいと判定する（４６１０）と、プロセスは「はい」分岐に沿って続行し、ナイフが鈍りつつあることをプロセッサに通知（４６１２）又は警告し、次いでナイフ発射プロセスを続行する（４６１４）。それ以外の場合、プロセスは「いいえ」分岐に沿って続行し、プロセッサに通知せず（４６１６）、ナイフ発射プロセスを続行する。一般に、プロセスは、感知された組織厚さＴｘが組織厚さ閾値ＴｎとＴｎ＋１との間で定められた組織厚さ範囲内であり、かつ感知された力Ｆｘが、力閾値Ｔｎよりも大きいかどうかを判定する（ｎは、組織厚さ範囲を示す）。プロセスが、感知された組織厚さＴｘは第１の組織厚さ閾値Ｔ１と第２の組織厚さ閾値Ｔ２との間で定められた第１の組織厚さ範囲内であり、かつ感知された力Ｆｘが第１の力閾値Ｆ１よりも大きいと判定する（４６１０）、またプロセスが、感知された組織厚さＴｘは第２の組織厚さ閾値Ｔ２と第３の組織厚さ閾値Ｔ３との間で定められた第２の組織厚さ範囲内であり、かつ感知された力Ｆｘが第２の力閾値Ｆ２よりも大きいと判定する（４６１０）と、プロセスは続行する。
【０２７１】
特定の例では、切刃１８２は、第１の厚さを含む捕捉された組織を切除するのには十分に先鋭であり得るが、例えば、第１の厚さよりも厚い第２の厚さを含む捕捉された組織を切除するには鋭さが十分でないことがある。特定の例において、切刃１８２が捕捉された組織を横切するのに要する力によって規定されるような、切刃１８２の鋭さレベルは、例えば、捕捉された組織が特定の組織厚さ範囲内にある組織厚さを含む場合に、捕捉された組織を横切するのに適正であり得る。
【０２７２】
特定の例では、図８９に示されるように、メモリ４３１６は、エンドエフェクタ３００によって捕捉された組織の１つ又は２つ以上の事前定義された組織厚さ範囲、及び事前定義された組織厚さ範囲と関連付けられた事前定義された閾値力を格納することができる。特定の例において、事前定義された閾値力はそれぞれ、事前定義された閾値力と関連付けられた組織厚さ範囲に包含される組織厚さ（Ｔｘ）を含む、捕捉された組織を横切するために好適である、切刃１８２の最小鋭さレベルを表してもよい。特定の例では、組織厚さ（Ｔｘ）を含む捕捉された組織を切刃１８２が横切するのに要する力（Ｆｘ）が、組織厚さ（Ｔｘ）を包含する事前定義された組織厚さ範囲と関連付けられた事前定義された閾値力を超過した場合、切刃１８２は、例えば、捕捉された組織を横切するには鋭さが十分でないことがある。
【０２７３】
特定の例では、事前定義された閾値力及びそれらに対応する事前定義された組織厚さ範囲は、例えば、図８９に示されるようなテーブル４３４２など、データベース及び／又はメモリ４３１６上のテーブルに格納することができる。特定の例では、プロセッサ４３１４は、切刃１８２が捕捉された組織を横切するのに要する力（Ｆｘ）の測定値、及び捕捉された組織の組織厚さ（Ｔｘ）の測定値を受信するように構成することができる。プロセッサ４３１４は、テーブル４３４２にアクセスして、測定された組織厚さ（Ｔｘ）を包含する事前定義された組織厚さ範囲を判定してもよい。それに加えて、プロセッサ４３１４は、測定された力（Ｆｘ）を、組織厚さ（Ｔｘ）を包含する事前定義された組織厚さ範囲と関連付けられた事前定義された閾値力と比較してもよい。特定の例では、測定された力（Ｆｘ）が事前定義された閾値力を超過した場合、プロセッサ４３１４は、例えば、切刃１８２が捕捉された組織を横切するには鋭さが十分でない可能性があると結論付けてもよい。
【０２７４】
上記に加えて更に、プロセッサ４３１４（図８５、８６）は、例えば組織厚さ感知モジュール４３３６など、１つ又は２つ以上の組織厚さ感知モジュールを用いて、捕捉された組織の厚さを判定してもよい。様々な好適な組織厚さ感知モジュールが、本開示に記載されている。それに加えて、本開示と共に使用するのに適した、様々な組織厚さ感知デバイス及び方法が、米国特許出願公開第２０１１／０１５５７８１号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＴＨＡＴ  ＡＮＡＬＹＺＥＳ  ＴＩＳＳＵＥ  ＴＨＩＣＫＮＥＳＳ」に開示されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０２７５】
特定の例では、プロセッサ４３１４は、ロードセル４３３４を用いて、切刃１８２が組織厚さ（Ｔｘ）を備える捕捉された組織を横切するのに要する力（Ｆｘ）を測定してもよい。切刃１８２が捕捉された組織と係合され、かつ／又は接触している間、捕捉された組織によって切刃１８２に加えられる力は、切刃１８２を捕捉された組織に対して前進させるにつれて、切刃１８２が捕捉された組織を横切することができる力（Ｆｘ）まで増加してもよいことが、読者には理解されるであろう。特定の例では、プロセッサ４３１４は、ロードセル４３３４を用いて、切刃１８２を捕捉された組織に対して前進させるにつれて、捕捉された組織によって切刃１８２に対して加えられる力を継続的に監視してもよい。プロセッサ４３１４は、監視された力を、捕捉された組織の組織厚さ（Ｔｘ）を包含する事前定義された組織厚さ範囲と関連付けられた、事前定義された閾値力と継続的に比較してもよい。特定の例では、監視された力が事前定義された閾値力を超過した場合、プロセッサ４３１４は、例えば、切刃が捕捉された組織を安全に横切するのに十分に先鋭でないと結論付けてもよい。
【０２７６】
図８８に記載される方法４６００は、例えば、切刃１８２が捕捉された組織を安全に横切するのに十分に鋭くないと判定された場合に、コントローラ４３１３が取り得る様々な例示の動作を概説している。特定の例では、コントローラ４３１２は、例えば、フィードバックシステム１１２０を通して、切刃１８２が鈍りすぎて安全に使用できないことをユーザに警告してもよい。特定の例では、コントローラ４３１２は、例えば、切刃１８２が捕捉された組織を安全に横切するには十分に鋭くないと結論付けると、発射ロックアウトメカニズム１１２２を用いて切刃１８２の前進を阻止してもよい。特定の例では、コントローラ４３１２は、フィードバックシステム１１２０を用いて、例えば、発射ロックアウトメカニズム１１２２をオーバーライドする命令をユーザに提供してもよい。
【０２７７】
図９０、９１は、例えばモータ駆動の外科用器具４４００などの外科用器具と接続された、複数のモータを備える共通コントローラを用いる装置、システム、及び方法の様々な態様を示している。外科用器具４４００は、例えば、より詳細に上述した図１の外科用器具１０など、本開示によって記載される他の外科用器具に、多くの点で類似している。外科用器具４４００は、ハウジング１２と、ハンドル組立体１４と、閉鎖トリガ３２と、交換式シャフト組立体２００と、エンドエフェクタ３００とを含む。したがって、開示を簡潔かつ明瞭にするため、外科用器具１０と共通している、外科用器具４４００の特定の特性についての詳細な説明は、ここでは繰り返さない。
【０２７８】
やはり図９０、９１を参照すると、外科用器具４４００は、外科用器具４４００の動作と関連する様々な機能を行うように起動させることができる、複数のモータを含んでもよい。特定の例では、第１のモータは、第１の機能を行わせるために起動させることができ、第２のモータは、第２の機能を行わせるために起動させることができ、第３のモータは、第３の機能を行わせるために起動させることができる。特定の例では、外科用器具４４００の複数のモータは、個々に起動して、エンドエフェクタ３００（図１、１５）において関節運動、閉鎖運動、及び／又は発射運動を生じさせることができる。関節運動、閉鎖運動、及び／又は発射運動は、例えば交換式シャフト組立体２００（図１）を通して、エンドエフェクタ３００に伝達することができる。
【０２７９】
特定の例では、図９１に示されるように、外科用器具４４００は、発射モータ４４０２を含んでもよい。発射モータ４４０２は、発射モータ４４０２によって生成された発射運動をエンドエフェクタ３００（図１、１４）に伝達するように構成することができる、発射駆動組立体４４０４に動作可能に結合されてもよい。特定の例では、発射モータ４４０２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１９１を外科用ステープルカートリッジ３０４から、エンドエフェクタ３００によって捕捉された組織内へと配備し、かつ／又は切刃１８２を前進させて、捕捉された組織を切断してもよい。
【０２８０】
特定の例では、図９１に示されるように、外科用器具４４００は、例えば関節モータ４４０６を含んでもよい。関節モータ４４０６は、関節モータ４４０６によって生成された関節運動をエンドエフェクタ３００（図１、１４）に伝達するように構成することができる、関節駆動組立体４４０８に動作可能に結合されてもよい。特定の例では、関節運動により、例えば、エンドエフェクタ３００が交換式シャフト組立体２００（図１）に対して関節運動してもよい。特定の例では、外科用器具４４００は、例えば閉鎖モータを含んでもよい。閉鎖モータは、閉鎖運動をエンドエフェクタ３００に伝達するように構成することができる、閉鎖駆動組立体に動作可能に結合されてもよい。特定の例では、閉鎖運動により、例えば、エンドエフェクタ３００が開放構成から近接構成へと遷移して組織を捕捉してもよい。本明細書に記載するモータ及びそれらに対応する駆動組立体は、本開示と関連して用いることができる、モータ及び／又は駆動組立体のタイプの例として意図されることが、読者には理解されるであろう。外科用器具４４００は、外科用器具４４００の動作と関連する他の様々な機能を行うために利用することができる、他の様々なモータを含んでもよい。
【０２８１】
上述したように、外科用器具４４００は、様々な独立機能を行うように構成されてもよい、複数のモータを含んでもよい。特定の例では、外科用器具４４００の複数のモータは、他のモータが停止したままで、個々に又は別個に起動して、１つ又は２つ以上の機能を行わせることができる。例えば、関節モータ４４０６を起動して、発射モータ４４０２が停止したままで、エンドエフェクタ３００（図１、１４）を関節運動させることができる。代替的に、発射モータ４４０２を起動して、関節モータ４４０６が停止したままで、複数のステープル１９１（図１４）を発射させ、かつ／又は切刃１８２を前進させることができる。
【０２８２】
図９０、９１を参照して、特定の例では、外科用器具４４００は、外科用器具４４００の複数のモータ４４０２、４４０６と共に用いることができる、共通コントローラ４４１０を含んでもよい。特定の例では、共通コントローラ４４１０は、一度に複数のモータのうち１つを収容してもよい。例えば、共通コントローラ４４１０は、個々に外科用器具４４００の複数のモータに、別個に結合可能であることができる。特定の例では、外科用器具４４００の複数のモータは、共通コントローラ４４１０など、１つ又は２つ以上の共通コントローラを共有してもよい。特定の例では、外科用器具４４００の複数のモータは、共通コントローラ４４１０に個々にかつ選択的に係合することができる。特定の例では、共通コントローラ４４１０は、外科用器具４４００の複数のモータのうち１つとの連係から、外科用器具４４００の複数のモータのうち別の１つとの連係へと選択的に切り換えることができる。
【０２８３】
少なくとも１つの例では、共通コントローラ４４１０は、関節モータ４４０６との動作可能な係合と、発射モータ４４０２との動作可能な係合との間で選択的に切り換えることができる。少なくとも１つの例では、図９０に示されるように、スイッチ４４１４は、例えば、第１の位置４４１６及び第２の位置４４１８など、複数の位置及び／又は状態の間で移動又は遷移させることができる。例えば、第１の位置４４１６では、スイッチ４４１４は共通コントローラ４４１０を関節モータ４４０６に電気的に結合してもよく、第２の位置４４１８では、スイッチ４４１４は共通コントローラ４４１０を発射モータ４４０２に電気的に結合してもよい。特定の例では、スイッチ４４１４が第１の位置４４１６にある間、共通コントローラ４４１０は、関節モータ４４０６に電気的に結合されて、エンドエフェクタ３００（図１、１５）を所望の位置へと関節運動させるように関節モータ４４０６の動作を制御することができる。特定の例では、スイッチ４４１４が第２の位置４４１８にある間、共通コントローラ４４１０は、発射モータ４４０２に電気的に結合されて、例えば、複数のステープル１９１（図１４）を発射させ、かつ／又は切刃１８２（図１４）を前進させるように、発射モータ４４０２の動作を制御することができる。特定の例では、スイッチ４４１４は、機械スイッチ、電気機械スイッチ、固体スイッチ、又は任意の好適な切り替えメカニズムであってもよい。
【０２８４】
次に図９１を参照すると、開示を明瞭にするため、外科用器具４４００のハンドル組立体１４の外側ケーシングが取り外され、外科用器具４４００のいくつかの特性及び要素も取り外されている。特定の例では、図９１に示されるように、外科用器具４４００は、複数の位置及び／又は状態の間で選択的に遷移させることができる、インターフェース４４１２を含んでもよい。第１の位置及び／又は状態では、インターフェース４４１２は、共通コントローラ４４１０（図９０）を、例えば関節モータ４４０６などの第１のモータに結合してもよく、第２の位置及び／又は状態では、インターフェース４４１２は、共通コントローラ４４１０を、例えば発射モータ４４０２などの第２のモータに結合してもよい。インターフェース４４１２の追加の位置及び／又は状態が、本開示によって想起される。
【０２８５】
特定の例では、インターフェース４４１２は、第１の位置と第２の位置との間で移動可能であり、共通コントローラ４４１０（図９０）は、第１の位置では第１のモータに、第２の位置では第２のモータに結合されている。特定の例では、インターフェース４４１２が第１の位置から移動されると、共通コントローラ４４１０は、第１のモータから切り離され、インターフェース４４１２が第２の位置から移動されると、共通コントローラ４４１０は、第２のモータから切り離される。特定の例では、スイッチ又はトリガは、インターフェース４４１２を複数の位置及び／又は状態の間で遷移させるように構成することができる。特定の例では、トリガは、エンドエフェクタを有効にするのと同時に、共通コントローラ４４１０を、外科用器具４４００のモータのうち１つとの動作可能な係合から、外科用器具４４００のモータのうち別の１つとの動作可能な係合へと遷移させるように、移動可能であることができる。
【０２８６】
少なくとも１つの例では、図９１に示されるように、閉鎖トリガ３２は、インターフェース４４１２に動作可能に結合することができ、複数の位置及び／又は状態の間でインターフェース４４１２を遷移させるように構成することができる。図９１に示されるように、閉鎖トリガ３２は、例えば閉鎖行程の間、インターフェース４４１２を第１の位置及び／又は状態から第２の位置及び／又は状態へと遷移させる一方で、エンドエフェクタ３００を近接構成へと遷移させて、例えばエンドエフェクタによって組織を捕捉するように、移動可能であることができる。
【０２８７】
特定の例では、第１の位置及び／又は状態では、共通コントローラ４４１０を、例えば関節モータ４４０６などの第１のモータに電気的に結合することができ、第２の位置及び／又は状態では、共通コントローラ４４１０を、例えば発射モータ４４０２などの第２のモータに電気的に結合することができる。第１の位置及び／又は状態では、共通コントローラ４４１０を関節モータ４４０６と係合させて、ユーザがエンドエフェクタ３００（図１、１５）を所望の位置へと関節運動させることを可能にしてもよく、共通コントローラ４４１０は、閉鎖トリガ３２を作動させるまで、関節モータ４４０６と係合されたままであってもよい。ユーザが閉鎖トリガ３２を作動させて、所望の位置でエンドエフェクタ３００によって組織を捕捉すると、インターフェース４４１２を遷移又はシフトして、共通コントローラ４４１０を、例えば関節モータ４４０６と動作可能に係合した状態から、例えば発射モータ４４０２と動作可能に係合した状態へと遷移させることができる。発射モータ４４０２との動作可能な係合が確立されると、共通コントローラ４４１０は、発射モータ４４０２を制御してもよく、共通コントローラ４４１０は、ユーザ入力に応答して発射モータ４４０２を起動して、例えば、複数のステープル１９１（図１４）を発射し、かつ／又は切刃１８２（図１４）を前進させてもよい。
【０２８８】
特定の例では、図９１に示されるように、共通コントローラ４４１０は、インターフェース４４１２と結合係合するように適合された、複数の電気的及び／又は機械的接点４４１１を含んでもよい。共通コントローラ４４１０を共有する外科用器具４４００の複数のモータはそれぞれ、例えば、インターフェース４４１２と結合係合するように適合された、１つ若しくは２つ以上の対応する電気的及び／又は機械的接点４４１３を備えてもよい。
【０２８９】
様々な例では、外科用器具４４００のモータは、電動モータであることができる。特定の例では、外科用器具４４００のモータのうち１つ又は２つ以上は、例えば約２５，０００ＲＰＭの最大回転数を有するブラシ付きＤＣ駆動モータであることができる。他の構成では、外科用器具４４００のモータは、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、又は他の任意の好適な電動モータを含むモータ群から選択される、１つ又は２つ以上のモータを含んでもよい。
【０２９０】
様々な例では、図９０に示されるように、共通コントローラ４４１０は、１つ又は２つ以上のＨブリッジ電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を含んでもよい、モータドライバ４４２６を備えてもよい。モータドライバ４４２６は、例えば、コントローラ４４２０（「マイクロコントローラ」）からの入力に基づいて、電源４４２８から共通コントローラ４４１０に結合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、コントローラ４４２０を用いて、上述したように、モータが共通コントローラ４４１０に結合された状態で、例えばモータによって引き出される電流を判定することができる。
【０２９１】
特定の例では、コントローラ４４２０は、プロセッサ４４２２（「マイクロプロセッサ」）と、１つ若しくは２つ以上のコンピュータ可読媒体又はメモリ４４２４ユニット（「メモリ」）とを含んでもよい。特定の例では、メモリ４４２４は、様々なプログラム命令を記憶してもよく、それが実行されると、プロセッサ４４２２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４４２４の１つ又は２つ以上が、例えばプロセッサ４４２２に結合されてもよい。
【０２９２】
特定の例では、電源４４２８を用いて、例えばコントローラ４４２０に電力を供給することができる。特定の例では、電源４４２８は、例えばＬｉ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４４００に電力を供給するため、ハンドル組立体１４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が、電源４４２８として使用されてもよい。特定の例では、電源４４２８は、例えば、交換可能及び／又は充電式であってもよい。
【０２９３】
様々な例では、プロセッサ４４２２は、モータドライバ４４２６を制御して、共通コントローラ４４１０に結合されているモータの位置、回転方向、及び／又は速度を制御してもよい。特定の例では、プロセッサ４４２２は、共通コントローラ４４１０に結合されているモータを停止及び／又は使用不能にするように、モータドライバ４４２６に信号伝達することができる。プロセッサという用語は、本明細書で使用するとき、任意の好適なプロセッサ、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に組み込んだ、他の基本コンピューティングデバイスを含むことが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。一例では、プロセッサ４４２２は、図１５〜１７Ｂに関連して記載されるように、シングルコア又はマルチコアコントローラのＬＭ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲであってよい。
【０２９４】
特定の例では、メモリ４４２４は、共通コントローラ４４１０に結合可能な外科用器具４４００のモータそれぞれを制御する、プログラム命令を含んでもよい。例えば、メモリ４４２４は、関節モータ４４０６を制御するプログラム命令を含んでもよい。かかるプログラム命令により、プロセッサ４４２２が関節モータ４４０６を制御して、関節モータ４４０６が共通コントローラ４４１０に結合された状態で、ユーザ入力に従ってエンドエフェクタ３００を関節運動させてもよい。別の例では、メモリ４４２４は、発射モータ４４０２を制御するプログラム命令を含んでもよい。かかるプログラム命令により、プロセッサ４４２２が発射モータ４４０２を制御して、発射モータ４４０２が共通コントローラ４４１０に結合された状態で、ユーザ入力に従って複数のステープル１９１を発射させ、かつ／又は切刃１８２を前進させてもよい。
【０２９５】
特定の例では、例えばセンサ４４３０など、１つ若しくは２つ以上のメカニズム及び／又はセンサを用いて、プログラム命令を特定の設定で使用すべきであることをプロセッサ４４２２に警告することができる。例えば、センサ４４３０は、共通コントローラ４４１０が関節モータ４４０６に結合された状態で、エンドエフェクタ３００（図１、１４）の関節運動と関連付けられたプログラム命令を使用するように、プロセッサ４４２２に警告してもよく、またセンサ４４３０は、共通コントローラ４４１０が発射モータ４４０２に結合された状態で、外科用器具４４００の発射と関連付けられたプログラム命令を使用するように、プロセッサ４４２２に警告してもよい。特定の例では、センサ４４３０は、例えば、スイッチ４４１４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４４２２は、例えばセンサ４４３０を通して、スイッチ４４１４が第１の位置４４１６にあることを検出すると、エンドエフェクタ３００の関節運動と関連付けられたプログラム命令を使用してもよく、またプロセッサ４４２２は、例えばセンサ４４３０を通して、スイッチ４４１４が第２の位置４４１８にあることを検出すると、外科用器具４４００の発射と関連付けられたプログラム命令を使用してもよい。
【０２９６】
次に図９２を参照すると、開示を明瞭にするため、外科用器具４４００の外側ケーシングが取り外され、外科用器具４４００のいくつかの特性及び要素も取り外されている。図９２に示されるように、外科用器具４４００は、外科用器具４４００の動作と関連する様々な機能を行うのに用いることができる、複数のセンサを含んでもよい。例えば、図９２に示されるように、外科用器具４４００は、センサＡ、Ｂ、及び／又はＣを含んでもよい。特定の例では、センサＡを用いて、例えば第１の機能を行うことができ、センサＢを用いて、例えば第２の機能を行うことができ、センサＣを用いて、例えば第３の機能を行うことができる。特定の例では、例えば、センサＡを用いて、閉鎖行程の第１のセグメントの間に、エンドエフェクタ３００（図１、１４）によって捕捉される組織の厚さを感知することができ、センサＢを用いて、第１のセグメントに続く閉鎖行程の第２のセグメントの間における組織厚さを感知することができ、センサＣを用いて、第２のセグメントに続く閉鎖行程の第３のセグメントの間における組織厚さを感知することができる。特定の例では、センサＡ、Ｂ、及びＣは、例えばエンドエフェクタ３００に沿って配設することができる。
【０２９７】
特定の例では、センサＡ、Ｂ、及びＣは、図９４に示されるように、例えば、センサＡがセンサＢに近接して配設され、センサＣがセンサＢに近接して配設されるように配置することができる。特定の例では、図９２に示されるように、例えば、センサＡは、第１の位置でエンドエフェクタ３００によって捕捉される組織の組織厚さを感知することができ、センサＢは、第１の位置よりも遠位側にある第２の位置でエンドエフェクタ３００によって捕捉される組織の組織厚さを感知することができ、センサＣは、第２の位置よりも遠位側にある第３の位置でエンドエフェクタ３００によって捕捉される組織の組織厚さを感知することができる。本明細書に記載するセンサは、本開示と関連して用いることができるセンサのタイプの例として意図されることが、読者には理解されるであろう。他の好適なセンサ及び感知装置を、本開示によって用いることができる。
【０２９８】
特定の例では、外科用器具４４００は、多くの点で共通コントローラ４４１０に類似し得る、コントローラ４４５０を含んでもよい。例えば、コントローラ４４５０は、共通コントローラ４４１０のように、コントローラ４４２０、プロセッサ４４２２、及び／又はメモリ４４２４を備えてもよい。特定の例では、電源４４２８は、例えばコントローラ４４５０に電力を供給することができる。特定の例では、外科用器具４４００は、外科用器具４４００の動作と関連する様々な機能を行うように起動することができる、例えば、センサＡ、Ｂ、及びＣなどの複数のセンサを含んでもよい。特定の例では、例えば、センサＡ、Ｂ、及びＣのうちの１つを、他のセンサが停止したままの状態で、個々に又は別個に起動して１つ又は２つ以上の機能を行わせることができる。特定の例では、例えばセンサＡ、Ｂ、及びＣなど、外科用器具４４００の複数のセンサはコントローラ４４５０を共有してもよい。特定の例では、一度にセンサＡ、Ｂ、及びＣの１つのみをコントローラ４４５０に結合することができる。特定の例では、外科用器具４４００の複数のセンサを、例えば、コントローラ４４５０に個々にかつ別個に結合可能であることができる。少なくとも１つの例では、コントローラ４４５０は、センサＡ、センサＢ、及び／又はセンサＣとの動作可能な係合の間で選択的に切り換えることができる。
【０２９９】
特定の例では、図９２に示されるように、例えば、コントローラ４４５０をハンドル組立体１４内に配設することができ、例えば、コントローラ４４５０を共有するセンサをエンドエフェクタ３００（図１、１４）内に配設することができる。コントローラ４４５０、及び／又はコントローラ４４５０を共有するセンサは、上記に特定した位置に限定されないことが、読者には理解されるであろう。特定の例では、コントローラ４４５０、及びコントローラ４４５０を共有するセンサは、例えば、エンドエフェクタ３００内に配設することができる。コントローラ４４５０、及び／又はコントローラ４４５０を共有するセンサの位置に関する他の配置が、本開示によって想起される。
【０３００】
特定の例では、図９２に示されるように、インターフェース４４５２を用いて、コントローラ４４５０に対する外科用器具４４００のセンサの結合及び／又は切り離しを管理することができる。特定の例では、インターフェース４４５２を、複数の位置及び／又は状態の間で選択的に遷移させることができる。第１の位置及び／又は状態では、インターフェース４４５２は、例えばコントローラ４４５０をセンサＡに結合してもよく、第２の位置及び／又は状態では、インターフェース４４５２は、例えばコントローラ４４５０をセンサＢに結合してもよく、第３の位置及び／又は状態では、インターフェース４４５２は、例えばコントローラ４４５０をセンサＣに結合してもよい。インターフェース４４５２の追加の位置及び／又は状態が、本開示によって想起される。
【０３０１】
特定の例では、インターフェース４４５２は、例えば、第１の位置、第２の位置、及び／又は第３の位置の間で移動可能であり、コントローラ４４５０は、第１の位置では第１のセンサに、第２の位置では第２のセンサに、また第３の位置では第３のセンサに結合されている。特定の例では、インターフェース４４５２が第１の位置から移動されると、コントローラ４４５０は第１のセンサから切り離され、インターフェース４４５２が第２の位置から移動されると、コントローラ４４５０は第２のセンサから切り離され、インターフェース４４５２が第３の位置から移動されると、コントローラ４４５０は第３のセンサから切り離される。特定の例では、スイッチ又はトリガは、インターフェース４４５２を複数の位置及び／又は状態の間で遷移させるように構成することができる。特定の例では、トリガは、エンドエフェクタを有効にするのと同時に、コントローラ４４５０を、例えば、コントローラ４４５０を共有するセンサのうちの１つとの動作可能な係合から、コントローラ４４５０を共有するセンサのうちの別の１つとの動作可能な係合へと遷移させるように、移動可能であることができる。
【０３０２】
少なくとも１つの例では、図９２に示されるように、閉鎖トリガ３２は、インターフェース４４５２に動作可能に結合することができ、複数の位置及び／又は状態の間でインターフェース４４５２を遷移させるように構成することができる。図９２に示されるように、閉鎖トリガ３２は、例えば閉鎖行程の間、インターフェース４４５２を、例えばコントローラ４４５０がセンサＡに電気的に結合された第１の位置及び／又は状態、例えばコントローラ４４５０がセンサＢに電気的に結合された第２の位置及び／又は状態、並びに／あるいは例えばコントローラ４４５０がセンサＣに電気的に結合された第３の位置及び／又は状態の間で遷移させるように、複数の位置の間で移動可能であることができる。
【０３０３】
特定の例では、ユーザが閉鎖トリガ３２を作動させてエンドエフェクタ３００によって組織を捕捉してもよい。閉鎖トリガの作動によって、インターフェース４４５２を遷移又はシフトさせて、コントローラ４４５０を、例えばセンサＡとの動作可能な係合から、例えばセンサＢとの動作可能な係合へ、かつ／又は例えばセンサＢとの動作可能な係合から、例えばセンサＣとの動作可能な係合へと遷移させてもよい。
【０３０４】
特定の例では、コントローラ４４５０は、閉鎖トリガ３２が第１の作動位置にある状態で、センサＡに結合されてもよい。閉鎖トリガ３２が第１の作動位置を超え、第２の作動位置に向かって作動すると、コントローラ４４５０はセンサＡから切り離されてよい。代替的に、コントローラ４４５０は、閉鎖トリガ３２が非作動位置にある状態で、センサＡに結合されてもよい。閉鎖トリガ３２が非作動位置を超えて、第２の作動位置に向かって作動すると、コントローラ４４５０はセンサＡから切り離されてよい。特定の例では、コントローラ４４５０は、閉鎖トリガ３２が第２の作動位置にある状態で、センサＢに結合されてもよい。閉鎖トリガ３２が第２の作動位置を超え、第３の作動位置に向かって作動すると、コントローラ４４５０はセンサＢから切り離されてよい。特定の例では、コントローラ４４５０は、閉鎖トリガ３２が第３の作動位置にある状態で、センサＣに結合されてもよい。
【０３０５】
特定の例では、図９２に示されるように、コントローラ４４５０は、インターフェース４４５２と結合係合するように適合された、複数の電気的及び／又は機械的接点４４５１を含んでもよい。コントローラ４４５０を共有する外科用器具４４００の複数のセンサはそれぞれ、例えば、インターフェース４４５２と結合係合するように適合された、１つ若しくは２つ以上の対応する電気的及び／又は機械的接点４４５３を備えてもよい。
【０３０６】
特定の例では、プロセッサ４４２２は、センサがインターフェース４４５２に結合されている間、コントローラ４４５０を共有する複数のセンサからの入力を受信してもよい。例えば、プロセッサ４４２２は、センサＡがコントローラ４４５０に結合されている間、センサＡからの入力を受信してもよく、プロセッサ４４２２は、センサＢがコントローラ４４５０に結合されている間、センサＢからの入力を受信してもよく、プロセッサ４４２２は、センサＣがコントローラ４４５０に結合されている間、センサＣからの入力を受信してもよい。特定の例では、入力は、例えば、エンドエフェクタ３００（図１、１５）によって捕捉された組織の組織厚さの測定値など、測定値であることができる。特定の例では、プロセッサ４４２２は、センサＡ、Ｂ、及びＣの１つ又は２つ以上からの入力をメモリ４４２４に格納してもよい。特定の例では、プロセッサ４４２２は、例えば、センサＡ、Ｂ、及びＣによって提供される入力に基づいて、様々な計算を行ってもよい。
【０３０７】
図９３Ａ及び９３Ｂは、２つの発光ダイオード５３１０（ＬＥＤ）を更に備えるステープルカートリッジ５３０６を備える、エンドエフェクタ５３００の一態様を示している。図９３Ａは、カートリッジデッキ５３０８のどちらかの側に位置する１つのＬＥＤ５３１０を備えるエンドエフェクタ５３００を示している。図９１Ｂは、１つのＬＥＤ５３１０がカートリッジデッキ５３０８のどちらかの側に位置する、アンビル５３０２が開位置にあるエンドエフェクタ５３００の３／４角度図を示している。エンドエフェクタ５３００は、上述したエンドエフェクタ３００（図１、１５）に類似している。エンドエフェクタは、顎部材又は細長いチャネル５３０４に枢動可能に結合されたアンビル５３０２を備える。細長いチャネル５３０４は、ステープルカートリッジ５３０６を中に受け入れるように構成されている。ステープルカートリッジ５３０６は、複数のステープル（図示せず）を備える。外科的動作の間、複数のステープルがステープルカートリッジ５３０６から配備可能である。ステープルカートリッジ５３０６は、ステープルカートリッジ５３０６の上面、又はカートリッジデッキ５３０８上に装着される、２つのＬＥＤ５３１０を更に備える。ＬＥＤ５３１０は、アンビル５３０２が閉位置にあるときに目に見えるように装着される。更に、ＬＥＤ５３１０は、ＬＥＤ５３１０の直視を妨げることがある組織を通して見えるように、十分に明るいものであることができる。それに加えて、少なくとも１つのＬＥＤ５３１０がエンドエフェクタ５３００のどちらかの側から見えるように、１つのＬＥＤ５３１０をステープルカートリッジ５３０６どちらかの側に装着することができる。ＬＥＤ５３１０は、例示されるように、ステープルカートリッジ５３０の近位端付近に装着することができ、又はステープルカートリッジ５３０６の遠位端に装着されてもよい。
【０３０８】
ＬＥＤ５３１０は、例えばコントローラ１５００（図１９）など、プロセッサ又はコントローラと通信していてもよい。コントローラ１５００は、カートリッジデッキ５３０８に対してアンビル５３０２によって圧縮された組織の特性を検出するように構成することができる。エンドエフェクタ５３００によって囲まれた組織は、組織内の流体が組織の層から浸出するにつれて高さを変化させることがある。組織が十分に安定化される前にステープル留めすることは、ステープルの有効性に影響を及ぼすことがある。組織安定化は、一般的に変化率として伝わり、その変化率は、エンドエフェクタによって囲まれた組織がどの程度急速に高さを変化させているかを示す。
【０３０９】
器具の操作者の視野内でステープルカートリッジ５３０６に装着されるＬＥＤ５３１０は、囲まれた組織が安定化する速度、及び／又は組織が安定状態に達しているか否かを示すために使用することができる。ＬＥＤ５３１０は、例えば、組織の安定化速度に直接相関する速度で点滅するように構成することができ、つまり、最初は高速で点滅し、組織が安定化するにしたがって点滅が低速になり、組織が安定していると定常のままであることができる。代替的に、ＬＥＤ５３１０は、最初は低速で点滅し、組織が安定化するにしたがって点滅がより高速になり、組織が安定していると消灯することができる。
【０３１０】
ステープルカートリッジ５３０６上に装着されたＬＥＤ５３１０は、それに加えて又は任意に、他の情報を示すために使用することができる。他の情報の例としては、エンドエフェクタ５３００が十分な量の組織を囲んでいるか否か、ステープルカートリッジ５３０６が囲まれた組織に対して適正であるか否か、ステープルカートリッジ５３０６に対して適正であるよりも多量の組織が囲まれているか否か、ステープルカートリッジ５３０６が外科用器具と適合していないか、又は器具の操作者にとって有用であろう他の任意のインジケータが挙げられるが、これらに限定されない。ＬＥＤ５３１０は、特定の速度で点滅するか、特定の瞬間に点灯又は消灯するか、あるいは異なる情報に対して異なる色で光ることによって、情報を示すことができる。代替的に、又はそれに加えて、ＬＥＤ５３１０は動作領域を照明するために使用することができる。いくつかの態様では、ＬＥＤ５３１０は、紫外光又は赤外光を放出して、通常光の下では見えない情報を照明するように選択することができ、その情報は、エンドエフェクタ５３００内に位置付けられたステープルカートリッジ上又は組織コンペンセータ（図示せず）上に印刷される。代替的に、又はそれに加えて、ステープルを蛍光染料で覆うことができ、ＬＥＤ５３１０の波長は、ＬＥＤ５３１０によって蛍光染料が光るように選択される。ステープルをＬＥＤ５３１０で照明することによって、器具の操作者がステープルを駆動させた後にそれらを見ることが可能になる。
【０３１１】
図９４Ａ及び９４Ｂは、複数のＬＥＤ５３６０を更に備えるステープルカートリッジ５３５６を備える、エンドエフェクタ５３００の一態様を示している。図９２Ａは、アンビル５３０２が閉位置にあるエンドエフェクタ５３００の横角度図を示している。例示される態様は、例として、カートリッジデッキ５３５８のどちらかの側に位置する複数のＬＥＤ５３６０を備える。図９２Ｂは、複数のＬＥＤ５３６０がカートリッジデッキ５３５８のどちらかの側に位置することを示す、アンビル５３０２が開位置にあるエンドエフェクタ５３００の３／４角度図を示している。ステープルカートリッジ５３５６は、ステープルカートリッジ５３５６のカートリッジデッキ５３５８上に装着された複数のＬＥＤ５３６０を備える。ＬＥＤ５３６０は、アンビル５３０２が閉位置にあるときに目に見えるように装着される。更に、ＬＥＤ５３６０は、ＬＥＤ５３６０の直視を妨げることがある組織を通して見えるように、十分に明るいものであることができる。それに加えて、エンドエフェクタ５３００のどちらの側からも同じ数のＬＥＤ５３６０が見えるように、同じ数のＬＥＤ５３６０をステープルカートリッジ５３５６のどちらの側にも装着することができる。ＬＥＤ５３６０は、例示されるように、ステープルカートリッジ５３５６の近位端付近に装着することができ、又はステープルカートリッジ５３５６の遠位端に装着されてもよい。
【０３１２】
ＬＥＤ５３６０は、例えば図１５のコントローラ１５００など、プロセッサ又はコントローラと通信していてもよい。コントローラ１５００は、上述したような組織の安定化速度など、カートリッジデッキ５３５８に対してアンビル５３０２によって圧縮された組織の特性を検出するように構成することができる。ＬＥＤ５３６０は、囲まれた組織が安定化する速度、及び／又は組織が安定状態に達しているか否かを示すために使用することができる。ＬＥＤ５３６０は、例えば、囲まれた組織が安定化する速度で後続のＬＥＤ５３６０がそれぞれ光ることにより、ステープルカートリッジ５３５６の近位端で始まって順番に光るように構成することができ、組織が安定していると、全てのＬＥＤ５３６０を光らせることができる。代替的に、ＬＥＤ５３６０は、ステープルカートリッジ５３５６の遠位端で始まって順番に光ることができる。更に別の代替例では、ＬＥＤ５３６０は、ＬＥＤ５３６０の近位端又は遠位端のどちらかから始まる順番で、連続して繰り返し光る。ＬＥＤ５３６０が光る速度及び／又は繰り返しの速度は、囲まれた組織が安定化する速度を示すことができる。これらは、ＬＥＤ５３６０が組織に関する情報をどのように示すことができるかの単なる例であり、ＬＥＤ５３６０が光る順番、それらが光る速度、及び／又はそれらのオン若しくはオフ状態の他の組み合わせが可能であることが理解される。また、ＬＥＤ５３６０を使用して、他の何らかの情報を外科用器具の操作者に通信するか、又は上述したように、作業領域を照らすことができることが理解される。
【０３１３】
図９５Ａ及び９５Ｂは、複数のＬＥＤ５４１０を更に備えるステープルカートリッジ５４０６を備える、エンドエフェクタ５３００の一態様を示している。図９３Ａは、アンビル５３０２が閉位置にあるエンドエフェクタ５３００の横角度図を示している。例示される態様は、例として、ステープルカートリッジ５４０６の近位端から遠位端まで、カートリッジデッキ５４０８のどちらかの側にある複数のＬＥＤ５４１０を備える。図９３Ｂは、アンビル５３０２が開位置にあり、複数のＬＥＤ５４１０がステープルカートリッジ５４０６の近位端から遠位端までカートリッジデッキ５４０８のどちらかの側に位置していることを示す、エンドエフェクタ５３００の３／４角度図を示している。ステープルカートリッジ５４０６は、ステープルカートリッジ５４０６のカートリッジデッキ５４０８上に装着された複数のＬＥＤ５４１０を備え、ＬＥＤ５４１０は、ステープルカートリッジ５４０６の近位端から遠位端まで連続して配置されている。ＬＥＤ５４１０は、アンビル５３０２が閉位置にあるときに目に見えるように装着される。エンドエフェクタ５３００のどちらの側からも同じ数のＬＥＤ５４１０が見えるように、同じ数のＬＥＤ５４１０をステープルカートリッジ５４０６のどちらの側にも装着することができる。
【０３１４】
ＬＥＤ５４１０は、例えば図１５のコントローラ１５００など、プロセッサ又はコントローラと通信することができる。コントローラ１５００は、上述したような組織の安定化速度など、カートリッジデッキ５４０８に対してアンビル５３０２によって圧縮された組織の特性を検出するように構成することができる。ＬＥＤ５４１０は、組織の安定化速度及び／又は組織が安定していることを示すように、所望に応じて順番に又はまとめてオン又はオフされるように構成することができる。ＬＥＤ５４１０は更に、他の何らかの情報を外科用器具の操作者に通信するか、又は上述したように、作業領域を照らすように構成することができる。それに加えて、又は代替的に、ＬＥＤ５４１０は、エンドエフェクタ５３００のどの領域が安定した組織を含むか、及び／又はエンドエフェクタ５３００のどの領域が組織を囲んでいるか、及び／又はそれらの領域が十分な組織を囲んでいるかを示すように構成することができる。ＬＥＤ５４１０は更に、囲まれた組織の任意の部分がステープルカートリッジ５４０６に対して好適でないかを示すように構成することができる。
【０３１５】
主としてここで図９６及び９７を参照すると、電源組立体２０９６は、電力変調器制御機器２１０６を含み得、電力変調器制御機器２１０６は、例えば、１つ若しくは２つ以上の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、ダーリントンアレイ、調節可能な増幅器、及び／又は任意の他の電力変調器を含み得る。交換式運転組立体２０９４が電源組立体２０９６に結合されている間、電源組立体コントローラ２１００は、運転組立体コントローラ２１０２によって生成される信号に反応して、電池２０９８の電力出力を交換式運転組立体２０９４の電力要件に設定するように、電力変調器制御機器２１０６を作動し得る。
【０３１６】
やはり図９６及び９７を参照すると、交換式運転組立体２０９４が電源組立体２０９６に結合されている間、電源組立体コントローラ２１００は、交換式運転組立体２０９４の運転組立体コントローラ２１０２によって生成される１つ又は２つ以上の信号に対し、電源組立体２０９６から交換式運転組立体２０９４への送電を監視するように構成され得る。図９６に示されているように、電源組立体コントローラ２１００は、例えば、運転組立体コントローラ２１０２によって生成される１つ又は２つ以上の信号を検出するために、電池２０９８に対する電圧を監視するための電圧監視機構を使用してもよい。特定の例では、電源組立体コントローラ２１００のアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）によって読み取り可能にするために、電圧コンディショナーを使用して電池２０９８の電圧のスケーリングを行うことができる。図９６に示されているように、電圧コンディショナーは、測定され、例えば、ＡＤＣを介して電源組立体コントローラ２１００に報告され得る電池２０９８の電圧に比例する、基準電圧又は低電圧信号を生じさせ得る電圧回路２０１８を備えてもよい。
【０３１７】
他の状況下では、図９７に示されているように、電源組立体２０９６は、例えば、運転組立体コントローラ２１０２によって生成される１つ又は２つ以上の信号を検出するために、交換式運転組立体２０９４に送信される電流を監視するための電流監視機構を備えてもよい。特定の例では、電源組立体２０９６は、交換式運転組立体２０９４に送信される電流を監視するために使用され得る、電流センサ２１１０を備えてもよい。監視された電流は、例えば、ＡＤＣを介して電源組立体コントローラ２１００に報告され得る。他の状況下では、電源組立体コントローラ２１００は、運転組立体コントローラ２１０２によって生成される１つ又は２つ以上の信号を検出するために、交換式運転組立体２０９４に送信される電流と、電池２０９８に対する対応する電圧と、の両方を同時に監視するように構成され得る。読者は、電流及び／又は電圧を監視するための様々な他の機構が、運転組立体コントローラ２１０２によって生成される１つ又は２つ以上の信号を検出するために、電源組立体コントローラ２１００によって使用され得ることを理解するであろう。このような機構全てが、本開示によって想到される。
【０３１８】
図９８を参照すると、コントローラ１３００２は、一般に、プロセッサ１３００８（「マイクロプロセッサ」）と、プロセッサ１３００８に動作可能に結合された１つ又は２つ以上のメモリユニット１３０１０とを備えてもよい。メモリ１３０１０に記憶された命令コードを実行することによって、プロセッサ１３００８は、例えば、モータ１２２１６、様々な駆動システム、及び／又はユーザディスプレイなど、外科用器具１２２００の様々な構成要素を制御してもよい。コントローラ１３００２は、集積型及び／若しくは個々のハードウェア要素、ソフトウェア要素、並びに／又はそれら両者の組み合わせを用いて実装され得る。集積型ハードウェア要素の例としては、プロセッサ、マイクロプロセッサ、コントローラ、集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、論理ゲート、レジスタ、半導体素子、チップ、マイクロチップ、チップセット、コントローラ、システムオンチップ（ＳｏＣ）、及び／又はシステムインパッケージ（ＳＩＰ）が挙げられ得る。個々のハードウェア要素の例としては、論理ゲート、電界効果トランジスタ、バイポーラトランジスタ、抵抗、コンデンサ、インダクタ、及び／若しくはリレーなど、回路並びに／又は回路素子が挙げられ得る。特定の例では、コントローラ１３００２は、例えば、１つ又は２つ以上の基板上に離散的及び集積型の回路素子又は構成要素を含むハイブリッド回路を含んでもよい。特定の例では、コントローラ１３００２は、図１５〜１７Ｂに関連して記載されるように、シングルコア又はマルチコアコントローラのＬＭ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲであってよい。
【０３１９】
様々な形態では、モータ１２２１６は、例えば、約２５，０００ＲＰＭの最大回転数を有するブラシ付きＤＣ駆動モータであってもよい。別の構成において、モータ１２２１６としては、ブラシレスモータ、コードレスモータ、同期モータ、ステッパモータ、又は任意の他の好適な電動モータが挙げられてよい。例えば、モータ１２２１６に電力を供給するために、例えばＬｉイオン電池などの電池１２２１８（又は「電源」若しくは「パワーパック」）がハウジング１２２１２に結合されてもよい。
【０３２０】
再び図９８を参照すると、外科用器具１２２００は、コントローラ１３００２と動作可能に通信するモータコントローラ１３００５を有してもよい。モータコントローラ１３００５は、モータ１２２１６の回転方向を制御するように構成されることができる。特定の例では、モータコントローラ１３００５は、電池１２２１８によってモータ１２２１６に加えられる電圧極性を判定し、そしてモータ１２２１６の回転方向を、コントローラ１３００２からの入力に基づいて判定するように構成されてもよい。例えば、電池１２２１８によってモータ１２２１６に加えられる電圧極性が、コントローラ１３００２からの入力に基づいてモータコントローラ１３００５によって逆転されるとき、モータ１２２１６は、その回転方向を時計回りの方向から反時計回りの方向へと逆転させることができる。それに加えて、モータ１２２１６は、例えば、モータ１２２１６の回転方向に応じて遠位側又は近位側にモータ１２２１６によって駆動され得る、関節駆動部に動作可能に結合され得る。更に、関節駆動部はエンドエフェクタ１２２０８に動作可能に結合されることができ、例えば、関節駆動部が近位側へ軸方向に並進することで、例えばエンドエフェクタ１２２０８を反時計回りの方向に関節運動させることができ、及び／又は、関節駆動部が遠位側へ軸方向に並進することで、例えばエンドエフェクタ１２２０８を時計回りの方向に関節運動させることができる。
【０３２１】
図９９に示す態様では、インターフェース３００１は、複数のスイッチ３００４Ａ〜Ｃ、３０８４Ｂを備え、スイッチ３００４Ａ〜Ｃの各々はそれぞれ、３つの電気回路３００６Ａ〜Ｃのうちの１つによってコントローラ３００２に結合され、スイッチ３０８４Ｂは回路３０８４Ａによってコントローラ３００２に結合されている。読者に理解されたいこととして、スイッチと回路との他の組み合わせが、インターフェイス３００１と共に利用され得る。
【０３２２】
上記に加えて更に、コントローラ３００２は、プロセッサ３００８及び／又は１つ若しくは２つ以上のメモリユニット３０１０を備えてもよい。メモリ３０１０に記憶された命令コードを実行することにより、プロセッサ３００８は、電動モータ１１０２及び／又はユーザディスプレイなど、外科用器具の様々な構成要素を制御することができる。コントローラ３００２は、集積型及び／若しくは個々のハードウェア要素、ソフトウェア要素、並びに／又はそれら両者の組み合わせを用いて実装され得る。集積型ハードウェア要素の例としては、プロセッサ、マイクロプロセッサ、コントローラ、集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、論理ゲート、レジスタ、半導体素子、チップ、マイクロチップ、チップセット、コントローラ、システムオンチップ（ＳｏＣ）、及び／又はシステムインパッケージ（ＳＩＰ）が挙げられ得る。個々のハードウェア要素の例には、回路及び／又は回路素子（例えば、ロジックゲート、電界効果トランジスタ、バイポーラトランジスタ、レジスタ、コンデンサ、インダクタ、リレーなど）を挙げることができる。他の態様では、コントローラ３００２は、例えば１つ又は２つ以上の基板上に個々の回路素子又は部品と集積型の回路素子又は部品とを備えるハイブリッド回路を含んでもよい。
【０３２３】
再び図９９を参照すると、外科用器具１０１０は、コントローラ３００２と動作可能に通信するモータコントローラ３００５を含んでもよい。モータコントローラ３００５は、電動モータ１１０２の回転方向を制御するように構成されることができる。例えば、電動モータ１１０２は、例えば電池１１０４などの電池から給電されることができ、コントローラ３００２は、電池１１０４から電動モータ１１０２に加えられる電圧極性を、そして電動モータ１１０２の回転方向を、コントローラ３００２からの入力に基づいて判定するように構成されてもよい。例えば、電池１１０４によって電動モータ１１０２に加えられる電圧極性が、コントローラ３００２からの入力に基づいてモータコントローラ３００５によって逆転されるとき、電動モータ１１０２は、その回転方向を時計回りの方向から反時計回りの方向へと逆転させることができる。好適なモータコントローラの例が、本書の他の箇所で説明されており、限定するものではないがドライバ７０１０（図１００）が挙げられる。
【０３２４】
それに加えて、本書の他の箇所により詳細に記載されるように、電動モータ１１０２は、関節駆動部に動作可能に結合され得る。使用の際、電動モータ１１０２は、電動モータ１１０２が回転する方向に応じて、近位関節駆動部を遠位側に又は近位側に駆動することができる。更に、近位関節駆動部はエンドエフェクタ１３００に動作可能に結合されることができ、例えば、近位関節駆動部１００３０が近位側へ軸方向に並進することで、例えばエンドエフェクタ１３００を反時計回りの方向に関節運動させることができ、かつ／又は、近位関節駆動部１００３０が遠位側へ軸方向に並進することで、例えばエンドエフェクタ１３００を時計回りの方向に関節運動させることができる。
【０３２５】
上記に加えて更に、再び図９９を参照すると、インターフェース３００１は、スイッチ３００４Ａをエンドエフェクタ１３００の時計回りの関節運動用にすることができ、スイッチ３００４Ｂをエンドエフェクタ１３００の反時計回りの関節運動用にすることができるように構成され得る。例えば、操作者は、スイッチ３００４Ａを閉じることによってエンドエフェクタ１３００を時計回りの方向に関節運動させることができ、スイッチ３００４Ａは、電動モータ１１０２を時計回りの方向に回転させるようにコントローラ３００２に信号を送ることができ、それにより、結果として、近位関節駆動部１００３０は遠位側に前進され、エンドエフェクタ１３００は時計回りの方向に関節運動されることになる。別の例において、操作者は、スイッチ３００４Ｂを閉じることによってエンドエフェクタ１３００を反時計回りの方向に関節運動させることができ、スイッチ３００４Ｂは、例えば電動モータ１１０２を反時計回りの方向に回転させるようにコントローラ３００２に信号を送って、近位関節駆動部１００３０を近位側に後退させて、反時計回りの方向にエンドエフェクタ１３００を関節運動させることができる。
【０３２６】
図１００に示すように、センサ装置７００２は、長手方向に移動可能な駆動部材１１１１の位置に対応する固有の位置信号を与える。電動モータ１１０２は回転式シャフト７０１６を含むことができ、回転式シャフト７０１６は、長手方向に移動可能な駆動部材１１１１の駆動歯の組又はラックとの噛合い係合をなして取り付けられるギヤ組立体７０１４と動作可能に連係する。図１０１も参照すると、以下で更に詳細に説明するように、センサ要素７０２６は、センサ要素７０２６の１回転が、長手方向に移動可能な駆動部材１１１１のいくぶんかの直線的な長手方向移動に対応するように、ギヤ組立体７１０６に動作可能に結合されてもよい。一態様において、ギヤ及びセンサの装置が、ラックピニオン装置によって直線アクチュエータに、又はスパーギヤ若しくは他の接続によって回転アクチュエータに接続され得る。多数回の旋回が必要となる回転ねじ式駆動構成を備えた態様の場合、ウォーム及びホイールなど、駆動部材とセンサとの間の高度な減速装置が用いられてもよい。
【０３２７】
本開示の一態様によれば、絶対位置調整システム７０００のセンサ装置７００２は、外科用デバイスと共に使用するための、より頑健な位置センサ７０１２を設ける。取り得る各アクチュエータの位置に関する固有の位置信号又は値を与えることによって、そのような装置は、零点調整又は較正工程の必要性を排除し、ノイズ又は電力低下の状態によって従来の回転エンコーダ構成と同様に位置検知の誤差が生じ得る場合に、設計の悪影響が生じる可能性を低減する。
【０３２８】
一態様では、絶対位置調整システム７０００のセンサ装置７００２は、通常はモータのロータに装着される従来の回転エンコーダに代わるものであり、従来の回転エンコーダを位置センサ７０１２で置き換えており、位置センサ７０１２は、位置センサ７０１２に関連付けられたセンサ要素の１回転で、各回転位置に対する固有の位置信号を発生させる。したがって、位置センサ７０１２に関連付けられたセンサ要素の１回転は、長手方向に移動可能な駆動部材１１１１の長手方向の線形変位ｄ１と等価である。換言すれば、ｄ１は、長手方向に移動可能な駆動部材１１１１に結合されたセンサ要素が１回転した後の、長手方向に移動可能な駆動部材１１１１が点「ａ」から点「ｂ」まで移動した長手方向の直線距離である。センサ装置７００２は、ギヤ減速装置を介して接続されてもよく、このギヤ減速装置によって、位置センサ７０１２は、長手方向に移動可能な駆動部材１１１１の全行程に対して１回転のみすることになる。好適なギヤ比を用いると、長手方向に移動可能な駆動部材１１１１の全行程が位置センサ７０１２の１回転で表現され得る。
【０３２９】
位置センサ７０１２の複数の回転に対する固有の位置信号を与えるために、一連のスイッチ７０２２ａ〜７０２２ｎ（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、ギヤ減速装置と共に用いられてもよい。スイッチ７０２２ａ〜７０２２ｎの状態はコントローラ７００４にフィードバックされ、コントローラ７００４はロジックを適用して、長手方向に移動可能な駆動部材１１１１の長手方向の線形変位ｄ１＋ｄ２＋．．．ｄｎに対応する固有の位置信号を決定する。
【０３３０】
したがって、絶対位置調整システム７０００は、モータが前方又は後方に経たステップの数を単純に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測する、従来の回転エンコーダで必要となり得るように、長手方向に移動可能な駆動部材１１１１をリセット（ゼロ又はホーム）位置へ後退又は前進させることなく、器具の電源投入後に長手方向に移動可能な駆動部材１１１１の絶対位置を与える。
【０３３１】
様々な態様では、センサ装置７００２の位置センサ７０１２は例えば、とりわけ、１つ又は２つ以上の磁気センサ、電位差計などのアナログ回転センサ、アナログホール効果素子の配列を備えてもよく、アナログホール効果素子は、位置信号又は値の固有の組み合わせを出力するものである。
【０３３２】
様々な態様では、コントローラ７００４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、様々な機能を実施するようにプログラムされてもよい。既知の物理特性を用いて、コントローラ７００４は、実システムの応答をコントローラ７００４のソフトウェアでシミュレートするように設計され得る。シミュレーションによる応答は、（ノイズを伴い、離散的な）測定による実システムの応答と比較されて、「観測された」応答が取得され、これが実際のフィードバックの決定に用いられる。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を、測定による応答と釣り合わせる好適な同調された値であり、これはシステムに及ぼす外部の影響を検知することができる。
【０３３３】
様々な態様では、絶対位置調整システム７０００は、以下の機能性を更に備えてもよく、及び／又は以下の機能性を実現するようにプログラムされてもよい。フィードバックコントローラは、これらに限定されないが、ＰＩＤ、状態フィードバック、及び適応コントローラを含む任意のフィードバックコントローラのうちの１つであってもよい。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。他の例には、限定するものではないが、パルス幅変調（ＰＷＭｅｄ）電圧、電流、及び力が挙げられる。電動モータ１１０２は、関節運動又はナイフシステムへのギヤボックス及び機械的リンクを備えたブラシ付きＤＣモータであってもよい。位置センサ７０１２で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（単数又は複数の）センサ（７０１８）が設けられてもよい。それはデジタル信号である（又は、デジタルデータ取得システムに接続される）ので、その出力は有限の解像度とサンプリング周波数を有することになる。限定するものではないが、シミュレーションされた応答を測定された応答に近づける重み付き平均及び理論的制御ループなどのアルゴリズムを用いて、シミュレーションされた応答と測定された応答とを結び付けるために、比較及び結合回路が設けられてもよい。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のようになるかを予測するために、物理的システムのシミュレーションは、質量、慣性、粘性摩擦、誘導抵抗などの特性を考慮する。一態様では、コントローラ７００４は、図１５〜１７Ｂに関連して記載されるように、シングルコア又はマルチコアコントローラのＬＭ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲであってよい。
【０３３４】
一態様では、ドライバ７０１０は、Ａｌｌｅｇｒｏ  Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なＡ３９４１であってもよい。Ａ３９４１ドライバ７０１０は、ブラシ付きＤＣモータなどの、誘導負荷に対して特別に設計された外部のＮチャネルパワー金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）と共に使用するためのフルブリッジコントローラである。ドライバ７０１０は、固有の電荷ポンプ調整器を備え、これは、全（＞１０Ｖ）ゲート駆動を７Ｖまでの電池電圧にもたらし、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。ブートストラップコンデンサは、ＮチャネルのＭＯＳＦＥＴに必要な上記の電池供給電圧を提供するために使用されてもよい。ハイサイド駆動用の内部電荷ポンプにより、ＤＣ（１００％デューティサイクル）動作が可能となる。フルブリッジは、ダイオード又は同期整流を用いて高速又は低速減衰モードで駆動され得る。低速減衰モードにおいて、電流の再循環は、ハイサイドのＦＥＴによっても、ローサイドのＦＥＴによっても可能である。電力ＦＥＴは、抵抗器で調節可能なデッドタイムによって、シュートスルーから保護される。統合診断は、低電圧、温度過昇、及びパワーブリッジの異常を指示するものであり、ほとんどの短絡状態下でパワーＭＯＳＦＥＴを保護するように構成され得る。絶対位置調整システム７０００で使用するために、他のモーター駆動器が容易に代用されることができる。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。
【０３３５】
センサ装置７００２用の絶対位置調整システム７０００の様々な態様を実現するための一般的なアーキテクチャについて説明したので、ここで、絶対位置調整システム７０００のセンサ装置の一態様について説明するために、本開示は図１０１〜図１０３を参照する。図１０１に示す態様では、センサ装置７００２は、位置センサ７１００と、磁石７１０２のセンサ要素と、長手方向に移動可能な駆動部材１１１１（図１００）の全行程ごとに１回転する磁石ホルダ７１０４と、減速するためのギヤ組立体７１０６とを備えている。ギヤ組立体７１０６、磁石ホルダ７１０４、及び磁石７１０２を支持するために、ブラケット７１１６などの構造要素が設けられている。位置センサ７１００は、ホール要素などの１つ又は２つ以上の磁気検出要素を備え、磁石７１０２に近接して定置されている。したがって、磁石７１０２が回転すると、位置センサ７１００の磁気検出要素は、１回転にわたって磁石７１０２の絶対角度位置を判定する。
【０３３６】
様々な態様において、例えば、全磁場を測定するか、磁場のベクトル成分を測定するかによって分類される磁気センサなど、任意の個数の磁気検出要素が絶対位置調整システム７０００に用いられてよい。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。磁場検出に用いられる技術として、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、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、光磁気、及び微小電気機械システム系の磁気センサが挙げられる。
【０３３７】
例示の態様では、ギヤ組立体７１０６は、３：１のギヤ比接続を提供する噛合い係合の第１のギヤ７１０８と第２のギヤ７１１０とを備えている。第３のギヤ７１１２は、シャフト７１１４の周りを回転する。第３のギヤは、長手方向に移動可能な駆動部材１１１１と噛合い係合し、長手方向に移動可能な駆動部材１１１１が遠位方向Ｄに前進すると、第１の方向に回転し、長手方向に移動可能な駆動部材１１１１が近位方向Ｐに後退すると、第２の方向に回転する。第２のギヤ７１１０はまた、シャフト７１１４の周りを回転し、したがって、シャフト７１１４の周りでの第２のギヤ７１１０の回転は、長手方向に移動可能な駆動部材１１１１の長手方向移動に対応する。したがって、遠位方向Ｄ又は近位方向Ｐのいずれかにおける長手方向に移動可能な駆動部材１１１１の完全な１行程は、第２のギヤ７１１０の３回転、及び第１のギヤ７１０８の１回転に対応する。磁石ホルダ７１０４は、第１のギヤ７１０８に結合されているので、磁石ホルダ７１０４は、長手方向に移動可能な駆動部材１１１１の各全行程について完全に１回転する。
【０３３８】
図１０２は、一態様による、回路１１０６及びセンサ装置７００２の各要素の相対的な整合を示す、絶対位置調整システム７０００のセンサ装置７００２の分解斜視図である。位置センサ７１００（この図には示さない）は、アパーチャ７１２０を画定する位置センサホルダ７１１８によって支持されており、アパーチャ７１２０は、下方で回転する磁石７１０２と正確に整列する位置センサ７１００を収容するのに好適なものである。固定具が、ブラケット７１１６に、及び回路１１０６に結合されており、磁石７１０２が磁石ホルダ７１０４と共に回転する間、依然として静止している。ハブ７１２２が、第１のギヤ７１０８及び磁石ホルダ７１０４と嵌合するように設けられている。
【０３３９】
図１０３は、一態様による、磁気回転式絶対位置調整システムを含んだ絶対位置調整システム７０００用の位置センサ７１００の一態様の模式図である。一態様では、位置センサ７１００はＡｕｓｔｒｉａ  Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，ＡＧから入手可能なＡＳ５０５５ＥＱＦＴシングルチップ磁気回転式位置センサとして実装されてもよい。位置センサ７１００は、コントローラ７００４と連係して絶対位置調整システム７０００を設けている。位置センサ７１００は、低電圧低電力の構成要素であり、磁石７１０２（図９９、図１００）の上方に位置する位置センサ７１００の領域７１３０に、４つのホール効果要素７１２８Ａ、７１２８Ｂ、７１２８Ｃ、７１２８Ｄを有している。また、高解像度ＡＤＣ７１３２及びスマート電力管理コントローラ７１３８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、１桁毎の方法とボルダーアルゴリズム（Volder's algorithm）でも知られる、ＣＯＲＤＩＣ（座標回転デジタルコンピュータの略）プロセッサ７１３６が設けられる。角度位置、アラームビット、及び磁場情報が、ＳＰＩインターフェース７１３４など標準的なシリアル通信インターフェースを介してコントローラ７００４に伝送される。位置センサ７１００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７１００は、小型のＱＦＮ１６ピン４×４×０．８５ｍｍパッケージで提供されるＡＳ５０５５チップであってよい。
【０３４０】
ホール効果素子７１２８Ａ、７１２８Ｂ、７１２８Ｃ、７１２８Ｄは、直接回転磁石の上方に設置されている。ホール効果は、周知の効果であり、開示を簡潔かつ明確にするために、本明細書では詳細に説明しない。一般に、ホール効果とは、電気導体に流れる電流と、その電流に垂直な磁場に直交して、電気導体にかかる電位差（ホール電圧）が発生することである。これは、エドウィン・ホール（Edwin Hall）によって１８７９年に発見された。ホール係数は、誘導電場と、電流密度に印加磁場を掛けたものとの比として定義される。その値は、電流を構成する電荷キャリアの種類、個数、及び特性に依存するので、ホール係数は、導体を作る材料の特徴を示す。ＡＳ５０５５位置センサ７１００において、ホール効果要素７１２８Ａ、７１２８Ｂ、７１２８Ｃ、７１２８Ｄは、磁石７１０２（図１８６、１８７）の絶対位置を磁石７１０２の１回転にわたって角度で示す電圧信号を発生させることが可能である。この角度値は固有の位置信号であり、ＣＯＲＤＩＣプロセッサ７１３６によって算出され、ＡＳ５０５５位置センサ７１００にオンボードでレジスタ又はメモリ内に格納される。１回転にわたる磁石７１０２の位置を示す角度値は、様々な技術で、例えば電源投入時に、又はコントローラ７００４によって要求されたときに、コントローラ７００４に与えられる。
【０３４１】
ＡＳ５０５５位置センサ７１００は、コントローラ７００４に接続されているとき、動作するために少数の外部構成要素のみを必要とする。単一電源を使用する単純な適用には６本の導線を必要とし、電力用に２本の導線、及びコントローラ７００４とのＳＰＩインターフェース７１３４用に４本の導線７１４０を必要とする。割り込みをコントローラ７００４に送信して、新たな有効な角度が読み込まれ得ることを知らせるために、７番目の接続が加えられてもよい。
【０３４２】
電源投入時に、ＡＳ５０５５位置センサ７１００は、１回の角度測定を含む全ての電源投入シーケンスを実施する。このサイクルの完了は、ＩＮＴ出力７１４２として示され、角度値は内部レジスタに記憶される。この出力が設定されると、ＡＳ５０５５位置センサ７１００は、一時停止してスリープモードに移る。コントローラ７００４は、ＳＰＩインターフェース７１３４を介してＡＳ５０５５位置センサ７１００から角度値を読み取ることによって、ＩＮＴ出力７１４２におけるＩＮＴ要求に応答することができる。角度値がコントローラ７００４によって読み取られると、ＩＮＴ出力７１４２が再びクリアされる。また、コントローラ７００４によってＳＰＩインターフェース７１３４で「角度読取り」コマンドを位置センサ７１００に送信すると、自動的にチップに給電され、別の角度測定が開始される。コントローラ７００４が角度値の読取りを完了すると、直ちに、ＩＮＴ出力７１４２がクリアされ、新たな結果が角度レジスタに記憶される。角度測定の完了は、再び、ＩＮＴ出力７１４２及びステータスレジスタの対応するフラグを設定することによって示される。
【０３４３】
ＡＳ５０５５位置センサ７１００の測定原理に基づいて、単一の角度測定のみが、各電源投入シーケンス後のごく短い時間で（〜６００μｓ）実施される。１つの角度の測定が完了すると、直ちに、ＡＳ５０５５位置センサ７１００は一時停止して電源オフ状態に移る。デジタル平均化による角度値のオンチップフィルタリングは、複数回の角度測定を必要とし、その結果、電源投入時間がより長くなり、低電力用途には望ましくないので、このオンチップフィルタリングは実施されない。角度のジッターは、コントローラ７００４で複数の角度サンプルを平均化することによって低減され得る。例えば、４つのサンプルを平均化すると、ジッターは６ｄＢ（５０％）低減する。
【０３４４】
上述したように、エンドエフェクタ１３００内に捕捉された組織をステープル留め及び／又は切開するために、外科用器具システム１０００のハンドル１０４２内に配置された電動モータ１１０２を利用することで、例えば発射部材１２７２及び１２８０を含めて、シャフト組立体１２００の発射システムを、シャフト組立体１２００のエンドエフェクタ１３００に対して前進及び／又は後退させることができる。様々な状況において、発射部材１２７２及び１２８０を所望の速度で、又は所望の速度の範囲内で前進させることが望ましい場合がある。同様に、発射部材１２７２及び１２８０を所望の速度で、又は所望の速度の範囲内で後退させることが望ましい場合がある。様々な状況において、例えばハンドル１０４２のコントローラ７００４、及び／又は任意の他の好適なコントローラが、発射部材１２７２及び１２８０の速度を制御するように構成され得る。いくつかの状況において、コントローラは例えば、電圧及び／若しくは電流など、電動モータ１１０２に供給される電力の様々なパラメータ、並びに／又は電動モータ１１０２の他の動作パラメータに基づいて、発射部材１２７２及び１２８０の速度を予測するように構成されることができる。コントローラはまた、電動モータ１１０２に供給される電流及び／若しくは電圧の以前の値、並びに／又は、速度、加速度、及び／若しくは位置など、システムの以前の状態に基づいて、発射部材１２７２及び１２８０の現在の速度を予想するように構成されることができる。更に、コントローラはまた、例えば上述した絶対位置調整センサシステムを利用して、発射部材１２７２及び１２８０の速度を感知するように構成され得る。様々な状況下で、コントローラは、発射部材１２７２及び１２８０の予想速度と、発射部材１２７２及び１２８０の感知速度とを比較して、電動モータ１１０２への電力を、発射部材１２７２及び１２８０の速度を増加させるために増加させ、かつ／又は発射部材１２７２及び１２８０の速度を低下させるために減少させるべきか否かを判定するように構成されることができる。米国特許第８２１０４１１号、発明の名称「ＭＯＴＯＲ−ＤＲＩＶＥＮ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」の全ての開示内容が参照によって本明細書に組み込まれる。米国特許第７，８４５，５３７号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＨＡＶＩＮＧ  ＲＥＣＯＲＤＩＮＧ  ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」の全ての開示内容が参照によって本明細書に組み込まれる。
【０３４５】
ここで図１０４及び図１０５を参照すると、本明細書で開示する器具の物理的性質を用いて、例えばコントローラ７００４などのコントローラが、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設計され得る。シミュレーションによる応答は、（ノイズを伴い離散的な）測定された実際のシステムの応答と比較されて、「観測された」応答が取得され、これが実際のフィードバックの決定に用いられる。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を、測定による応答と釣り合わせる好適な同調された値であり、これはシステムに及ぼす外部の影響を検知することができる。図１０４及び図１０５に関連して、シャフト組立体１２００のエンドエフェクタ１３００の発射要素又は切断要素が、目標の速さ若しくは速度又はその近傍で移動させられ得る。図１０２及び図１０３に開示するシステムは、切断要素を目標の速さで移動させるために利用され得る。システムは、フィードバックコントローラ４２００を含むことができ、フィードバックコントローラ４２００は、限定するものではないが、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を含む任意のフィードバックコントローラのうちのいずれかであってもよい。システムは電源を更に含むことができる。電源は例えば、フィードバックコントローラ４２００からの信号を、システムへの物理的入力、この場合は電圧に変換することができる。他の例としては、限定するものではないが、例えば、パルス幅変調（ＰＷＭ）電圧、周波数変調電圧、電流、トルク、及び／又は力が挙げられる。
【０３４６】
引き続き図１０４及び図１０５を参照すると、これらにおいて参照される物理的システムは、発射部材又は切断部材を駆動するように構成された器具の実際の駆動システムである。一例が、関節及び／又はナイフシステムへのギヤボックス及び機械的リンクを備えたブラシ付きＤＣモーターである。もう１つの例が、本明細書で開示される電動モータ１１０２であり、このモータ１１０２は、交換式シャフト組立体の、例えば発射部材１００６０及び関節ドライバ１００３０を操作する。図１０４及び図１０５において参照される外的影響４２０１は、例えば、身体を囲む組織及び物理的システムにかかる摩擦などの事物についての無制限の予測不可能な影響である。そのような外的影響は、抗力と呼ばれてもよく、例えば電動モータ１１０２に逆らって作用するモータ４２０２によって表されることができる。様々な状況下で、抗力などの外的影響は、物理的システムのシミュレーションが実際の物理的システムからの偏差の主要な原因となる。図１０４及び図１０５において示され、以下で更に議論されるシステムは、発射部材又は切断部材の予想される挙動と、発射部材又は切断部材の実際の挙動との差に対処することができる。
【０３４７】
図１０４及び図１０５を引き続き参照すると、それらにおいて参照される個々のセンサは、実際の物理的システムの物理的パラメータを測定する。そのような個々のセンサの一態様が、絶対位置調整センサと、磁石７１０２など本明細書において説明されるシステムとを有することができる。そのような個々のセンサの出力はデジタル信号であり得る（又は、デジタルデータ取得システムに接続される）ので、そ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ことができる。個々のセンサの出力は、例えばコントローラ７００４などのコントローラに供給され得る。様々な状況において、コントローラは、シミュレートされた、又は推定された応答を、測定された応答と組み合わせることができる。特定の状況において、観測された応答をノイズが多く利用できないものにすることなく、外的影響が考慮されるようにするため、測定された応答を十分に利用することが有用となることがある。そのように行うアルゴリズムの例として、例えば、シミュレーションによる応答を測定による応答に近似する重み付き平均及び／又は理論的制御ループが挙げられる。最終的に、上記に加えて更に、例えば、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のようになるかを予測するために、物理的システムのシミュレーションでは、質量、慣性、粘性摩擦、及び／又は誘導抵抗などの特性が考慮される。図１０３は、実際のシステムを動作させるために供給される電流の評価及び測定の追加を示しており、この電流は、例えば、シャフト組立体１２００の切断部材又は発射部材の速度を制御するために評価され得る更に別のパラメータである。特定の状況において、電圧を測定することに加えて、又はそれに代えて電流を測定することによって、物理的システムをより正確なものにすることができる。それでもなお、本明細書において開示される構想は、他の物理的システムについての他の状態パラメータの測定に拡張され得る。
【０３４８】
図１０６は、本明細書で説明される様々な態様による外科用器具５５００の斜視図を示す。外科用器具５５００は、外科用器具５５００が、ステープルカートリッジを支持するように構成された細長いチャネルと、細長いチャネルに枢動可能に接続されたアンビルと、アンビルに機械的に結合された閉鎖部材と、ステープルカートリッジに機械的に結合されたナイフと、閉鎖部材及び／又はナイフに機械的に結合された電動モータと、モータに電気的に結合されたモータコントローラと、モータコントローラに電気的に結合された制御回路と、を含む点で、本明細書に上述した外科用器具に類似している。外科用器具５５００はまた、外科用器具５５００が、閉鎖力、発射力、電動モータによって引き込まれる電流、細長いチャネルとアンビルとの間に位置付けられた組織のインピーダンス、細長いチャネルに対するアンビルの位置、ナイフの位置、又はこれらの任意の組み合わせを感知又は測定するように共同で構成されているセンサも含む点で、本明細書に上述した外科用器具に類似している。外科用器具５５００はまた、外科用器具５５００が閉鎖アルゴリズム、発射アルゴリズム、モータ制御アルゴリズム、又はこれらの任意の組み合わせなどアルゴリズムも含み、これらのアルゴリズムが外科用器具５５００の動作を動的に調節するように機能する点で、本明細書に上述した外科用器具に類似している。しかしながら、外科用器具５５００は、外科用器具５５００が、以下に記載するように、外科用器具５５００に更なる制御機能を提供する、１つ又は２つ以上の追加アルゴリズム（上述したアルゴリズムに加えて）を更に含む点で、本明細書に上述した外科用器具と異なる。
【０３４９】
一般に、外科用器具５５００は、１つ又は２つ以上の閉鎖アルゴリズムを用いて、顎部をその間に位置付けられた組織に対してクランプする閉鎖運動を制御してよい、かつ／又は１つ又は２つ以上の発射アルゴリズムを用いて、顎部間にクランプされた組織をステープル留めし、切断する発射運動を制御してよい。動作の際、所与のセンサは、所与のパラメータ（例えば、閉鎖力、発射力、及び／又はこれらの任意の組み合わせ）を感知又は測定し、感知した／測定したパラメータを示す信号を出力する。出力信号は、アナログ信号又はデジタル信号であり得る。例えば、センサによる信号出力がアナログ信号である場合、アナログ信号は、アナログ信号を示すデジタル信号を出力する、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器への入力である。その結果、デジタル信号は、外科用器具５５００内に存在するコントローラへの入力である。例えば、センサによる信号出力がデジタル信号である場合、Ａ／Ｄ変換は不要であり、センサによるデジタル信号出力は、コントローラへの入力であり得る。トリガ、閾値、及び／又はイベントが生じると、コントローラは、閉鎖アルゴリズムを修正若しくは調節してよい、又は別の閉鎖アルゴリズムを開始してよく、したがって、閉鎖運動中の外科用器具５５００の動作を自動的に変更する。同様に、トリガ、閾値、及び／又はイベントが生じると、コントローラは、発射アルゴリズムを修正若しくは調節してよい、又は別の発射アルゴリズムを開始してよく、したがって、発射運動中の外科用器具５５００の動作を自動的に変更する。
【０３５０】
様々な態様によると、トリガ、閾値、又はイベントは、感知された／測定された閉鎖力によって定められる。他の態様によると、トリガ、閾値、又はイベントは、感知された／測定された閉鎖力に関連するパラメータによって定められる。同様に、様々な態様によると、トリガ、閾値、又はイベントは、感知された／測定された発射力によって定められる。他の態様によると、トリガ、閾値、又はイベントは、感知された／測定された発射力に関連するパラメータよって定められる。
【０３５１】
図１０７は、様々な態様による、外科用器具５５００の閉鎖運動を制御する方法１０１０を示す。プロセスは、閉鎖運動の開始（５５１２）から始まる。閉鎖運動は、例えば、閉鎖トリガをハンドルに向かって引くことにより開始されてよい。外科用器具５５００に存在するセンサは、閉鎖力を感知する／測定する（５５１４）。閉鎖力は、例えば、外科用器具５５００の顎部間にクランプされた組織が受ける力、外科用器具５５００の顎部（例えば、アンビル及び／又は細長いチャネル）が受ける力、外科用器具５５００の閉鎖管が受ける力、及び／又はこれらの任意の組み合わせであってよい。
【０３５２】
閉鎖力に応じて、センサは、センサによって感知された／測定された（５５１４）閉鎖力を示す閉鎖力信号を出力する（５５１６）。センサの構成に応じて、閉鎖力信号は、アナログ信号又はデジタル信号であり得る。閉鎖力信号がアナログ信号又はデジタル信号のいずれであるかを判定する（５５１８）と、プロセスは、対応する分岐に沿って続行する。閉鎖力信号はアナログ信号であるとの判定（５５１８）の場合、プロセスは、アナログ分岐に沿って続行し、アナログ信号はＡ／Ｄ変換器によって受信され、Ａ／Ｄ変換器によってアナログ信号を表すデジタル信号に変換され（５５２０）、デジタル信号はＡ／Ｄ変換器によって出力される。閉鎖力信号はデジタル信号であると判定（５５１８）の場合、プロセスはデジタル分岐に沿って続行する。これは、閉鎖力信号がデジタル信号の場合、Ａ／Ｄ変換（５５２０）は不要であるためである。
【０３５３】
センサによって感知された／測定された（５５１４）閉鎖力を表すデジタル信号である閉鎖力信号は、コントローラによって受信される。コントローラはデジタル信号を使用し、センサによって感知された／測定された（５５１４）閉鎖力が、既定の閾値に達する、又はそれを超えるかどうかを判定する（５５２２）。コントローラは、センサによって感知された／測定された（５５１４）閉鎖力の大きさと既定の閾値との比較に基づいて、センサによる閉鎖力信号出力（５５１６）の振幅と既定の閾値との比較に基づいて、又はこれらの任意の組み合わせに基づいて、この判定を行ってよい（５５２２）。
【０３５４】
コントローラが、センサによって感知された／測定された（５５１４）閉鎖力は既定の閾値に達していない又はそれを超えていないと判定すると（５５２２）、当初開始された（５５１２）閉鎖運動は、暫定プロセス５５１４〜５５２２に沿って続行される（５５２４）。コントローラが、センサによって感知された／測定された（５５１４）閉鎖力は既定の閾値に達した又はそれを超えたと判定すると（５５２２）、コントローラは閉鎖運動を変更する（５５２６）。いくつかの態様によると、コントローラは、コントローラによって実行される閉鎖アルゴリズムを修正又は調節して、閉鎖運動を減速する、一時停止する、又は停止し、外科用器具５５００が過剰な力を受けないようにすることにより、閉鎖運動を変更してよい。他の態様によると、コントローラは、閉鎖運動を減速する、一時停止する、又は停止して、外科用器具５５００が過剰な力を受けないようにする別の閉鎖アルゴリズムを実行することにより、閉鎖運動を変更してよい。いずれにしても、モータコントローラに対して、コントローラに減速信号、停止信号、又は一時信号を伝達させて、外科用器具５５００の顎部の閉鎖を駆動するモータの回転を減速する、停止する、又は一時停止することにより、閉鎖運動は、減速されてよい、停止されてよい、又は一時停止されてよい。
【０３５５】
閉鎖運動５５２６を変更すると、閉鎖運動５５２６の変更が閉鎖運動の減速（顎部の閉鎖を駆動するモータの回転の減速）の場合、プロセスは、当初開始された（５５１２）閉鎖運動を続行する（５５２８）ものの、減速で続行され、暫定プロセス５５１４〜５５２２は続行されるが、減速で顎部の閉鎖が生じる。閉鎖運動５５２６の変更が閉鎖運動の停止又は一時停止（顎部の閉鎖を駆動するモータの回転の停止又は一時停止）の場合、プロセスは、閉鎖運動を一時停止する、又は終了する（５５３０）。
【０３５６】
図１０８は、外科用器具５５００の様々な態様の、時間ｔにわたる閉鎖力Ｆを表す曲線５５４２を示す、例示的なグラフ５５４０を示す。閉鎖力Ｆは縦軸に沿って示され、時間ｔは横軸に沿って示される。換言すると、曲線５５４２は、閉鎖運動中の様々な時点における閉鎖力信号のグラフ表示である。曲線５５４２は、コントローラによって受信された閉鎖力信号に基づいて、コントローラによって数学的に生成されてよい。縦軸に表される閉鎖力Ｆは、外科用器具５５００の顎部間にクランプされた組織が受ける力、外科用器具５５００の顎部（例えば、アンビル及び／又は細長いチャネルによる）が受ける力、外科用器具５５００の閉鎖管が受ける力、及び／又はこれらの任意の組み合わせであってよい。閉鎖力Ｆは、直接的又は間接的のいずれかで、任意の好適な方法にて測定され得る。例えば、様々な態様によると、閉鎖力Ｆは、アンビル上、細長いチャネル上、閉鎖管上に位置付けられたセンサ（例えば、ひずみゲージ）によって直接的に、又は組織のインピーダンス、モータの電流引き込みによって間接的に、及び／又はこれらの任意の組み合わせによって測定され得る。
【０３５７】
様々な態様によると、外科用器具５５００の動作は、閉鎖力信号の振幅を監視し、閉鎖力信号の振幅が既定の閾値に達する、又はそれを超えると閉鎖運動を変更することにより制御されてよい。図１０７を参照すると、例えば、閉鎖力振幅Ｆｃｒｉｔは、外科用器具５５００が受ける、過剰な量の閉鎖力Ｆと判定されてよい。閉鎖力振幅Ｆｃｒｉｔに達する、又はそれを超える閉鎖力信号の振幅が生じると、図１０６に例示される、様々な態様による外科用器具５５００の閉鎖運動を制御する方法１０１０などのアルゴリズムが動作して、外科用器具５５００のモータを減速する、一時停止する、又は停止して閉鎖運動を変更し、外科用器具５５００が過剰な力を受けないようにしてよい。
【０３５８】
曲線５５４２は、閉鎖力Ｆが時間ｔにわたってどのように変動するかを有意に表す。時間ｔにわたる閉鎖力Ｆの変化（即ち、閉鎖力Ｆの変化率）は、外科用器具５５００の顎部閉鎖機構を制御するための有意なフィードバックを制御回路に提供してよい。時間ｔにわたる閉鎖力Ｆの変化は、曲線５５４２の微分係数として表されてよく、勾配Ｓ＝ΔＦ／Δｔ（式中、ΔＦは閉鎖力Ｆの変化であり、Δｔは時間ｔの変化である）という式によって短期間近似されてよい。曲線５５４２は、顎部の開閉時にＡ／Ｄ変換器によって抽出され、デジタル値に変換されるアナログ信号を経時的に表す。アナログ信号がデジタル化されると、制御回路は、その後、閉鎖運動中の任意の時点において、曲線５５４２によって表される閉鎖力信号の勾配を判定してよい。
【０３５９】
様々な態様によると、外科用器具５５００の動作は、曲線５５４２の勾配（閉鎖力信号の勾配）を監視し、勾配の値に基づいて閉鎖運動を変更することにより制御されてよい。一般に、図１０８を参照すると、曲線５５４２の勾配は、式Ｓ＝ΔＦ／Δｔ（式中、ΔＦは閉鎖力Ｆの変化であり、Δｔは時間ｔの変化である）で近似されてよい。当業者は、瞬間的な勾配は、曲線５５４２の微分係数を取ることにより計算され得ることを理解するであろう。時間ｔにわたって、勾配Ｓは制御回路によって監視され、制御回路によって使用されて、外科用器具５５００の動作を制御してよい。例えば、外科用器具５５００のアルゴリズムは、時間ｔにわたって閉鎖力Ｆの変化を監視し、曲線５５４２の勾配が第１の既定の閾値に達する、又はそれを超えると、閉鎖運動を停止する、又は一時停止し、次いで曲線５５４２の勾配が第２の既定の閾値に達する、又はそれを下回ると、閉鎖運動を再開するように構成されてよい。図１０８に示される勾配Ｃ＝ΔＦ１／Δｔ１の値（正値）は、コントローラによって判定されてよく、第１の既定の閾値を表してよい。同様に、図１０８に示される勾配Ｄ＝ΔＦ２／Δｔ２の値（負値）は、コントローラによって判定されてよく、第２の既定の閾値を表してよい。したがって、様々な態様によると、アルゴリズムは、判定された勾配（瞬間的又は近似）に基づいて、制御回路の動作を制御できる。
【０３６０】
例えば、図１０８に示されるグラフ５５４０では、時間ｔ＝０において、顎部は開位置にあり、顎部が受ける閉鎖力Ｆはない。組織が顎部間に位置付けられると、顎部が閉位置に向かって移動するとき、顎部は組織と接触し、組織の圧縮を開始する。したがって、時間が時間ｔ＝０から移動すると、顎部が受ける閉鎖力Ｆは増加し始める。外科用器具５５００のアルゴリズムは、トリガ、閾値、及び／又はイベントに基づいて顎部の更なる閉鎖を自動的に停止又は一時停止してよい。例えば、時間ｔにわたる閉鎖力Ｆの変化が既定の閾値に達する、又はそれを超える（例えば、勾配Ｃが既定の閾値よりも大きい）とき、アルゴリズムは、顎部の更なる閉鎖を自動的に停止又は一時停止してよい。あるいは、閉鎖力Ｆが別の既定の閾値に達する、又はそれを超える（例えば、閉鎖力ＦがＦｃｒｉｔよりも大きい）とき、アルゴリズムは、顎部の更なる閉鎖を自動的に停止又は一時停止してよい。
【０３６１】
顎部の閉鎖の停止後又は一時停止後、流体は、経時的に組織から移動し続けてよく、したがって、顎部が受ける圧力を低減させる。制御アルゴリズムは、トリガ、閾値、及び／又はイベントに基づいて顎部が更に閉鎖することを自動的に再び可能にしてよい。例えば、時間ｔにわたる閉鎖力Ｆの変化が既定の閾値に達する、又はそれを下回る（例えば、勾配Ｄが既定の閾値よりも更に負である）とき、アルゴリズムは、顎部の更なる閉鎖を自動的に再開してよい。勾配Ｄを有する曲線５５４２の部分は、安定な組織状態を示してよい。あるいは、顎部の閉鎖が停止又は一時停止されてから既定の期間（例えば、図１０８の期間ｔ１）が過ぎると、アルゴリズムは、顎部の更なる閉鎖を自動的に再開してよい。既定の期間は、十分な量の組織クリープが生じる、及び／又は組織が安定状態に達するために十分な時間とみなされてよい。
【０３６２】
上述した自動停止又は一時停止、及び自動再開は、任意の回数繰り返されてよい。より大きい圧力が組織に加えられると（即ち、顎部がより大きい力を受けると）、自動停止又は一時停止と、自動再開との間に生じる期間は増加する傾向にある（例えば、期間ｔ３は期間ｔ２よりも大きく、期間ｔ２は期間ｔ１よりも大きい）。組織が十分に圧縮されたと判定されると、外科用器具５５００の顎部は、閉鎖位置、つまりクランプ位置にロックされ得、閉鎖力Ｆは本質的に一定であり、発射運動が開始され得る。
【０３６３】
図１０８の例示的なグラフ５５４０は、外科用器具５５００の様々な態様との関連で説明されたが、他の態様については、閉鎖力Ｆのそれぞれの例示及び説明が変わり得ることが理解されるであろう。例えば、外科用器具５５００の様々な態様では、組織が十分に圧縮されたとみなされるには、３回未満又は３回超の自動停止又は一時停止が必要であり得る。同様に、組織が十分に圧縮されたとみなされるには、３回未満又は３回超の自動再開が生じ得る。また、図１０８は時間ｔにわたる閉鎖力Ｆとの関連で説明されたが、様々な態様では、発射力（図示なし）も経時的に測定されてよい／抽出されてよいことが理解されるであろう。以下で更に詳細に説明するように、発射力の測定値及びそれに関連するパラメータは、制御回路によって使用されて、トリガ、閾値及び／又はイベントに基づいて発射運動を自動的に変更してよい。
【０３６４】
図１０９は、外科用器具５５００の様々な態様の、時間ｔにわたる発射力Ｆを表す曲線５５５２、及び外科用器具５５００の様々な態様の、時間ｔにわたるナイフ速度Ｖを表す曲線５５５４を示す、例示的なグラフ５５５０を示す。発射力Ｆは縦軸の上部に沿って示され、ナイフ速度Ｖは縦軸の下部に沿って示され、時間ｔは上側横軸に沿って、及び下側横軸に沿って示される。換言すると、曲線５５５２は、発射運動中の様々な時点における発射力信号を表し、曲線５５５４は、発射運動中の様々な時点におけるナイフ速度信号を表す。図１０９に示されるように、ナイフは、３つの異なる区域Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３を遷移する。区域Ｚ１では、ナイフ速度Ｖ及び力Ｆは初期値０から増加している。区域Ｚ２では、ナイフは比較的一定の速度Ｖで移動し、測定された力Ｆの急上昇は、ステープル駆動力によるものである。区域Ｚ３では、ナイフ速度Ｖ及び力Ｆは、０へと減少する。
【０３６５】
曲線５５５２、５５５４は、コントローラによって受信された発射力信号及びナイフ速度信号に基づいて、コントローラによって数学的に生成されてよい。図１０９の例示的なグラフ５５５０に示される発射力Ｆ及びナイフ速度Ｖは、切断線に沿った組織の厚さ及び組成が均一である状態を表してよい。縦軸の上部に表される発射力Ｆは、外科用器具の駆動システム（例えば、スレッド、ナイフ及び／又は発射バー）が受ける力、及び／又はこれらの任意の組み合わせであってよい。発射力Ｆは、直接的又は間接的のいずれかで、任意の好適な方法にて測定され得る。例えば、様々な態様によると、発射力Ｆは、スレッド上、ナイフ上に位置付けられたセンサ（例えば、ひずみゲージ）によって直接的に、若しくはモータの電流引き込みによって間接的に、及び／又はこれらの任意の組み合わせによって測定され得る。縦軸の下部に表されるナイフ速度Ｖは、ナイフの速度、スレッドの速度、駆動システムの別の構成要素（例えば、発射バー）の速度、及び／又はこれらの任意の組み合わせであってよい。ナイフ速度Ｖは、直接的又は間接的のいずれかで、任意の好適な方法にて測定され得る。例えば、様々な態様によると、ナイフ速度Ｖは、発射バー上に位置付けられた磁石及びホール効果センサの組み合わせによって直接的に、若しくはモータの電流引き込み、モータのシャフトに結合されたエンコーダによって間接的に、及び／又はこれらの任意の組み合わせによって測定され得る。
【０３６６】
以下で更に詳細に説明するように（例えば、図１１０を参照）、様々な態様では、外科用器具５５００は、瞬間的な発射力Ｆ、発射力Ｆの１つ又は２つ以上の最大値、発射力Ｆの１つ又は２つ以上の最小値、発射力Ｆの平均、時間ｔにわたる発射力Ｆの変化（即ち、発射力Ｆの変化率）、発射力Ｆの連続最大値を接続する線の勾配、発射力Ｆの連続最小値を接続する線の勾配、発射力Ｆの連続最大値の期間、発射力Ｆの連続最小値の期間、発射力Ｆの最大値からその後の発射力Ｆの最小値までの発射力Ｆの減少、発射力Ｆの最小値からその後の発射力Ｆの最大値までの発射力Ｆの増加、瞬間的なナイフ速度Ｖ、ナイフ速度Ｖの１つ又は２つ以上の最大値、ナイフ速度Ｖの１つ又は２つ以上の最小値、ナイフ速度Ｖの平均、時間ｔにわたるナイフ速度Ｖの変化（即ち、ナイフ速度Ｖの変化率）、及び／又はこれらの任意の組み合わせを測定及び／又は判定できる。
【０３６７】
図１０９に示される例示的なグラフ５５５０では、時間ｔ＝０において発射力Ｆは本質的に０であり、ナイフは完全後退位置にあり、ナイフは静止している（ナイフ速度Ｖは０である）。発射運動が作動すると、ナイフは前進を開始し、当初は増速度で前進する。ナイフが前進するとき、スレッドは前進し、ステープルは、組織を通り、アンビルに接して、ステープルカートリッジから駆動される。ナイフ及びスレッドが前進し、ナイフ速度Ｖが増加すると、発射力Ｆが増加し、第１の列のステープルがステープルカートリッジから駆動されるときに第１の最大値に達する。この時点において、ナイフはまだ組織と接触していない。図１０９に示される例示的なグラフ５５５０では、発射力Ｆの第１の最大値５５５６は、第１の列のステープルがステープルカートリッジから駆動されていることを示す。様々な態様によると、第１の列のステープルは、組織を通って駆動されず、したがってアンビルに接して駆動されない。他の態様によると、第１の列のステープルは、組織の最厚部よりも薄い組織の部分を通って、アンビルに接して駆動される。更に他の態様によると、第１の列のステープルは、（別のステープルカートリッジからのステープルで）以前にステープル留めされた組織の部分を通って駆動され、したがって、２重にステープル留めされた組織の当該部分をもたらす。
【０３６８】
第１の列のステープルが本明細書に上述したように駆動された後、発射力Ｆは、第２の列のステープルが駆動されて発射力Ｆが第２の最大値５５５８に達するまで減少する。この時点において、ナイフはまだ組織と接触していない。図１０９に示される例示的なグラフ５５５０では、第２の最大値５５５８は、第２の列のステープルがステープルカートリッジから駆動されていることを示す。様々な態様によると、第２の列のステープルは、組織を通って駆動されず、したがってアンビルに接して駆動されない。他の態様によると、第２の列のステープルは、第１のステープルが通って駆動された組織の部分よりも厚い（ただし、組織の最厚部よりは薄い）組織の部分を通って、アンビルに接して駆動される。更に他の態様によると、第２の列のステープルは、（別のステープルカートリッジからのステープルで）既にステープル留めされた組織の部分を通って駆動され、したがって、２重にステープル留めされた組織の該当部分をもたらす。
【０３６９】
第２の列のステープルが本明細書に上述したように駆動された後、発射力Ｆは、第３の列のステープルが駆動されて発射力Ｆが第３の最大値５５６０に達するまで減少する。この時点において、ナイフはまだ組織と接触していない。図１０９に示される例示的なグラフ５５５０では、第３の最大値５５６０は、第３の列のステープルがステープルカートリッジから駆動されていることを示す。様々な態様によると、第３の列のステープルは、組織を通って駆動されず、したがってアンビルに接して駆動されない。他の態様によると、第３の列のステープルは、第２のステープルが通って駆動された組織の部分よりも厚い（ただし、組織の最厚部よりは薄い）組織の部分を通って、アンビルに接して駆動される。更に他の態様によると、第３の列のステープルは、（別のステープルカートリッジからのステープルで）既にステープル留めされた組織の部分を通って駆動され、したがって、２重にステープル留めされた組織の該当部分をもたらす。
【０３７０】
第３の列のステープルが本明細書に上述したように駆動された後、発射力Ｆは、第４の列のステープルが駆動されて発射力Ｆが第４の最大値５５６２に達するまで減少する。第３の列のステープルが駆動された後のある時点で、ナイフは組織と接触し、組織の切断を開始し、略一定速度で前進する。図１０９に示される例示的なグラフ５５５０では、第４の最大値５５６２は、ナイフが組織を切断しており、第４の列のステープルが組織を通って、アンビルに接してステープルカートリッジから駆動されていることを示す。
【０３７１】
第４の列のステープルが本明細書に上述したように駆動された後、ナイフが略一定速度で組織を通って前進し、ステープルの更なる列が、組織を通り、アンビルに接して駆動されるとき、発射力Ｆは増減のサイクルを続行する。図１０９に示される態様では、ナイフ速度Ｖは、ナイフが組織と接触した時点（発射力の第４の最大値に達する直前）からナイフが組織を切断した直後（最後の３行のステープルが駆動される前の最後の最大値）まで実質的に一定である。ナイフが組織を切断した直後、ナイフ速度Ｖは、略一定速度から０まで減速を開始する。ナイフ速度Ｖの減速及び最後の３列のステープルを駆動させるために必要なより少ない力は、発射力Ｆの最大値を徐々に減少させる。最後の３列のステープルを駆動させるためにより小さい力が必要な理由は様々である。例えば、様々な態様によると、最後の３列のステープルは、組織を超えて延在し得る（したがって、組織を通り、アンビルに接して駆動されない）、最後の３列のステープルは、（アンビル及び細長いチャネルの幾何学的形状により）組織のより圧縮されていない部分を通って駆動され得る、最後の３列のステープルは、組織のより薄い部分を通って駆動され得る、及び／又はこれらの任意の組み合わせであり得る。全てのステープルが駆動され、ナイフ速度Ｖが０に達する（ナイフが前進を停止する）と、発射力Ｆは０である。
【０３７２】
図１０９の例示的なグラフ５５５０は、外科用器具５５００の様々な態様との関連で説明されたが、他の態様については、発射力Ｆ及びナイフ速度Ｖのそれぞれの例示及び説明が変わり得ることが理解されるであろう。例えば、外科用器具５５００の様々な態様では、ナイフは、３列未満又は３列超のステープルがステープルカートリッジから駆動された後で、組織と接触してよい。同様に、３列未満又は３列超のステープルは、ナイフが組織を切断した後に駆動されてよい。
【０３７３】
図１１０は、外科用器具５５００の様々な態様の、時間ｔにわたる発射Ｆ及びナイフ位置Ｘを示す曲線５５７２を表す、例示的なグラフ５５７０を示す。発射力Ｆは縦軸に沿って示され、ナイフ位置Ｘ及び時間ｔは横軸に沿って示される。横軸に沿って示されるように、ナイフ位置Ｘは、以下で更に詳細に説明するように、外科用器具５５００のエンドエフェクタ３００の下顎部３０２に位置するカートリッジ３０４内のナイフチャネルに沿って５つの区域１〜５を移動する。要約すると、区域１は、区域２で組織に当初接触するまで、ナイフが組織ユニットに接触せずに移動する、組織なし区域である。次いで、ナイフは、区域３沿って移動するときに組織を横断する。ナイフは、区域４で組織から出て、ナイフが、組織なし領域内の移動距離の末端に達する区域５で停止する。様々な区域１〜５における急上昇５５７４は、外科用器具５５００のエンドエフェクタ３００部分の顎部３０６、３０２に位置する組織を通ってステープルを駆動させるために必要な更なる力による。
【０３７４】
したがって、曲線５５７２は、発射運動中の様々な時点における発射力信号を、ステープル駆動力（本明細書では、総称して駆動Ｆと呼ぶ）と合わせて表す。曲線５５７２は、コントローラによって受信された発射力信号に基づいて、コントローラによって数学的に生成されてよい。例示的なグラフ５５７０に示される発射力Ｆ及びナイフ位置Ｘは、切断線に沿った組織の厚さ及び組成が均一である状態を表してよい。縦軸に表される発射力Ｆは、外科用器具５５００の駆動システム（例えば、スレッド、ナイフ及び／又は発射バー）が受ける力、及び／又はこれらの任意の組み合わせであってよい。発射力Ｆは、直接的又は間接的のいずれかで、任意の好適な方法にて測定され得る。例えば、様々な態様によると、発射力Ｆは、スレッド上、ナイフ上に位置付けられたセンサ（例えば、ひずみゲージ）によって直接的に、若しくはモータの電流引き込みによって間接的に、及び／又はこれらの任意の組み合わせによって測定され得る。
【０３７５】
様々な態様によると、外科用器具５５００の動作は、発射力信号の振幅及びナイフ位置Ｘを監視し、発射力信号の振幅が既定の閾値に達する、又はそれを超えると発射運動を変更することにより制御されてよい。前述したように、このプロセスは、図１０７に例示される、様々な態様による外科用器具５５００の閉鎖運動を制御する方法１０１０などアルゴリズムで制御されてよい。いくつかの態様によると、発射運動の変更は、ナイフ位置が既定の位置範囲内であるときのみ続行する。図１１０を参照すると、例えば、発射力振幅Ｆｃｒｉｔは、外科用器具５５００が受ける、過剰な量の発射力Ｆと判定されてよい。発射力振幅Ｆｃｒｉｔに達する、又はそれを超える発射力信号の振幅が生じると、アルゴリズムが動作して、外科用器具５５００のナイフを駆動するモータの回転を減速する、一時停止する、又は停止して発射運動を変更し、外科用器具５５００が過剰な力を受けないようにしてよい。
【０３７６】
曲線５５７２は、発射力Ｆ及びナイフ位置Ｘが時間ｔにわたってどのように変動するかを有意に表す。時間ｔにわたる発射力の変化（即ち、閉鎖力Ｆの変化率）は、外科用器具５５００の発射機構を制御するための有意なフィードバックを制御回路に提供してよい。時間ｔにわたる発射力Ｆの変化は、曲線５５７２の微分係数として表されてよく、勾配Ｓ＝ΔＦ／Δｔ（式中、ΔＦは発射力Ｆの変化であり、Δｔは時間ｔの変化である）という式によって短期間近似されてよい。勾配は、正値又は負値を有し得る。曲線５５７２のΔＦ１／Δｔ１によって示される勾配は正値を有し、
曲線５５７２のΔＦ２／Δｔ２によって示される勾配は負値を有する。曲線５５７２は、発射機構の前進／後退時にＡ／Ｄ変換器によって抽出され、デジタル値に変換されるアナログ信号を経時的に表す。アナログ信号がデジタル化されると、制御回路は、その後、発射運動中の任意の時点において、曲線５５４２によって表される発射力信号の勾配を判定してよい。
【０３７７】
様々な態様によると、外科用器具５５００の動作は、曲線５５７２の勾配（発射力信号の勾配）及びナイフ位置Ｘを監視し、勾配の値に基づいて発射運動を変更することにより制御されてよい。いくつかの態様によると、発射運動の変更は、ナイフ位置が既定の位置範囲内であるときのみ続行する。一般に、図１１０を参照すると、曲線５５７２の勾配は、式Ｓ＝ΔＦ／Δｔ（式中、ΔＦは発射力Ｆの変化であり、Δｔは時間ｔの変化である）で近似されてよい。当業者は、瞬間的な勾配は、曲線５５７２の微分係数を取ることにより計算され得ることを理解するであろう。時間ｔにわたって、勾配Ｓは制御回路によって監視され、制御回路によって使用されて、外科用器具５５００の動作を制御してよい。例えば、外科用器具５５００のアルゴリズムは、時間ｔにわたって発射力Ｆの変化を監視し、曲線５５７２の勾配が第１の既定の閾値に達する、又はそれを超えると、発射運動を停止する、又は一時停止し、次いで曲線５５７２の勾配が第２の既定の閾値に達する、又はそれを下回ると、発射運動を再開するように構成されてよい。図１１０に示されるΔＦ１／Δｔ１（正値）によって示される勾配の値は、コントローラによって判定されてよく、第１の既定の閾値を表してよい。同様に、図１１０に示されるΔＦ２／Δｔ２（負値）によって表される勾配の値は、コントローラによって判定されてよく、第２の既定の閾値を表してよい。したがって、様々な態様によると、アルゴリズムは、判定された勾配（瞬間的又は近似）に基づいて、制御回路の動作を制御できる。
【０３７８】
様々な態様によると、外科用器具５５００の動作は、発射力信号に関連するパラメータ及びナイフ位置Ｘを監視し、パラメータの値に基づいて発射運動を変更することにより制御されてよい。いくつかの態様によると、発射運動の変更は、ナイフ位置が既定の位置範囲内であるときのみ続行する。図１１０を参照すると、例えば、外科用器具５５００のアルゴリズムは、第１及び第２のパラメータ（例えば、図１１０のΔＦ３／Δｔ３によって表される発射力信号の連続最大値を接続する線の勾配及びΔＦ４／Δｔ４によって表される発射力信号の連続最小値を接続する線の勾配）を監視する、第１のパラメータの値が第１の既定の閾値に達する、又はそれを超えると、発射運動を停止又は一時停止し、次いで、第２のパラメータの値が第２の既定の閾値に達する、又はそれを下回ると、発射運動を再開するように構成されてよい。図１１０に示されるΔＦ３／Δｔ３によって示される勾配の値（正値）は、コントローラによって判定されてよく、第１の既定の閾値を表してよい。同様に、図１１０に示されるΔＦ４／Δｔ４によって表される勾配の値（負値）は、コントローラによって判定されてよく、第２の既定の閾値を表してよい。したがって、様々な態様によると、図１０７に示される、様々な態様による外科用器具５５００の閉鎖運動を制御する方法１０１０などのアルゴリズムは、判定された勾配（瞬間的又は近似）に基づいて、制御回路の動作を制御できる。
【０３７９】
あるいは、コントローラは、発射力信号に関連する他のパラメータの値を判定し、パラメータの値を用いて発射運動を変更してよい。いくつかの態様によると、発射運動の変更は、ナイフ位置が既定の位置範囲内であるときのみ続行する。図１１０を参照すると、他のパラメータとしては、例えば、図１１０に示される期間Ａによって表される、発射力信号の連続最大値の期間、図１１０に示される期間Ｂによって表される、発射力信号の連続最小値の期間、図１１０に示される大きさＣによって表される最大値から次の最小値までの発射力信号の振幅の減少、図１１０に示される大きさＤによって表される最小値から次の最大値までの発射力信号の増加が挙げられてよい。制御回路によって判定された上述のパラメータ／値は、ナイフ位置Ｘと合わせて、又はそれを合わせずに使用されて、外科用器具５５００の発射運動を自動的に制御し得る。加えて、制御回路によって判定された上述のパラメータ／値は、外科医可変レート作動制御及びフィードバックと合わせて、一定時間／レートウィンドウ内で使用され得る。
【０３８０】
図１１０に示される例示的なグラフ５５７０では、時間ｔ＝０において、ナイフは、エンドエフェクタの近位端付近の完全後退位置にあり、エンドエフェクタの遠位端付近の完全前進位置へと徐々に前進する。発射運動中にナイフが完全後退位置から完全前進位置へと移動した総距離は、事前定義された区域に分割され得、事前定義された区域のそれぞれは、外科用器具５５００の異なる動作状態を表す。例えば、様々な態様によると、発射運動中にナイフが完全後退位置から完全前進位置へと移動した総距離は、５つの事前定義された区域に分割され得、５つの区域は以下を表してよい。区域１は、完全後退位置から増加する速度で前進するナイフを表すが、外科用器具の顎部間に位置付けられた組織とは、まだ接触していない。区域２は、より急速に増加する速度で前進するナイフ及び組織へと駆動されるステープル（ただし、組織の最厚部分には駆動されない）を表す。区域３は、最大、つまり最高速度に達しつつあり、次いで、略一定速度で前進を続行するナイフ及び組織の最厚部分へと駆動されているステープルを表す。区域４は、略一定速度で前進を続行し、次いで組織の切断後に減速するナイフ及び組織の最厚部分へとまだ駆動されているステープルを表し、区域５は、その完全前進位置に達したナイフ（ナイフは停止した）を表し、全てのステープルが発射されている。
【０３８１】
図１１０には５つの区域が示されているが、発射運動中にナイフが完全後退位置から完全前進位置まで移動する総距離は、５超又は５未満の区域に分割され得、それぞれの区域は、本明細書に上述した動作条件とは異なる動作条件を表し得ることが理解されるであろう。
【０３８２】
実際、組織の厚さ及び組成は、切断線に沿って異なり得る。したがって、発射力Ｆ、ナイフ速度Ｖ、及び／又はナイフ位置Ｘを、図１０３及び１０４に示される発射力Ｆ、ナイフ速度Ｖ、及び／又はナイフ位置Ｘから逸脱させ得る多くの条件が存在することが理解されるであろう。
【０３８３】
図１１１は、外科用器具５５００の様々な態様の、時間ｔにわたる発射力Ｆを表す曲線５５８２、及び外科用器具５５００の様々な態様の、時間ｔにわたるナイフ速度Ｖを表す曲線５５８４を示す、例示的なグラフ５５８０を示す。換言すると、曲線５５８２は、発射運動中の様々な時点における発射力信号を表し、曲線５５８４は、発射運動中の様々な時点におけるナイフ速度信号を表す。曲線５５８２、５５８４は、コントローラによって受信された発射力信号及びナイフ速度信号に基づいて、コントローラによって数学的に生成されてよい。発射力Ｆは縦軸の上部に沿って示され、ナイフ速度Ｖは縦軸の下部に沿って示され、時間ｔは上側横軸に沿って、及び下側横軸に沿って示される。縦軸の上部に表される発射力Ｆは、外科用器具５５００の駆動システム（例えば、スレッド、ナイフ及び／又は発射バー）が受ける力、及び／又はこれらの任意の組み合わせであってよい。発射力Ｆは、直接的又は間接的のいずれかで、任意の好適な方法にて測定され得る。例えば、様々な態様によると、発射力Ｆは、スレッド上、ナイフ上に位置付けられたセンサ（例えば、ひずみゲージ）によって直接的に、若しくはモータの電流引き込みによって間接的に、及び／又はこれらの任意の組み合わせによって測定され得る。
【０３８４】
縦軸の下部に表されるナイフ速度Ｖは、ナイフの速度、スレッドの速度、駆動システムの別の構成要素（例えば、発射バー）の速度、及び／又はこれらの任意の組み合わせであってよい。ナイフ速度Ｖは、直接的又は間接的のいずれかで、任意の好適な方法にて測定され得る。例えば、様々な態様によると、ナイフ速度Ｖは、発射バー上に位置付けられた磁石及びホール効果センサの組み合わせによって直接的に、若しくはモータの電流引き込み、モータのシャフトに結合されたエンコーダによって間接的に、及び／又はこれらの任意の組み合わせによって測定され得る。
【０３８５】
発射力Ｆ及びナイフ速度Ｖが測定されることに加えて、発射力の測定値（そこから導出されたパラメータ／値を含む）及びナイフ速度の測定値は、外科用器具５５００のメモリによって記憶され得る。外科用器具５５００の制御回路のアルゴリズムは、記憶された測定値を使用して、外科用器具５５００の自動制御を提供し得る。例えば、様々な態様によると、アルゴリズムは、トリガ、閾値、及び／又はイベントに基づいてナイフの更なる前進を自動的に停止又は一時停止できる。例えば、発射力信号の連続最大値を接続する線の勾配（例えば、図１１１に示される線Ａの勾配）が既定の閾値に達する、又はそれを超える（例えば、線Ａの勾配が既定の閾値よりも大きい）とき、アルゴリズムは、ナイフの更なる前進を自動的に停止又は一時停止できる。
【０３８６】
他の態様によると、発射力信号の連続最大値を接続する線の勾配及び発射力信号の振幅が第２の既定の閾値に達する、又はそれを超える（例えば、振幅が発射力の振幅Ｆ１よりも大きい）とき、アルゴリズムは、ナイフの更なる前進を自動的に停止又は一時停止できる。更に他の態様によると、発射力信号の連続最大値を接続する線の勾配が既定の閾値に達する、又はそれを超え、発射力信号の振幅が第２の既定の閾値に達する、又はそれを超え、ナイフの位置が事前定義された動作区域内（例えば、ナイフが略一定速度で前進する位置）にあるとき、アルゴリズムは、ナイフの更なる前進を自動的に停止又は一時停止できる。これらの態様では、これらの組み合わせが満たされると、コントローラがモータコントローラに信号を伝達して、外科用器具５５００のナイフを駆動するモータの回転を減速する、一時停止する、又は停止して発射運動を変更し、外科用器具５５００が過剰な力を受けないようにする。図１１１に示される例示的なグラフ５５８０では、これらの組み合わせが満たされると、コントローラは、一時停止信号又は停止信号をモータコントローラに伝達して、ナイフ速度を駆動するモータの回転を一時停止する、又は停止して発射運動を変更し、ナイフ速度は、略一定速度から０へと低下する。
【０３８７】
ナイフの前進が停止又は一時停止した後、アルゴリズムは、トリガ、閾値、及び／又はイベントに基づいてナイフの前進を自動的に再開してよい。例えば、様々な態様によると、アルゴリズムは、曲線５５８２の勾配（例えば、図１１１に示される勾配ΔＦ／Δｔ）が既定の閾値に達する、又はそれを下回ると、ナイフの前進を自動的に再開し得る。既定の閾値は、安定な組織状態を示してよい。他の態様によると、ナイフの前進が停止又は一時停止されてから既定の期間（例えば、図１１１のｔ１からｔ２の期間）が過ぎると、アルゴリズムは、ナイフの更なる前進を自動的に再開してよい。既定の期間は、十分な量の組織クリープが生じる、及び／又は組織が安定状態に達するために十分な時間とみなされてよい。
【０３８８】
更に他の態様によると、発射力信号の振幅が、停止又は一時停止の開始時点の発射力信号の振幅から既定量低下すると、アルゴリズムは、ナイフの更なる前進を自動的に再開してよい。発射力信号の振幅の低下の既定量は、定量的な量（例えば、図１１１における発射力振幅Ｆ１と発射力振幅Ｆ２との差異）又はパーセンテージ（例えば、１０％低下）であってよい。発射力信号の低下の既定量は、十分な量の組織クリープを生じさせるために、及び／又は組織が安定状態に達するために十分であるとみなされてよい。
【０３８９】
更に他の態様によると、発射力信号の振幅が既定の値（例えば、図１１１に示される発射力振幅Ｆ２）まで低下すると、アルゴリズムは、ナイフの更なる前進を自動的に再開してよい。発射力Ｆの既定値は、十分な量の組織クリープを生じさせるために、及び／又は組織が安定状態に達するために十分低いとみなされてよい。ナイフが何に基づいて再開するかにかかわらず、トリガ、閾値及び／又はイベントが生じると、コントローラは開始信号をモータコントローラに伝達して、外科用器具５５００のナイフを駆動するモータの回転を再開することにより発射運動を再開し、モータの回転の再開は、ナイフ速度Ｖを０から略一定速度に増加させる。
【０３９０】
ナイフが組織を切断した後、ナイフ速度Ｖは、略一定速度から０まで減速を開始する。ナイフ速度Ｖの減速及び最後の数列のステープルを駆動させるために必要なより少ない発射力Ｆは、発射力信号の最大値を徐々に低下させる。全てのステープルが駆動され、ナイフ速度Ｖが０に達する（ナイフが前進を停止する）と、発射力Ｆは０である。
【０３９１】
図１１１にはナイフ位置Ｘは示されていないが、いくつかの態様によると、発射運動の変更は、ナイフ位置が既定の位置範囲内であるときのみ続行することが理解されるであろう。
【０３９２】
図１１２は、外科用器具５５００の様々な態様の、時間ｔにわたる閉鎖力ＦＣを表す曲線５６９２、及び外科用器具５５００の様々な態様の、時間ｔにわたる発射力ＦＦを表す曲線５６９４を示す、例示的なグラフ５６９０を示す。閉鎖力ＦＣは「左」縦軸に沿って示され、発射力ＦＦは「右」縦軸に沿って示され、時間ｔは横軸に沿って示される。合わせて見ると、曲線５６９２、５６９４は、互いに対して閉鎖運動及び発射運動のタイミングを反映し、閉鎖運動は、発射運動の開始前に開始される。例示的なグラフ５６９０は、閉鎖力ＦＣ及び発射力ＦＦの両方に対して同一振幅であるものとして閾値力Ｆｃｒｉｔを示すが、閉鎖力ＦＣの閾値力Ｆｃｒｉｔの振幅は、発射力ＦＦの閾値力Ｆｃｒｉｔの振幅と異なってもよいことが理解されるであろう。換言すると、「左」縦軸の尺度は、「右」縦軸の尺度と異なってもよい。
【０３９３】
曲線５６９２は、閉鎖運動中の様々な時点における閉鎖力信号のグラフ表現であり、図１０８の曲線５５４２と類似又は同一であってよい。したがって、本明細書に上述したように、曲線５６９２は、コントローラによって受信された閉鎖力信号に基づいて、コントローラによって数学的に生成されてよい。「左」縦軸に表される閉鎖力ＦＣは、外科用器具５５００の顎部間にクランプされた組織が受ける力、外科用器具５５００の顎部（例えば、アンビル及び／又は細長いチャネル）が受ける力、外科用器具５５００の閉鎖管が受ける力、及び／又はこれらの任意の組み合わせであってよい。閉鎖力ＦＣは、直接的又は間接的のいずれかで、任意の好適な方法にて測定され得る。例えば、様々な態様によると、閉鎖力ＦＣは、アンビル上、細長いチャネル上、閉鎖管上に位置付けられたセンサ（例えば、ひずみゲージ）によって直接的に、又は組織のインピーダンス若しくはモータの電流引き込みによって間接的に、及び／又はこれらの任意の組み合わせによって測定され得る。
【０３９４】
曲線５６９４は、発射運動中の様々な時点における発射力信号のグラフ表示である。曲線５６９４は、コントローラによって受信された発射力信号に基づいて、コントローラによって数学的に生成されてよい。「右」縦軸に表される発射力ＦＦは、外科用器具５５００の駆動システム（例えば、スレッド、ナイフ及び／又は発射バー）が受ける力、及び／又はこれらの任意の組み合わせであってよい。発射力ＦＦは、直接的又は間接的のいずれかで、任意の好適な方法にて測定され得る。例えば、様々な態様によると、発射力ＦＦは、スレッド上、ナイフ上に位置付けられたセンサ（例えば、ひずみゲージ）によって直接的に、若しくはモータの電流引き込みによって間接的に、及び／又はこれらの任意の組み合わせによって測定され得る。簡略化するために示されていないが、発射サイクルのそれぞれの区域（例えば、本明細書に上述するように区域１〜５）はまた、横軸に沿って示され得る。
【０３９５】
図１１２の例示的なグラフ５６９０では、閉鎖運動開始後のある時点において、ナイフはまだ完全後退位置にあり、発射力ＦＦはほぼ０である。ナイフ及びスレッドが前進し、ナイフ速度が増加すると、発射力ＦＦが増加し、第１の列のステープルがステープルカートリッジから駆動されるときに第１の最大値５６９６に達する。第１の列のステープルが本明細書に上述したように駆動された後、発射力ＦＦは、第２の列のステープルが駆動されて発射力ＦＦが第２の最大値５６９８に達するまで減少する。
【０３９６】
発射運動の以降の時点において、発射力信号の勾配が既定の閾値に達する、又はそれを超え（この状態は、図１１２では発射力信号の勾配Ａとして示される）、発射力ＦＦの振幅は、既定の振幅閾値（例えば、図１１２に示される振幅Ｆｃｒｉｔ）に達する、又はそれを超える。それに応じて、制御アルゴリズムは、ナイフの更なる前進を減速する、停止する、又は一時停止するように作用し、発射力ＦＦは減少を開始する。
【０３９７】
例示的なグラフ５６９０では、ナイフの減速、停止、又は一時停止は、発射力ＦＦが、ナイフの更なる前進が開始される、既定の振幅閾値（例えば、Ｆｃｒｉｔ）よりも１０％少ない値に達するまで続行する。当然のことながら、様々な態様によると、ナイフの更なる前進は、発射力ＦＦが、図１１２に示される１０％の例よりも少ない、又は多い値に達すると開始され得る。上述した自動停止又は一時停止、及び自動再開は、任意の回数繰り返されてよい。例示的なグラフ５６９０では、ナイフの更なる前進が開始されると、ナイフはその完全前進位置に向かって前進し、発射力ＦＦは、右端側に示されるように、最終的に０まで減少する。
【０３９８】
図１１３、１１４は、外科用器具５５００の方向センサ５５９０の様々な態様を示す。様々な態様によると、外科用器具５５００の制御回路は、ステープルカートリッジが細長いチャネル内に位置付けられていない、又は適切に位置付けられていないとき、ナイフの前進を停止するように構成されていてよい。かかる態様では、制御回路は、方向センサ５５９０と、メインプロセッサと、安全プロセッサとを含んでよく、図１６Ａ〜１７Ｂに関連して上述したように、それぞれシャフト組立体内に位置付けられている。方向センサ５５９０は、シャフト組立体のメインプロセッサ及び／又は安全プロセッサと電気的に接続されている。シャフト組立体のメインプロセッサ及び／又は安全プロセッサは、ハンドル組立体のメインプロセッサ及び／又は安全プロセッサに電気的に接続されていてよい。方向センサ５５９０は、組織横断の開始点に対してある位置に位置付けられ、発射バーの移動を感知し、発射バーの感知された位置に関連する信号（例えば、電圧）を、シャフト組立体のメインプロセッサ及び／又は安全プロセッサに出力するように構成されている。発射バーの感知された移動に基づいて、シャフト組立体のメインプロセッサ及び／又は安全プロセッサは、発射バーが組織横断の開始点の遠位側及び近位側に移動するときの発射バーの移動状態及び移動方向を判定し、追跡できる。シャフト組立体のメインプロセッサ及び／又は安全プロセッサは、モータコントローラに信号を伝達して、電動モータに給電する、これを循環させる、及び／又は再起動し、発射バーの移動及び移動方向、したがって、ナイフの移動及び移動方向を制御でき、その間ずっと、方向センサ５５９０の出力信号に基づいて発射バーの関連位置を判定し続ける。
【０３９９】
図１１３、１１４に示されるように、方向センサ５５９０は、第１及び第２のセンサ５５９２、５５９４と、第１及び第２のトランジスタ５５９６、５５９８と、演算増幅器５６００と、抵抗要素５６０２とを含む。第１及び第２のセンサ５５９２、５５９４は、ホール効果センサであってよく、第１及び第２のホール効果センサのそれぞれは、組織横断又は切断線から設定された距離に位置付けられる。集合的に、第１及び第２のトランジスタ５５９６、５５９８、演算増幅器５６００、及び抵抗要素５６０２はラッチ回路を備え、ラッチ回路は、起動された最後のホール効果センサに関連する電圧のみを出力する。
【０４００】
図１１３は、磁石５６０４が当初の近位位置から遠位位置まで移動する発射行程を示す。図１１３では、磁石５６０４が最終遠位位置に示され、演算増幅器５６００の出力は、磁石５６０４の遠位位置を示す。動作中、発射バーが、図１１３に示されるように、組織横断の近位開始点から遠位側に移動すると、発射バーに位置付けられた磁石５６０４は、第１のホール効果センサ５５９４を超え、次いで第２のホール効果センサ５５９２を超えて移動する。磁石５６０４が第１のホール効果センサ５５９４を超えて移動すると、第１のホール効果センサ５５９４は、第１のトランジスタ５５９８のゲートまでの発射バーの移動を示す信号を出力して、ラッチ回路を第１の安定状態Ｖｃｃにする。磁石５６０４が第２のホール効果センサ５５９２を超えて移動すると、第２のホール効果センサ５５９２は、第２のトランジスタ５５９６のゲートまでの発射バーの移動を示す信号を出力して、ラッチ回路を第２の安定状態０．０Ｖにする。ラッチ回路は、第２の安定状態を示す信号（例えば、電圧０．０Ｖ）をシャフト組立体のメインプロセッサ及び／又は安全プロセッサに対して出力して、発射バーが遠位発射位置にあることを示す。
【０４０１】
図１１４は、磁石５６０４が当初の遠位位置から最終近位位置まで移動する後退行程を示す。図１１４では、磁石５６０４が最終近位位置に示され、演算増幅器５６００の出力は、磁石５６０４の近位位置を示す。動作中、発射バーが、図１１４に示されるように、組織横断の開始点に向かって近位側に移動すると、発射バーに位置付けられた磁石５６０４は、第２のホール効果センサ５５９２を超え、次いで第１のホール効果センサ５５９４を超えて移動する。磁石５６０４が第２のホール効果センサ５５９２を超えて移動すると、第２のホール効果センサ５５９２は、第２のトランジスタ５５９６のゲートまでの発射バーの移動を示す信号を出力して、ラッチ回路を第２の安定状態０．０Ｖにする。磁石５６０４が第１のホール効果センサ５５９４を超えて移動すると、第１のホール効果センサ５５９４は、第１のトランジスタ５５９８のゲートまでの発射バーの移動を示す信号を出力して、ラッチ回路を第１の安定状態Ｖｃｃにする。ラッチ回路は、第１の安定状態を示す信号（例えば、電圧Ｖｃｃ）をシャフト組立体のメインプロセッサ及び／又は安全プロセッサに対して出力し、発射バーが近位後退位置にあることを示す。
【０４０２】
図１１５は、本明細書に記載の１つ又は２つ以上の態様による外科用器具５７００の斜視図を示す。外科用器具５７００は外科用器具５５００に類似しており、ステープルカートリッジを支持するように構成された細長いチャネルと、細長いチャネルに枢動可能に接続されたアンビルと、アンビルに機械的に結合された閉鎖部材と、ステープルカートリッジに機械的に結合されたナイフと、閉鎖部材及び／又はナイフに機械的に結合された電動モータと、モータに電気的に結合されたモータコントローラと、モータコントローラに電気的に結合された制御回路とを含む。外科用器具５７００はまた、外科用器具５７００が、閉鎖力、発射力、電動モータによって引き込まれる電流、細長いチャネルとアンビルとの間に位置付けられた組織のインピーダンス、細長いチャネルに対するアンビルの位置、ナイフの位置、又はこれらの任意の組み合わせを感知又は測定するように共同で構成されたセンサも含む点で、外科用器具５５００に類似している。外科用器具５７００はまた、外科用器具５７００が、閉鎖アルゴリズム、発射アルゴリズム、モータ制御アルゴリズム、又はこれらの任意の組み合わせなどのアルゴリズムも含み、これらのアルゴリズムが外科用器具５７００の動作を動的に調節するように機能する点で、外科用器具５５００に類似している。しかしながら、外科用器具５７００は、外科用器具５７００が、以下に記載するように、外科用器具５７００に更なる制御機能を提供する、１つ又は２つ以上の追加アルゴリズム（上述したアルゴリズムに加えて）を更に含む点で、外科用器具５５００と異なる。
【０４０３】
特定の状況では、外科用器具５７００は、発射力に関連付けられた、１つ又は２つ以上の上述のトリガ、閾値、及び／又はイベントの発生を無視することが望ましいことがある。１つ又は２つ以上の態様によると、外科用器具５７００は、発射力の振幅が既定の閾値に達する、又はそれを超える前に、トリガ、閾値、及び／又はイベントが生じる場合、トリガ、閾値、及び／又はイベントが特定の発射運動区域内で生じる場合、並びにこれらの組み合わせの場合、特定のトリガ、閾値、及び／又はイベントを無視するように構成されている１つ又は２つ以上の制御アルゴリズムを含む。本明細書に上述するように、発射運動の区域は、ナイフの位置に関連する。換言すると、制御アルゴリズムは、発射運動内のナイフの位置に基づいて、発射力トリガ、閾値、及び／又はイベント（例えば、閾値の値）を変更し得る。
【０４０４】
図１１６は、１つ又は２つ以上の態様による、外科用器具５７００の発射運動の制御方法５７１０を示す。プロセスは、発射運動の開始（５７１２）から始まる。閉鎖運動は、例えば、発射トリガをハンドルに向かって引くことにより開始されてよい。外科用器具５７００に存在するセンサは、発射力を感知する／測定する（５７１４）。発射力は、例えば、外科用器具の駆動システム（例えば、スレッド、ナイフ及び／又は発射バー）が受ける力、及び／又はこれらの任意の組み合わせであってよい。発射力Ｆは、直接的又は間接的のいずれかで、任意の好適な方法にて測定され得る。例えば、１つ又は２つ以上の態様によると、発射力Ｆは、スレッド上、ナイフ上に位置付けられたセンサ（例えば、ひずみゲージ）によって直接的に、又はモータの電流引き込みによって間接的に測定され得る。
【０４０５】
発射力に応じて、センサは、センサによって感知された／測定された（５７１４）発射力を示す発射力信号を出力する（５７１６）。センサの構成に応じて、発射力信号は、アナログ信号又はデジタル信号であり得る。発射力信号がアナログ信号又はデジタル信号のいずれかであるかを判定する（５７１８）と、プロセスは、対応する分岐に沿って続行する。発射力信号はアナログ信号であるとの判定（５７１８）の場合、プロセスは、アナログ分岐に沿って続行し、アナログ信号はＡ／Ｄ変換器によって受信され、Ａ／Ｄ変換器によってアナログ信号を表すデジタル信号に変換され（５７２０）、デジタル信号はＡ／Ｄ変換器によって出力される。発射力信号はデジタル信号であるとの判定（５７１８）の場合、プロセスはデジタル分岐に沿って続行する。これは、発射力信号がデジタル信号である場合、Ａ／Ｄ変換（５７２０）は不要であるためである。
【０４０６】
センサによって感知された／測定された（５７１４）発射力を表すデジタル信号である発射力信号は、コントローラによって受信される。コントローラはデジタル信号を使用し、センサによって感知された／測定された（５７１４）発射力が、既定の閾値に達する、又はそれを超えるかどうかを判定する（５７２２）。コントローラは、センサによって感知された／測定された（５７１４）発射力の大きさと既定の閾値との比較に基づいて、センサによる発射力信号出力（５７１６）の振幅と既定の閾値との比較に基づいて、又はこれらの任意の組み合わせに基づいて、この決定を行ってよい（５７２２）。
【０４０７】
コントローラが、センサによって感知された／測定された（５７１４）発射力は既定の閾値に達していない又はそれを超えていないと判定する（５７２２）場合、当初開始された（５７１２）発射運動は、暫定プロセス５７１４〜５７２２に沿って続行される（５７２４）。コントローラが、センサによって感知された／測定された（５７１４）発射力は、既定の閾値に達した、又はそれを超えたと判定する（５７２２）場合、次いで、コントローラは、発射力が既定の閾値に達した、又はそれを超えたという事実を無視するかどうかを判定する（５７２６）。この判定（５７２６）は、例えば、発射力信号の振幅が既定の閾値に達した、又はそれを超えたかどうかに基づく、スレッド、ナイフ及び／若しくは発射バーの位置に基づく、又はこれらの任意の組み合わせに基づき得る。例えば、以下で更に詳細に説明するように、特定の態様では、コントローラは、発射力信号の振幅が既定の振幅閾値にまだ達していない、又はまだこれを超えていない場合、発射力信号の勾配が既定の勾配閾値に達した、又はそれを超えたという事実を無視すると判定し得る（５７２６）。他の態様では、コントローラは、ナイフが発射運動の特定区域（例えば、区域１又は区域５）にあるときのスレッド、ナイフ、発射バーの位置、又はこれらの任意の組み合わせに基づいて、発射力信号の勾配が既定の勾配閾値に到達した、又はそれを超えたという事実を無視すると判定してよい（５７２６）。例えば、発射力信号のパラメータが既定の閾値に達した、又はそれを超えたという事実を無視するとコントローラが判定すると（５７２６）、当初開始された（５７１２）発射運動は、暫定プロセス５７１４〜５７２２に沿って続行される（５７２４）。
【０４０８】
他の態様では、コントローラは、発射力信号のパラメータが既定の閾値に達した、又はそれを超えたという事実を無視しないと判定してよい（５７２６）。発射力信号のパラメータが既定の閾値に達した、又はそれを超えたという事実を無視しないという判定（５７２６）は、例えば、発射力信号の振幅が既定の閾値に達した、又はそれを超えたかどうかに基づく、スレッド、ナイフ及び／若しくは発射バーの位置に基づく、又はこれらの任意の組み合わせに基づき得る。例えば、発射力信号のパラメータが既定の閾値に達した、又はそれを超えたという事実を無視しないとコントローラが判定すると（５７２６）、コントローラは、発射運動を変更する（５７３０）。いくつかの態様によると、コントローラは、コントローラによって実行される発射アルゴリズムを修正又は調節して、発射運動を減速する、一時停止する、又は停止して、外科用器具５７００が過剰な力を受けないようにすることにより、閉鎖運動を変更してよい。他の態様によると、コントローラは、発射運動を減速する、一時停止する、又は停止して、外科用器具５７００が過剰な力を受けないようにする別の発射アルゴリズムを実行することにより、発射運動を変更してよい。いずれにしても、発射運動は、モータコントローラに対して、コントローラに減速信号、停止信号、又は一時信号を伝達させて、外科用器具５７００のスレッド、ナイフ、発射バー、又はこれらの任意の組み合わせを駆動するモータの回転を減速する、停止する、又は一時停止することにより、減速されてよい、停止されてよい、又は一時停止されてよい。
【０４０９】
発射運動５７２８を変更すると、発射運動５７２８の変更が発射運動の減速（スレッド、ナイフ、及び／又は発射バーを駆動するモータの回転の減速）の場合、プロセスは、当初開始された（５７１２）閉鎖運動を続行する（５７３０）ものの、減速で続行され、暫定プロセス５７１４〜５７２６は続行されるが、スレッド、ナイフ、及び／又は発射バーの発射は減速で生じる。発射運動５７２８の変更が発射運動の停止又は一時停止（スレッド、ナイフ、及び／又は発射バーを駆動するモータの回転の停止又は一時停止）の場合、プロセスは、発射運動を一時停止する、又は終了する（５７３２）。
【０４１０】
１つ又は２つ以上の態様によると、外科用器具５７００の動作は、発射力信号のパラメータ（例えば、振幅、勾配など）を監視し、既定の閾値に達した、又はそれを超えた場合、監視されたパラメータに基づいて発射運動を変更するか、既定の閾値への到達又はその超過を無視するかを決定することによって制御されてよい。例えば、１つ又は２つ以上の態様によると、時間ｔにわたる発射力Ｆの変化（例えば、発射力信号の勾配）が、発射力Ｆが第１の発射力閾値に達する、又はそれを超える前に、既定の閾値に達する、又はそれを超えると、制御アルゴリズムは、発射力信号の勾配が既定の閾値に達した、又はそれを超えたという事実を無視し、発射力信号の勾配がこれまで既定の閾値に達していない、又はそれを超えていないかのように、外科用器具５７００の動作の続行を許可してよい。
【０４１１】
図１１７は、外科用器具５７００の様々な態様の、時間ｔにわたる発射力Ｆを表す曲線５７４２を示す、例示的なグラフ５７４０を示す。発射力Ｆが縦軸に沿って示され、時間ｔが横軸に沿って示される。換言すると、曲線５７４２は、発射運動中の様々な時点における発射力信号のグラフ表示である。曲線５７４２は、コントローラによって受信された発射力信号に基づいて、コントローラによって数学的に生成されてよい。例示的なグラフ５７４０に示される発射力Ｆは、切断線に沿った組織の厚さ及び組成が均一である状態を表してよい。縦軸に表される発射力Ｆは、外科用器具１０００の駆動システム（例えば、スレッド、ナイフ及び／又は発射バー）が受ける力、及び／又はこれらの任意の組み合わせであってよい。発射力Ｆは、直接的又は間接的のいずれかで、任意の好適な方法にて測定され得る。例えば、１つ又は２つ以上の態様によると、発射力Ｆは、スレッド上、ナイフ上に位置付けられたセンサ（例えば、ひずみゲージ）によって直接的に、若しくはモータの電流引き込みによって間接的に、及び／又はこれらの任意の組み合わせで測定され得る。
【０４１２】
図１１７に示される例示的なグラフ５７４０では、時間ｔ＝０において、ナイフは、エンドエフェクタの近位端付近の完全後退位置にあり、エンドエフェクタの遠位端付近の完全前進位置へと徐々に前進する。上述したように、発射運動中にナイフが完全後退位置から完全前進位置へと移動した総距離は、事前定義された区域に分割され得、各区域は、外科用器具５７００の異なる動作状態を表す。簡略化するために図１１７には示されていないが、発射運動のそれぞれの区域（例えば、本明細書に上述するように区域１〜５）はまた、図１１７の横軸に沿って示され得る。
【０４１３】
ナイフがその完全後退位置からその完全前進位置へと移動する直後、時間ｔにわたる発射力Ｆの変化は、既定の勾配閾値に達する、又はそれを超える（この状態は、図１１７では発射力信号の勾配Ａとして示される）。発射力Ｆが第１の発射力閾値（図１１７でＦ１として示される）に達する、又はそれを超える前に、この例で勾配Ａが生じるとき、制御アルゴリズムは、勾配Ａが既定の閾値に達した、又はそれを超えたという事実を無視し、勾配Ａがこれまで既定の閾値に達していない、又はそれを超えていないかのように、外科用器具５７００の動作の続行を許可してよい。同様に、制御アルゴリズムはまた、ナイフの位置に基づいて（例えば、既定の勾配閾値に達した、又はそれを超えたときに、ナイフが発射運動の区域２にあった場合）、勾配Ａのトリガ、閾値、又はイベントも無視できる。
【０４１４】
勾配Ａのトリガ、閾値及び／又はイベントが事実上無視されるため、ナイフは、完全前進位置に向かって前進し続け、発射力Ｆは、時間ｔにわたって増加し続ける。図１１７に示されるように、発射力信号の勾配は、既定の勾配閾値（この場合は、発射力信号勾配Ａ１として図１１７に示される）に再び達する、又はそれを超える。１つ又は２つ以上の態様によると、既定の勾配閾値に達する、又はそれを超えることだけで、制御アルゴリズムが発射運動を変更してナイフの更なる前進を減速する、停止する、又は一時停止するのに十分である。他の態様によると、既定の振幅閾値（例えば、図１１７に示される振幅Ｆｃｒｉｔ）に達する、又はそれを超えることだけで、制御アルゴリズムが発射運動を変更してナイフの更なる前進を減速する、停止する、又は一時停止するのに十分である。更に他の態様によると、既定の勾配閾値に達する、又はそれを超えること、及び既定の振幅閾値に達する、又はそれを超えることの組み合わせは、制御アルゴリズムに発射運動を変更させて、ナイフの更なる前進を減速する、停止する、又は一時停止する。図１１７に示されるように、発射力信号の勾配Ａ１が既定の勾配閾値に達する、又はそれを超え、かつ発射力信号の振幅が既定の振幅閾値（例えば、Ｆｃｒｉｔ）に達する、又はそれを超えるとき、制御アルゴリズムは発射運動を変更して、ナイフの更なる前進を減速する、停止する、又は一時停止し、発射力Ｆは減少を開始する。
【０４１５】
ナイフの減速、停止、又は一時停止は、発射力Ｆが、ナイフの更なる前進が開始される、既定の振幅閾値（例えば、Ｆｃｒｉｔ）よりも１０％少ない値に達するまで続行する。当然のことながら、１つ又は２つ以上の態様によると、ナイフの更なる前進は、発射力が、図１１７に示される１０％の例よりも少ない、又は多い値に達すると開始され得る。例示的なグラフ５７４２では、ナイフの更なる前進が開始されると、ナイフはその完全前進位置へと前進し、発射力は、図１１７の右端側に示されるように、０まで減少する。
【０４１６】
他の態様によると、発射運動を変更する又は既定の閾値に達した若しくはこれを超えたことを無視するとの決定は、スレッド、ナイフ、発射バーの位置、又はこれらの組み合わせに更に基づいてよい。例えば、１つ又は２つ以上の態様によると、時間ｔにわたる発射力の変化が、既定の閾値に達する、又はそれを超え、その一方ではナイフが発射運動の特定区域（例えば、区域２又は区域４）にあるとき、制御アルゴリズムは、発射力信号の勾配が既定の閾値に達した、又はそれを超えたという事実を無視し、発射力信号の勾配がこれまで既定の閾値に達していない、又はそれを超えていないかのように、外科用器具５７００の動作の続行を許可してよい。
【０４１７】
図１１８は、外科用器具５７００の様々な態様の、時間ｔにわたる発射力Ｆを表す曲線５７５２を示す、例示的なグラフ５７５０を示す。曲線５７５２は、コントローラによって受信された発射力信号に基づいて、コントローラによって数学的に生成されてよい。例示的なグラフ５７５０に示される発射力Ｆは、切断線に沿った組織の厚さ及び組成が均一である状態を表してよい。縦軸に表される発射力Ｆは、外科用器具５７００の駆動システム（例えば、スレッド、ナイフ及び／又は発射バー）が受ける力、及び／又はこれらの任意の組み合わせであってよい。簡略化するために示されていないが、発射サイクルのそれぞれの区域（例えば、本明細書に上述するように区域１〜５）はまた、横軸に沿って示され得る。
【０４１８】
発射力Ｆは、直接的又は間接的のいずれかで、任意の好適な方法にて測定され得る。例えば、１つ又は２つ以上の態様によると、発射力Ｆは、スレッド上、ナイフ上に位置付けられたセンサ（例えば、ひずみゲージ）によって直接的に、若しくはモータの電流引き込みによって間接的に、及び／又はこれらの任意の組み合わせで測定され得る。
【０４１９】
図１１８の例示的なグラフ５７５０では、時間ｔ＝０において、ナイフは完全後退位置にあり、発射力Ｆは０である。ナイフ及びスレッドが前進し、ナイフ速度が増加すると、発射力Ｆが増加し、第１の列のステープルがステープルカートリッジから駆動されるときに第１の最大値５７５４に達する。第１の列のステープルが本明細書に上述したように駆動された後、発射力Ｆは、第２の列のステープルが駆動されて発射力Ｆが第２の最大値５７５６に達するまで減少する。
【０４２０】
発射運動の以降の時点において、発射力信号の勾配が既定の閾値に達する、又はそれを超え（この状態は、図１１８では発射力信号の勾配Ａ１として示される）、発射力Ｆの振幅は、既定の振幅閾値（例えば、図１１８に示される振幅Ｆｃｒｉｔ）に達する、又はそれを超える。それに応じて、制御アルゴリズムは、ナイフの更なる前進を減速する、停止する、又は一時停止するように作用し、発射力Ｆは減少を開始する。
【０４２１】
例示的なグラフ５７５２では、ナイフの減速、停止、又は一時停止は、発射力Ｆが、ナイフの更なる前進が開始される、既定の振幅閾値（例えば、Ｆｃｒｉｔ）よりも１０％少ない値に達するまで続行する。当然のことながら、１つ又は２つ以上の態様によると、ナイフの更なる前進は、発射力が、図１１８に示される１０％の例よりも少ない、又は多い値に達すると開始され得る。上述した自動停止又は一時停止、及び自動再開は、任意の回数繰り返されてよい。
【０４２２】
例示的なグラフ５７５２では、ナイフの更なる前進が開始されると、ナイフはその完全前進位置に向かって前進するので、発射力信号の勾配は、再び既定の勾配閾値に達する、又はそれを超える（この状態は、図１１８では発射力信号の勾配Ａ２として示される）。しかしながら、既定の勾配閾値に達した、又はそれを超え、その一方では、ナイフが発射運動の区域４内にあったため、制御アルゴリズムはこの「勾配」トリガを無視し、ナイフのその完全前進位置までの前進を続行し、発射力は、図１１８の右端側に示されるように、０まで減少する。
【０４２３】
発射運動内でトリガ、閾値、及び／又はイベントが生じる位置に基づいてトリガ、閾値、及び／又はイベントを無視することに加えて、制御アルゴリズムは、発射運動内でトリガ、閾値、及び／又はイベントが生じる位置に基づいて、トリガ、閾値、及び／又はイベントを変更してもよい、又は修正してもよい。例えば、１つ又は２つ以上の態様によると、制御アルゴリズムは、発射運動の区域１に対して第１の値、発射運動の区域２に対して第２の値、発射運動の区域３に対して第３の値などにおいて、既定の勾配閾値を設定してよい。
【０４２４】
図１１９は、外科用器具の様々な態様の、時間ｔにわたる閉鎖力ＦＣを表す曲線、及び図１１５の外科用器具５７００の、時間ｔにわたる発射力ＦＦを表す曲線を示す、例示的なグラフ５７７０を示す。図１１９は、外科用器具５７００の様々な態様の、時間ｔにわたる閉鎖力Ｆを表す曲線５７７２、及び外科用器具５７００の様々な態様の、時間ｔにわたる発射力ＦＦを表す曲線５７７４を示す、例示的なグラフ５７７０を示す。閉鎖力ＦＣは「左」縦軸に沿って示され、発射力ＦＦは「右」縦軸に沿って示され、時間ｔは横軸に沿って示される。合わせて見ると、曲線５７７２、５７７４は、互いに対して閉鎖運動及び発射運動のタイミングを反映し、閉鎖運動は、発射運動の開始前に開始される。例示的なグラフ５７７０は、閉鎖力ＦＣ及び発射力ＦＦの両方に対して同一振幅であるものとして閾値力Ｆｃｒｉｔを示すが、閉鎖力ＦＣの閾値力Ｆｃｒｉｔの振幅は、発射力ＦＦの閾値力Ｆｃｒｉｔの振幅と異なってもよいことが理解されるであろう。換言すると、「左」縦軸の尺度は、「右」縦軸の尺度と異なってもよい。
【０４２５】
曲線５７７２は、閉鎖運動中の様々な時点における閉鎖力信号のグラフ表示である。したがって、本明細書に上述したように、曲線５７７２は、コントローラによって受信された閉鎖力信号に基づいて、コントローラによって数学的に生成されてよい。「左」縦軸に表される閉鎖力ＦＣは、外科用器具５７００の顎部間にクランプされた組織が受ける力、外科用器具５７００の顎部（例えば、アンビル及び／又は細長いチャネル）が受ける力、外科用器具５７００の閉鎖管が受ける力、及び／又はこれらの任意の組み合わせであってよい。閉鎖力ＦＣは、直接的又は間接的のいずれかで、任意の好適な方法にて測定され得る。例えば、様々な態様によると、閉鎖力ＦＣは、アンビル上、細長いチャネル上、閉鎖管上に位置付けられたセンサ（例えば、ひずみゲージ）によって直接的に、又は組織のインピーダンス若しくはモータの電流引き込みによって間接的に、及び／又はこれらの任意の組み合わせによって測定され得る。
【０４２６】
曲線５７７４は、発射運動中の様々な時点における発射力信号のグラフ表現であり、図１０９の曲線５７５２と類似又は同一であってよい。したがって、本明細書に上述したように、曲線５７７４は、コントローラによって受信された発射力信号に基づいて、コントローラによって数学的に生成されてよい。「右」縦軸に表される発射力ＦＦは、外科用器具５７００の駆動システム（例えば、スレッド、ナイフ及び／又は発射バー）が受ける力、及び／又はこれらの任意の組み合わせであってよい。発射力ＦＦは、直接的又は間接的のいずれかで、任意の好適な方法にて測定され得る。例えば、様々な態様によると、発射力ＦＦは、スレッド上、ナイフ上に位置付けられたセンサ（例えば、ひずみゲージ）によって直接的に、若しくはモータの電流引き込みによって間接的に、及び／又はこれらの任意の組み合わせによって測定され得る。簡略化するために示されていないが、発射サイクルのそれぞれの区域（例えば、本明細書に上述するように区域１〜５）はまた、横軸に沿って示され得る。
【０４２７】
図１１０の例示的なグラフ５７７０では、閉鎖運動開始後のある時点において、ナイフはまだ完全後退位置にあり、発射力ＦＦはほぼ０である。ナイフ及びスレッドが前進し、ナイフ速度が増加すると、発射力ＦＦが増加し、第１の列のステープルがステープルカートリッジから駆動されるときに第１の最大値５７７６に達する。第１の列のステープルが本明細書に上述したように駆動された後、発射力ＦＦは、第２の列のステープルが駆動されて発射力ＦＦが第２の最大値５７７８に達するまで減少する。
【０４２８】
発射運動の以降の時点において、発射力信号の勾配が既定の閾値に達する、又はそれを超え（この状態は、図１１７では発射力信号の勾配Ａとして示される）、発射力ＦＦの振幅は、既定の振幅閾値（例えば、図１１７に示される振幅Ｆｃｒｉｔ）に達する、又はそれを超える。それに応じて、制御アルゴリズムは、ナイフの更なる前進を減速する、停止する、又は一時停止するように作用し、発射力ＦＦは減少を開始する。
【０４２９】
例示的なグラフ５７７０では、ナイフの減速、停止、又は一時停止は、発射力ＦＦが、ナイフの更なる前進が開始される、既定の振幅閾値（例えば、Ｆｃｒｉｔ）よりも１０％少ない値に達するまで続行する。当然のことながら、様々な態様によると、ナイフの更なる前進は、発射力ＦＦが、図１１７に示される１０％の例よりも少ない、又は多い値に達すると開始され得る。上述した自動停止又は一時停止、及び自動再開は、任意の回数繰り返されてよい。
【０４３０】
例示的なグラフ５７７０では、ナイフの更なる前進が開始されると、ナイフはその完全前進位置に向かって前進するので、発射力信号の勾配は、再び既定の勾配閾値に達する、又はそれを超える（この状態は、図１１７では発射力信号の勾配Ｂとして示される）。しかしながら、既定の勾配閾値に達した、又はそれを超え、その一方では、ナイフが発射運動の区域４（図示なし）内にあるため、制御アルゴリズムはこの「勾配」トリガを無視し、ナイフのその完全前進位置までの前進を続行し、発射力は、図１１７の右端側に示されるように、０まで減少する。
【０４３１】
図１２０は、外科用器具５７００の様々な態様の、時間ｔにわたる発射力Ｆを表す第１の曲線５７６２、外科用器具５７００の様々な態様の、時間ｔにわたるナイフ位置Ｘ、及び外科用器具５７００の様々な態様の、時間ｔにわたるナイフ速度Ｖを表す第２の曲線５７６４を示す、例示的なグラフ５７６０を示す。発射力Ｆは上縦軸に沿って示され、ナイフ速度Ｖは下縦軸に沿って示され、ナイフ位置Ｘは、上横軸に沿って示され、時間ｔは上下の両横軸に沿って示される。上横軸に沿って示されるように、ナイフ位置Ｘは、外科用器具５７００のエンドエフェクタ３００の下顎部３０２に位置するカートリッジ３０４内のナイフチャネルに沿って５つの区域１〜５を移動する。図１２０に示されるナイフ速度Ｖ及び発射力Ｆは、切断線に沿った組織の厚さ及び組成は均一であるとの前提に基づいてよい。
【０４３２】
したがって、曲線５７６２は、発射運動中の様々な時点における発射力信号を表し、曲線５７６４は、発射運動中の様々な時点におけるナイフ速度信号を表す。曲線５７６２、５７６４は、コントローラによって受信された発射力信号及びナイフ速度信号に基づいて、コントローラによって数学的に生成されてよい。上縦軸に表される発射力Ｆは、外科用器具５５００の駆動システム（例えば、スレッド、ナイフ及び／又は発射バー）が受ける力、及び／又はこれらの任意の組み合わせであってよい。発射力Ｆは、直接的又は間接的のいずれかで、任意の好適な方法にて測定され得る。例えば、１つ又は２つ以上の態様によると、発射力Ｆは、スレッド上、ナイフ上に位置付けられたセンサ（例えば、ひずみゲージ）によって直接的に、若しくはモータの電流引き込みによって間接的に、及び／又はこれらの任意の組み合わせで測定され得る。
【０４３３】
下縦軸に表されるナイフ速度Ｖは、ナイフの速度、スレッドの速度、駆動システムの別の構成要素（例えば、発射バー）の速度、及び／又はこれらの任意の組み合わせであってよい。ナイフ速度Ｖは、直接的又は間接的のいずれかで、任意の好適な方法にて測定され得る。例えば、１つ又は２つ以上の態様によると、ナイフ速度Ｖは、発射バー上に位置付けられた磁石及びホール効果センサの組み合わせによって直接的に、若しくはモータの電流引き込み、モータのシャフトに結合されたエンコーダによって間接的に、及び／又はこれらの任意の組み合わせによって測定され得る。
【０４３４】
例示的なグラフ５７６４では、ナイフ速度Ｖは０から略最高速度まで増加するものとして示され、ナイフは、その完全後退位置から発射運動の区域１を通って区域２へと前進する。経時的な発射力Ｆの変化（例えば、区域１及び／又は区域２で生じて示される勾配ΔＦ／Δｔ）が既定の閾値に達する、又はそれを超えるとしても、制御アルゴリズムは、このトリガ、閾値、及び／又はイベントを無視し、図１２０のナイフ速度Ｖによって示されるように、ナイフの前進の続行を許可してよい。区域２において略最高速度に達すると、ナイフは、別のトリガ、閾値、及び／又はイベントがナイフの前進の自動停止を制御アルゴリズムに促すまで、区域２及び区域３における前進を続行する。例示的なグラフ５７６２では、これは、発射力Ｆが既定の閾値Ｆｃｒｉｔを超えると区域３において生じる。他の態様によると、トリガ、閾値、及び／又はイベントは、特定の値に達する、又はそれを超える発射力Ｆの時間ｔにわたる変化、特定の値に達する、又はそれを超える発射力Ｆの時間ｔにわたる変化と、特定の値に達する、又はそれを超える発射力Ｆとの組み合わせ、特定の値に達する、又はそれを超える最高値間の発射力の時間ｔにわたる変化、特定の値に達する、又はそれを超える最高値間の発射力の時間ｔにわたる変化と、特定の値に達する、又はそれを超える発射力Ｆとの組み合わせなどであり得る。
【０４３５】
発射力Ｆが既定の閾値Ｆｃｒｉｔに達する、又はそれを超え、かつナイフが発射運動の区域３に関連付けられた位置にあるとき、制御アルゴリズムは、ナイフの更なる前進を自動的に停止する又は一時停止し、ナイフ速度Ｖは、時間ｔ１において略一定速度から０へと低下する。換言すると、トリガを無視するのではなく、制御アルゴリズムはトリガに作用し、発射運動を変更する。図１２０に示されるように事前定義された期間（例えば、期間ｔ２−ｔ１）又は、発射力Ｆの振幅の事前定義された低下の後、制御アルゴリズムはナイフの前進を自動的に再開し、ナイフ速度Ｖは、時間ｔ２における０から略最高速度まで増加し、次いで、区域３及び区域４において略一定速度で続行する。区域４のある時点において、ナイフ速度は、略一定速度から０へと低下し、発射力も０に低下する。
【０４３６】
図１２０は、発射運動の区域２において生じる発射力トリガ、閾値、及び／又はイベントに作用せず、発射運動の区域３において生じる発射力トリガ、閾値、及び／又はイベントに作用するものとして制御アルゴリズムを示すが、制御アルゴリズムは、発射運動の他の区域において生じる発射力トリガ、閾値、及び／又はイベントに作用する、又は作用しないように構成され得ることが理解されるであろう。例えば、図１１８に関して上述したように、制御アルゴリズムは、発射運動の区域４において生じる発射力トリガ、閾値、及び／又はイベントに作用しない（無視する）ように構成され得る。
【０４３７】
更に、図１１５〜１２０に関連して記載した制御アルゴリズムの機能は、発射運動中のトリガ、閾値、及び／又はイベントの無視又は変化との関連で説明されたが、外科用器具５７００の制御アルゴリズムは、閉鎖サイクル（即ち、顎部の閉鎖）中のトリガ、閾値、及び／又はイベントを無視する又は変化させるように構成されてもよいことが理解されるであろう。
【０４３８】
上述の説明で様々な詳細が記載されてきたが、電動式外科用器具の様々な態様がこれらの特定の詳細なしで実行されてもよいことが理解されるであろう。例えば、簡潔かつ明確にするために、選択された態様は、詳細に示すのではなく、ブロック図で示されている。本明細書に示した詳細な説明のいくつかの部分は、コンピュータメモリに格納されたデータに対して動作する命令に関して提示され得る。そのような説明及び表現は、当業者によって、自身の仕事の内容を当該技術分野の他者に説明及び伝達するために使用されているものである。一般に、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、伝達、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とることができる物理量の操作を指す。これらの信号を、ビット、値、要素、記号、文字、用語、番号などで参照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、これらの物理量に当てはめられる便利なラベルである。
【０４３９】
様々な態様について本明細書で述べたが、これらの態様に対する多くの改変例、変形例、代替例、変更例及び同等物を実施することが可能であり、また、当業者には想到されるであろう。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、全てのそのような改変例及び変形例を、開示された態様の範囲に含まれるものとして網羅することを目的としたものである点を理解されたい。以下の「特許請求の範囲」は、全てのそのような改変例及び変形例を網羅することを目的としたものである。
【０４４０】
一般的な意味で、多様なハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はそれらの任意の組み合わせによって、個々にかつ／又は共同して実装することができる、本明細書で説明する様々な態様を、様々な種類の「電気回路」から構成されるものと見なすことができることを、当業者には理解されよう。その結果として、本明細書で使用されるとき、「電気回路」は、限定するものではないが、少なくとも１つの個々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つの専用集積回路を有する電気回路、コンピュータプログラムで構成された汎用コンピューティングデバイス（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で構成されている汎用コンピュータ、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で構成されているプロセッサ）を形成する電気回路、メモリデバイスを形成する（例えばランダムアクセスメモリを形成する）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学的−電気的設備）を形成する電気回路を含む。本明細書で述べた主題は、アナログ若しくはデジタルの形式又はそ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、当業者には理解されよう。
【０４４１】
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デバイス及び／又はプロセスの様々な態様について記載してきた。そのようなブロック図、フローチャート及び／又は実施例が、１つ若しくは２つ以上の機能及び／又は動作を含む限り、当業者に理解されたいこととして、そのようなブロック図、フローチャート又は実施例に含まれる各機能及び／又は動作は、多様なハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの事実上任意の組み合わせによって、個々にかつ／又は共同に実装することができる。一態様では、本明細書に記載される主題のいくつかの部分は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、又は他の集積型の形式で実装されてもよい。しかしながら、当業者に理解されたいこととして、その全部か一部かを問わず、本明細書で開示される態様のうちのいくつかの態様は、１つ又は２つ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つ又は２つ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、あるいは、それらの実質的に任意の組み合わせとして、集積回路において等価に実現され得、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。
【０４４２】
加えて、本明細書に記載される主題の機構は、多様な形式でプログラム製品として配布されることが可能であり、本明細書に記載される主題の例示的な態様は、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ことが、当業者には理解されよう。信号搬送媒体の例としては、記録可能型の媒体、例えば、フロッピーディスク、ハードディスクドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、デジタルテープ、コンピュータメモリなど、並びに伝送型の媒体、例えば、デジタル及び／又はアナログ通信媒体（例えば、光ファイバケーブル、導波管、有線通信リンク、無線通信リンク（例えば、送信機、受信機、送信ロジック、受信ロジックなど）が挙げられるが、これらに限定されない。
【０４４３】
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つ以上の態様の上述の記載は、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つ以上の態様は、原理及び実際の応用について例示し、それによって、様々な態様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、選択され記載されるものである。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。
【０４４４】
〔実施の態様〕
（１）  外科用器具であって、
ステープルカートリッジを支持するように構成された細長いチャネルと、
前記細長いチャネルに枢動可能に接続されたアンビルと、
前記ステープルカートリッジに機械的に結合されたナイフと、
前記ナイフに機械的に結合された電動モータと、
前記電動モータに電気的に接続された制御回路と、を備え、前記制御回路が、
前記ナイフの位置に基づいて第１の事前定義されたイベントの発生を無視し、
第２の事前定義されたイベントの発生後に前記ナイフの前進を自動的に停止し、かつ
第３の事前定義されたイベントの発生後に前記ナイフの閉鎖動作を自動的に再開するように構成されている、外科用器具。
（２）  前記第１の事前定義されたイベントの前記発生は、
経時的な発射力の変化が既定の閾値を超えること、及び
前記発射力が第１の値を下回ることを含む、実施態様１に記載の外科用器具。
（３）  前記制御回路が、
前記発射力を測定するように構成された第１のセンサと、
前記ナイフの前記位置を測定するように構成された第２のセンサと、
前記第１及び第２のセンサに電気的に接続され、前記ナイフの前記位置及び前記経時的な発射力の前記変化を判定するように構成されたコントローラと、を備える、実施態様２に記載の外科用器具。
（４）  前記第１のセンサがひずみゲージを備え、
前記第２のセンサがホール効果センサを備える、実施態様３に記載の外科用器具。
（５）  前記第２の事前定義されたイベントの前記発生は、
前記経時的な発射力の前記変化が第２の既定の閾値を超えること、及び
前記発射力が第２の値を超えることを含み、前記第２の値が前記第１の値よりも大きい、実施態様３に記載の外科用器具。
【０４４５】
（６）  前記第３の事前定義されたイベントが、以下：
前記ナイフの前記前進の前記自動停止後の前記発射力の事前定義された低下、及び
事前定義された期間、のうちの少なくとも１つを含む、実施態様５に記載の外科用器具。
（７）  前記発射力の前記事前定義された低下が、以下：
事前定義されたパーセンテージの低下、
定量の低下、のうちの少なくとも１つである、実施態様６に記載の外科用器具。
（８）  外科用器具であって、
ステープルカートリッジを支持するように構成された細長いチャネルと、
前記ステープルカートリッジに機械的に結合されたナイフと、
前記ナイフに機械的に結合された電動モータと、
前記電動モータに電気的に接続された制御回路と、を備え、前記制御回路が、
第１の事前定義されたイベントの発生時に前記ナイフの前進を自動的に停止し、
第２の事前定義されたイベントの発生時に前記ナイフの前記前進を自動的に再開し、かつ
前記ナイフの位置に基づいて第３の事前定義されたイベントの発生を無視するように構成されている、外科用器具。
（９）  前記第１の事前定義されたイベントの前記発生は、以下：
発射力が既定の閾値を超えること、
経時的な最高値間の発射力の変化が第２の既定の閾値を超えること、
発射力が前記既定の閾値を超え、かつ前記経時的な最高値間の発射力の変化が前記第２の既定の閾値を超えること、及び
発射力が前記既定の閾値を超え、前記経時的な最高値間の発射力の変化が前記第２の既定の閾値を超え、かつ前記ナイフが、前記ステープルカートリッジの近位端と前記ステープルカートリッジの遠位端との間の位置の既定の範囲内にあること、のうちの少なくとも１つを含む、実施態様８に記載の外科用器具。
（１０）  前記制御回路が、
前記発射力を測定するように構成された第１のセンサと、
前記ナイフの前記位置を測定するように構成された第２のセンサと、
前記第１及び第２のセンサに電気的に接続されたコントローラと、を備え、前記コントローラが、
前記経時的な最高値間の発射力の前記変化、及び
前記ナイフの前記位置を判定するように構成されている、実施態様９に記載の外科用器具。
【０４４６】
（１１）  前記第１のセンサがひずみゲージを備え、
前記第２のセンサがホール効果センサを備える、実施態様１０に記載の外科用器具。
（１２）  前記第２の事前定義されたイベントの前記発生は、以下：
前記ナイフがある期間停止すること、及び
前記経時的な発射力の変化が既定の範囲内であること、のうちの少なくとも１つである、実施態様９に記載の外科用器具。
（１３）  前記期間が前記ナイフの前記位置に基づいて異なる、実施態様１２に記載の外科用器具。
（１４）  外科用器具であって、
ステープルカートリッジを支持するように構成された細長いチャネルと、
前記細長いチャネルに枢動可能に接続されたアンビルと、
前記ステープルカートリッジに機械的に結合されたナイフと、
前記ナイフに機械的に結合された電動モータと、
前記電動モータを制御する手段であって、
トリガが第１の閾値を超える場合は、前記ナイフの部材の前進を自動的に停止し、
前記トリガが第２の閾値を超える場合は、前記ナイフの前記前進を自動的に再開する、手段と、
前記第１の閾値及び前記第２の閾値のうちの少なくとも１つを変更する手段と、を備える、外科用器具。
（１５）  前記第１の閾値が、以下：
発射力の第１の値、
前記経時的な発射力の変化の第１の値、及び
前記発射力の前記第１の値と前記経時的な発射力の前記変化の前記第１の値との組み合わせ、のうちの少なくとも１つを含む、実施態様１４に記載の外科用器具。
【０４４７】
（１６）  前記第２の閾値が、以下：
発射力の第２の値、
前記経時的な発射力の変化の第２の値、
経時的な最高値間の発射力の変化の値、
前記発射力の前記第２の値と前記経時的な発射力の前記変化の前記第２の値との組み合わせ、及び
前記発射力の前記第２の値と前記経時的な最高値間の発射力の前記変化の前記値との組み合わせ、のうちの少なくとも１つを含む、実施態様１５に記載の外科用器具。
（１７）  前記電動モータを制御する前記手段が、
力を測定するように構成された第１のセンサと、
前記第１のセンサに電気的に接続されたコントローラと、を含む、実施態様１４に記載の外科用器具。
（１８）  前記第１の閾値及び前記第２の閾値のうちの前記少なくとも１つを変更する前記手段が、前記ナイフの位置に基づいて前記第１の閾値及び前記第２の閾値のうちの前記少なくとも１つを変更する手段を含む、実施態様１７に記載の外科用器具。
（１９）  前記ナイフの前記位置を判定する手段を更に含む、実施態様１８に記載の外科用器具。
（２０）  前記ナイフの前記位置を判定する前記手段がホール効果センサを含む、実施態様１９に記載の外科用器具。
【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１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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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２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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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３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９Ａ】
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【図６９Ｂ】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３Ａ】
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【図７３Ｂ】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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【図８１】
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【図８２】
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【図８３】
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【図８４】
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【図８５】
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【図８６】
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【図８７】
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【図８８】
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【図８９】
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【図９０】
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【図９１】
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【図９２】
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【図９３Ａ】
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【図９３Ｂ】
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【図９４Ａ】
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【図９４Ｂ】
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【図９５Ａ】
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【図９５Ｂ】
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【図９６】
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【図９７】
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【図９８】
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【図９９】
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【図１００】
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【図１０１】
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【図１０２】
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【図１０３】
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【図１０４】
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【図１０５】
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【図１０６】
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【図１０７】
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【図１０８】
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【図１０９】
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【図１１０】
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【図１１１】
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【図１１２】
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【図１１３】
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【図１１４】
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【図１１５】
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【図１１６】
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【図１１７】
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【図１１８】
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【図１１９】
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【図１２０】
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【国際調査報告】
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