(57)【要約】  エンドエフェクタの制御及び較正のための方法及び装置が記載される。本方法は、第２の管に対する第１の管の移動に応答して信号を検出することを含んでもよく、第１の管は、エンドエフェクタのクランプアームの移動を駆動する。本方法は、信号に基づいて、エンドエフェクタの超音波ブレードに対するエンドエフェクタのクランプアーム位置を判定することを更に含んでもよい。本方法は、クランプアーム位置に基づいてエンドエフェクタの超音波ブレードへの電力出力を調整することも含んでもよい。
2019535447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンドエフェクタを制御する方法であって、
前記エンドエフェクタのクランプアームの移動を駆動する第１の管の、第２の管に対する移動に応答して信号を検出することと、
前記信号に基づいて、前記エンドエフェクタの超音波ブレードに対する前記エンドエフェクタのクランプアーム位置を判定することと、
前記クランプアーム位置に基づいて前記エンドエフェクタの前記超音波ブレードへの電力出力を調節することと、を含む方法。
【請求項２】
前記超音波ブレードへの前記電力出力を調節することが、ハンドピースに送られる電流を操作することによって達成される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の管が内側管であり、前記第２の管が外側管であり、前記内側管が前記外側管に対して移動可能であり、前記外側管が前記内側管に対して静止している、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の管が内側管であり、前記第２の管が外側管であり、前記外側管が前記内側管に対して移動可能であり、前記内側管が前記内側管に対して静止している、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ホール効果センサ、及び前記第１の管上に配置された磁石を使用して前記信号を検出することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の管が前記エンドエフェクタの前記クランプアームの移動を駆動するときに、前記第１の管上に配置された磁石をホール効果センサに対して移動させることを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
ホール効果センサにおける電圧変化に基づいて超音波トランスデューサを使用して前記エンドエフェクタの前記超音波ブレードへの前記電力出力を調節することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記クランプアームが前記超音波ブレードに近づくにつれて変化する移動比に基づいて、前記エンドエフェクタの前記超音波ブレードへの前記電力出力を動的に調節することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記クランプアームが前記超音波ブレードに近づくにつれて変化する移動比に基づいて、比例積分コントローラを使用して、前記エンドエフェクタの前記超音波ブレードへの前記電力出力を動的に調節することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
移動比閾値が満たされると、前記エンドエフェクタの前記超音波ブレードへの前記電力出力を完全に切ることを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記信号に基づいて、前記クランプアームと前記超音波ブレードとの間の組織の量又は厚さを判定することと、
前記組織の量又は厚さに基づいて、前記エンドエフェクタの前記超音波ブレードへの前記電力出力を調節することと、
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記クランプアームと前記超音波ブレードとの間の前記組織の量又は厚さが所定の閾値未満であると判定したことに応答して、前記エンドエフェクタの前記超音波ブレードへの前記電力出力を、より大きな組織の量又は厚さに対するよりも少ない量だけ低減することを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記クランプアームと前記超音波ブレードとの間の前記組織の量又は厚さが所定の閾値を上回ると判定したことに応答して、前記エンドエフェクタの前記超音波ブレードへの前記電力出力を、より小さい組織の量又は厚さに対するよりも多い量だけ低減することを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
エンドエフェクタを制御する装置であって、
前記エンドエフェクタのクランプアームの移動を駆動する第１の管の、第２の管に対する移動に応答して信号を検出するように構成されたセンサと、
前記信号に基づいて、前記エンドエフェクタの超音波ブレードに対する前記エンドエフェクタのクランプアーム位置を判定するように構成されたプロセッサと、
前記クランプアーム位置に基づいて前記エンドエフェクタの前記超音波ブレードへの電力出力を調節するように構成されたトランスデューサと、を備える、装置。
【請求項１５】
前記第１の管が内側管であり、前記第２の管が外側管であり、前記外側管が前記内側管に対して移動可能であり、前記内側管が前記外側管に対して静止している、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記第１の管が内側管であり、前記第２の管が外側管であり、前記内側管が前記外側管に対して移動可能であり、前記外側管が前記内側管に対して静止している、請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
前記第１の管上に配置される磁石を更に備え、
前記センサが、前記磁石の位置に基づいて前記信号を検出するために使用されるホール効果センサである、
請求項１４に記載の装置。
【請求項１８】
前記第１の管が前記エンドエフェクタの前記クランプアームの移動を駆動するとき、前記第１の管上に配置された前記磁石がホール効果センサに対して移動する、請求項１４に記載の装置。
【請求項１９】
前記トランスデューサが、ホール効果センサにおける電圧変化に基づいて、前記エンドエフェクタの前記超音波ブレードへの前記電力出力を調節するように構成された超音波トランスデューサである、請求項１４に記載の装置。
【請求項２０】
前記トランスデューサは、前記クランプアームが前記超音波ブレードに近づくにつれて変化する移動比に基づいて、前記エンドエフェクタの前記超音波ブレードへの前記電力出力を動的に調節するように構成されている、請求項１４に記載の装置。
【請求項２１】
前記クランプアームが前記超音波ブレードに近づくにつれて変化する移動比に基づいて、前記エンドエフェクタの前記超音波ブレードへの前記電力出力を動的に調節するように構成された比例積分コントローラを更に備える、請求項１４に記載の装置。
【請求項２２】
エンドエフェクタを制御する装置を較正する方法であって、
前記エンドエフェクタのクランプアーム及び超音波ブレードの全開位置に対応する第１の信号を検出することと、
前記エンドエフェクタの前記クランプアーム及び前記超音波ブレードの中間位置に対応する第２の信号を検出することであって、前記中間位置が、前記クランプアームと前記超音波ブレードとの間に剛性本体をクランプすることから生じる、ことと、
前記エンドエフェクタの前記クランプアーム及び前記超音波ブレードの全閉位置に対応する第３の信号を検出することと、を含む、方法。
【請求項２３】
少なくとも前記第１、第２、及び第３の信号、前記全開位置、中間位置、及び全閉位置、並びに前記剛性本体の寸法に基づいて、センサ変位の関数として信号強度を表すための最良適合曲線を判定すること、
を更に含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
少なくとも前記第１、第２、及び第３の信号、並びに前記全開位置、中間位置、及び全閉位置に基づいてルックアップテーブルを作成すること、
を更に含む、請求項２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術分野は、概して外科用器具の制御に関することができ、具体的には外科用器具のエンドエフェクタの制御及び較正に関することができる。
【背景技術】
【０００２】
様々な態様は、外科用器具、並びに外科用器具のエンドエフェクタの制御及び較正を対象としている。
【０００３】
例えば、超音波外科用デバイスは、それらの独特の性能特性により、外科手術においてますます広範囲の用途を見出している。特定のデバイス構成及び動作パラメーターに応じて、超音波外科用デバイスは、組織の切断及び凝固によるホメオスタシスを実質的に同時に提供することができ、望ましくは患者の外傷を最小化する。超音波外科用デバイスは、超音波トランスデューサを収容するハンドピースと、組織を切断して封止するためのエンドエフェクタ（例えば、超音波ブレード、及び非穿刺組織パッドを備え得るクランプアーム）が遠位に取り付けられ、かつ超音波トランスデューサに連結される器具とを備えることができる。いくつかの場合には、器具はハンドピースに恒久的に取り付けることができる。他の場合には、使い捨て器具又は異なるハンドピース間で互換可能な器具の場合におけるように、器具は、ハンドピースから取り外し可能であることができる。エンドエフェクタは、エンドエフェクタと接触する組織に超音波エネルギを伝達し、切断及び封止作用を実現する。このような超音波外科用デバイスは、切開外科用途用、ロボット支援手術を含む腹腔鏡又は内視鏡手術用に構成することができる。
【０００４】
超音波エネルギは、電気外科手術で使用される温度よりも低い温度を使用して組織を切断し凝固させる。超音波ブレードは高周波（例えば、毎秒５５，５００回）で振動し、組織中のタンパク質を変性させて粘着性の凝塊を形成する。超音波ブレード表面によって組織に印加される圧力は血管を潰し、そして凝血塊が止血シールを形成することを可能にする。外科医は、エンドエフェクタによって組織に印加される力による切断速度及び凝固、力が印加される時間、並びに選択されるエンドエフェクタの実行レベルを制御することができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一態様では、エンドエフェクタを制御する方法は、エンドエフェクタのクランプアームの移動を駆動する第１の管の、第２の管に対する移動に応答して信号を検出することを含むことができる。本方法は、信号に基づいてエンドエフェクタの超音波ブレードに対するエンドエフェクタのクランプアーム位置を判定することも含むことができる。本方法は、クランプアーム位置に基づいてエンドエフェクタの超音波ブレードへの電力出力を調節することを更に含むことができる。
【０００６】
以下の特徴のうちの１つ以上が含まれてもよい。第１の管は内側管であり得、第２の管は外側管であり得、内側管は外側管に対して移動可能であり、外側管は内側管に対して静止している。本方法は、ホール効果センサ、及び第１の管上に配置された磁石を使用して信号を検出することを更に含むことができる。本方法は、第１の管がエンドエフェクタのクランプアームの移動を駆動するときに、第１の管上に配置された磁石をホール効果センサに対して移動させることも含むことができる。本方法は、ホール効果センサ内の電圧変化に基づいて超音波トランスデューサを使用してエンドエフェクタの超音波ブレードへの電力出力を調節することを更に含むことができる。更に、本方法は、クランプアームが超音波ブレードに近づくにつれて変化する移動比に基づいて、エンドエフェクタの超音波ブレードへの電力出力を動的に調節することを含むことができる。更に、本方法は、クランプアームが超音波ブレードに近づくにつれて変化する移動比に基づいて、比例積分コントローラを使用して、エンドエフェクタの超音波ブレードへの電力出力を動的に調節することを含むことができる。
【０００７】
１つ以上の実施において、本方法は、信号に基づいてクランプアームと超音波ブレードとの間の組織のタイプを判定することを含むことができる。本方法は、組織のタイプに基づいてエンドエフェクタの超音波ブレードへの電力出力を調節することも含むことができる。本方法は、クランプと超音波ブレードとの間の組織のタイプが小血管であると判定したことに応答して、エンドエフェクタの超音波ブレードへの電力出力を、大血管に対するよりも少ない量だけ低減することを更に含むことができる。更に、本方法は、クランプと超音波ブレードとの間の組織のタイプが大血管であると判定したことに応答して、エンドエフェクタの超音波ブレードへの電力出力を、小血管に対するよりも多くの量だけ低減することを含むことができる。
【０００８】
一態様では、エンドエフェクタを制御するための装置は、エンドエフェクタのクランプアームの移動を駆動する第１の管の、第２の管に対する移動に応答して信号を検出するように構成されたセンサを備えることができる。本装置は、信号に基づいて、エンドエフェクタの超音波ブレードに対するエンドエフェクタのクランプアーム位置を判定するように構成されたプロセッサを備えることができる。本装置は、クランプアーム位置に基づいてエンドエフェクタの超音波ブレードへの電力出力を調節するように構成されたトランスデューサを更に備えることができる。
【０００９】
以下の特徴のうちの１つ以上が含まれてもよい。第１の管は内側管であり、第２の管は外側管であり、内側管は外側管に対して移動可能であり、外側管は内側管に対して静止している。本装置は、第１の管上に配置された磁石を更に備えることができ、センサは、磁石の位置に基づいて信号を検出するために使用されるホール効果センサである。第１の管がエンドエフェクタのクランプアームの移動を駆動するとき、磁石が第１の管上に配置されてホール効果センサに対して移動することができる。トランスデューサは、ホール効果センサ内の電圧変化に基づいてエンドエフェクタの超音波ブレードへの電力出力を調節するように構成された超音波トランスデューサであることができる。本装置は、クランプアームが超音波ブレードに近づくにつれて変化する移動比に基づいて、エンドエフェクタの超音波ブレードへの電力出力を動的に調節するように構成された比例積分コントローラも含むことができる。
【００１０】
一態様では、エンドエフェクタを制御する装置を較正する方法は、エンドエフェクタのクランプアーム及び超音波ブレードの全開位置に対応する第１の信号を検出することを含むことができる。本方法は、エンドエフェクタのクランプアーム及び超音波ブレードの中間位置に対応する第２の信号を検出することも含むことができ、中間位置は、クランプアームと超音波ブレードとの間に剛性本体をクランプすることから生じる。本方法は、エンドエフェクタのクランプアーム及び超音波ブレードの全閉位置に対応する第３の信号を検出することを更に含むことができる。本方法は、少なくとも第１、第２、及び第３の信号、全開位置、中間位置、及び全閉位置、並びに剛性本体の寸法に基づいて、センサ変位の関数として信号強度を表すための最良適合曲線を判定することを更に含むことができる。更に、本方法は、少なくとも第１、第２、及び第３の信号、並びに全開位置、中間位置、及び全閉位置に基づいてルックアップテーブルを作成することを含むことができる。
【００１１】
本発明の１つ以上の実施形態の詳細は、添付の図面及び下記の記載で述べられる。他の特徴及び利点は、明細書、図面、及び特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示の一態様に係る、例示的な外科用器具の立面図である。
【図２】本開示の一態様に係る、例示的な外科用器具の斜視図である。
【図３】本開示の一態様に係る、外科用器具の例示的なエンドエフェクタを示す。
【図４】本開示の一態様に係る、外科用器具の例示的なエンドエフェクタを示す。
【図５】本開示の一態様に係る、外科用器具の一態様の分解図である。
【図６】本開示の一態様に係る、外科用器具の図である。
【図７】本開示の少なくとも１つの態様に係る、発生器アーキテクチャの構造図である。
【図８Ａ】本開示の一態様に係る、発生器アーキテクチャの機能図である。
【図８Ｂ】本開示の一態様に係る、発生器アーキテクチャの機能図である。
【図８Ｃ】本開示の一態様に係る、発生器アーキテクチャの機能図である。
【図９】開示の一態様に係る、入力デバイスを監視し、出力デバイスを制御するためのコントローラを示す。
【図１０Ａ】本開示の一態様に係る、発生器の一態様の構造的及び機能的態様を示す。
【図１０Ｂ】本開示の一態様に係る、発生器の一態様の構造的及び機能的態様を示す。
【図１１】本開示の一態様に係る、外科用器具の例示的なエンドエフェクタ及びシャフトを示す。
【図１２】ホール効果センサが固定され、磁石がホールセンサの面に対して垂直な線上を移動する、本開示の一態様に係る例示的なホール効果センサ及び磁石構成を示す。
【図１３Ａ】ホール効果センサが固定され、磁石がホール効果センサの面に平行な線上を移動する、本開示の一態様に係る例示的なホール効果センサ及び磁石構成を示す。
【図１３Ｂ】ホール効果センサが固定され、磁石がホール効果センサの面と平行な線上を移動する、本開示の一態様に係る例示的なホール効果センサ及び磁石構成を示す。
【図１４Ａ】本開示の一態様に係る、クランプアームが全閉位置から全開位置まで移動するときの距離の関数としてのホール効果センサの出力電圧の表である。
【図１４Ｂ】本開示の一態様に係る、クランプアームが全閉位置から全開位置まで移動するときの距離の関数としてのホール効果センサの出力電圧のグラフである。
【図１５Ａ】本開示の一態様に係る、外科用器具及び対応する開放ジョーエンドエフェクタの位置におけるホール効果セン及び磁石構成の上面図である。
【図１５Ｂ】本開示の一態様に係る、外科用器具及び対応する閉鎖ジョーエンドエフェクタの位置におけるホール効果センサ及び磁石構成の上面図である。
【図１６】本開示の一態様に係る、外科用器具内にホール効果センサ及び磁石構成を備えるシステムの平面図である。
【図１７Ａ】本開示の一態様に係る、外科用器具との関連におけるホール効果センサ及び磁石構成の図である。
【図１７Ｂ】本開示の一態様に係る、外科用器具との関連におけるホール効果センサ及び磁石構成の図である。
【図１８】本開示の一態様に係る、外科用器具におけるホール効果センサ及び磁石構成を示す。
【図１９Ａ】本開示の一態様に係る、ホール効果センサ及び磁石構成を示す。
【図１９Ｂ】本開示の一態様に係る、外科用器具におけるホール効果センサ及び磁石構成を示す。
【図２０】本開示の一態様に係る、ｘ軸に沿った時間（秒）の関数としての、ホール効果センサ出力電圧に基づく、ｙ軸に沿った移動比（ＴＲ）を示す曲線のグラフである。
【図２１】本開示の一態様に係る、ｘ軸に沿った時間（秒）の関数としての、ホール効果センサ出力電圧に基づく、左ｙ軸に沿った移動比（ＴＲ）を示す第１の曲線のグラフである。
【図２２】本開示の一態様に係る、超音波ブレードに対する電力出力の比例積分制御を示すチャートである。
【図２３】本開示の一態様に係る、本明細書に記載の技術及び特徴を使用して封止されたいくつかの血管を示す。
【図２４】本開示の一態様に係る、クランプアームが全閉位置から全開位置へ移動するときの、クランプアームの様々な位置に対する距離の関数としてのホール効果センサ出力電圧の最良適合曲線のグラフである。
【図２５】本開示の様々な態様に係る４つの異なる構成で較正さるエンドエフェクタを示しており、クランプアームの様々な位置に対応するホール効果センサの応答を記録するための２つの構成にゲージピンを使用して４つのデータポイント（１〜４）を記録し、製造時に最良適合曲線を作成する。本開示の一態様に係る、第１のデータポイント（１）を記録するために全開構成にあるエンドエフェクタを示す。
【図２６】本開示の様々な態様に係る４つの異なる構成で較正さるエンドエフェクタを示しており、クランプアームの様々な位置に対応するホール効果センサの応答を記録するための２つの構成にゲージピンを使用して４つのデータポイント（１〜４）を記録し、製造時に最良適合曲線を作成する。本開示の一態様に係る、第２のデータポイント（２）を記録するために既知の直径の第１のゲージピンを把持する第２の中間構成にあるエンドエフェクタを示す。
【図２７】本開示の様々な態様に係る４つの異なる構成で較正さるエンドエフェクタを示しており、クランプアームの様々な位置に対応するホール効果センサの応答を記録するための２つの構成にゲージピンを使用して４つのデータポイント（１〜４）を記録し、製造時に最良適合曲線を作成する。本開示の一態様に係る、第３のデータポイント（３）を記録するために既知の直径の第２のゲージピンを把持する第３の中間構成にあるエンドエフェクタを示す。
【図２８】本開示の様々な態様に係る４つの異なる構成で較正さるエンドエフェクタを示しており、クランプアームの様々な位置に対応するホール効果センサの応答を記録するための２つの構成にゲージピンを使用して４つのデータポイント（１〜４）を記録し、製造時に最良適合曲線を作成する。本開示の一態様に係る、第４のデータポイント（４）を記録するために完全閉鎖構成にあるエンドエフェクタを示す。
【図２９Ａ】本開示の一態様に係る例示的な外科用器具、及び小血管及び大血管の止血モードにおける例示的な出力電力レベルを示すチャートである。本開示の一態様に係る、小血管及び大血管を封止するように構成された外科用器具の概略図である。
【図２９Ｂ】本開示の一態様に係る例示的な外科用器具、及び小血管及び大血管の止血モードにおける例示的な出力電力レベルを示すチャートである。本開示の一態様に係る、小血管及び大血管の例示的な範囲、並びにエンドエフェクタのクランプアームの相対位置の図である。
【図２９Ｃ】本開示の一態様に係る例示的な外科用器具、及び小血管及び大血管の止血モードにおける例示的な出力電力レベルを示すチャートである。本開示の一態様に係る、異なる時間期間にわたって様々な超音波エネルギレベルを適用することによって、小血管を封止するためのプロセスを示すグラフである。
【図２９Ｄ】本開示の一態様に係る例示的な外科用器具、及び小血管及び大血管の止血モードにおける例示的な出力電力レベルを示すチャートである。本開示の一態様に係る、様々な時間期間にわたって様々な超音波エネルギレベルを適用することによって、大血管を封止するためのプロセスを示すグラフである。
【図３０】本開示の一態様に係る、止血モードを使用すべきかどうかを判定するための例示的なプロセスを示す論理図である。
【図３１】本開示の一態様に係る、エンドエフェクタ制御の例示的なプロセスを示す論理図である。
【図３２】本開示の一態様に係る、エンドエフェクタを制御するための装置を較正するための例示的なプロセスを示す論理図である。
【図３３】本開示の一態様に係る、クランプアームの組織パッド部分の摩耗を追跡し、ホール効果センサの結果として生じるドリフトを補償し、組織摩擦係数を判定するためのプロセスの論理図である。
【図３４】本開示の一態様に係る、図３３のプロセスと共に使用することができるホール効果センサシステムを示す。
【図３５】本開示の一態様に係る、図３４のホール効果センサシステムと共に使用され得るランプタイプカウンタアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）の一態様を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本明細書に記載の様々な態様は、遠位に配置された関節運動可能なジョーアセンブリを備える外科用器具に関する。ジョーアセンブリは、シャフトの関節運動に代えるか又はこれに加えて用いることができる。例えば、ジョーアセンブリを使用して、組織を把持し、組織を超音波ブレード、ＲＦ電極、又は組織を治療するための他の構成要素に向かって移動させることができる。
【００１４】
一態様では、外科用器具は、そこから遠位方向に延びる超音波ブレードを有するエンドエフェクタを備えることができる。ジョーアセンブリは、関節運動可能であってもよく、少なくとも２つの軸の周りに旋回することができる。第１の軸、すなわち手首旋回軸は、器具シャフトの長手方向軸に対してほぼ垂直であってもよい。ジョーアセンブリは、ジョーアセンブリが超音波ブレードとほぼ平行となる第１の位置からジョーアセンブリが超音波ブレードとほぼ平行とならない第２の位置へと手首旋回軸を中心として旋回することができる。更に、ジョーアセンブリは、第２の軸、すなわちジョー旋回軸を中心として旋回可能な第１及び第２のジョー部材を有することができる。ジョー旋回軸は、手首旋回軸に対してほぼ垂直であってもよい。いくつかの態様では、ジョー旋回軸自体は、ジョーアセンブリが手首旋回軸の周りに旋回するときに旋回することができる。第１及び第２のジョー部材は、第１及び第２のジョー部材が「開く」及び「閉じる」ことができるように、ジョー旋回軸の周りに互いに対して旋回可能であることができる。更に、いくつかの態様では、第１及び第２のジョー部材は、第１及び第２のジョー部材の方向が変化し得るように、ジョー旋回軸の周りに一緒に旋回可能でもある。
【００１５】
ここで、超音波及び／又は電気外科用要素を含むエンドエフェクタを備えた手動及びロボット外科用器具の実施例を示す態様を含むいくつかの態様について詳細に言及する。可能である場合は、類似又は同様の参照番号を図面で用いてもよく、これら参照番号は類似又は同様の機能性を示してもよい。図面は、開示される外科用器具及び／又はその使用方法の例示的な態様を、描写の目的のみのために示す。当業者であれば、本明細書に記載の原理から逸脱することなく、本明細書に例示した構造及び方法の代替の例示的な態様が採用され得ることを以下の説明から容易に認識するであろう。
【００１６】
図１は、超音波外科用器具１０の一態様の右側面図である。図示の態様では、超音波外科用器具１０は、内視鏡下手術又は従来の切開外科手術を含む様々な外科手術で使用することができる。図示の態様では、超音波外科用器具１０は、内視鏡下手術又は従来の切開外科手術を含む様々な外科手術で使用することができる。一態様では、超音波外科用器具１０は、ハンドルアセンブリ１２、細長いシャフトアセンブリ１４、及び超音波トランスデューサ１６を備える。ハンドルアセンブリ１２は、トリガアセンブリ２４、遠位回転アセンブリ１３、及びスイッチアセンブリ２８を備える。細長いシャフトアセンブリ１４は、エンドエフェクタアセンブリ２６を備え、それは、組織を切開するか又は血管及び／若しくは組織を互いに把持し、切断し、凝固させるための要素、並びにエンドエフェクタアセンブリ２６を作動させるための作動要素を備える。ハンドルアセンブリ１２は、近位端部で超音波トランスデューサ１６を受容するように適合される。超音波トランスデューサ１６は細長いシャフトアセンンブリ１４及びエンドエフェクタアセンブリ２６の一部分と機械的に係合される。超音波トランスデューサ１６は、ケーブル２２を介して発生器２０に電気的に連結される。図面の大部分は腹腔鏡手術に関連して使用するための多数のエンドエフェクタアセンブリ２６を示しているが、超音波手術器具１０はより伝統的な切開外科手術に使用することができ、他の態様では内視鏡手術に使用するように構成することができる。本明細書の目的のために、超音波外科用器具１０は、内視鏡器具に関して記載される。しかしながら、超音波外科用器具１０の切開型及び／又は腹腔鏡型も、本明細書に記載のものと同じ又は類似の動作構成要素及び特徴を含み得ることが企図されている。
【００１７】
様々な態様では、発生器２０は、モジュール及び／又はブロックなどのいくつかの機能素子を備える。異なる機能素子又はモジュールを、異なる種類の外科用デバイスを駆動するように構成することができる。例えば、超音波発生器モジュール２１は、超音波外科用器具１０などの超音波デバイスを駆動することができる。いくつかの例示的態様では、発生器２０は、電気外科デバイス（又は超音波外科器具１０の電気外科態様を駆動する電気外科／ＲＦ発生器モジュール２３も備える。図１に示す例示的な態様では、発生器２０は、発生器２０と一体化された制御システム２５、及びケーブル２７を介して発生器に接続されたフットスイッチ２９を備える。発生器２０は、外科用器具、例えば器具１０を作動させるためのトリガ機構も備えてもよい。トリガ機構は、電源スイッチ（図示せず）並びにフットスイッチ２９を含むことができる。フットスイッチ２９によって起動されると、発生器２０は外科器具１０の音響アセンブリを駆動させ、かつエンドエフェクタ１８を所定の実行レベルで駆動させるためのエネルギを提供することができる。発生器２０は、音響アセンブリの任意の適切な共振周波数で音響アセンブリを駆動若しくは励起し、かつ／又は治療レベル／治療レベル未満の電磁／ＲＦエネルギを導出する。一態様では、電気外科／ＲＦ発生器モジュール２３は、高周波（ＲＦ）エネルギを用いてバイポーラ電気外科手術を行うのに充分な電力を供給することができる電気外科ユニット（ＥＳＵ）として実現することができる。一態様では、ＥＳＵは、ＥＲＢＥ  ＵＳＡ，Ｉｎｃ．（Ｍａｒｉｅｔｔａ，Ｇａ）によって販売されているバイポーラＥＲＢＥ  ＩＣＣ  ３５０であることができる。バイポーラ電気外科手術用途では、上述のように、活性電極及び戻り電極を有する外科用器具を使用することができ、その場合、電流が組織を通って活性電極から戻り電極まで流れることができるように、活性電極及び戻り電極は、処置対象組織に接するか又は隣接して配置することができる。したがって、電気外科／ＲＦモジュール２３発生器は、組織Ｔを処置（例えば、焼灼）するのに充分な電気エネルギを組織に印加することにより、治療目的のために構成することができる。例えば、いくつかの態様では、活性及び／又は戻り電極を、本明細書に記載のジョーアセンブリ上に配置することができる。
【００１８】
一態様では、電気外科／ＲＦ発生器モジュール２３は、組織インピーダンス測定モジュールを実現するために、治療レベル未満のＲＦ信号を供給するように構成することができる。一態様では、電気外科／ＲＦ発生器モジュール２３は、バイポーラ高周波発生器を備える。一態様では、電気外科／ＲＦ発生器モジュール２３は、組織Ｔの電気的インピーダンスＺを監視することと、エンドエフェクタアセンブリ２６のクランプ部材上に設けられた戻り電極により、組織Ｔに基づいて時間及び電力レベルの特性を制御することとを行うように、構成することができる。したがって、電気外科／ＲＦ発生器モジュール２３は、組織Ｔのインピーダンス又はその他の電気的特性を測定するための治療レベル未満の目的に合わせて構成することができる。組織のインピーダンス又は他の電気的特性を測定するための技術及び回路構成は、「Ｅｌｅｃｔｒｏｓｕｇｉｃａｌ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ  ｆｏｒ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ」と題する、本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願公開第２０１１／００１５６３１号においてより詳細に論じられており、その開示内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【００１９】
適切な超音波発生器モジュール２１は、全てが参照により本明細書に組み込まれる以下の米国特許の１つ以上に開示されているように、Ｅｔｈｉｃｏｎ  Ｅｎｄｏ−Ｓｕｒｇｅｒｙ，Ｉｎｃ．（Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ，Ｏｈｉｏ）によって販売されているＧＥＮ３００と同様の方法で機能的に動作するように構成することができる：米国特許第６，４８０，７９６号（ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＩＭＰＲＯＶＩＮＧ  ＴＨＥ  ＳＴＡＲＴ  ＵＰ  ＯＦ  ＡＮ  ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ  ＳＹＳＴＥＭ  ＵＮＤＥＲ  ＺＥＲＯ  ＬＯＡＤ  ＣＯＮＤＩＴＩＯＮＳ）、米国特許第６，５３７，２９１号（Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ  ａ  Ｌｏｏｓｅ  Ｂｌａｄｅ  ｉｎ  ａ  Ｈａｎｄｌｅ  Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ  ｔｏ  ａｎ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）、米国特許第６，６６２，１２７号（ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＤＥＴＥＣＴＩＮＧ  ＰＲＥＳＥＮＣＥ  ＯＦ  Ａ  ＢＬＡＤＥ  ＩＮ  ＡＮ  ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ  ＳＹＳＴＥＭ）、米国特許第６，９７７，４９５号（ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ  ＣＩＲＣＵＩＴＲＹ  ＦＯＲ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＨＡＮＤＰＩＥＣＥ  ＳＹＳＴＥＭ）、米国特許第７，０７７，８５３号（ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＣＡＬＣＵＬＡＴＩＮＧ  ＴＲＡＮＳＤＵＣＥＲ  ＣＡＰＡＣＩＴＡＮＣＥ  ＴＯ  ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ  ＴＲＡＮＳＤＵＣＥＲ  ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ）、米国特許第７，１７９，２７１号（ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＤＲＩＶＩＮＧ  ＡＮ  ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ  ＳＹＳＴＥＭ  ＴＯ  ＩＭＰＲＯＶＥ  ＡＣＱＵＩＳＩＴＩＯＮ  ＯＦ  ＢＬＡＤＥ  ＲＥＳＯＮＡＮＣＥ  ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ  ＡＴ  ＳＴＡＲＴＵＰ）、及び米国特許第７，２７３，４８３号（ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＡＬＥＲＴＩＮＧ  ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ  ＦＵＮＣＴＩＯＮ  ＩＮ  ＡＮ  ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＹＳＴＥＭ）。
【００２０】
様々な態様では、発生器２０は、いくつかのモードで動作するように構成され得ることが理解されよう。１つのモードでは、発生器２０は、超音波発生器モジュール２１及び電気外科／ＲＦ発生器モジュール２３が独立して動作できるように構成することができる。
【００２１】
例えば、超音波発生器モジュール２１を起動させて超音波エネルギをエンドエフェクタアセンブリ２６に印加し、続いて治療レベル／治療レベル未満のＲＦエネルギのいずれかを電気外科／ＲＦ発生器モジュール２３によりエンドエフェクタアセンブリ２６に印加することができる。上記のように、治療レベル未満の電気外科／ＲＦエネルギを、エンドエフェクタアセンブリ２６のクレーム要素間にクランプされた組織に印加することによって、組織のインピーダンスを測定して超音波発生器モジュール２１の起動を制御するか又は起動を変更することができる。治療レベル未満のエネルギの印加からの組織インピーダンスのフィードバックを使用して、治療レベルの電気外科的／ＲＦ発生装置モジュール２３を起動させることによって、エンドエフェクタアセンブリ２６のクレーム要素間にクランプ締めされた組織（例えば、血管）を封止することもできる。
【００２２】
別の態様では、超音波発生器モジュール２１と電気外科／ＲＦ発生器モジュール２３とを同時に起動させることができる。一例では、超音波発生器モジュール２１を治療レベル未満のＲＦエネルギレベルで同時に起動して、エンドエフェクタアセンブリ２６の超音波ブレードがエンドエフェクタアセンブリ２６のクランプ要素間にクランプされた組織（又は血管）を切断及び凝固させる間に、組織インピーダンスを同時に計測する。そのようなフィードバックは、例えば、超音波発生器モジュール２１の駆動出力を修正するために使用することができる。別の例では、組織（又は血管）を封止するためにエンドエフェクタクランプアセンブリ２６の電極部分に電気外科／ＲＦエネルギが印加されている間に、エンドエフェクタアセンブリ２６の超音波ブレード部分を使用して損傷した組織を切断するように、超音波発生器モジュール２１を電気外科／ＲＦ発生器モジュール２３と同時に駆動してもよい。
【００２３】
発生器２０がトリガ機構によって起動されると、電気エネルギが、発生器２０によって音響アセンブリのトランスデューサ積層体又はアセンブリに連続的に印加される。別の態様では、電気エネルギは発生器２０によって断続的に印加される（例えば、パルスで）。発生器２０の制御システム内の位相ロックループは、音響アセンブリからのフィードバックを監視することができる。位相ロックループは、発生器２０によって送られる電気エネルギの周波数を、音響アセンブリの振動の選択された縦モードの共振周波数と一致するように調節する。更に、制御システム２５内の第２のフィードバックループは、音響アセンブリのエンドエフェクタ１８においてほぼ一定の偏位を達成するために、音響アセンブリに供給される電流を予め選択された一定レベルに維持する。更に別の実施形態では、制御システム２５内の第３のフィードバックループは、エンドエフェクタアセンブリ２６内に配置された電極間のインピーダンスを監視する。図１〜図５は手動で操作される超音波外科用器具を示すが、例えば本明細書中に記載されるロボット用途、並びに手動及びロボット用途の組み合わせにも超音波外科用器具を使用できることが理解されよう。
【００２４】
超音波作動モードでは、音響アセンブリに供給される電気信号は、エンドエフェクタ１８の遠位端部を、例えば、約２０ｋＨｚ〜２５０ｋＨｚの範囲で長手方向に振動させてもよい。様々な態様によれば、超音波ブレード２２は、約５４ｋＨｚ〜５６ｋＨｚの範囲、例えば約５５．５ｋＨｚで振動することができる。他の態様では、超音波ブレード２２は、例えば約３１ｋＨｚ又は約８０ｋＨｚなどを含む、他の周波数で振動することができる。超音波ブレードにおける振動の偏位は、例えば、発生器２０によって音響アセンブリのトランスデューサアセンブリに印加される電気信号の振幅を制御することによって制御することができる。前述のように、発生器２０のトリガ機構によって、ユーザは、電気エネルギが音響アセンブリに連続的又は断続的に供給され得るように発生器２０を起動させることができる。発生器２０は、電気外科ユニット又は従来の電気コンセントへの差込用の電力線も有する。バッテリなどの直流（ＤＣ）源によって発生器２０に電力を供給することもできることが想到される。発生器２０は、Ｅｔｈｉｃｏｎ  Ｅｎｄｏ−Ｓｕｒｇｅｒｙ，Ｉｎｃ．より入手可能なモデル番号ＧＥＮ０４及び／又はモデル番号ＧＥＮ１１などの任意の適切な発生器を含むことができる。
【００２５】
図２は、ハンドルアセンブリ１２、遠位回転アセンブリ１３、及び細長いシャフトアセンブリ１４を示す超音波外科用器具１０の一例示的態様の左斜視図である。図３はエンドエフェクタアセンブリ２６を示す。図示の態様では、細長いシャフトアセンブリ１４は、エンドエフェクタアセンブリ２６を機械的に係合するような寸法の遠位端部５２、及びハンドルアセンブリ１２と遠位回転アセンブリ１３とを機械的に係合する近位端部５０を備える。細長いシャフトアセンブリ１４の近位端部５０は、ハンドルアセンブリ１２及び遠位回転アセンブリ１３内に受容される。細長いシャフトアセンブリ１４、ハンドルアセンブリ１２、及び遠位回転アセンブリ１３の間の接続に関する更なる詳細は、図５の説明において提供される。図示の態様では、トリガアセンブリ２４は、固定ハンドル３４と併せて動作するトリガ３２を備える。固定ハンドル３４及びトリガ３２は人間工学的に形成され、ユーザと快適に相互作用するように適合される。固定ハンドル３４は、ハンドルアセンブリ１２と一体的に関連付けられている。トリガ３２は、超音波外科器具１０の動作について以下に詳述するように、固定ハンドル３４に対して枢動可能である。ユーザがトリガ３２に対して圧迫力をかけると、トリガ３２は、方向３３ａに固定ハンドル３４に向かって枢動可能である。ユーザがトリガ３２に対する圧迫力を開放すると、バネ要素９８（図５）が、トリガ３２を方向３３Ｂに枢動させる。
【００２６】
１つの例示的な態様では、トリガ３２は細長いトリガフック３６を備え、トリガフック３６は、細長いトリガフック３６とトリガ３２との間に開口３８を画定する。開口３８は、ユーザの１つ又は複数の指をそこを通して受容するのに適切な寸法である。トリガ３２は、トリガ３２の基材上に成形される弾性部分３２ａも備えてよい。オーバーモールド弾性部分３２ａは、トリガ３２を外側方向３３ｂに制御するためのより快適な接触面を提供するように形成される。１つの例示的な態様では、オーバーモールド弾性部分３２ａは、細長いトリガフック３６の一部分にわたって設けることができる。細長いトリガフック３２の近位面は、ユーザが指を開口３８の内外へ容易に摺動することを可能にするために、被覆されないままであるか、又は非弾性基材で被覆される。別の態様では、トリガの幾何学的形状は、完全に閉じたループを形成し、ループは、ユーザの１つ又は複数の指をそこを通して受容するのに適したサイズの開口を画定する。完全に閉じたループトリガは、トリガ基材上に成形される弾性部分も備えることができる。
【００２７】
１つの例示的な態様では、固定ハンドル３４は、近位接触面４０、及びグリップアンカー又はサドル面４２を備える。サドル面４２は、手の親指及び人差し指が合わさる水かき部分の上に載る。近位接触面４０は、リング又は開口を有さない通常のピストルグリップにおいて手のひらを受容するピストルグリップ輪郭を有する。近位接触面４０の形状曲線は、手のひらに適合するか、又はこれを受容するような輪郭を有することができる。安定化尾部４４は、ハンドルアセンブリ１２のより近位の部分に向かって配置される。安定化尾部４４は、ハンドルアセンブリ１２を安定させかつハンドルアセンブリ１２をより制御可能にするために、親指と人差し指との間に位置する手の最も上の水かき部分と接触していてもよい。
【００２８】
１つの例示的な態様では、スイッチアセンブリ２８はトグルスイッチ３０を備えることができる。トグルスイッチ３０は、同時起動の可能性を排除するために、ハンドルアセンブリ１２の内側に位置する中心枢動軸３０４を有する単一構成要素として実現されてもよい。１つの例示的な態様では、トグルスイッチ３０は、最小電力レベル（例えば、ＭＩＮ）と最大電力レベル（例えば、ＭＡＸ）との間で超音波トランスデューサ１６の電力設定を設定するための第１の突出ノブ３０ａ及び第２の突出ノブ３０ｂを備える。別の態様では、ロッカースイッチが標準設定と特別設定との間で枢動してもよい。特別設定は、１つ以上の特別なプログラム、プロセス、又はアルゴリズム及び本明細書に記載されているものを、デバイスによって実現させることができる。トグルスイッチ３０は、第１の突出ノブ３０ａ及び第２の突出ノブ３０ｂを作動させると、中心枢軸の周りに回転する。１つ以上の突出ノブ３０ａ、３０ｂは、小さな弧を通って移動する１つ以上のアームに連結され、電気接点に電気回路を開閉させて、第１又は第２の突出ノブ３０ａ、３０ｂの起動に従って、超音波トランスデューサ１６を通電又は非通電状態にする。トグルスイッチ３０は、超音波トランスデューサ１６の起動を制御するために発生器２０に連結される。トグルスイッチ３０は、超音波トランスデューサ１６を起動させて超音波トランスデューサ１６に対して１つ以上の電力設定を設定するための、１つ以上の電力設定スイッチを備える。トグルスイッチ３０を起動するために必要な力は実質的にサドルポイント４２に向けられるため、トグルスイッチ３０が起動されたときに手中で器具が回転するあらゆる傾向を回避する。
【００２９】
１つの例示的な態様では、第１及び第２の突出ノブ３０ａ、３０ｂはハンドルアセンブリ１２の遠位端部上に配置され、それにより、それらは、ハンドグリップの最小限の再配置を伴うか、又は実質的に再配置を伴わずに電力を起動するためにユーザにより容易にアクセス可能であることができ、トグルスイッチ３０を起動している間に制御を維持し、注意を手術部位（例えば、腹腔鏡手術におけるモニタ）に集中させるのに適切である。突出ノブ３０ａ、３０ｂは様々な指の長さによってより容易にアクセスすることができ、不自然な格好で又は短い指で起動するための自由度をより高めるために、ハンドルアセンブリ１２の側面をある程度まで包み込むように構成されてもよい。図示の態様では、第１の突出ノブ３０ａは、ユーザが第１の突出ノブ３０ａを第２の突出ノブ３０ｂと区別できるように、複数の触覚要素３０ｃ、例えば図示の態様ではテクスチャ突起又は「バンプ」を備える。当業者であれば、ハンドルアセンブリ１２にいくつかの人間工学的特性を組み込むことができることを理解するであろう。そのような人間工学的な特徴は、「Ｅｒｇｏｎｏｍｉｃ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ」と題する米国特許出願公開第２００９／０１０５７５０号に記載されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００３０】
１つの例示的な態様では、トグルスイッチ３０はユーザの手によって操作することができる。ユーザは、不注意な又は意図的でない起動を常に回避しつつも、任意の時点で第１及び第２の突出ノブ３０ａ、３０ｂに容易にアクセスすることができる。トグルスイッチ３０は、超音波アセンブリ１６及び／又は超音波アセンブリ１６への電力を制御するために指で容易に操作することができる。例えば、人差し指を使って第１の接触部分３０ａを起動し、超音波アセンブリ１６を最大（ＭＡＸ）電力レベルにオンさせてもよい。人差し指を使って、第２の接触部分３０ｂを起動し、超音波アセンブリ１６を最小（ＭＩＮ）電力レベルにオンさせてもよい。別の態様では、ロッカースイッチは標準設定と特別設定との間で器具１０を枢動させることができる。特別設定は、器具１０が１つ以上の特別プログラムを実行するのを可能にすることができる。トグルスイッチ３０は、ユーザが第１又は第２の突出ノブ３０ａ、３０ｂを見ることなく操作することができる。例えば、第１の突出ノブ３０ａ又は第２の突出ノブ３０ｂは、第１の突出ノブ３０ａと第２の突出ノブ３０ｂを見ることなくこれらを触覚的に区別するための凹凸又は突起を備えてもよい。
【００３１】
１つの例示的な態様では、遠位回転アセンブリ１３は、長手方向軸「Ｔ」の周りをいずれかの方向に制限なく回転可能である。遠位回転アセンブリ１３は細長いシャフトアセンブリ１４に機械的に係合している。遠位回転アセンブリ１３は、ハンドルアセンブリ１２の遠位端部に配置される。遠位回転アセンブリ１３は、円筒形のハブ４６と、ハブ４６を覆うように形成される回転ノブ４８とを備える。ハブ４６は、細長いシャフトアセンブリ１４と機械的に係合する。回転ノブ４８は縦溝彫りの高分子特徴部を含んでいてもよく、細長いシャフトアセンブリ１４を回転させるために、指（例えば、人差し指）によって係合され得る。ハブ４６は、回転ノブ４８を形成するために、一次構造を覆うように成形される材料を備えていてもよい。回転ノブ４８は、ハブ４６を覆うようにオーバーモールドされていてもよい。ハブ４６は、遠位端部で露出される端部キャップ部分４６ａを備える。ハブ４６の端部キャップ部分４６ａは、腹腔鏡下手術中にトロカールの表面と接触してもよい。ハブ４６は、端部キャップ部分４６ａとトロカールとの間に生じ得るいかなる摩擦も軽減するために、ポリカーボネートなどの耐久性硬質プラスチックで形成されてもよい。回転ノブ４８は、より正確な回転グリップを提供するために、バンプリブ４８ａと、リブ４８ａの間に配置された凹部４８ｂとから形成された「スカラップ」又は縦溝を備えることができる。１つの例示的な態様では、回転ノブ４８は複数の縦溝（例えば、３つ以上の縦溝）を備えてもよい。他の態様では、任意の適切な数の縦溝を使用することができる。回転ノブ４８は、硬質プラスチック材料上にオーバーモールドされたより柔らかい高分子材料で形成されていてもよい。例えば、回転ノブ４８は、例えば、ＧＬＳ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって作製されるＶｅｒｓａｆｌｅｘ（登録商標）ＴＰＥ合金を含む柔軟な弾性可撓性高分子材料から形成されてもよい。このより柔らかいオーバーモールド材料は、より優れたグリップ性、及び回転ノブ４８の動作のより正確な制御を提供することができる。滅菌に対する適切な抵抗を提供し、生体適合性であり、外科用手袋に対する充分な摩擦抵抗を提供する任意の材料を、回転ノブ４８を形成するために使用してもよいことが理解されるであろう。
【００３２】
１つの例示的な態様では、ハンドルアセンブリ１２は、第１の部分１２ａと第２の部分１２ｂとを備える２つのハウジング部分又はシュラウドから形成される。遠位端部から近位端部に向かってハンドルアセンブリ１２を見るユーザの視点から、第１の部分１２ａは右部分と見なされ、第２の部分１２ｂは左部分と見なされる。第１及び第２の部分１２ａ、１２ｂのそれぞれは、複数のインターフェース６９（図５）を備えており、インターフェース６９は、ハンドルアセンブリ１２を形成するために互いに機械的に整合して係合し、その内部機能構成要素を包囲する大きさを有している。ハンドルアセンブリ１２と一体的に関連付けられた固定ハンドル３４は、ハンドルアセンブリ１２の第１及び第２の部分１２ａ及び１２ｂの組立後に形になる。複数の追加的なインターフェース（図示せず）を、超音波溶接の目的で、例えば、エネルギ方向／偏向ポイントといったハンドルアセンブリ１２の第１及び第２の部分１２ａ及び１２ｂの周囲の様々なポイントに設けてもよい。第１及び第２の部分１２ａ及び１２ｂ（並びに以下に記載されるその他の構成要素）は、当該技術分野において既知の任意の方法で一緒に組み立てられてもよい。例えば、整合ピン、スナップ様インターフェース、さねはぎインターフェース、ロックタブ、接着ポートは全て、組立の目的で、単独で、又は組み合わせてのいずれかで利用され得る。
【００３３】
１つの例示的な態様では、細長いシャフトアセンブリ１４は、ハンドルアセンブリ１２及び遠位回転アセンブリ１３を機械的に係合するように適合された近位端部５０と、エンドエフェクタアセンブリ２６を機械的に係合するように適合された遠位端部５２とを備える。細長いシャフトアセンブリ１４は、外部管状シース５６と、外部管状シース５６内に配置された往復管状作動部材５８とを備える。管状往復管状作動部材５８の近位端部は、ハンドルアセンブリ１２のトリガ３２に機械的に係合し、トリガ３２の作動及び／又は解放に応答して方向６０Ａ又は６０Ｂのいずれかに移動する。枢動可能なトリガ３２は、長手方向軸「Ｔ」に沿って往復運動を生じさせることができる。そのような運動は、例えば、エンドエフェクタアセンブリ２６のジョー又はクランプ機構を作動させるために使用することができる。一連の連鎖は、トリガ３２の枢動回転を、作動機構に連結するヨークの軸方向運動に変換し、これによってエンドエフェクタアセンブリ２６のクランピング機構のジョー部の開閉が制御される。管状往復管状作動部材５８の遠位端部は、エンドエフェクタアセンブリ２６に機械的に係合されている。図示の態様では、管状往復管状作動部材５８の遠位端部は、旋回ポイント７０（図４）の周りに旋回可能であるクランプアームアセンブリ６４に機械的に係合し、トリガ３２の作動及び／又は解放に応答してクランプアームアセンブリ６４を開閉する。例えば、示された実施形態では、クランプアームアセンブリ６４は、トリガ３２が方向３３ａに圧迫されると、旋回ポイント７０の周りを開いた位置から閉じた位置まで方向６２Ａに移動可能である。クランプアームアセンブリ６４は、トリガ３２が方向３３ｂに開放されるか又は外向きに接触されると、旋回ポイント７０の周りを、閉じた位置から開いた位置まで方向６２Ｂに移動可能である。
【００３４】
１つの例示的な態様では、エンドエフェクタアセンブリ２６は細長いシャフトアセンブリ１４の遠位端部５２に取り付けられ、クランプアームアセンブリ６４及び超音波ブレード６６を含む。エンドエフェクタアセンブリ２６のクランプ機構のジョー部は、クランプアームアセンブリ６４及び超音波ブレード６６によって形成される。超音波ブレード６６は、超音波で作動可能であり、超音波トランスデューサ１６に音響的に連結される。ハンドルアセンブリ１２上のトリガ３２は駆動アセンブリと最終的に接続され、これらは一緒になって、クランプアームアセンブリ６４を動かすために機械的に協働する。トリガ３２を方向３３ａに圧迫すると、クランプアームアセンブリ６４を方向６２Ａに開位置から移動させることができ、クランプアームアセンブリ６４と超音波ブレード６６とは互いに対して離間した関係でクランプ位置すなわち閉位置に配置され、クランプアームアセンブリ６４と超音波ブレード６６とが協働してそれらの間に組織を把持する。クランプアームアセンブリ６４は、ブレード６９とクランプアーム６６との間の組織に係合するクランプパッド６４を備えることができる。トリガ３２を方向３３ｂに解放すると、クランプアームアセンブリ６４は、閉じた関係から開位置へと方向６２Ｂに移動し、クランプアームアセンブリ６４と超音波ブレード６６とは互いに対して離間した関係で配置される。
【００３５】
ハンドルアセンブリ１２の近位部分は、超音波アセンブリ１６の遠位端部を受容するための近位開口部６８を備える。超音波アセンブリ１６は、近位開口部６８に挿入され、細長いシャフトアセンブリ１４に機械的に係合される。
【００３６】
１つの例示的な態様では、トリガ３２の細長いトリガフック３６部分は、より短いスパン及び回転移動を伴うより長いトリガレバーを提供する。細長いトリガフック３６のより長いレバーは、ユーザが開口部３８内で複数の指を用いて細長いトリガフック３６を操作し、トリガ３２を方向３３ｂに枢動させてエンドエフェクタアセンブリ２６のジョー部を開くことを可能にする。例えば、ユーザは、３本の指（例えば、中指、薬指、及び小指）を開口３８に挿入してもよい。複数の指によって、外科医は、エンドエフェクタアセンブリ２６を起動させるために、トリガ３２及び細長いトリガフック３２６により大きなインプット力を加えることができる。より短いスパン及び回転移動は、方向３３ａにトリガ３２を閉じるか又は圧迫するとき、又は方向３３ｂにトリガ３２を外側に開く動きで開くときに、より快適なグリップを作り出し、指を更に外側に延ばす必要性を少なくする。これは、方向３３Ｂへのトリガ３２の外向きの開口動作に関連付けられる手の疲労及び負担を実質的に軽減する。トリガの外向きの開口動作は、疲労を軽減させるのを助けるために、バネ要素９８（図５）によるバネの補助を受けてもよい。開くバネの力は、開くことの容易性を支援するために十分であるが、切開を広げる間の組織間緊張の触覚フィードバックに悪影響を与えるほど強くない。
【００３７】
例えば、外科的処置中、人差し指のいずれかを使用して、細長いシャフトアセンブリ１４の回転を制御してエンドエフェクタアセンブリ２６のジョー部を適切な向きで配することができる。中指及び／又は他の下の指を使用して、トリガ３２を圧迫し、ジョー部内に組織を把持することができる。ジョー部が所望の位置に配され、ジョー部が組織に対してクランプされると、人差し指を使用してトグルスイッチ３０を起動し、超音波トランスデューサ１６の電力レベルを調節して組織を処置することができる。組織が処置されると、次いで、ユーザは、中指及び／又は下の指で細長トリガフック３６を遠位方向に外向きに押すことでトリガ３２を開放し、エンドエフェクタアセンブリ２６のジョー部を開くことができる。この基本的な方法は、ユーザがハンドルアセンブリ１２のグリップを調節することなく行うことができる。
【００３８】
図３、図４は、エンドエフェクタアセンブリ２６に対する細長シャフトアセンブリ１４の接続を示す。前述のように、図示の態様では、エンドエフェクタアセンブリ２６は、クランプアームアセンブリ６４及び超音波ブレード６６を備えてクランプ機構のジョー部を形成する。超音波ブレード６６は、超音波トランスデューサ１６に音響的に結合された超音波作動可能な超音波ブレードであることができる。トリガ３２は、駆動アセンブリに機械的に接続される。同時に、トリガ３２と駆動アセンブリは機械的に協働して、クランプアームアセンブリ６４を、クランプアームアセンブリ６４と超音波ブレード６６とが互いに離間した関係で配置される開位置へと方向６２Ａに移動させ、また、クランプアームアセンブリ６４と超音波ブレード６６とが協働してそれらの間に組織を把持するクランプ位置すなわち閉位置へと方向６２Ｂに移動させる。クランプアームアセンブリ６４は、超音波ブレード６９とクランプアーム６６との間の組織に係合するクランプパッド６４を備えることができる。管状往復管状作動部材５８の遠位端部は、エンドエフェクタアセンブリ２６に機械的に係合されている。図示の態様では、管状往復管状作動部材５８の遠位端部は、トリガ３２の作動及び／又は開放に応答してクランプアームアセンブリ６４を開閉するために、旋回点７０の周りで旋回可能であるクランプアームアセンブリ６４に機械的に係合される。例えば、図示の態様では、クランプアームアセンブリ６４は、トリガ３２が方向３３ａに圧迫されると、旋回ポイント７０の周りを、開位置から閉位置まで方向６２Ｂに移動可能である。クランプアームアセンブリ６４は、トリガ３２が方向３３ｂに開放されるか、又は外向きに接触されると、旋回ポイント７０の周りを、閉位置から開位置まで方向６２Ａに移動可能である。
【００３９】
前述のように、クランプアームアセンブリ６４は治療レベル及び／又は治療レベル未満のエネルギを受容するために電気外科／ＲＦ発生器モジュール２３と電気的に連結した電極を有していてもよく、電気外科／ＲＦエネルギは、超音波ブレード６６に超音波エネルギが印加されるのと同時に又は非同時にのいずれかで、電極に印加されてもよい。そのようなエネルギの起動は、アルゴリズム又はその他の制御論理と協働して望ましい組織効果を得るために、任意の好適な組み合わせで印加され得る。
【００４０】
図５は、図２に示される超音波外科用器具１０の分解図である。図示の態様では、分解図は、ハンドルアセンブリ１２の内部要素、ハンドルアセンブリ１２、遠位回転アセンブリ１３、スイッチアセンブリ２８、及び細長いシャフトアセンブリ１４を示す。図示の態様では、第１及び第２の部分１２ａ、１２ｂが嵌合してハンドルアセンブリ１２を形成する。第１及び第２の部分１２ａ、１２ｂは、それぞれ、複数のインターフェース６９を備えており、インターフェース６９は、ハンドルアセンブリ１２を形成するために互いに機械的に整合して係合し、超音波外科用器具１０の内部機能構成要素を包囲する大きさを有している。回転ノブ４８は、環状方向５４に３６０°まで回転され得るように、外部管状シース５６に機械的に係合される。外部管状シース５６は往復管状作動部材５８を覆って配され、往復管状作動部材５８はハンドルアセンブリ１２に機械的に係合され、複数の連結要素７２を介してその内部に保持される。連結要素７２は、Ｏリング７２ａ、管カラーキャップ７２ｂ、遠位ワッシャ７２ｃ、近位ワッシャ７２ｄ、及びネジ付き管カラー７２ｅを含むことができる。往復管状作動部材５８は、ハンドルアセンブリ１２の第１の部分１２ａと第２の部分１２ｂとの間に保持される往復ヨーク８４内に配される。ヨーク８４は、往復ヨークアセンブリ８８の一部である。一連のリンクは、細長トリガフック３２の枢動回転を往復ヨーク８４の軸運動に変換し、これにより、超音波外科用器具１０の遠位端部にあるエンドエフェクタアセンブリ２６のクランピング機構のジョー部の開閉を制御する。１つの例示的な態様では、４リンク設計は、例えば、比較的短い回転長さにおける機械的利益を提供する。
【００４１】
１つの例示的な態様では、超音波伝送導波管７８は往復管状作動部材５８の内側に配置される。超音波伝送導波管７８の遠位端部５２は、超音波ブレード６６に音響的に連結され（例えば、直接的又は間接的に機械的に連結される）、超音波伝送導波管７８の近位端部５０はハンドルアセンブリ１２内に受容される。超音波伝送導波管７８の近位端部５０は、超音波トランスデューサ１６の遠位端部に音響的に連結するように適合される。超音波伝送導波管７８は、保護シース８０及びシリコーンリングなどの複数の単離要素８２によって、細長シャフトアセンブリ１４の他の要素から単離される。外側管状シース５６、往復管状作動部材５８、及び超音波伝送導波管７８は、ピン７４によって機械的に係合される。スイッチアセンブリ２８は、トグルスイッチ３０と、第１又は第２の突出ノブ３０ａ、３０ｂの起動に従って超音波トランスデューサ１６を通電させる電気要素８６ａ、ｂとを備える。
【００４２】
１つの例示的な態様では、外側管状シース５６は、ユーザ又は患者を超音波伝送導波管７８の超音波振動から隔離する。外側管状シース５６は、一般的に、ハブ７６を備える。外部管状シース５６は、ハンドルアセンブリ１２の遠位端部上にねじ付けられる。超音波伝送導波管７８は、外部管状シース５６の開口部を通って延在し、単離要素８２は、超音波伝送導波管２４を外部管状シース５６から単離する。外部管状シース５６は、ピン７４によって導波管７８に取り付けられてもよい。導波管７８においてピン７４を受容するための穴は、名目上は変位節に存在することができる。導波管７８は、スタッドによってハンドピースハンドルアセンブリ１２にネジ込まれるか、又はスナップ嵌めされ得る。ハブ７６上の平坦部分によって、アセンブリを必要なレベルまで捻ることが可能となる。１つの例示的な態様では、外側管状シース５６のハブ７６部分は、好ましくはプラスチックから作られ、外側管状シース５６の管状の細長い部分は、ステンレス鋼から製造される。あるいは、超音波伝送導波管７８は、外側の接触からそれ自体を隔離するための、周囲を取り囲むポリマー材料を備えてもよい。
【００４３】
１つの例示的な態様では、超音波伝送導波管７８の遠位端部は、好ましくは波腹で、又はその付近で、内部ネジ込み接続によって、超音波ブレード６６の近位端部に連結されてもよい。超音波ブレード６６は、溶接継手などの任意の適切な手段によって、超音波伝送導波路７８に取り付けられ得ることが想到される。超音波ブレード６６は超音波伝送導波管７８から分離可能であってもよいが、単一要素のエンドエフェクタ（例えば、超音波ブレード６６）及び超音波伝送導波管７８が、単一の一体片として形成されてもよいことも想到される。
【００４４】
１つの例示的な態様では、トリガ３２は、リンク機構に連結されて、トリガ３２の方向３３ａ及び３３ｂへの回転運動を、往復動管状作動部材５８の対応する方向６０ａ及び６０ｂへの直線運動に変換する（図２）。トリガ３２は、第１のヨークピン９４ａを受容するための開口部が内部に形成された第１のセットのフランジ９８を備える。第１のヨークピン９４ａも、ヨーク８４の遠位端部に形成された一組の開口部を通して配置される。トリガ３２は、リンク９２の第１の端部を受容するための第２のセットのフランジ９６を備える。トリガピン９０は、リンク９２及び第２のセットのフランジ９６に形成される開口部内に受容される。トリガピン９０は、リンク９２及び第２セットのフランジ９６に形成される開口部内に受容され、トリガ３２のトリガ旋回ポイントを形成するよう、ハンドルアセンブリ１２の第１及び第２の部分１２ａ、１２ｂに連結するように適合される。リンク９２の第２の端部は、ヨーク８４の近位端部に形成されたスロット内に受容され、第２のヨークピン９４ｂによって内部に保持される。トリガ３２がトリガピン９０によって形成される旋回ポイントの周りを枢動可能に回転するとき、ヨークは、矢印６０ａ、ｂで示される方向に、長手方向軸「Ｔ」に沿って水平に並進する。
【００４５】
図６は、本明細書に記載の特徴の多くを含むか又は実現することができる力フィードバック手術デバイス１００の一態様の図を示す。例えば、一態様では、外科用デバイス１００は外科用器具１０に類似しているか又はそれを代表していてもよい。外科用デバイス１００は発生器１０２を備えることができる。外科用デバイス１００は、臨床医がトリガ１１０を操作したときに起動され得る超音波エンドエフェクタ１０６も備えることができる。トリガ１１０が作動されると、力センサ１１２はトリガ１１０に加えられている力の量を示す信号を生成することができる。力センサ１１２に加えて、又はその代わりに、デバイス１００は位置センサ１１３を含むことができ、位置センサ１１３はトリガ１１０の位置（例えば、トリガがどれだけ押下されたか又は他の方法で作動されたか）を示す信号を生成することができる。一態様では、位置センサ１１３は、上述の外側管状シース５６又は上述の外側管状シース５６内に位置する往復動管状作動部材５８と共に位置決めされたセンサであってもよい。一態様では、センサは、ホール効果センサであるか又は磁界に応答してその出力電圧を変化させる任意の適切なトランスデューサであることができる。ホール効果センサは、近接スイッチング、位置決め、速度検出、及び電流感知用途に使用することができる。一態様では、ホール効果センサは、アナログトランスデューサとして動作し、電圧を直接戻す。既知の磁界により、ホールプレートからの距離を判定することができる。
【００４６】
制御回路１０８は、センサ１１２及び／又は１１３から信号を受信することができる。制御回路１０８は、任意の適切なアナログ又はデジタル回路構成要素を含むことができる。制御回路１０８は、発生器１０２及び／又はトランスデューサ１０４と通信して、エンドエフェクタ１０６に送達される電力、及び／又はトリガ１１０により加えられる力に基づいて、エンドエフェクタ１０６の発生器レベル若しくは超音波ブレード振幅、及び／又はトリガ１１０の位置、及び／又は上記の外側管状シース５６内に位置する往復運動管状作動部材５８に対する上記の外側管状シース５６の位置（例えば、ホール効果センサ及び磁石の組み合わせによって測定される）を変調することもでき。例えば、より大きな力がトリガ１１０に加えられると、より多くの電力及び／又はより高い超音波ブレード振幅がエンドエフェクタ１０６に送達され得る。様々な態様によれば、力センサ１１２は、マルチポジションスイッチによって置換されてもよい。
【００４７】
様々な態様によれば、エンドエフェクタ１０６は、例えば、図１〜図５に対して上述したものなどのクランプ又はクランプ機構を含むことができる。トリガ１１０が最初に作動されると、クランプ機構は閉じて、クランプアームとエンドエフェクタ１０６との間に組織をクランプすることができる。トリガに加えられる力が増加すると（例えば、力センサ１１２によって感知されるように）、制御回路６０８は、トランスデューサ１０４によってエンドエフェクタ１０６に送達される電力及び／又はエンドエフェクタ１０６においてもたらされる発生器レベル若しくは超音波ブレード振幅を増加させることができる。一態様では、位置センサ１１３によって感知されるトリガ位置、又は位置センサ１１３によって（例えば、ホール効果センサを用いて）感知されるクランプ若しくはクランプアーム位置は、制御回路１０８によって使用されて、エンドエフェクタ１０６の電力及び／又は振幅を設定することができる。例えば、トリガが完全に作動される位置に向かって更に移動されるか、又はクランプ若しくはクランプアームが超音波ブレード（又はエンドエフェクタ１０６）に向かって更に移動すると、エンドエフェクタ１０６の電力及び／又は振幅を増加させることができる。
【００４８】
様々な態様によれば、外科用デバイス１００は、エンドエフェクタ１０６に送達される電力量を示すために、１つ以上のフィードバックデバイスも含むことができる。例えば、スピーカ１１４は、エンドエフェクタの電力を示す信号を発することができる。様々な態様によれば、スピーカ１１４は、一連のパルス音を発することができ、その音の周波数は電力を示す。スピーカ１１４に加えて、又はその代わりに、デバイスは、視覚ディスプレイ１１６を含むことができる。視覚ディスプレイ１１６は、任意の好適な方法に従ってエンドエフェクタ電力を示すことができる。例えば、視覚ディスプレイ１１６は一連の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含むことができ、エンドエフェクタの電力は照明されたＬＥＤの数によって示される。スピーカ１１４及び／又は視覚ディスプレイ１１６は、制御回路１０８によって駆動されてもよい。様々な態様によれば、デバイス１００は、トリガ１１０に接続されたラチェットデバイス（図示せず）を含むことができる。より多くの力がトリガ１１０に加えられると、このラチェットデバイスは可聴音を生成することができ、エンドエフェクタ電力の間接的指標を提供する。外科用デバイス１００は、安全性を高めることができる他の特徴を含むことができる。例えば、制御回路１０８は、所定の閾値を超えてエンドエフェクタ１０６に電力が送達されることを防止するように構成され得る。また、制御回路１０８は、エンドエフェクタ電力の変化が（例えば、スピーカ１１４又は視覚ディスプレイ１１６によって）示される時刻と、エンドエフェクタ電力の変化が送達される時刻との間に遅延を設けることができる。このようにして、臨床医は、エンドエフェクタ１０６に送達される超音波電力のレベルが変化しそうであるという十分な警告を得ることができる。
【００４９】
図７は、他の利点の中でも、インダクタレス同調を提供することができる発生器１０２の一態様の簡略図である。図８Ａ〜図８Ｃは、本開示の一態様に係る、図７の発生器１０２のアーキテクチャを示す。図９は、本開示の一態様に係る、入力デバイスを監視し、出力デバイスを制御するためのコントローラ１９６を示す。図７〜図９を参照すると、発生器１０２は、電力変圧器１５６を介して非絶縁段階１５４と通信する患者絶縁段階１５２を含むことができる。電力変圧器１５６の二次巻線１５８は、絶縁段階１５２に含まれ、例えば、外科用デバイス１００、超音波外科用器具１０、又は電気外科用デバイスなどの異なる外科用デバイスに駆動信号を出力するための駆動信号出力部１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃを画定するタップ付き構成（例えば、中央タップ付き又は非中央タップ付き構成）を含むことができる。具体的には、駆動信号出力部１６０ａ、１６０ｃは、超音波外科用器具１０に駆動信号（例えば、４２０Ｖ  ＲＭＳ駆動信号）を出力することができ、駆動信号出力部１６０ｂ、１６０ｃは、電気外科用デバイスに駆動信号（例えば、１００Ｖ  ＲＭＳ駆動信号）を出力することができ、出力部１６０ｂは電力変圧器１５６のセンタータップに対応する。非絶縁段階１５４は、電力変圧器１５６の一次巻線１６４に接続された出力部を有する電力増幅器１６２を含むことができる。特定の態様では、電力増幅器１６２は、例えば、プッシュプル増幅器を含むことができる。非絶縁段階１５４は、デジタル出力をデジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）１６８に供給するための、プログラミング可能な論理デバイス１６６を更に含んでもよく、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）１６８はひいては、対応するアナログ信号を電力増幅器１６２の入力部に供給する。特定の態様では、プログラミング可能な論理デバイス１６６は、例えば、現場でプログラミング可能なゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含むことができる。プログラミング可能な論理デバイス１６６は、ＤＡＣ１６８を介して電力増幅器１６２の出力を制御するので、その結果、駆動信号出力部１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃに現れる駆動信号の多数のパラメーター（例えば、周波数、波形形状、波形振幅）のいずれかを制御することができる。特定の態様において及び以下に説明するように、プログラミング可能な論理デバイス１６６は、プロセッサ（例えば、以下に説明するプロセッサ１７４）と共に、多くのデジタル信号処理（ＤＳＰ）ベースの及び／又は他の制御アルゴリズムを実行して、発生器１０２によって出力される駆動信号のパラメーターを制御することができる。
【００５０】
電力は、スイッチモードレギュレータ１７０によって電力増幅器１６２の電力レールに供給することができる。特定の態様では、スイッチモードレギュレータ１７０は、例えば調節可能バックレギュレータを含むことができる。非絶縁段階１５４は、例えば、プロセッサ１７４を更に含むことができ、これは、一態様では、例えば、Ａｎａｌｏｇ  Ｄｅｖｉｃｅｓ（Ｎｏｒｗｏｏｄ，Ｍａｓｓ．）から入手可能なＡｎａｌｏｇ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ＡＤＳＰ−２１４６９  ＳＨＡＲＣ  ＤＳＰなどの、ＤＳＰプロセッサを含むことができる。特定の態様では、プロセッサ１７４は、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）１７６を介してプロセッサ１７４が電力増幅器１６２から受信した電圧フィードバックデータに応答して、スイッチモード電力変換器１７０の動作を制御することができる。例えば、一態様では、プロセッサ１７４は、電力増幅器１６２によって増幅されている信号（例えば、ＲＦ信号）の波形エンベロープを、ＡＤＣ１７６を介して入力として受信することができる。プロセッサ１７４は次いで、電力増幅器１６２に供給されるレール電圧が、増幅信号の波形エンベロープを追跡するように、スイッチ−モード調節器１７０を（例えば、パルス幅変調（ＰＷＭ）出力を介して）制御することができる。波形エンベロープに基づいて、電力増幅器１６２のレール電圧を動的に変調することにより、電力増幅器１６２の効率は、固定レール電圧増幅器スキームに対して顕著に改善され得る。
【００５１】
特定の態様において、並びに図１０Ａ及び図１０Ｂに関連して更に詳細に説明するように、プログラミング可能な論理デバイス１６６は、プロセッサ１７４と共に、直接デジタルシンセサイザ（ＤＤＳ）制御スキームを実行して、発生器１０２による駆動信号出力の波形形状、周波数及び／又は振幅を制御することができる。例えば、一態様では、プログラミング可能な論理デバイス１６６は、ＦＰＧＡに内蔵され得る、ＲＡＭ  ＬＵＴなどの動的に更新されるルックアップテーブル（ＬＵＴ）内に記憶された波形サンプルを呼び出すことによって、ＤＤＳ制御アルゴリズム２６８を実行することができる。この制御アルゴリズムは、超音波トランスデューサが、その共振周波数における明瞭な正弦波電流によって駆動され得る超音波用途に特に有用である。他の周波数が寄生共振を励起し得るため、動作分岐電流の全歪みの最小化又は低減は、これに対応して望ましくない共振効果を最小化又は低減することができる。発生器１０２によって出力される駆動信号の波形は、出力駆動回路に存在する様々な歪み源（例えば、電力変圧器１５６、電力増幅器１６２）によって影響され得るため、駆動信号に基づく電圧及び電流フィードバックデータは、プロセッサ１７４によって実行される誤差制御アルゴリズムなどのアルゴリズムに入力され得、このアルゴリズムは、動的な、進行に応じたベース（例えば、リアルタイム）で、ＬＵＴに記憶された波形サンプルを適切に事前に歪ませるか又は修正することによって、歪みを補償する。一態様では、ＬＵＴサンプルに加えられる予歪みの量又は程度は、計算された動作分岐電流と所望の電流波形形状との間の誤差に基づいてもよく、誤差は、サンプル毎に判定される。このようにして、予め歪ませたＬＵＴサンプルは、駆動回路を介して処理されるとき、超音波トランスデューサを最適に駆動するために、所望の波形形状（例えば、正弦波）を有する動作分岐駆動信号をもたらすことができる。したがって、そのような態様では、ＬＵＴ波形サンプルは、駆動信号の所望の波形形状ではなく、むしろ歪み効果を考慮した際の、所望の波形の動作分岐駆動信号を最終的に生成するのに必要な波形形状を表す。
【００５２】
非絶縁段階１５４は、発生器１０２によって出力された駆動信号の電圧及び電流をそれぞれサンプリングするために、それぞれの絶縁変圧器１８２、１８４を介して電力変圧器１５６の出力に連結されたＡＤＣ１７８及びＡＤＣ１８０を、更に含むことができる。特定の態様では、ＡＤＣ１７８、１８０は、駆動信号のオーバーサンプリングを可能にするために高速（例えば、８０Ｍｓｐｓ）でサンプリングするように構成することができる。一態様では、例えば、ＡＤＣ１７８、１８０のサンプリング速度は、約２００倍（駆動周波数に応じて）の駆動信号のオーバーサンプリングを可能にすることができる。特定の態様では、ＡＤＣ１７８、１８０のサンプリング動作は、双方向マルチプレクサを介して入力電圧及び電流信号を受信する単一のＡＤＣによって実行することができる。発生器１０２の態様における高速サンプリングの使用は、とりわけ、動作分岐を流れる複素電流の計算（これは、上述したＤＤＳベースの波形形状制御を実施するために特定の態様において使用され得る）、サンプリングされた信号の正確なデジタルフィルタリング、及び高精度での実際の消費電力の計算を可能にすることができる。ＡＤＣ１７８、１８０によって出力される電圧及び電流フィードバックデータは、プログラミング可能な論理デバイス１６６によって受信され、かつ処理されてもよく（例えば、ＦＩＦＯバッファリング、マルチプレクシング）、例えば、プロセッサ１７４による、以後の読み出しのために、データメモリに記憶されてもよい。上記のように、電圧及び電流のフィードバックデータは、動的及び進行に応じたベースで、ＬＵＴ波形サンプルを予め歪ませるか又は修正するための、アルゴリズムへの入力として使用され得る。特定の態様では、これは、電圧及び電流フィードバックデータ対が取得されたときに、プログラム可能な論理デバイス１６６によって出力された対応するＬＵＴサンプルに基づいて、又は別の方法でそれに関連して、各々記憶された各電圧及び電流フィードバックデータ対をインデックス付けすることを必要とし得る。この方法によるＬＵＴサンプルと電圧及び電流のフィードバックデータとの同期は、予歪みアルゴリズムの正確なタイミング及び安定性に寄与する。
【００５３】
特定の態様では、電圧及び電流フィードバックデータは、駆動信号の周波数及び／又は振幅（例えば、電流振幅）を制御するために使用することができる。例えば、一態様では、電圧及び電流のフィードバックデータは、インピーダンス位相を判定するのに使用することができる。次いで、駆動信号の周波数を制御して、判定されたインピーダンス位相とインピーダンス位相設定ポイント（例えば、０°）との間の差を最小化又は低減することができ、それによって超音波歪みの影響を最小化するか又は低減し、それに対応してインピーダンス位相測定精度を向上させる。位相インピーダンス及び周波数制御信号の判定は、例えば、プロセッサ１７４で実行されてもよく、周波数制御信号は、プログラミング可能な論理デバイス１６６によって実行されるＤＤＳ制御アルゴリズムへの入力として供給される。
【００５４】
別の態様では、例えば、電流のフィードバックデータは、駆動信号の電流振幅を電流振幅設定ポイントに維持するために監視することができる。電流振幅設定ポイントは、直接指定されてもよく、又は指定された電圧振幅及び電流設定ポイントに基づいて間接的に判定されてもよい。特定の態様では、電流振幅の制御は、プロセッサ１７４内の、例えば比例積分微分（ＰＩＤ）又は比例積分（ＰＩ）制御アルゴリズムなどの制御アルゴリズムによって実施することができる。駆動信号の電流振幅を適切に制御するために、制御アルゴリズムによって制御される変数としては、例えば、プログラミング可能な論理デバイス１６６に記憶されるＬＵＴ波形サンプルのスケーリング、及び／又はＤＡＣ１８６を介したＤＡＣ１６８（これは電力増幅器１６２に入力を供給する）のフルスケール出力電圧を挙げることができる。
【００５５】
非絶縁段階１５４はとりわけ、ユーザインターフェース（ＵＩ）機能性を提供するために、プロセッサ１９０を更に含むことができる。一態様では、プロセッサ１９０は、例えば、Ａｔｍｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｓａｎ  Ｊｏｓｅ，Ｃａｌｉｆ．）から入手可能なＡＲＭ  ９２６ＥＪ−Ｓコアを有するＡｔｍｅｌ  ＡＴ９１  ＳＡＭ９２６３プロセッサを含むことができる。プロセッサ１９０によってサポートされるＵＩ機能の例としては、可聴及び視覚的なユーザフィードバック、周辺デバイスとの通信（例えば、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）インターフェースを介して）、フットスイッチ１２０との通信、入力デバイス１４５との通信（例えば、タッチスクリーンディスプレイ）並びに出力デバイス１４６（例えば、スピーカ）との通信を挙げることができる。プロセッサ１９０は、プロセッサ１７４及びプログラミング可能な論理デバイスと（例えば、シリアル周辺インターフェース（ＳＰＩ）バスを介して）通信することができる。プロセッサ１９０は、主にＵＩ機能をサポートすることができるが、プロセッサ１９０はまた、特定の態様ではプロセッサ１７４と協調して危険軽減を実現することができる。例えば、プロセッサ１９０は、ユーザ入力及び／又は他の入力（例えば、タッチスクリーン入力、フットスイッチ１２０入力、温度サンサ入力）の様々な態様をモニタリングするようにプログラミングされてもよく、かつ誤った状態が検出される際に、発生器１０２の駆動出力を無効化することができる。
【００５６】
特定の態様では、プロセッサ１７４及びプロセッサ１９０の両方が、発電機１０２の動作状態を判定し、監視することができる。プロセッサ１７４に関し、発生器１０２の動作状態は、例えば、どちらの制御及び／又は診断プロセスがプロセッサ１７４によって実行されるかを決定することができる。プロセッサ１９０に関し、発生器１０２の動作状態は、例えば、ユーザインターフェース（例えば、ディスプレイスクリーン、音）のどの要素がユーザに提供されるかを決定することができる。プロセッサ１７４、１９０は、発生器１０２の現在の動作状態を別個に維持し、現在の動作状態からの可能な遷移を認識及び評価する。プロセッサ１７４は、この関係におけるマスターとして機能し、動作状態間の遷移が生じるときを判定してもよい。プロセッサ１９０は、動作状態間の有効な遷移を認識してもよく、かつ特定の遷移が適切であるかを確認してもよい。例えば、プロセッサ１７４がプロセス１９０に特定の状態に遷移するように命令するとき、プロセッサ１９０は要求される遷移が有効であることを確認することができる。要求される状態間の遷移がプロセッサ１９０によって無効であると判定される場合、プロセッサ１９０は発生器１０２を故障モードにすることができる。
【００５７】
非絶縁段階１５４は、入力デバイス１４５を監視するためのコントローラ１９６（例えば、発生器１０２をオン及びオフするために使用される静電容量式タッチセンサ、静電容量式タッチスクリーン）を更に含むことができる。特定の態様では、コントローラ１９６は、プロセッサ１９０と通信する少なくとも１つのプロセッサ及び／又は他のコントローラデバイスを備えることができる。一態様では、例えば、コントローラ１９６は、１つ以上の静電容量式タッチセンサを介して提供されるユーザ入力を監視するように構成されたプロセッサ（例えば、Ａｔｍｅｌから入手可能なＭｅｇａ１６８８ビットコントローラ）を備えることができる。一態様では、コントローラ１９６は、容量式タッチスクリーンからのタッチデータの取得を制御及び管理するためのタッチスクリーンコントローラ（例えば、Ａｔｍｅｌから入手可能なＱＴ５４８０タッチスクリーンコントローラ）を備えることができる。
【００５８】
特定の態様では、発生器１０２が「電源オフ」状態にあるとき、コントローラ１９６は（例えば、後述する電源２１１などの、発生器１０２の電源からのラインを介して）動作電力を受信し続けることができる。このようにして、コントローラ１９６は、発生器１０２をオン及びオフにするための入力デバイス１４５（例えば、発生器１０２の前面パネルに配置された容量性タッチセンサ）を監視し続けることができる。発生器１０２が電源オフ状態にあるとき、コントローラ１９６は、ユーザによる「オン／オフ」入力デバイス１４５の起動が検出されれば、電源を起動することができる（例えば、電源２１１の１つ以上のＤＣ／ＤＣ電圧変圧器２１３の動作を有効化にする）。したがって、コントローラ１９６は、発生器１０２を「電源オン」状態に遷移させるためのシーケンスを開始することができる。逆に、発生器１０２が電源オン状態にあるときに「オン／オフ」入力デバイス１４５の起動が検出されれば、コントローラ１９６は発生器１０２を電源オフ状態に遷移させるためのシーケンスを開始することができる。特定の態様では、例えば、コントローラ１９６は、「オン／オフ」入力デバイス１４５の起動をプロセッサ１９０に報告することができ、これは、次いで、発生器１０２を電源オフ状態に遷移させるために必要な処理シーケンスを実行する。そのような態様では、コントローラ１９６は、その電源オン状態が確立された後に、発生器１０２から電力の排除を引き起こすための独立した能力を有さない場合がある。
【００５９】
特定の態様では、コントローラ１９６は、電源オン又は電源オフシーケンスが開始されたことをユーザに警告するために、発生器１０２に可聴又は他の感覚フィードバックを提供させることができる。そのような警告は、電源オン又は電源オフシーケンスの開始時、及びシーケンスと関連する他のプロセスの開始前に提供されてもよい。
【００６０】
特定の態様では、絶縁段階１５２は、例えば、外科用デバイスの制御回路（例えば、ハンドピーススイッチを備える制御回路）と、非絶縁段階１５４の構成要素（例えば、プログラミング可能な論理デバイス１６６、プロセッサ１７４及び／又はプロセッサ１９０）との間の通信インターフェースを提供するために、器具インターフェース回路１９８を含むことができる。器具インターフェース回路１９８は、例えば赤外線（ＩＲ）ベースの通信リンクなどの、ステージ１５２、１５４間の適切な程度の電気的絶縁を維持する通信リンクを介して、非絶縁段階１５４の構成要素と情報を交換することができる。例えば、非絶縁段階１５４から駆動される絶縁変圧器によって電力供給される低ドロップアウト電圧レギュレータを使用して、器具インターフェース回路１９８に電力を供給することができる。
【００６１】
一態様では、器具インターフェース回路１９８は、信号調節回路２０２と通信するプログラミング可能な論理デバイス２００（例えば、ＦＰＧＡ）を備えることができる。信号調節回路２０２は、プログラミング可能な論理デバイス２００から周期信号（例えば、２ｋＨｚの方形波）を受信して同一の周波数を有するバイポーラ呼掛け信号を生成するように構成することができる。呼掛け信号は、例えば、差動増幅器によって供給されるバイポーラ電流源を使用して発生させることができる。呼掛け信号は、（例えば、発生器１０２を外科用デバイスに接続するケーブル内の導電対を使用することによって）外科用デバイス制御回路に伝達され、制御回路の状態又は構成を判定するために監視することができる。制御回路は、多数のスイッチ、抵抗器、及び／又はダイオードを含んでもよく、制御回路の状態又は構成が１つ以上の特性に基づいて個別に識別可能であるように、呼掛け信号の１つ以上の特性（例えば、振幅、整流）を修正してもよい。例えば、一態様では、信号調節回路２０２は、呼掛け信号が通過することによって生じる制御回路の入力間に現れる電圧信号のサンプルを生成するためのＡＤＣを備えることができる。プログラミング可能な論理デバイス２００（又は非絶縁段階１５４の構成要素）は、次いで、ＡＤＣサンプルに基づいて制御回路の状態又は構成を判断することができる。
【００６２】
一態様では、器具インターフェース回路１９８は、プログラミング可能な論理デバイス２００（又は器具インターフェース回路１９８の他の要素）と、外科用デバイスの内部に配置された、又は別の方法で外科用デバイスと関連付けられた第１のデータ回路との間の情報交換を可能にする第１のデータ回路インターフェース２０４を備えることができる。特定の態様では、第１のデータ回路２０６は、外科用デバイスハンドピースに一体的に取り付けられたケーブル内、又は特定の外科用デバイスタイプ若しくはモデルを発生器１０２とインターフェースさせるためのアダプタ内に配置することができる。特定の態様では、第１のデータ回路は、電気的に消去可能なプログラミング可能な読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）デバイスなどの、不揮発性記憶デバイスを備えることができる。特定の態様において、及び図７を再び参照すると、第１のデータ回路インターフェース２０４は、プログラミング可能な論理デバイス２００とは別に実装することができ、プログラミング可能な論理デバイス２００と第１のデータ回路との間の通信を可能にする適切な回路（例えば、ディスクリートロジックデバイス、プロセッサ）を備えることができる。他の態様では、第１のデータ回路インターフェース２０４はプログラミング可能な論理デバイス２００と一体であることができる。
【００６３】
特定の態様では、第１のデータ回路２０６は、回路が関連付けられている特定の外科用デバイスに関する情報を記憶することができる。そのような情報は、例えば、モデル番号、シリアル番号、外科用デバイスが使用された動作数、及び／又は他のタイプの情報を含むことができる。この情報は、器具インターフェース回路１９８によって（例えば、プログラミング可能な論理デバイス２００によって）読み取ることができ、出力デバイス１４６を介してユーザに提示するために、及び／又は発生器１０２の機能若しくは動作を制御するために、非絶縁段階１５４の構成要素（例えば、プログラミング可能な論理デバイス１６６、プロセッサ１７４及び／又はプロセッサ１９０）に転送することができる。更に、任意の種類の情報が、第１のデータ回路インターフェース２０４を介して内部に記憶するために、第１のデータ回路２０６に伝達され得る（例えば、プログラミング可能な論理デバイス２００を使用して）。そのような情報は例えば、外科用デバイスが使用された最新の動作数、並びに／又は、その使用の日付及び／若しくは時間を含むことができる。
【００６４】
外科用器具は、器具の互換性及び／又は廃棄性を促進するためにハンドピースから取り外し可能にすることができる。そのような場合、既知の発生器は、使用されている特定の器具構成を認識し、これに対応して制御及び診断プロセスを最適化する能力を制限されている場合がある。しかしながら、この問題に対処するために、外科用デバイス器具に読み取り可能なデータ回路を追加することは、適合性の観点から問題がある。例えば、必要なデータ読み取り機能を欠く発生器との後方互換性を保つように、外科用デバイスを設計することは、例えば、異なる信号スキーム、設計複雑性及び費用のために、実用的でない場合がある。器具の態様は、外科用デバイスと現在の発生器プラットフォームとの適合性を維持するために、既存の外科用器具において経済的に及び最小限の設計変更で実施することができるデータ回路を使用することができる。
【００６５】
更に、発生器１０２の態様は、器具ベースのデータ回路との通信を可能にすることができる。例えば、発生器１０２は、外科用デバイスの器具内に収容される第２のデータ回路と通信するように構成することができる。器具インターフェース回路１９８は、この通信を可能にする第２のデータ回路インターフェース２１０を含むことができる。一態様では、第２のデータ回路インターフェース２１０は、トライステートデジタルインターフェースを含むことができるが、他のインターフェースも使用することができる。特定の態様では、第２のデータ回路は、概して、データを送信及び／又は受信するための任意の回路であることができる。一態様では、例えば、第２のデータ回路は、回路が関連付けられる特定の外科用器具に関する情報を記憶してもよい。そのような情報は、例えば、モデル番号、シリアル番号、外科用器具が使用された動作数、及び／又は任意の他のタイプの情報を含むことができる。更に又はあるいは、任意のタイプの情報が、第２データ回路インターフェース２１０を介して内部に記憶するために、第２データ回路に伝達され得る（例えば、プログラミング可能な論理デバイス２００を使用して）。そのような情報は例えば、器具が使用された最新の動作数、並びに／又は、その使用の日付及び／若しくは時間を含んでもよい。特定の態様では、第２のデータ回路は、１つ以上のセンサ（例えば、器具ベースの温度センサ）によって取得されたデータを送信することができる。特定の態様では、第２のデータ回路は、発生器１０２からデータを受信することができ、受信したデータに基づきユーザに表示（例えば、ＬＥＤ表示又は他の可視表示）を提供することができる。
【００６６】
特定の態様では、第２のデータ回路及び第２のデータ回路インターフェース２１０は、この目的のために追加の導体（例えば、ハンドピースを発生器１０２に接続するケーブルの専用導体）を設ける必要なしにプログラミング可能な論理デバイス２００と第２のデータ回路との間の通信を達成できるように構成することができる。一態様では、例えば、使用される導体のうちの１つが、信号調整回路２０２からハンドピース内の制御回路へ呼びかけ信号を送信するなど、既存のケーブル配線上に実装された１線バス通信方式を使用して、第２のデータ回路との間で情報を通信することができる。このようにして、元来必要であり得る外科用デバイスの設計変更又は修正が最小化又は低減される。更に、異なるタイプの通信が（周波数帯域分離にかかわらず）一般的な物理チャネルを介して実施され得るので、第２のデータ回路の存在は、必要なデータ読み取り機能を有さない発生器にとっては「見えない」可能性があり、したがって、外科用デバイス器具の下位互換性を可能にする。特定の態様では、絶縁段階１５２は、患者へのＤＣ電流の通過を防ぐために駆動信号出力部１６０ｂに接続された少なくとも１つのブロッキングコンデンサ２９６−１を含むことができる。単一のブロッキングコンデンサは、例えば、医学的規制又は基準に準拠することが必要とされる場合がある。単一コンデンサ設計における故障は比較的稀であるが、それでもなおそのような故障は否定的な結果をもたらす恐れがある。一態様では、第２のブロッキングコンデンサ２９６−２をブロッキングコンデンサ２９６−１と直列に設けることができ、ブロッキングコンデンサ２９６−１、２９６−２の間のポイントからの電流漏れは、例えば、漏れ電流によって誘起された電圧をサンプリングするためのＡＤＣ２９８によって監視される。サンプルは、例えば、プログラミング可能な論理デバイス２００によって受信することができる。漏れ電流の変化に基づいて（図７の態様において電圧サンプルによって示されるように）、発生器１０２は、ブロッキングコンデンサ２９６−１、２９６−２のうちの少なくとも１つが故障したときを判定することができる。したがって、図７の態様は、単一の故障ポイントを有する単一コンデンサ設計に対して利益を提供することができる。
【００６７】
特定の態様では、非絶縁段階１５４は、適切な電圧及び電流において、ＤＣ電力を出力するための電源２１１を備えることができる。電源は、例えば、４８ＶＤＣシステム電圧を出力するための、４００Ｗ電源を備えることができる。電源２１１は、電源の出力を受信して発生器１０２の様々な構成要素によって必要とされる電圧及び電流でＤＣ出力を生成するための１つ以上のＤＣ／ＤＣ電圧変換器２１３を更に備えることができる。コントローラ１９６に関連して上述したように、ユーザによる「オン／オフ」入力デバイス１４５の起動がコントローラ１９６によって検出されると、１つ以上のＤＣ／ＤＣ電圧変換器２１３がコントローラ１９６から入力を受け取ることができ、ＤＣ／ＤＣ電圧変換器２１３の動作を可能にするか又はそれを起動させる。
【００６８】
図１０Ａ及び図１０Ｂは、発生器１０２の一態様の特定の機能的及び構造的態様を示す。電力変圧器１５６の二次巻線１５８から出力される電力及び電圧を示すフィードバックは、それぞれＡＤＣ１７８、１８０によって受信される。示されるように、ＡＤＣ１７８、１８０は、２−チャンネルＡＤＣとして実現され得、駆動信号のオーバーサンプリング（例えば、およそ２００倍のオーバーサンプリング）を可能にするために高速（例えば、８０Ｍｓｐｓ）でフィードバック信号をサンプリングする。電流及び電圧フィードバック信号は、ＡＤＣ１７８、１８０による処理の前に、アナログ領域で適切に調整され得る（例えば、増幅、フィルタリング）。ＡＤＣ１７８、１８０からの電流及び電圧フィードバックサンプルは、個別にバッファリングされ、その後プログラミング可能な論理デバイス１６６のブロック２１２内の単一データストリーム内に、多重化又はインターリーブされ得る。図１０Ａ及び図１０Ｂの態様において、プログラミング可能な論理デバイス１６６はＦＰＧＡを備える。
【００６９】
多重化電流及び電圧フィードバックサンプルは、プロセッサ１７４のブロック２１４内に実装される並列データ捕捉ポート（ＰＤＡＰ）によって受信され得る。ＰＤＡＰは、多重化フィードバックサンプルとメモリアドレスを相関付けるための多くの方法のいずれかを実施するためのパッキングユニットを含むことができる。一態様では、例えば、プログラミング可能な論理デバイス１６６によって出力される特定のＬＵＴサンプルに対応するフィードバックサンプルは、ＬＵＴサンプルのＬＵＴサンプルアドレスと関連付けられるか又はインデックス付けされる１つ以上のメモリアドレスで記憶することができる。別の態様では、プログラミング可能な論理デバイス１６６によって出力される特定のＬＵＴサンプルに対応するフィードバックサンプルは、ＬＵＴサンプルのＬＵＴアドレスと共に、共通のメモリ位置に記憶することができる。いずれにせよ、フィードバックサンプルは、フィードバックサンプルの特定のセットが由来するＬＵＴサンプルのアドレスが、その後確認され得るように、記憶することができる。上記のように、ＬＵＴサンプルアドレス及びフィードバックサンプルの同期が、このようにして、予歪みアルゴリズムの正確なタイミング及び安定性に寄与する。プロセッサ１７４のブロック２１６で実施されるダイレクトメモリアクセス（ＤＭＡ）は、プロセッサ１７４の指定メモリ位置２１８（例えば、内部ＲＡＭ）でフィードバックサンプル（及び適用可能な場合は任意のＬＵＴサンプルアドレスデータ）を記憶することができる。
【００７０】
プロセッサ１７４のブロック２２０は、プログラミング可能な論理デバイス１６６に保存されたＬＵＴサンプルを、動的な、進行に応じたベースで予め歪ませ、又は修正するために、予歪みアルゴリズムを実施することができる。上記のように、ＬＵＴサンプルの予歪みは、発生器１０２の出力駆動回路に存在する様々な歪み源を補償することができる。予め歪ませたＬＵＴサンプルはしたがって、駆動回路により処理される場合、超音波トランスデューサを最適に駆動するために、所望の波形形状（例えば、正弦波）を有する駆動信号を生じる。
【００７１】
予歪みアルゴリズムのブロック２２２において、超音波トランスデューサの動作分岐を流れる電流が判定される。動作分岐電流は、例えば、記憶場所２１８に記憶された電流及び電圧フィードバックサンプル、超音波トランスデューサ静電容量Ｃｏの値（測定されたか又は先験的に知られている）及び駆動周波数の既知の値に基づいて、キルヒホッフ電流法則を用いて判定することができる。ＬＵＴサンプルと関連する、記憶された電流及び電圧フィードバックサンプルの各セットにおける、動作分岐電流サンプルが判定され得る。
【００７２】
予歪みアルゴリズムのブロック２２４において、ブロック２２２で判定された各動作分岐電流サンプルは、所望の電流波形のサンプルと比較されて、比較されるサンプル間の差又はサンプル振幅誤差を判定する。この判定のために、所望の電流波形のサンプルが例えば、所望の電流波形の一周期に関する振幅サンプルを含む波形ＬＵＴ２２６から供給され得る。比較のために使用される、ＬＵＴ２２６からの所望の電流波形の特定のサンプルは、比較に使用される動作分岐電流サンプルと関連するＬＵＴサンプルによって決まり得る。したがって、ブロック２２４への動作分岐電流の入力が、ブロック２２４へのその関連するＬＵＴサンプルの入力と同期され得る。プログラミング可能な論理デバイス１６６に記憶されるＬＵＴサンプルと、波形ＬＵＴ２２６に記憶されるＬＵＴサンプルはしたがって、同等の数値であることができる。特定の態様では、波形ＬＵＴ２２６に記憶されたＬＵＴサンプルによって表される所望の電流波形形状は、基本正弦波であることができる。他の波形形状が望ましい場合がある。例えば、横モード又は他のモードの有益な振動に対して少なくとも２つの機械的共振で駆動するための第３次超音波などの、他の周波数の１つ以上の他の駆動信号と重ね合わされた超音波トランスデューサの主縦運動を駆動するための基本正弦波を使用することができることが想到される。
【００７３】
ブロック２２４において判定されるサンプル振幅誤差の各値は、その関連付けられたＬＵＴアドレスの指標と共に、プログラミング可能な論理デバイス１６６（図１０Ａのブロック２２８に示される）のＬＵＴに伝達することができる。サンプル振幅誤差の値、及びその関連するアドレス（並びに、任意により、先に受信された同じＬＵＴアドレスに関するサンプル振幅誤差の値）に基づき、ＬＵＴ２２８（又はプログラミング可能な論理デバイス１６６の他の制御ブロック）は、ＬＵＴアドレスに記憶されるＬＵＴサンプルの値を予め歪ませるか又は修正し、それによってサンプル振幅誤差が低減又は最小化され得る。ＬＵＴアドレスの全範囲にわたる反復的な方法での各ＬＵＴサンプルのそのような予歪み又は修正が、発生器の出力電流の波形形状を、波形ＬＵＴ２２６のサンプルによって表される所望の電流波形形状に一致又は適合させることが理解されよう。
【００７４】
電流及び電圧振幅測定値、電力測定値及びインピーダンス測定値が、メモリ位置２１８に記憶される電流及び電圧フィードバックサンプルに基づいて、プロセッサ１７４のブロック２３０で判定され得る。これらの数値の判定の前に、フィードバックサンプルを、適切にスケーリングし、特定の態様では、適切なフィルタ２３２を通じて処理して、例えば、データ取得プロセスにより生じるノイズ及び誘発される超音波成分を除去することができる。フィルタリングされた電圧及び電流サンプルは、したがって、発生器の駆動出力信号の基本周波数を実質的に表すことができる。特定の態様では、フィルタ２３２は周波数領域において適用される有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタであることができる。そのような態様は、出力駆動信号電流及び電圧信号の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を使用することができる。特定の態様では、生じる波長スペクトルは、追加的な発生器機能を提供するために使用することができる。一態様では、例えば、基本周波数成分に対する第２次及び／又は第３次超音波成分の比率を、診断指標として使用することができる。ブロック２３４において、駆動信号出力電力を表す測定値Ｉｒｍｓを生成するために、駆動信号の整数値の周期を表す駆動フィードバックサンプルのサンプルサイズに、二乗平均平方根（ＲＭＳ）計算が適用され得る。
【００７５】
ブロック２３６において、駆動信号出力電圧を表す測定値Ｖｒｍｓを判定するために、駆動信号の整数値の周期を表す電圧フィードバックサンプルのサンプルサイズに、二乗平均平方根（ＲＭＳ）計算が適用され得る。ブロック２３８において、電流及び電圧フィードバックサンプルを一つ一つ乗算してもよく、平均計算を駆動信号の整数サイクル数を表すサンプルに適用して発生器の実際の出力電力の測定値Ｐｒを判定してもよい。
【００７６】
ブロック２４０において、発生器の皮相出力電力の測定値Ｐａは、積Ｖｒｍｓ・Ｉｒｍｓとして判定することができる。
【００７７】
ブロック２４２において、負荷インピーダンス規模の測定値Ｚｍは、商Ｖｒｍｓ／Ｉｒｍｓとして判定することができる。
【００７８】
特定の態様では、ブロック２３４、２３６、２３８、２４０及び２４２において判定された、数値Ｉｒｍｓ、Ｖｒｍｓ、Ｐｒ、Ｐａ及びＺｍは、任意の数の制御及び／又は診断プロセスを実施するために発生器１０２により使用され得る。特定の態様では、これらの数値のいずれかを、例えば、発生器１０２と一体の出力デバイス１４６、又は発生器１０２と接続された出力デバイス１４６を介して、適切な通信インターフェース（例えば、ＵＳＢインターフェース）を通じて、ユーザに伝達することができる。様々な診断プロセスとしては、限定することなく、例えば、ハンドピース一体性、器具一体性、器具取り付け一体性、器具過負荷、器具過負荷接近、周波数固定不良、過電圧、過電流、過電力、電圧感知不良、電流感知不良、可聴指標不良、視覚指標不良、短絡回路、電力供給不良、阻止コンデンサ不良が挙げられ得る。
【００７９】
プロセッサ１７４のブロック２４４は、発生器１０２によって駆動される電気負荷（例えば、超音波トランスデューサ）のインピーダンス位相を判定及び制御するための位相制御アルゴリズムを実施することができる。上述のように、判定されたインピーダンス位相とインピーダンス位相設定ポイント（例えば、０°）との間の差を最小化又は低減するように駆動信号の周波数を制御することによって、超音波歪みの影響を最小化又は低減することができ、位相測定の精度が向上した。
【００８０】
位相制御アルゴリズムは、メモリ位置２１８に記憶された電流及び電圧フィードバックサンプルを、入力として受信する。位相制御アルゴリズムでそれらを使用する前に、フィードバックサンプルを適切にスケーリングしてもよく、特定の態様では、例えば、データ取得プロセス及び誘導超音波成分から生じるノイズを除去するために適切なフィルタ２４６（フィルタ２３２と同一でもよい）を通して処理してもよい。フィルタリングされた電圧及び電流サンプルは、したがって、発生器の駆動出力信号の基本周波数を実質的に表すことができる。
【００８１】
位相制御アルゴリズムのブロック２４８において、超音波トランスデューサの動作分岐を流れる電流が判定される。この判定は、予歪みアルゴリズムのブロック２２２と関連して先に記載されたものと同一であることができる。ブロック２４８の出力はしたがって、ＬＵＴサンプルと関連する記憶された電流及び電圧フィードバックサンプルの各セットに関して、動作分岐電流サンプルであることができる。
【００８２】
位相制御アルゴリズムのブロック２５０において、インピーダンス位相は、ブロック２４８で判定された動作分岐電流サンプル及び対応する電圧フィードバックサンプルの同期した入力に基づいて判定される。特定の態様では、インピーダンス位相は、波形の立ち上がりエッジで測定されたインピーダンス位相と波形の立ち下がりエッジで測定されたインピーダンス位相の平均として判定される。
【００８３】
位相制御アルゴリズムのブロック２５２において、ブロック２２２で判定されたインピーダンス位相の値が、位相設定ポイント２５４と比較されて、比較される値の間の差異又は位相誤差を判定する。
【００８４】
位相制御アルゴリズムのブロック２５６において、ブロック２５２で判定された位相誤差の値、及びブロック２４２で判定されたインピーダンス規模に基づいて、駆動信号の周波数の制御のための周波数出力が判定される。位相設定ポイントにおいて、ブロック２５０で判定されたインピーダンス位相を維持するため（例えば、ゼロ位相誤差）、周波数出力の値はブロック２５６によって連続的に調節されてＤＤＳ制御ブロック２６８（以下に記載）に伝達され得る。いくつかの実施形態において、インピーダンス位相は、０°位相設定ポイントに調節され得る。このようにして、いずれかの超音波歪みは、電圧波形の頂部周囲に中心を置かれ、位相インピーダンス判定の精度を向上させる。
【００８５】
プロセッサ１７４のブロック２５８は、ユーザが指定する設定ポイントに従って、又は発生器１０２によって実施される他のプロセス又はアルゴリズムによって指定される要件に従って、駆動信号電流、電圧及び、電力を制御するために、駆動信号の電流振幅を変調するためのアルゴリズムを実施することができる。これらの数値の制御は、例えば、ＬＵＴ２２８のＬＵＴサンプルのスケーリングにより、及び／又はＤＡＣ１８６を介したＤＡＣ１６８（電力増幅器１６２に入力を供給する）のフルスケール出力電圧を調節することによって実現することができる。ブロック２６０（特定の態様では、ＰＩＤコントローラとして実現され得る）は、メモリ位置２１８から入力として電流フィードバックサンプル（これは、適切にスケーリングされフィルタリングされ得る）を受信することができる。電流フィードバックサンプルは、駆動信号が必要な電流を供給しているかどうかを判定するために、制御変数（例えば、電流、電圧又は電力）によって決まる「電流需要」Ｉｄ値と比較することができる。駆動信号電流が制御変数である態様では、電流需要Ｉｄは、電流設定ポイント２６２Ａ（Ｉｓｐ）によって直接指定することができる。例えば、電流フィードバックデータのＲＭＳ値（ブロック２３４などで判定される）は、適切なコントローラ作用を判定するために、ユーザが特定するＲＭＳ電流設定ポイントＩｓｐと比較することができる。例えば、電流フィードバックデータが電流設定ポイントＩｓｐよりも低いＲＭＳ値を表す場合、ＬＵＴスケーリング及び／又はＤＡＣ１６８のフルスケール出力電圧は、駆動信号電流が増加するように、ブロック２６０によって調節されてもよい。逆に、電流フィードバックデータが電流設定ポイントＩｓｐよりも高いＲＭＳ値を示す場合、ブロック２６０は、駆動信号電流を低減させるように、ＬＵＴスケーリング及び／又はＤＡＣ１６８のフルスケール出力電圧を調節してもよい。
【００８６】
駆動信号電圧が制御変数である態様では、電流需要Ｉｄは、例えばブロック２４２で測定された負荷インピーダンスの大きさＺｍが与えられた場合に所望の電圧設定ポイント２６２Ｂ（Ｖｓｐ）を維持するのに必要な電流（例えば、Ｉｄ＝Ｖｓｐ／Ｚｍ）に基づいて間接的に指定することができる。同様に、駆動信号電力が制御変数である態様では、電流要求Ｉｄは、例えばブロック２３６で測定された電圧Ｖｒｍｓを与えられた場合に所望の電力設定ポイント２６２Ｃ（Ｐｓｐ）を維持するのに必要な電流（例えばＩｄ＝Ｐｓｐ／Ｖｒｍｓ）に基づいて間接的に指定することができる。
【００８７】
ブロック２６８は、ＬＵＴ２２８に記憶されたＬＵＴサンプルを読み出すことによって駆動信号を制御するために、ＤＤＳ制御アルゴリズムを実施し得る。特定の態様では、ＤＤＳ制御アルゴリズムは、ポイント（メモリ位置）スキップ技術を使用して固定クロックレートで波形のサンプルを生成するための数値制御発振器（ＮＣＯ）アルゴリズムである。ＮＣＯアルゴリズムは、ＬＵＴ２２８からＬＵＴサンプルを呼び出すための、アドレスポインタとして機能する、位相アキュムレータ、又は周波数／位相変換器を実装することができる。一態様では、位相アキュムレータは、Ｄステップサイズ、モジュロＮ位相アキュムレータであることができ、ここでＤは周波数制御値を表す正の整数であり、ＮはＬＵＴ２２８内のＬＵＴサンプルの数である。例えば、Ｄ＝１の周波数制御値により例えば、位相アキュムレータにＬＵＴ２２８の全てのアドレスを連続的に指定させ、ＬＵＴ２２８に記憶される波形を複製する波形出力を生じさせることができる。Ｄ＞１のとき、位相アキュムレータは、ＬＵ２２８のアドレスをスキップしてもよく、より高い周波数を有する波形出力を生じる。したがって、ＤＤＳ制御アルゴリズムによって生成される波形の周波数がしたがって、周波数制御値を適切に変化させることによって制御され得る。特定の態様では、周波数制御値は、ブロック２４４で実施された位相制御アルゴリズムの出力に基づいて判定することができる。ブロック２６８の出力は、（ＤＡＣ）１６８の入力を供給してもよく、これはひいては対応するアナログ信号を電力増幅器１６２の入力端子に供給する。
【００８８】
プロセッサ１７４のブロック２７０は、増幅されている信号の波形エンベロープに基づいて電力増幅器１６２のレール電圧を動的に調節し、それによって電力増幅器１６２の効率を改善するための、スイッチモード変換器制御アルゴリズムを実施することができる。特定の態様では、波形エンベロープの特性は、電力増幅器１６２に含まれる１つ以上の信号を監視することによって判定することができる。一態様では、例えば、波形エンベロープの特性は、増幅信号のエンベロープに従って変調されるドレイン電圧（例えば、ＭＯＳＦＥＴドレイン電圧）の最小値を監視することによって判定することができる。最小電圧信号は、例えば、ドレイン電圧に連結された電圧最小検出器によって生成され得る。最小電圧信号は、ＡＤＣ１７６によってサンプリングされてもよく、出力最小電圧サンプルは、スイッチモード変換器制御アルゴリズムのブロック２７２で受信される。最小電圧サンプルの値に基づき、ブロック２７４は、ＰＷＭ発生器２７６によって出力されるＰＷＭ信号を制御してもよく、これはひいては、スイッチ−モード調節器１７０によって、電力増幅器１６２に供給されるレール電圧を制御する。特定の態様では、最小電圧サンプルの値がブロック２６２に入力される最小ターゲット２７８未満である限り、レール電圧は、最小電圧サンプルによって特徴付けられるような波形エンベロープに従って変調され得る。ｃ例えば、最小電圧サンプルが低いエンベロープ電力レベルを示すとき、ブロック２７４により低いレール電圧が電力増幅器１６２に供給されてもよく、完全なレール電圧は、最小電圧サンプルが最大エンベロープ電力レベルを示すときのみ、供給される。最小電圧サンプルが最小ターゲット２７８を下回るとき、ブロック２７４によりレール電圧が電力増幅器１６２の適切な動作を確実にするために好適な最小値に維持されてもよい。
【００８９】
一態様では、方法及び／又は装置は、エンドエフェクタの超音波ブレードに対するクランプアーム位置を感知する機能を提供してもよく、発生器１０２などの発生器及び制御回路１０８及び／又はコントローラ１９６などのコントローラは、クランプアーム位置に基づいて超音波ブレードへの電力出力を調節するために使用されてもよい。ここで図３２を参照すると、エンドエフェクタを制御するためのプロセス３２００が示される。プロセス３２００は、発生器１０２、制御回路１０８、及び／又はコントローラ１９６のうちの１つ以上と通信し得るか、又はその一部であり得るプロセッサによって少なくとも部分的に実行され得る。図３２を参照すると、エンドエフェクタ用のコントローラを較正するためのプロセス３３００が示されている。プロセス３２００は、発生器１０２、制御回路１０８、及び／又はコントローラ１９６のうちの１つ以上と通信し得るか、又はその一部であり得るプロセッサによって少なくとも部分的に実行することができる。
【００９０】
図１１を参照すると、例示的なエンドエフェクタ３００及びシャフト３０２が示されている。クランプアーム３０４は、超音波ブレード３０６に対する位置（例えば、「角度」の矢印又は変位によって表される）を有することができ、この位置は、ホール効果センサなどの１つ以上のセンサを使用して測定することができる。超音波ブレードに対するクランプアームの位置を感知することにより、ジョーの内側にクランプされた組織の厚さ、量、又はタイプを感知する能力などの新しい能力を可能にする関連デバイス情報が提供され得る。一態様では、図３２のプロセス３２００は、３２２０において信号（例えば、ホール効果センサからの）に基づいて、クランプアームと超音波ブレードとの間の組織のタイプを判定することができる。更に、プロセッサ及び／又はメモリを使用して、ジョーの内側にクランプされていると判定された組織の厚さ、量、又はタイプに基づいて、１つ以上のアルゴリズム（例えば、切断なしで血管を封止するための）を選択することができる。
【００９１】
超音波ブレード３０６は、機械的振動によって組織及び／又は血管に組織効果を送達することができる。クランプアーム３０４は、クランプアームと外側管３１０との間の接続を表すことができるポイント３１４の周りに旋回することができる。内側管３０８が前後に移動してもよく、超音波ブレード３０６上のクランプアーム３０４の閉鎖を駆動してもよい。様々な態様では、クランプアーム３０４と超音波ブレード３０６との間の角度を測定することが望ましい場合がある。
【００９２】
一態様では、（例えば作動中の）超音波ブレード３０６に対するクランプアーム３０４の位置は、内側管３０８との連結によって近似することができる。内側管３０８は、クランプアーム３０４に連結されてもよく、外側管状シース５６内に位置する往復動管状作動部材５８と同様であってもよい。外側管状シース５６と同様であり得る外側管３１０及び／又は超音波ブレード３０６を使用して、超音波ブレード３０６に対するクランプアーム３０４の位置及び／又は角度を判定することができる。外管３１０は静止していてもよく、一態様ではクランプアーム３０４に連結されてもよい。結果として、本明細書に記載された技術及び特徴を使用して、外側管３１０に対する内側管３０８の移動（例えば、双方向矢印３１２で表される）を測定し、クレームアーム位置を近似するために使用することができる。
【００９３】
図３２を簡単に参照すると、プロセス３２００は、３２０２において第２の管に対する第１の管の移動に応答して（例えば、ホール効果センサにおいて）信号を検出することができ、第１の管はエンドエフェクタのクランプアームの移動を駆動する。第１の管は、例えば、往復動管状作動部材５８と同様であることができ、第２の管は、例えば、外側管状シース５６と同様であることができる。言い換えると、図３２に示すように、第１の管は内側管であることができ、第２の管は外側管である。内側管は、外側管に対して移動可能であることができる３２０８。外側管は内側管に対して静止していてもよい。プロセス３２００は、３２１０でホール効果センサ及び第１の管に配置された磁石を使用して信号を検出することができる。
【００９４】
ホール効果センサの使用は、本開示の様々な態様に関して本明細書に記載されるが、他のタイプのセンサを使用して移動３１２を測定することができる。例えば、線形可変差動変圧器（ＬＶＤＴ）、回転可変差動変圧器、圧電トランスデューサ、電位差計、光電センサを使用して、移動３１２を測定することができる。更に、ホール効果センサ及び適切な均等物を使用して、小型電子基板及び磁石の使用により、２つの物体の互いに対する位置を測定することができる。
【００９５】
ここで図１２を参照すると、例示的なホール効果センサの表示が示されている。磁石４０２は、固定位置にあってもよいホールセンサ４０４の面に対して垂直な線内で移動するＮ極及びＳ極を有することができる。次に図１３Ａを参照すると、例示的なホール効果センサの別の表示が示されている。磁石４０８は、固定位置にあってもよいホール効果センサ４１０の面に平行な線内で移動するＮ極及びＳ極を有することができる。ここで図１３Ｂを参照すると、例示的なホール効果センサの別の表示が示されている。磁石４１４は、固定位置にあってもよいホール効果センサ４１６の面に平行な線（４１８）内で移動するＮ極及びＳ極を有することができる。磁石は直径Ｄを有することができ、磁石及びホール効果センサ４１６は、全有効空気間隙（ＴＥＡＧ）４２０を有することができる。この構成は、適切な磁石−センサの組み合わせによる、短い距離にわたる移動の非常に高感度な測定を可能にすることができる。
【００９６】
ホール効果センサは、磁界を感知し、磁石の相対的近接度又はホール効果センサに対する磁界の強度に基づいてその電気出力を変化させることができる小型の電子チップを含むことができる。磁石がホール効果センサの面（例えば、「Ｘ」とマークされる）を横切って移動し、面の真正面になるように近づくにつれて、ホール効果センサの出力信号が変化してホール効果センサに対する磁石の位置を判定するために使用することができる。一態様では、磁石は、ホール効果センサの出力信号に大きな変化を引き起こさない可能性がある。例えば、特定の特性を持つ磁石及びホール効果センサを使用すると、ホール効果センサから１．５インチ以上離れている磁石は、出力信号に関してはほとんど生成しないが、磁石がホール効果センサに近づくにつれて、電気出力はより急速に変化し、それによって磁石が臨界位置に近づくにつれて磁石の小さな動きに応じて非常に識別可能な信号変化が生じる。磁石の様々な位置におけるホール効果センサの電気的応答を使用して、最良適合曲線を作成することができる。例えば、磁石の変位の関数としてのホール効果センサの電圧出力を判定することができる。
【００９７】
図１４Ａは、本開示に係る、クランプアームが全閉位置から全開位置まで移動するときの距離の関数としてのホール効果センサの出力電圧の表１４００である。相対距離（ｍｍ）は第１列１４０２に列挙されている。絶対距離（ｍｍ）は第２列１４０４に列挙され、インチでの絶対距離は第３列１４０６に列挙されている。ホール効果センサの出力電圧は第４列１４０８に列挙され、クランプアーム位置は第５列１４１０に列挙されている。最上部のセルは全閉位置にあるクランプアームを示し、最下部のセルは全開位置にあるクランプアームを示す。
【００９８】
ここで図１４Ａ及び図１４Ｂを参照すると、変位（ｘ軸）の関数としてのホール効果センサの出力電圧（ｙ軸）の表１４００及びグラフ１４５０、並びに関連データが示されている。この例では、プロトタイプホール効果センサ／磁石の組み合わせの感度は、比較的小さい線形運動（例えば、０．１００”）として示され、１．５ボルトの信号変化をもたらすことができる。この信号変化は、発生器（例えば、発生器１０２）によって読み取られ、超音波ブレード変位についての判定をするために、あるいは（例えば、スピーカ１１４及び／又は視覚ディスプレイ１１６を介して）聴覚、触覚及び／又は他のフィードバックをユーザに提供するために使用することができる。最良適合曲線１４５２は、プロットされたデータポイント１４５ａ〜ｈ（例えば、相対変位、絶対変位、電圧出力、及び位置のうちの１つ以上）、及び磁石の変位（ｘ軸）の関数として生じ得るような、ホール効果センサの出力電圧の多項式（ｙ軸）から、判定することができる。最良適合曲線は第２番目、第３番目、第４番目．．．第ｎ番目の曲線であることができる。データポイント１４５４ａ〜ｈ及び／又は最良適合曲線１４５２は、メモリに記憶されたルックアップテーブルを作成するために使用することができ、及び／又は得られる式は、例えば、ホール効果センサの特定の出力電圧を与えられた場合、磁石の変位（及び対応するクランプアーム位置）を判定するためにプロセッサで実行することができる。このようにして、図３２を簡潔に参照すると、プロセス３２００は、３２０４で、（例えば、ホール効果センサ電圧出力からの）信号に基づいてエンドエフェクタの超音波ブレードに対するエンドエフェクタのクランプアーム位置を判定することができる。
【００９９】
ここで図１５Ａを参照すると、本開示の一態様に係る、外科用術器具内のホール効果センサ５１０及び磁石５０８の構成、並びに対応する開放ジョーエンドエフェクタ５００の位置の上面図が示されており、図１５Ｂは、本開示の一態様に係る、外科用器具内のホール効果センサ５１０及び磁石５０８の構成、並びに対応する閉鎖ジョーエンドエフェクタ５００の位置の上面図である。一態様では、図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、ホール効果センサ５０の電圧出力は、エンドエフェクタ５００のジョーが開いているときには１．６ＶＤＣであり、エンドエフェクタ５００のジョーが閉じているときには３．１ＶＤＣである。
【０１００】
ここで図１５Ａ及び図１５Ｂを参照すると、ホール効果センサ５１０と磁石５０８との組み合わせの一態様が、本明細書で論じられているもののうちの１つ以上などの外科用デバイスに実装されるものとして示されている。図１５Ａ及び図１５Ｂは、実施例の上視図の２つの画像を示す。内側ネジ付きカラー５０２を磁石５０８に取り付けることができる。外科用デバイスのトリガが閉じられると、エンドエフェクタ５００のクランプアーム５０４が超音波ブレード５０４とより密接に接触し、上視図に示されるように磁石５０８が更に近位側に移動する。磁石５０８が（矢印５０６によって示される方向に）移動すると、ホール効果センサ５１０の電位が変化する。ホール効果センサ５１０に対して第１の管上に配置された磁石５０８は、第１の管がエンドエフェクタ５００のクランプアーム５０３の移動を駆動すると移動することができる。
【０１０１】
本明細書で論じられる様々な態様は、静止している外側管及びクランプアームの移動を駆動する内側管を含むように記載されているが、他の構成も可能であり、本開示の範囲内にあることに留意されたい。例えば、様々な態様では、外側管がクランプアームの移動を駆動してもよく、内側管が静止していてもよい。更に、本明細書で論じられる様々な態様は、静止しているホール効果センサ５１０及び／又は集積回路（例えば、チップ）、及びクランプアーム５００が移動すると移動する磁石５０８を含むように記載されているが、他の構成も可能であり、本開示の範囲内にある。例えば、様々な態様において、ホール効果センサ５１０は、クランプアーム５０３が移動すると移動することができ、磁石は静止していることができる。固定外側管と可動内側管、可動磁石５０８と静止ホール効果センサ５１０又は他の感知回路、可動ホール効果センサ５１０又は他の感知回路と固定磁石５０８、可動外側管と固定内側管、内側管及び外側管の一方の固定磁石、及び／又は内側管及び外側管の一方の移動磁石、を含む多くの組み合わせが可能である。可撓性電気接続が考慮され、移動が達成され得る限り、ホール効果センサ５１０又は他の回路は、可動部（例えば、内側管又は外側管）に取り付けられてもよく、固定部（例えば、内側管又は外側管）に取り付けられてもよい。
【０１０２】
図１５Ａに示すように、磁石５０８が取り付けられた内側ネジ付きカラー５０２は、図１５Ｂにおけるよりも更に左に配置され、対応するエンドエフェクタ５００は、開放ジョー、例えば、解放クランプアーム５０３を有する。ユーザがトリガを引いてエンドエフェクタ５００を閉じると、複数のばね及び内側ネジ付きカラー５０２が移動し（矢印５０６によって示される方向に）、クランプアーム５０３が駆動されて閉じられるか、又はクランプアーム５０３と超音波ブレード５０４と間に捕捉された組織を移植するように駆動される。ホール効果センサ５１０及び磁石５０８が示されており、これは円筒形であってもよく、クランプアーム５０３が超音波ブレード５０４に向かって閉じるとホール効果センサ５１０上を移動する。
【０１０３】
ここで図１６を参照すると、ホール効果センサ６０２及び磁石６０６の配置を備えるシステム６００の平面図が示されている。ホール効果センサ６０２は、回路基板６０４及び集積回路６０６を含む。クランプアームが開閉されると、磁石６０８は線６１０に沿って前後に移動する。磁石６０８がホール効果集積回路６０６の中心に向かって移動すると、ホール効果センサ６０２の感度が変化し、出力信号が増加する。磁石６０８のための担体６１２は、クランプアームを駆動する内側管に連結されてもよい。一態様では、内側管が外科用器具のハンドルに向かって（例えば、トリガによって）引かれると、ジョーが閉じる（例えば、クランプアーム）。磁石６０８は、外側管のネジ付き内側カラーの延長脚部に接続されている。
【０１０４】
図１７Ａ及び図１７Ｂは、本開示の一態様に係る、外科用器具との関連における、ホール効果センサ６０２及び磁石６０８構成を備えるシステム６００の異なる図を示す。図１７Ａ及び図１７Ｂを参照すると、ホール効果センサ６０２は外科用器具内に配置されて示されている。ホール効果センサ６０２は、外側管６２２のネジ付き内側カラー６２０上に配置されている。スロット６２４は、磁石６０８が移動することを可能にするために、外側管６２２の回転ノブ内に画定される。磁石６０８は、スロット６２４内で摺動可能に移動可能な担体６１２内に配置されている。例えば、本明細書に記載のホール効果センサ６０２は静止していてもよく、超音波ブレードの中心線の周りに回転できるように回転ノブに取り付けられている。ピン６２６は、回転ノブ及びホール効果センサ６０２の両方を通って、並びに中央の超音波ブレード部分を通って、開口部６２８内に配置することができる。その結果、超音波ブレードは軸方向には移動しないが、内側管はピン６２６の左右に軸方向に移動することができる。ネジ接続部６３０は、ナイロン又は最小の磁束を有する任意の他の適切な材料から作製される。
【０１０５】
図１８は、本開示に係る、外科用器具との関連におけるホール効果センサ６０２及び磁石６０８の構成を示す。ここで図１８を参照すると、外科用器具のシャフトが示されており、磁石６０８は担体６１２内に配置されている。磁石移動部６３２は内側管６３４に連結されている。磁石６０８は、内側管６３４のネジ付きカラー６３８にスナップ嵌めで連結することができる。本明細書に記載のホール効果センサ６０２は静止しており、超音波ブレードの中心線の周りに回転できるように回転ノブに取り付けられている。
【０１０６】
図１９Ａは、本開示の一態様に係る、ホール効果センサ６０２及び磁石６０８の構成を示す。図１９Ｂは、本開示に係る、外科用器具との関連におけるホール効果センサ６０２及び磁石６０８の構成の詳細図である。ここで図１９Ａ及び図１９Ｂを参照すると、一態様では、ホール効果センサ６０２及び磁石６０８の構成は外科用器具のシャフト上に配置されている。一態様では、磁石６０８及びホール効果センサ６０２の極面は互いに一直線に移動する。図１７Ａ、図１７Ｂ、図１９Ａ、及び図１９Ｂでは、ホール効果センサ６０２は静止しているが、磁石６０８はクランプアームと接続して移動する。一態様では、内側ネジ付きカラーは、磁石６０８を担持するように構成されており、内側管に直接接続することができる。このようにして、ホール効果センサ６０２は、磁石６０８の面とホール効果センサ６０２の面とが運動矢印６４０で示すように互いに垂直になるように、回転ノブ上に異なる方法で配置することができる。
【０１０７】
一態様では、超音波アルゴリズム又はプロセスを使用して、切開なしに外科用デバイスが組織を封止することを可能にすることができる。このアルゴリズム又はプロセスの実施は、エンドエフェクタの超音波ブレードに対するクランプアーム位置を測定することを必要とし得る。本明細書に記載のように超音波ブレードに対するクランプアーム位置を感知するための方法を使用することができ、その位置決めは、後述するように、製造中に位置決めを一貫して較正することができ、それによって組織の厚さの推定を行うことができる。例えば、組織の量に関する情報が供給されるアルゴリズム又はプロセスは、その量が変化するにつれて反応する可能性がある。これは、外科用デバイスが血管を完全に切断することなく組織を治療することを可能にすることができる。
【０１０８】
ここで図３２を簡潔に参照すると、超音波ブレードに対するクランプアームの位置がわかれば、超音波ブレードがどのように振動するかを調節して異なる組織効果を得ることができる。このようにして、プロセス３２００は、３２０６でクランプアーム位置に基づいてエンドエフェクタの超音波ブレードへの電力出力を調節することができる。例えば、プロセス３２００は、３２１４でホール効果センサ内の電圧変化に基づいて超音波トランスデューサを使用してエンドエフェクタの超音波ブレードへの電力出力を調節することができる。
【０１０９】
典型的には、エンドエフェクタを使用して同時に血管を凝固及び切断することができる。しかしながら、本明細書に記載される技術及び特徴を使用して、外科医によって望まれ得るように、エンドエフェクタを使用して、頸動脈又は血管を実際に切断することなく封止することができる。クランプアーム位置に関する情報を用いて、移動比（ＴＲ）を計算することができ、それにより、クランプアームがエンドエフェクタ内に何も捕捉されていない完全閉位置にある場合、センサ（例えば、ホール効果センサ）は、１のＴＲを示すことができる。例えば、例示目的のみのために、ＸＴは、起動中の任意の所与の時間における相対クランプアーム位置を表し、Ｘ１は、外科用デバイスが組織なしで完全にクランプされたときのクレームアーム位置であり、Ｘ２は、起動開始時のクランプアーム位置であり、組織はエンドエフェクタ内に把持されており、ここで、
【０１１０】
【数１】
2019535447.tif 000003
である。
【０１１１】
上記の例を続けると、Ｘ１は、ジョーが完全に閉じられていてエンドエフェクタに何も捕捉されていないときに、クランプアーム位置に対して外科用デバイスにプログラムされた値であることができる。Ｘ２は起動開始時のクランプアーム位置であることができ、それによって、血管がエンドエフェクタに取り付けられていてクランプアームが完全に閉じている場合、クランプアームは血管を圧迫しているが、血管が切断される前にいくらかの距離移動する可能性があり、クランプアームは、完全に接触した超音波ブレードと直接反対側にある。ＸＴは、任意の所与の時間においてクランプアーム位置であるので動的に変化することができる。
【０１１２】
例えば、Ｘ１は、何も捕捉されずに完全に閉じられているクランプアーム位置を表すように設定されてもよいので、起動の開始の瞬間にＴＲはゼロであってもよい。Ｘ２は、起動の開始時に、クランプアームが血管に接触しているときに、超音波ブレードを発射する前に相対的な厚さを提供することができる。ＸＴは、クランプアームが更に移動し、組織を圧縮し、組織を切断し始めるときに経時的に連続的に更新される式中の値であることができる。一態様では、クランプアームが７０％又は０．７を移動したときに超音波ブレードを停止させる（例えば、発射を停止させる）ことが望ましい場合がある。したがって、望ましいＴＲは、クランプアームが組織に完全に食い込んで閉じられている場合と、クランプアームと超音波ブレードとの間に何も介在せずに完全に閉じられている場合との間の経路の０．７であることを、経験的に事前に判定することができる。
【０１１３】
０．７のＴＲは、例示目的のためにのみ記載されており、多くのパラメーターに依存し得る。例えば、超音波ブレードが遮断されるポイントに対する所望のＴＲは血管サイズに依存し得る。ＴＲは、切開することなく所与の組織又は血管を治療するために作用することが観察される任意の値であってもよい。所望の位置がわかると、超音波ブレードの振動を所望の位置に基づいて調節することができる。図２０は、ｘ軸に沿った時間（秒）の関数としての、ホール効果センサ出力電圧に基づく、ｙ軸に沿った移動比（ＴＲ）を表す曲線２００２のグラフ２０００である。図２０に示すように、所望のＴＲは０．７であり、これは、クランプアームが７０％又は０．７を移動したときに超音波ブレードが停止される（例えば、発射を停止する）ことを意味する。これは、所望の端部ＴＲが０．７であった超音波ブレード発射を伴う血管上のクランプアームに対するものである。図２０の特定の例では、超音波ブレードは頸動脈上で起動（例えば、発射）され、約１６秒後に０．７のＴＲで遮断された。
【０１１４】
一態様では、比例積分コントローラを使用することが望ましい場合がある。図２１は、ｘ軸に沿った時間（秒）の関数としての、ホール効果センサ出力電圧に基づく、左のｙ軸に沿った移動比（ＴＲ）を表す第１の曲線２１０２のグラフ２１００である。第２の曲線２１０４は、ｘ軸に沿った時間（秒）の関数として、右のｙ軸に沿った電力（ワット）を表す。グラフ２１００は、比例積分（ＰＩ）コントローラで達成できることの一例を提供する。移動比（ＴＲ）曲線２１０２は、グラフ２１００上に「移動比」とマークされた線によって表されている。「所望の値」とマークされた線によって示されるように、移動比の目標又は所望の値は０．７であってもよいが、様々な他の値を使用することができる。電力出力曲線２１０４は、超音波ブレードを通る電力を表し、「電力（ワット）」として示され、マークされている。
【０１１５】
ここで図３２を簡潔に参照すると、プロセス３２００は、３２１６でクランプアームが超音波ブレードに近づくにつれて変化する移動比に基づいて、エンドエフェクタの超音波ブレードへの電力出力を動的に調節することができることが示されている。例えば、クランプアームが超音波ブレードに向かって移動して所望の値に近づくと、超音波ブレード及び組織内への電力出力量が低減され得る。これは、超音波ブレードが十分な電力で組織を切断するためである。しかしながら、所望の値に近づくにつれて出力される電力が経時的に低減される場合（完全な切断が１の移動比によって表され得る場合）、組織が切断される可能性は劇的に低減され得る。このようにして、外科医によって望まれ得るように、組織を切断することなく効果的な封止を達成することができる。
【０１１６】
図２１に戻ると、図２１に示される電力出力曲線２１０４は、超音波ブレードを起動させる（例えば、発射させる）ためにトランスデューサスタックに駆動信号によって印加される電力を表すことができることが示されている。電力値は、エンドエフェクタのクランプアーム部分の移動に比例して組織に送達されてもよく、電力曲線は、超音波トランスデューサに印加された電圧及び電流を表してもよい。一態様では、超音波発生器（例えば、発生器１０２）は、ホール効果センサからの電圧出力データを読み取ることができ、それに応じて、所望のように超音波ブレードを駆動するために、どのくらいの電圧及び電流の量をトランスデューサに供給するかに関するコマンドを送信することができる。エンドエフェクタのクランプアーム部分が移動されて所望の値に近づくと、超音波ブレードは、より少ないエネルギを組織に送達し、組織を切断する可能性を低減するように強いられ得る。
【０１１７】
超音波ブレードに電力が供給されると、超音波ブレードは、超音波ブレードと組織との境界面で摩擦が熱を引き起こし、組織から水分を追い出して組織を乾燥させるように、組織又は血管に影響を及ぼす。このプロセス中、クランプアーム部分は、封止が進行するにつれて組織をますます圧縮することができる。ＴＲが経時的に増加すると、組織が乾燥するにつれてクランプアームによってより多くの圧力を加えることにより組織は平らになる。このようにして、ＰＩコントローラを使用して、大きな血管を効果的に封止するために電力出力を制御することによって、開始ポイント（ここではＴＲ＝０）から特定の第２の位置まで組織を加熱することができる。ＰＩコントローラでは、ＴＲが所望の値に近づくと、超音波デバイスは（超音波ブレードへの）電力送達を低下させて組織の圧縮及び凝固を円滑に制御する。このプロセスは、切断することなく血管を効果的に封止する能力を示している。このようにして、プロセス３２００は、３２１８で、比例積分（ＰＩ）コントローラを使用して、クランプアームが超音波ブレードに近づくにつれて変化する移動比に基づいて、エンドエフェクタの超音波ブレードへの電力出力を動的に調節することができる。ＰＩ制御は、それを使用して電力を制御することができる唯一の論理システムではないことが理解されよう。ホール効果センサの機能として電力を適切に低減するために、多くの数学的マッピングが存在する。他の論理システムの例としては、とりわけ、ＰＩＤコントローラ、比例コントローラ、ファジー論理、ニューラルネットワーク、多項式、ベイジアンネットワークが挙げられる。
【０１１８】
図２２は、ＰＩコントローラがどのように機能するのかを示すグラフ２２００である。比例項は、ＴＲとＴＲの所望値との間の絶対差の指標であることができる。ＴＲが所望の値に近づくと、比例項の効果が縮小する可能性があり、その結果、超音波出力（例えば、超音波ブレードによって送達される）が低減され得る。曲線の下の面積２２０２として示される積分項は、所与の時間区間にわたる誤差の累積であることができる。例えば、上記のように、積分項は５秒後まで累積し始めない可能性がある。５秒後、積分項が有効になり始めることができ、超音波ブレードへの電力が増加され得る。約９秒後、比例項における効果の減少は、超音波ブレードへの電力送達を減少させる積分項における増加の効果を上回る可能性がある。この例では、ＴＲに対して０．７の所望値が使用されたが、上述のように、ＴＲ値は、コントローラの比例項及び積分項と共に特定のデバイスに対して最適化され得る。
【０１１９】
実際には、ＰＩコントローラは、移動比と所望値との間の任意の所与の時間における距離に基づいて電力出力がどのくらいであるべきかを示すことができる。その距離から、ＰＩコントローラは特定の値（例えば、０．４）を出力することができる。図２２の例では、ある瞬間（例えば１秒）には、距離はＰ及びＩに割り当てられた値に基づく。この距離にＰを表す定数を乗じて０．７８が得られる。発生器は、これら２つの間の距離が特定の量である場合、０．７８を送信するか、又は例えば７．８ワットの電力を送信するようにシステムに命令することができる。その結果、ＴＲ曲線が所望の値の曲線に近づき、距離が減少する。経時的に、発生器がシステムに送信するように指示する電力量は減少するが、それは望ましい結果となり得る。しかしながら、これは、ＩではなくＰのみが使用される場合、時間が１５秒に近づくときに、目標を完了するのに十分な組織への電力出力が存在し得ないことも意味し得る。これは、Ｉ部分（整数部分）が、約５秒であり得る設定時間期間に計算される場合である。曲線の下の面積２２０２（図２２にハッシュされた線で示す、所望の値と移動比との間で経時的に捕捉されたもの）を計算することによって、及び０〜５秒の間に示される０．７８に加えて、Ｉ部分はそれ自体の電力量を追加し始めて、移動比の望ましい値への進行を助け、それが幾分適時にそこに到達することを確実にする。例えば、５秒において、Ｉ部分はアクティブではないが、時間が経過するにつれて、Ｉ部分は、２つの曲線の間に捕捉された面積を計算し始め、曲線の下の面積であるその値（例えば、追加の４ワット）を、比例値から来る電力に加えて加算する。これら２つの計算を一緒に使用することで、図２２に示されるように電力曲線（すなわち電力出力）を提供することができる。ＰＩコントローラは、幾分適時に封止効果に向かって駆動するように構成される。
【０１２０】
一態様では、本明細書に記載の技術を使用して、異なるサイズの血管（例えば、５ｍｍ、６ｍｍ、及び７ｍｍの円形血管）を封止することができる。封止の強度は、封止が破裂して破裂圧力を記録するまで試験することができる。より高い破裂圧力は、より強い封止を示す。実際の外科手術の場合、本明細書に記載の外科用器具又はデバイスが血管を封止するために使用されても、それが高い関連付けられた破裂圧力を有するならば、封止は漏れることはない。一態様では、破裂圧力は、異なるサイズの血管、例えば、それぞれ５ｍｍ、６ｍｍ、及び７ｍｍの円形血管にわたって測定することができる。典型的には、より小さな血管はよりより高い破裂圧力を有し、より大きな血管では破裂圧力は減少する。
【０１２１】
ここで図２３に移ると、本明細書に記載の技術及び特徴を用いて（例えば、超音波ブレード及びホール効果センサを用いて）封止されたいくつかの血管２４００が示されている。上記のようにＰＩコントローラを使用して、６０本の血管を封止した。切断せずに５８本の血管を封止した。
【０１２２】
一態様では、クランプアームが開いた状態で超音波ブレードを起動すると、凝固される間に超音波ブレードに固着し得る組織を解放するのに役立ち得ることが観察されている。ホール効果センサからの信号の変化を検出することにより、デバイス起動後にユーザがいつクランプアームを開いているかを示すことができる。この情報は、超音波ブレードに固着した任意の組織を解放するために、短い時間期間、低レベルの超音波信号を送信するようにシステムをトリガすることができる。この短い治療量以下の信号は、ユーザが経験する固着のレベルを低減することができる。この特徴は、超音波剪断デバイスが複数の用途のために設計されており、超音波ブレードコーティングが磨耗し始めた場合に有用であり得る。このようにして、本明細書に記載の技術及び特徴は、超音波ブレードに固着する組織の量を低減するために使用することができる。
【０１２３】
エンドエフェクタ及びホール効果センサを較正するための方法は、その後の製造中にエンドエフェクタ及びホール効果センサを較正することを含むことができる。上述のように、図３２に示すプロセス３３００は、エンドエフェクタ用のコントローラを較正するために使用することができる。例えば、超音波デバイスのクランプアーム位置は、アセンブリ中に較正することができる。本明細書で論じるように、超音波ブレードに対するクランプアームの位置を感知することは、ジョーの内側にクランプされ得る組織の量又はタイプを感知する能力を含むがこれらに限定されない、新しい能力を可能にし得る関連外科用デバイス情報を提供することができる。更に、実行（例えば、切断することなく血管を封止することなど）するための様々なアルゴリズムについての判定が、クランプアームの位置を感知することに基づいて行われてもよい。しかしながら、様々な態様では、この情報が有用かつ信頼できるものとなるために、外科用デバイスは、クランプアームが完全に開いているとき、又はエンドエフェクト内の材料がゼロでクランプアームが完全に閉じているときなどのベースラインに対して較正されなければならない。
【０１２４】
上述のように、移動比（ＴＲ）を判定することは、エンドエフェクタを制御するための様々なプロセスに役立つことができる。ＴＲを判定する際に、Ｘ１は、デバイスが組織なしで完全に閉じられたときのクランプアーム位置である。Ｘ１に対応する値（例えば、ホール効果信号）を判定することは製造中に行われてもよく、較正プロセスの一部であってもよい。
【０１２５】
ここで図２４に移ると、クランプアームの様々な位置に対するｘ軸に沿った絶対距離（ｉｎ）の関数として、ｙ軸に沿ったホール効果センサ出力電圧の最良適合曲線２５０２のグラフ２５００が示されている。最良適合曲線２５０２は、本開示に従ってクランプアームが全開位置から全閉位置に移動するときの、図１４Ａに示す表１４００の第３列１４０６に列挙されるような超音波ブレードからのクランプアームの絶対距離（ｉｎ）、及び図１４Ａに示す表１４００の第４列１４０８に列挙された対応するホール効果センサ出力電圧、に基づいてプロットされる。
【０１２６】
更に図２４を参照すると、クランプアーム位置を感知するように構成されたホール効果センサの例示的な電気出力が示されている。センサ（例えば、磁石）の変位に対してプロットされたホール効果センサ信号強度は、最良適合曲線２５０２によって示されるように放物線形状に従うことができる。ホール効果センサを校正するために、既知のベースライン位置でセンサのいくつかの測定値が取得される。較正中、図２４に示すような最良適合曲線２５０２を分析して、製造設定で行われた読み取り値に基づいてホール効果センサが有効に読み取っていることを確認することができる。このようにして、クランプアームの様々な位置（例えば、全開、全閉、及びそれらの間の離散位置）に対応するホール効果センサ応答を記録して、製造中に最良適合曲線を作成することができる。様々なデータポイント（例えば、図２４に示すように４つのデータポイント１〜４、又は必要に応じてそれ以上）を記録して、最良適合曲線２５０２を作成することができる。例えば、第１の位置では、クランプアームが完全に開いたときにホール効果センサの応答を測定することができる。このようにして、図３２を簡潔に参照すると、図３２に示すプロセス３３００が、３３０２で、エンドエフェクタのクランプアーム及び超音波ブレードの全開位置に対応する第１の測定信号（例えば、ホール効果センサ応答）を検出することができる。
【０１２７】
ここで図２５と併せて図２４に戻ると、４つのデータポイント１〜４は、図２４に示すように、クランプアーム２６０６と超音波ブレード２６０８との間の間隙の関数としてホール効果センサで測定された電圧を表す。これらのデータポイント１〜４は、図２５〜図２８に関連して記載したように記録することができる。第１のデータポイント（１）は、エンドエフェクタ２６００が図２５に示す構成にあるときに記録される。第１のデータポイント（１）は、クランプアーム２６０６が超音波ブレード２６０８に対して全開位置にあるときに記録されたホール効果センサ出力電圧に対応する。
【０１２８】
第２のデータポイント（２）は、エンドエフェクタ２６００が図２６に示す構成にあるときに記録される。クランプアーム２６０６と超音波ブレード２８０８との間の正確な間隙を得るために、既知の直径の第１のゲージピン２６０２がエンドエフェクタ２６００のジョー内の所定の位置、例えばクランプアーム２６０６と超音波ブレード２６０８との間に配置される。図２６に示すように、第１ゲージピン２６０２は、超音波ブレード２６０８の遠位端部と近位端部との間に配置され、クランプアーム２６０６と超音波ブレード２６０８との間に把持されて、クランプアーム２６０６と超音波ブレード２８０８との間に正確な間隙を設定する。クランプアーム２６０６が閉じられて第１のゲージピン２６０２を把持すると、ホール効果センサの出力電圧が測定され、記録される。第２のデータポイント（２）は、第１のゲージピン２６０２によってクランプアーム２６０６と超音波ブレード２６０８との間に設定された間隙と相関する。このようにして、ホール効果センサの出力電圧は、クランプアーム２６０６と超音波ブレード２６０８との間の間隙距離に等しくなる。第２のデータポイント（２）は、多項式を展開して図２４に示す最良適合曲線２５０２を生成するためのいくつかのデータポイントのうちの１つである。図３２に記載のプロセス３３００は、３３０４で、実際のホール効果センサ電圧を検出し、最適第１曲線２５０２に基づいてクランプアーム２６０６と超音波ブレード２６０８との間の間隙を判定する（例えば、多項式を計算して）。
【０１２９】
第３のデータポイント（３）は、エンドエフェクタ２６００が図２７に示す構成にあるときに記録される。クランプアーム２６０６と超音波ブレード２８０８との間に別の正確な間隙を得るために、第１のゲージピン２６０２が取り除かれ、既知の直径の第２のゲージピン２６０４がエンドエフェクタ２６００のジョー内の所定の位置、例えば、第１のゲージピン２６０２の位置とは異なる、クランプアーム２６０６と超音波ブレード２６０８との間の所定の位置に配置される。図２７に示すように、第２のゲージピン２６０４は、超音波ブレード２６０８の遠位端部と近位端部との間に配置され、クランプアーム２６０６と超音波ブレード２６０８との間に把持されて、クランプアーム２６０６と超音波ブレード２８０８との間に正確な間隙を設定する。クランプアーム２６０６が閉じられて第２のゲージピン２６０２を把持すると、ホール効果センサの出力電圧が測定され、記録される。第３のデータポイント（３）は、第２のゲージピン２６０４によってクランプアーム２６０６と超音波ブレード２６０８との間に設定された間隙と相関している。このようにして、ホール効果センサの出力電圧は、クランプアーム２６０６と超音波ブレード２６０８との間の間隙距離に等しくなる。第３のデータポイント（３）は、多項式を展開して図２４に示す最良適合曲線２５０２を生成するためのいくつかのデータポイントのうちの１つである。図３２に記載のプロセス３３００は、３３０４で、実際のホール効果センサ電圧を検出し、最適第１曲線２５０２に基づいてクランプアーム２６０６と超音波ブレード２６０８との間の間隙を判定する（例えば、多項式を計算して）。
【０１３０】
第４のデータポイント（４）は、エンドエフェクタ２６００が図２８に示す構成にあるときに記録される。第４のデータポイント（４）を得るために、クランプアーム２６０６と超音波ブレード２６０８との間にゲージピン２６０２、２６０４は配置されておらず、むしろクランプアーム２６０６が超音波ブレード２６０８に対して全閉位置に配置されている。クランプアーム２６０６が全閉位置に配置されると、ホール効果センサの出力電圧が測定され、記録される。第４のデータポイント（４）は、全閉状態のクランプアーム２６０６の位置と相関している。このようにして、ホール効果センサの出力電圧は、超音波ブレード２６０８に対して完全に閉じたクランプアーム２６０６の位置に等しくなる。第４のデータポイント（４）は、多項式を展開して図２４に示す最良適合曲線２５０２を生成するためのいくつかのデータポイントのうちの１つである。図３２に記載のプロセス３３００は、３３０４で、実際のホール効果センサ電圧を検出し、最適第１曲線２５０２に基づいてクランプアーム２６０６と超音波ブレード２６０８との間の間隙を判定する（例えば、多項式を計算して）。
【０１３１】
ゲージピンの様々な構成は、エンドエフェクタ２６００のクランプアーム２６０６と超音波ブレード２６０８との間に既知の変位及び／又は角度を生成することができる。所与のクランプアーム／超音波ブレード／シャフト設計の運動学及び既知の直径のゲージピンを使用して、シャフトアセンブリの理論上の変位を、例えば、４つ以上の位置のそれぞれにおいて知ることができる。この情報は、ホール効果センサの電圧読み取り値と共に入力されて放物曲線（例えば、図２４に示されるような最良適合曲線２５０２）に適合させることができ、それは各個々の外科用デバイスの特徴となることができる。この情報は、外科用デバイスの使用中に発生器（例えば、図６に示す発生器１０２）と通信するように構成されたＥＥＰＲＯＭ又は他のプログラミング可能な電子機器を介して外科用デバイスにロードすることができる。
【０１３２】
例えば、上述したクランプアームの４つの位置におけるホール効果センサ信号応答は、グラフ化されてもよく、その応答は、ルックアップテーブルに適合して入力されてもよく、又は、外科医によって使用されるとき、エンドエフェクタが所望の組織効果を送達するように、ホール効果センサを設定／較正するために使用され得る多項式に展開されてもよい。このようにして、プロセス３３００は、３３０８で、少なくとも第１、第２、及び第３の信号、全開位置、中間位置、及び全閉位置、並びに剛性本体の寸法に基づいて、センサ変位（例えば、磁石変位）の関数として信号強度（例えば、ホール効果センサからの）を表す最良適合曲線を判定することができる。プロセス３３００は、３３１０で、少なくとも第１、第２、及び第３の信号、並びに全開位置、中間位置、及び全閉位置に基づいてルックアップテーブルも作成することができる。
【０１３３】
クランプアーム２６０６が超音波ブレード２６０８に最も近いときにクランプアーム２６０６の最も繊細な移動が存在するように、上記の構成におけるホール効果センサ／磁石配置の位置決めを外科用デバイスを較正するために使用することができる。４つのデータポイント（１〜４）に対応する４つの位置が上述の例において選択されたが、適切な較正を確実にするために設計及び開発チームの裁量で任意の数の位置を使用することができる。
【０１３４】
一態様では、本明細書に記載の技術及び特徴は、外科医が切断手術を開始する前に、外科医が血管封止手術のために止血モードをいつ使用すべきかを示すために、外科医にフィードバックを提供するのに使用することができる。例えば、止血モードアルゴリズムは、時間を節約するために、エンドエフェクタ２６００によって把持された血管のサイズに基づいて動的に変更されてもよい。これはクランプアーム２６０６の位置に基づいたフィードバックを必要とし得る。
【０１３５】
図２９Ａは、本開示の一態様に係る、小血管及び大血管を封止するように構成された外科用器具３００２の概略図３０００である。外科用器具３００２はエンドエフェクタ３００４を備え、エンドエフェクタは様々なサイズの血管を含む組織を治療するためのクランプアーム３００６及び超音波ブレード３００８を含む。外科用器具３００２は、エンドエフェクタ３００４の位置を測定するためのホール効果センサ３０１０を備える。外科用器具のトリガハンドル３０１３が全閉位置にあるかどうかを示すフィードバック信号を提供するために、閉鎖スイッチ３０１２が設けられている。
【０１３６】
ここで図２９Ｂに移ると、本開示の一態様に係る、小血管３０１４及び大血管３０１６の例示的な範囲、並びにエンドエフェクタのクランプアームの相対位置の図が示されている。図２９Ａ、図２９Ｂを参照すると、図２９Ａに示す外科用器具３００２は、＜４ｍｍの直径を有する小血管３０１４及び＞４ｍｍの直径を有する大血管３０１６、並びに小血管及び大血管３０１４、３０１６を把持するときのクランプアーム３００６の相対位置、並びに血管のサイズに応じてエンドエフェクタ３０１０によって提供される異なる電圧読み取り値、を封止するように構成されている。
【０１３７】
図２９Ｃ及び図２９Ｄは、本開示の一態様に係る、異なる時間期間にわたって様々な超音波エネルギレベルを印加することによって小血管及び大血管を封止するための２つのプロセスを示す２つのグラフ３０２０、３０３０である。超音波エネルギレベルはｙ軸に沿って示され、時間（秒）はｘ軸に沿って示される。図２９Ａ〜図２９Ｃを参照すると、図２９Ｃに示す第１のグラフ３０２０は、超音波ブレードの超音波エネルギ駆動レベルを調節して小血管３０１４を封止するためのプロセスを示す。小血管３０１４を封止して切断するための第１のグラフ３０２０によって示されるプロセスに従って、高超音波エネルギ（５）が第１の期間３０２２の間印加される。次いで、エネルギレベルを第２の期間３０２４の間（３．５）に下げる。最後に、エネルギレベルを第３の期間３０２６の間（５）に戻して、小血管３０１４の封止を完了して切断を達成し、次いでエネルギレベルをオフにする。全体サイクルは約５秒間継続する。
【０１３８】
ここで図２９Ａ〜図２９Ｄを参照すると、図２９Ｄに示す第２のグラフ３０３０は、超音波ブレードの超音波エネルギ駆動レベルを調節して大血管３０１６を封止するためのプロセスを示す。大血管３０１６を封止して切断するための第２のグラフ３０３０によって示されるプロセスに従って、高超音波エネルギ（５）が第１の期間３０３２の間印加される。次いで、エネルギレベルを第２の期間３０３４の間（１）に下げる。最後に、エネルギレベルを第３の期間３０３６の間（５）に戻して大血管３０１６の封止を完了し、切断を達成し、次いでエネルギレベルをオフにする。全サイクルは約１０秒間継続する。
【０１３９】
より小さな血管３０１４は、高い破裂圧力レベルで封止するのがより容易であることができる。したがって、より小さな血管３０１４（例えば、４ｍｍ未満）がクランプアーム３００６によってクランプされているかどうかを感知し判断することが望ましい場合があり、その場合、超音波エネルギレベルを１に下げる必要がない場合がある。その代わりに、図２９Ｃに示す第１のグラフ３０２０によって示されるように、エネルギレベルは、例えば約３．５まで、低下させることができる。これにより、外科医は、血管３０１４がわずかに小さいことからプロセスがより速く進み得るということを知った上で、血管を通過させ、血管を凝固させ、血管をより迅速に切断することが可能となり得る。血管３０１６がより大きい場合（例えば、４ｍｍ以上）、図２９Ｄの第２のグラフ３０３０によって示すように、血管をゆっくりと、より長い期間にわたって加熱するプロセスがより望ましい場合がある。
【０１４０】
図３０は、本開示の一態様に係る、止血モードを使用すべきかどうかを判断するための例示的なプロセス３１００を示す論理図である。最初に、プロセス３１００は、３１０２でホール効果センサからの信号を読み取り、３１０２でエンドエフェクタの位置を判定する。次いで、プロセス３１００は、３１０４で、外科用デバイスの全閉スイッチが押圧されたかどうか、又は外科用デバイスのハンドルが完全に閉じられたかどうかを判定する。外科用デバイスの全閉スイッチが押圧されていない場合、及び／又は外科用デバイスのハンドルが完全に閉じられていない場合、プロセス３１００は、３１０２でホール効果センサを読み取り続けてエンドエフェクタの位置を判定することができる。外科用デバイスの全閉スイッチが押下された場合、又は外科用デバイスのハンドルが完全に閉じられた場合、プロセス３１００は、３１０６で、エンドエフェクタ位置が５ｍｍより大きい血管を示しているかどうかを判定する。３１０８でエンドエフェクタ位置が５ｍｍより大きい血管を示さず、システムインジケータが見つからない場合、プロセス３１００は、３１０２でホール効果センサを読み取って、エンドエフェクタの位置を判定し続けることができる。
【０１４１】
エンドエフェクタ位置が５ｍｍより大きな血管を示す場合、プロセス３１００は、３１１０でエンドエフェクタ位置が７ｍｍより大きな血管を示すかどうかを判定する。エンドエフェクタ位置が７ｍｍより大きな血管を示さない場合、プロセス３１００は３１１２で止血モードを使用すべきであることを示す。この状態は、例えば、外科用デバイス上に（例えば、ハンドル上に）配置された緑色ＬＥＤを含む様々な聴覚的、振動的、又は視覚的なフィードバック技術を使用して示すことができる。エンドエフェクタ位置が７ｍｍよりも大きい血管を示す場合、プロセス３１００は、３１１４で、エンドエフェクタによって捕捉された組織が多すぎるため、組織を採取すべきではない（すなわち止血モードを使用するべきではない）ことを示す。この状態は、例えば、外科用デバイス上の（例えば、ハンドルの上の）赤色ＬＥＤを含む様々な聴覚的、振動的、又は視覚的なフィードバック技術を使用して示すことができる。
【０１４２】
図３１は、本開示の一態様に係る、エンドエフェクタ制御のための例示的なプロセス３２００を示す論理図である。図３１を参照する一態様では、プロセス３２００は、３２０２で第２の管に対する第１の管の移動に応答して信号を検出し（例えば、ホール効果センサで）、第１の管はエンドエフェクタのクランプアームの移動を駆動する。第１の管は、例えば、往復動管状作動部材５８（図３及び図４）と同様であることができ、第２の管は、例えば、外側管状シース５６（図３及び図４）と同様であることができる。言い換えると、図３１に記載したように、第１の管は内側管であることができ、第２の管は外側管である。内側管は、外側管に対して移動可能であることができる３２０８。外側管は内側管に対して静止していてもよい。プロセス３２００は、３２１０で、ホール効果センサ及び第１の管上に配置された磁石を使用して信号を検出する。
【０１４３】
プロセス３２００は継続し、３２０４で、信号（例えば、ホール効果センサ電圧出力からの）に基づいてエンドエフェクタの超音波ブレードに対するエンドエフェクタのクランプアーム位置を判定する。超音波ブレードに対するクランプアームの位置がわかったら、超音波ブレードの振動モードを調節して異なる組織効果を得ることができる。このようにして、プロセス３２００は、３２０６でクランプアーム位置に基づいてエンドエフェクタの超音波ブレードへの電力出力を調節する。例えば、プロセス３２００は、３２１４で、ホール効果センサ内の電圧変化に基づいて超音波トランスデューサを使用してエンドエフェクタの超音波ブレードへの電力出力を調節することができる。あるいは、このプロセスは、切断することなく血管を効果的に封止することができる。このようにして、プロセス３２００は、３２１８で、比例積分制御器を使用して、クランプアームが超音波ブレードに近づくにつれて変化する移動比に基づいて、エンドエフェクタの超音波ブレードへの電力出力を動的に調節することができる。
【０１４４】
別の態様では、プロセス３２００は、３２１６で、クランプアームが超音波ブレードに近づくにつれて変化する移動比に基づいて、エンドエフェクタの超音波ブレードへの電力出力を動的に調節することができる。例えば、クランプアームが超音波ブレードに向かって移動して所望の値（図２１及び図２２）に近づくと、超音波ブレードから組織への電力出力量を低減することができる。これは、超音波ブレードが十分な電力で組織を切断するためである。しかしながら、所望の値に近づくにつれて出力される電力が経時的に低減される場合（完全な切断が１の移動比によって表され得る場合）、組織が切断される可能性は劇的に低減され得る。このようにして、外科医によって望まれ得るように、組織を切断することなく効果的な封止を達成することができる。
【０１４５】
一態様では、図３１のプロセス３２００は、３２１２で、第１の管がエンドエフェクタのクランプアームの移動を駆動すると、第１の管上に配置された磁石を、ホール効果センサに対して移動させる。次いで、プロセス３２００は、３２２０で、信号（例えば、ホール効果センサからの）に基づいて、クランプアームと超音波ブレードとの間の組織のタイプを判定する。更に、プロセッサ及び／又はメモリを使用して、ジョーの内側にクランプされていると判定された組織の厚さ、量、又はタイプに基づいて、１つ以上のアルゴリズム（例えば、切断なしで血管を封止するための）を選択することができる。クランプと超音波ブレードとの間の組織のタイプが大血管であると判断したことに応答して、プロセス３２００は、３２２６で、エンドエフェクタの超音波ブレードへの電力出力を、小血管に対するよりも大きな量だけ低減することができる。更に、クランプと超音波ブレードとの間の組織のタイプが小血管であると判定したことに応答して、プロセス３２００は、３２２４で、エンドエフェクタの超音波ブレードへの電力出力を、大血管に対するよりも少ない量だけ低減することができる。一態様では、上述のように小血管用のアルゴリズムを変更する代わりに、エンドエフェクタ内に捕捉された組織の厚さを示すために外科医にインジケータを提供することができる。一態様では、プロセス３２００は、３２２２で、組織のタイプに基づいてエンドエフェクタの超音波ブレードへの電力出力を調節する。
【０１４６】
図３２は、本開示の一態様に係る、エンドエフェクタを制御するための装置を較正するための例示的なプロセス３３００を示す論理図である。一態様では、プロセス３３００は、３３０２で、クランプアーム及びエンドエフェクタのブレードの全開位置に対応する第１の信号を検出する。次いで、プロセス３３００は、３３０４で、クランプアームとブレードとの間に剛性本体をクランプすることから生じる、クランプアームとエンドエフェクタのブレードとの中間位置に対応する第２の信号を検出する。プロセスは、３３０６でクランプアーム及びエンドエフェクタのブレードの全閉位置に対応する第３の信号を検出する。３つの信号が検出されると、プロセス３３００は、３３０８で、全開位置、中間位置、及び全閉位置にそれぞれ対応する少なくとも第１、第２、及び第３の信号に基づいたセンサ変位、並びに剛性本体の寸法の関数として信号強度を表す最良適合曲線を判定する。この状況における最良適合曲線の一例を図１４Ｂ及び図２４に示す。最後に、プロセス３３００は、３３１０で、全開位置、中間位置、及び全閉位置にそれぞれ対応する少なくとも第１、第２、及び第３の信号に基づいてルックアップテーブルを作成する。
【０１４７】
上述のように、エンドエフェクタのクランプアーム部分の位置は、ホール効果センサ／磁石構成を用いて測定することができる。通常はＴＥＦＬＯＮ（登録商標）製の組織パッドをクランプアーム上に配置して、組織がクランプアームに固着するのを防ぐことができる。エンドエフェクタが使用され、組織パッドが摩耗すると、ホール効果センサ出力信号のドリフトを追跡し、組織治療アルゴリズム選択の完全性、及び組織治療アルゴリズムに対する切断されたトリガポイントフィードバックの終了を維持するために、変化する閾値を確立する必要がある。
【０１４８】
したがって、制御システムが提供される。カウント形態のホール効果センサの出力を使用して、エンドエフェクタクランプアームの開口を追跡することができる。読者は、ＡＤＣのカウンタ出力を使用することができるＡＤＣシステム３５００、３６００については、図３４及び図３５を参照することができる。組織パッドの有無にかかわらず、クランプアーム位置は、本明細書に記載の技術を用いて較正することができる。一旦クランプアーム位置が較正されると、クランプアームの位置及び組織パッドの摩耗を監視することができる。一態様では、制御システムは、超音波ブレードが組織又は組織パッドのいずれかに接触したときに生じる音響インピーダンスの上昇を監視することによって、クランプアームが閉位置にあると判定する。したがって、特定の数のＡＤＣカウンタは、クランプアームが全開位置から全閉位置へと進む時間から、特定の数のカウントを蓄積する。１つの実現形態では、ホール効果センサの構成に基づいて、クランプアームが超音波ブレードに向かって閉じるにつれて、ホール効果センサＡＤＣカウントが増加する。組織パッドが摩耗するにつれて、カウンタは、ティッシュパッドの磨耗によりクランプアームが経験する追加の回転移動のために、漸増の追加のカウント数を累積する。閉じたクランプアーム位置についての新しいカウント値を追跡することによって、制御システムは切断の終わりについてトリガ閾値を調節し、発生したクランプアームの開口の全範囲をより良く予測することができる。
【０１４９】
更に、ホール効果センサＡＤＣカウントを用いて、ルックアップテーブルに記憶された所定のμ値を用いることによって、クランプアームの開口に基づいて治療中の組織の組織摩擦係数（μ）を判定することができる。例えば、特定の組織治療アルゴリズムは、組織タイプ（例えば、脂肪組織、腸間膜、血管）又は組織量若しくは厚さに基づいて組織切断を最適化するために、超音波治療サイクル（例えば、超音波エネルギの発射シーケンス又は起動）中に動的に調節又は変更され得る。
【０１５０】
図３３は、本開示の一態様に係る、クランプアームの組織パッド部分の摩耗を追跡し、その結果生じるホール効果センサのドリフトを補償し、組織摩擦係数を判定するためのプロセス３４００の論理図である。プロセス３４００は、図６〜図１０に関連して例示される発生器回路環境を使用して、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、又はそれらの組み合わせで実装することができる。
【０１５１】
一態様では、プロセス３４００は、少なくとも１つのメモリ回路に連結された１つ以上のプロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ）を備えるコントローラを備え得る回路によって実施することができる。少なくとも１つのメモリ回路は、プロセッサによって実行されるとき、プロセッサにプロセス３４００を実行させる機械実行可能命令を記憶する。
【０１５２】
プロセッサは、当該技術分野で知られている多数のシングル又はマルチコアプロセッサのうち任意の１つであってもよい。メモリ回路は揮発性及び不揮発性記憶媒体を含むことができる。一態様では、プロセッサは命令処理ユニット及び演算ユニットを含むことができる。命令処理ユニットは、１つのメモリ回路から命令を受け取るように構成され得る。
【０１５３】
一態様では、回路は、本明細書に記載のプロセス３４００を実装するように構成された組み合わせ論理回路を備える有限状態マシンを備えることができる。一態様では、回路は、例えば、組み合わせ論理回路及び少なくとも１つのメモリ回路を備える順序論理回路を備える有限状態マシンを備えることができる。少なくとも１つのメモリ回路は、有限状態マシンの現在の状態を記憶することができる。順序論理回路又は組み合わせ論理回路は、本明細書に記載のプロセス３４００を実装するように構成することができる。特定の場合には、順序論理回路は同期でも非同期であってもよい。
【０１５４】
他の態様では、回路は、本明細書に記載の圧縮技術及び解凍技術を実装するために、プロセッサと有限状態マシンとの組み合わせを備えることができる。他の実施形態では、有限状態マシンは、組み合わせ論理回路と順序論理回路の組み合わせを含むことができる。
【０１５５】
本明細書に記載のように、クランプアームの位置は、外科用器具の閉鎖管内に位置する磁石に対してホール効果センサによって感知される。ここでプロセス３４００に移ると、３４０２で、クランプアームの初期定位置、例えば、閉鎖管上に配置されたホール効果センサの位置がメモリに記憶される。閉鎖管が遠位方向に変位すると、３４０４で、クランプアームは超音波ブレードに向かって閉じられ、クランプアームの瞬間位置がメモリに記憶される。クランプアームの瞬間位置と定位置との間の差デルタ（ｘ）が、３４０６で計算される。差デルタ（ｘ）を使用して、管の変位の変化を判定することができ、それは、クランプアームと超音波ブレードとの間に位置する組織に対してクランプアームによって加えられる角度及び力を計算するために使用することができる。３４０８で、クランプアームの瞬間的な位置をクランプアームの閉位置と比較して、クランプアームが閉位置にあるかどうかを判定する。クランプアームがまだ閉位置にない間に、プロセス３４００はいいえ経路（Ｎ）に沿って進み、クランプが閉位置に達するまでクランプアームの瞬間位置をクランプアームの定位置と比較する。
【０１５６】
クランプアームが閉位置に達すると、プロセス３４００ははい経路（Ｙ）に沿って進み続け、クランプアームの閉位置は論理ＡＮＤ機能３４１０の１つの入力に適用される。論理ＡＮＤ機能３４１０は論理演算の高水準表現であり、これはソフトウェア、ハードウェア、又はそれらの組み合わせのいずれかで実施されるブール式のＡＮＤ、ＯＲ、ＸＯＲ、及びＮＡＮＤ演算を含むことができる。組織パッドの乱用又は摩耗状態が音響インピーダンス測定に基づいて判定されると、３４１４で、現在のクランプアーム閉位置がクランプアームの新しい定位置として設定され、乱用又は摩耗状態を補償する。組織パッドの乱用又は摩耗がないと判断された場合、クランプアームの定位置は同じままである。クランプアーム組織パッドの乱用又は摩耗は、超音波ブレードのインピーダンス３４２２を監視すること（３４２０）によって判定される。３４２２で組織パッド／超音波ブレード界面のインピーダンスを判定し、３４１２で組織パッドの乱用又は摩耗状態と比較する。インピーダンスが組織パッドの乱用又は摩耗状態に対応するとき、３４１４で、プロセス３４００ははい経路（Ｙ）に沿って進み、クランプアームの現在の閉位置がクランプアームの新しい定位置として設定されて、組織パッドの乱用又は磨耗状態を補償する。インピーダンスが組織パッドの乱用又は摩耗状態に対応しない場合、プロセス３４００はいいえ経路（Ｎ）に沿って進み、クランプアームの定位置は同じままである。
【０１５７】
３４０４で記憶されたクランプアームの瞬間位置も、別の論理ＡＮＤ機能３４１６の入力に提供され、クランプアームと超音波ブレードとの間にクランプされた組織の量及び厚さを判定する。３４２２で組織／超音波ブレード界面インピーダンスが判定され、３４２４、３４２６７、３４２８で複数の組織摩擦係数μ＝ｘ、μ＝ｙ、又はμ＝ｚと比較される。したがって、組織／超音波ブレード界面インピーダンスが、組織の量又は厚さ、例えばクランプアームの開口に基づいて、組織の摩擦係数μ＝ｘ、μ＝ｙ、又はμ＝ｚのうちの１つに対応するとき、３４３０で現在の組織アルゴリズムは維持され、現在のアルゴリズムは３４２０で超音波ブレードのインピーダンス３４２２を監視するために使用される。組織の量又は厚さ、例えば、クランプアームの開口に基づいて組織の摩擦係数μ＝ｘ、μ＝ｙ、又はμ＝ｚが変化した場合、現在の組織アルゴリズムは、３４１８で、新しい組織摩擦係数μ及び組織の量又は厚さ、例えばクランプアームの開口に基づいて変更され、新しいアルゴリズムは、３４２０で、超音波ブレードのインピーダンス３４２２を監視するために使用される。
【０１５８】
したがって、現在のクランプアーム開口は、クランプアームの開口によって測定される組織の量及び厚さに基づいて現在の組織の摩擦係数μを判定するために使用される。したがって、初期アルゴリズムはクランプアームの初期開口に基づいてもよい。超音波ブレードのインピーダンスは、３４２４、３４２６、３４２８で、いくつかの組織摩擦係数μ＝ｘ、μ＝ｙ、又はμ＝ｚと比較され、これらは、ルックアップテーブルに記憶され、例えば、脂肪組織、腸間膜組織、又は血管組織に対応する。超音波ブレードのインピーダンスと組織摩擦係数との間に整合が生じない場合、プロセス３４００は、組織インピーダンス比較３４２４、３４２６、３４２８のいずれかのいいえ経路（Ｎ）に沿って進み、現在の組織アルゴリズムが維持される。比較３４２４、３４２６、３４２８の機能のいずれか１つの出力が真である場合、プロセッサは新しい組織インピーダンス及びクランプアーム開口に基づいて異なる組織治療アルゴリズムに切り替える。したがって、新しい組織治療アルゴリズムが超音波器具にロードされる。プロセス３４００は、３４２０で超音波ブレードのインピーダンス、クランプアーム開口、及び組織パッドの乱用又は摩耗を監視することによって継続する。
【０１５９】
図３４は、本開示の一態様に係る、図３３に記載のプロセス３４００と共に使用することができるホール効果センサシステム３５００を示す。図３３に記載のプロセス３４００に関連して、図３４のホール効果センサシステム３５００は、電圧レギュレータ３５０４によって電力供給されるホール効果センサ３５０２を含む。ホール効果センサ３５０２の出力は、クランプアームの位置に比例したアナログ電圧であり、これはアナログ−デジタル変換器３５０６（ＡＤＣ）に印加される。ＡＤＣ３５０６のｎビットデジタル出力は、メモリ３５１０に連結されたマイクロプロセッサ３５０８に印加される。マイクロプロセッサ３５０８は、ＡＤＣ３５０５からのｎビットデジタル入力に基づいてクランプアームの位置を処理して判定するように構成される。ＡＤＣ３５０６のデジタル出力はカウントと呼ばれることがあることを理解されたい。
【０１６０】
本明細書に記載のように、ホール効果センサのアナログ出力は、図３４に示すＡＤＣ３５０６などの内部又は外部アナログ−デジタル変換器、又は発生器内に配置された任意のアナログ−デジタル変換器回路に提供される。図６に示すトランスデューサ１０４は、出力が制御回路１０８に印加されるアナログデジタル変換器回路を備えるホール効果センサを備えることができる。一態様では、図７に示す発生器１０２は、ＡＤＣ１７６、１７８、１８０などのいくつかのアナログデジタル変換器回路を備え、それらは、ホール効果センサのアナログ電圧出力を受信し、それをデジタル形式に変換してカウントを取得し、ホール効果センサを、ＤＳＰプロセッサ１７４、マイクロプロセッサ１９０、論理デバイス１６６，及び／又はコントローラ１９６とインターフェースするように適合させ、構成することができる。
【０１６１】
図３５は、本開示の一態様に係る、図３４のホール効果センサシステム３５００と共に使用され得るランプタイプカウンタアナログデジタル変換器３６００（ＡＤＣ）の一態様を示す。デジタルランプＡＤＣ３６００は、コンパレータ３６０２のＶｉｎ正入力端子でホール効果センサからアナログ入力電圧を受信し、ＤｎからＤ０（Ｄｎ〜Ｄ０）はデジタル出力（ｎビット）である。カウンタ３６０６に見られる制御ラインは、カウンタ３６０６が低いときにそれをオンにし、カウンタ３６０６が高いときにそれを停止する。動作中、カウンタ３６０６に見られる値が、Ｖｉｎにおけるアナログ入力信号の値と一致するまで、カウンタ３６０６を増加させる。デジタル出力Ｄｎ〜Ｄ０は、デジタル−アナログ変換器３６０４（ＤＡＣ）に印加され、アナログ出力はコンパレータ３６０２の負端子に印加されて、Ｖｉｎでアナログ入力電圧と比較される。この条件が満たされると、カウンタ３６０６上の値は、Ｖｉｎにおけるアナログ入力信号のデジタル等価物である。
【０１６２】
各アナログ入力電圧Ｖｉｎに対してスタートパルスが提供され、デジタル信号に変換される。ＥＮＤ信号は、アナログ入力信号全体ではなく、Ｖｉｎ（各サンプル）で検出された個々のアナログ入力電圧のそれぞれに対する変換の終了を表す。各クロックパルスはカウンタ３６０６をインクリメントする。例えば、「１２８」のアナログ値をデジタルに変換するために８ビットＡＤＣを想定すると、１２８クロックサイクルかかる。ＡＤＣ３６００は、Ｖｉｎに存在するアナログ入力電圧に対して正しいデジタル出力Ｄｎ〜Ｄ０値が識別されるまで、０〜最大可能値（２ｎ−１）をカウントする。これが真であるとき、ＥＮＤ信号が与えられ、Ｖｉｎに対するデジタル値はＤｎ〜Ｄ０に対するものである。
【０１６３】
本明細書では様々な態様を記載してきたが、当業者であれば、本発明の利点の一部又は全部を達成しつつ、それらの態様に対する様々な修正、変更及び適合を想起し得ることが明白であろう。したがって、開示された態様は、本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、そのような全ての修正、変更及び適合を含むことを意図している。したがって、他の態様及び実施は添付の特許請求の範囲内にある。例えば、特許請求の範囲に記載された動作は異なる順序で実行されてもなお望ましい結果を達成することができる。
【０１６４】
上述の説明において様々な詳細が記載されてきたが、電気信号波形及び外科用器具をデジタル的に生成するための発生器を動作させる技術の様々な態様が、これらの特定の詳細なしに実行され得ることが理解されよう。本明細書に記載される要素（例えば、動作）、デバイス、目的、及びそれらに伴う考察は、構想を明らかにするための例として使用され、様々な構成の修正が想到されることが、当業者には認識されよう。結果として、本明細書で使用されるとき、説明した特定の例及びそれらに伴う考察は、より一般的な種類を代表することを意図したものである。一般に、特定の代表例を用いることは、そのクラスを代表することを意図したものであり、また、特定の要素（例えば、動作）、デバイス、及び目的を含めないことは、限定と見なされるべきではない。
【０１６５】
更に、いくつかの形態が例示され、説明されてきたが、添付の特許請求の範囲をそのような詳述に制限又は限定することは、本出願人が意図するところではない。多数の修正、変形、変化、置換、組み合わせ、及びこれらの形態の等価物を実装することができ、それらは、本開示の範囲から逸脱することなく当業者により想到されるであろう。更に、記述する形態に関連した各要素の構造は、その要素によって行われる機能を提供するための手段として代替的に説明することができる。また、材料が特定の構成要素に関して開示されているが、他の材料が使用されてもよい。したがって、上記の説明文及び添付の特許請求の範囲は、全てのそのような修正、組み合わせ、及び変形を、開示される形態の範囲に含まれるものとして網羅することを意図としたものである点を理解されたい。添付の特許請求の範囲は、全てのそのような修正、変形、変化、置換、修正、及び等価物を網羅することを意図する。
【０１６６】
本開示の簡潔性及び明白性のために、前述の開示の選択された態様は、詳細ではなくブロック図形態で示されてきた。本明細書に提供される詳細な説明の一部は、１つ以上のコンピュータメモリ又は１つ以上のデータ記憶デバイス（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）、又はデジタルテープ）に記憶されるデータ上で動作する命令に関して提示することができる。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、複合、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及び／又は論理状態の動作を指す。これらの信号を、ビット、値、要素、記号、文字、用語、番号などとして言及することが一般的な扱い方である。これらの及び類似の用語は、適切な物理量と関連付けられてもよく、また単に、これらの量及び／又は状態に適用される便利なラベルである。
【０１６７】
別段の明確な定めがない限り、前述の開示から明らかなように、前述の開示全体を通じて、「処理する」又は「計算する」又は「算出する」又は「判定する」又は「表示する」などの用語を使用する議論は、コンピュータシステムのレジスタ及びメモリ内で物理（電子的）量として表現されるデータを、コンピュータシステムのメモリ若しくはレジスタ又はそのような情報記憶、伝送若しくは表示デバイス内で物理量として同様に表現される他のデータへと操作し変換する、コンピュータシステム又は類似の電子コンピューティングデバイスの動作及び処理を指していることが理解されよう。
【０１６８】
一般的な意味で、当業者は、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認識するであろう。結果として、本明細書で使用されるとき、「電気回路」は、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／若しくはデバイス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た汎用コンピュータ、又は、本明細書で説明したプロセス及び／若しくはデバイス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たマイクロプロセッサ）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の形態）電気回路、及び／又は、通信デバイス（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が、これらに限定されない。当業者は、本明細書で述べた主題が、アナログ若しくはデジタルの形式又は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認識するであろう。
【０１６９】
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形態について記載してきた。そのようなブロック図、フローチャート、及び／又は実施例が、１つ以上の機能及び／又は動作を含む限り、当業者に理解されたいこととして、そのようなブロック図、フローチャート、及び／又は実施例に含まれる各機能及び／又は動作は、多様なハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又は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。一形態では、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）、又は他の集積型形式で実装することができる。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形態のいくつかの態様は、１つ以上のコンピュータ上で稼働する１つ以上のコンピュータプログラムとして（例えば、１つ以上のコンピュータシステム上で稼働する１つ以上のプログラムとして）、１つ以上のプロセッサ上で稼働する１つ以上のプログラムとして（例えば、１つ以上のマイクロプロセッサ上で稼働する１つ以上のプログラムとして）、ファームウェアとして、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。更に、当業者は理解するであろうが、本明細書に記載した主題の機構は、多様な形式で１つ以上のプログラム製品として配布されることが可能であり、本明細書に記載した主題の具体的な形態は、配布を実際に行うために使用される信号搬送媒体の特定のタイプにかかわらず用いられる。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）など）が挙げられるが、これらに限定されない。
【０１７０】
いくつかの例では、１つ以上の要素は、「連結された」及び「接続された」という表現を、それらの派生語と共に使用して記載されることがある。これらの用語は、互いに同義語であることは意図されないことを理解されたい。例えば、いくつかの態様は、２つ又はそれ以上の要素が互いに直接物理的又は電気的に接触していることを示すため、「接続された」という用語を使用して記載されることがある。別の例では、いくつかの態様は、２つ又はそれ以上の要素が直接物理的又は電気的に接触していることを示すため、「連結された」という用語を使用して記載されることがある。しかしながら、「連結された」という用語は、２つ以上の要素が互いに直接接触はしないが、依然として互いに協働又は相互作用することを意味することもある。異なる他の構成要素内に含まれるか、又は接続される異なる構成要素の描写されたアーキテクチャは単なる例であり、それが同じ機能性を実現する多くの他のアーキテクチャが実装され得ることを理解すべきである。構想の意味で、同じ機能性を達成する構成要素の任意の配置は、所望の機能性が達成されるように効果的に「関連付け」られる。したがって、特定の機能性を達成するように組み合わされた本明細書における任意の２つの構成要素は、アーキテクチャ又は中間構成要素にかかわらず、所望の機能性が達成されるように互いと「関連付け」られていると見なすことができる。同様に、そのように関連付けられた任意の２つの構成要素も、所望の機能性を達成するように互いに「動作可能に接続」又は「動作可能に連結」されているものと見なすことができ、そのように関連付けることが可能な任意の２つの構成要素も、所望の機能性を達成するように互いに「動作可能に連結可能」であると見なすことができる。動作可能に連結可能な特定の例としては、物理的に嵌合可能な及び／若しくは物理的に相互作用する構成要素、並びに／又は無線で相互作用可能な及び／若しくは無線相互作用する構成要素、並びに／又は論理的に相互作用する及び／若しくは論理的に相互作用可能な構成要素、並びに／又は電気的に相互作用する構成要素、並びに／又は光学的に相互作用する構成要素、並びに／又は光学的に相互作用可能な構成要素が挙げられるが、これらに限定されない。
【０１７１】
場合によっては、１つ以上の要素が、本明細書において、「ように構成される」、「ように構成可能である」、「ように動作可能である／動作する」、「適合される（adapted）／適合可能である」、「ことが可能である」、「ように適合可能である／適合される（conformed）」などと呼ばれることがある。当業者は、「ように構成される」は一般に、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除き、アクティブ状態の要素及び／又は非アクティブ状態の要素及び／又はスタンバイ状態の要素を包含し得ることを理解するであろう。
【０１７２】
本開示の特定の態様が図示され記載されてきたが、本明細書の教示に基づいて、本明細書に記載される主題及びそのより広範な態様から逸脱することなく、変更及び修正が行われてもよく、したがって添付の特許請求の範囲は、全てのかかる変更及び修正を、本明細書に記載される主題の真の範囲内にあるものとして、その範囲内に包含するものであることが、当業者には明白となるであろう。一般に、本明細書で使用され、かつ特に添付の特許請求の範囲（例えば、添付の特許請求の範囲の本文）で使用される用語は、概して「開放的」用語として意図されるものである（例えば、「含む（including）」という用語は、「〜を含むが、それらに限定されない（including but not limited to）」と解釈されるべきであり、「有する（having）」という用語は「〜を少なくとも有する（having at least）」と解釈されるべきであり、「含む（includes）」という用語は「〜を含むが、それらに限定されない（includes but is not limited to）」と解釈されるべきであるなど）ことが、当業者には理解されるであろう。更に、導入された請求項記載（introduced claim recitation）において特定の数が意図される場合、かかる意図は当該請求項中に明確に記載され、またかかる記載がない場合は、かかる意図は存在しないことが、当業者には理解されるであろう。例えば、理解を助けるものとして、後続の添付の特許請求の範囲は、「少なくとも１つの（at least one）」及び「１つ以上の（one or more）」という導入句を、請求項記載を導入するために含むことがある。しかしながら、かかる句の使用は、「ａ」又は「ａｎ」という不定冠詞によって請求項記載を導入した場合に、たとえ同一の請求項内に「１つ以上の」又は「少なくとも１つの」といった導入句及び「ａ」又は「ａｎ」という不定冠詞が含まれる場合であっても、かかる導入された請求項記載を含むいかなる特定の請求項も、かかる記載事項を１つのみ含む請求項に限定されると示唆されるものと解釈されるべきではない（例えば、「ａ」及び／又は「ａｎ」は通常、「少なくとも１つの」又は「１つ以上の」を意味するものと解釈されるべきである）。定冠詞を使用して請求項記載を導入する場合にも、同様のことが当てはまる。
【０１７３】
更に、導入された請求項記載において特定の数が明示されている場合であっても、かかる記載は、通常、少なくとも記載された数を意味するものと解釈されるべきであることが、当業者には認識されるであろう（例えば、他に修飾語のない、単なる「２つの記載事項」という記載がある場合、一般的に、少なくとも２つの記載事項、又は２つ以上の記載事項を意味する）。更に、「Ａ、Ｂ、及びＣなどのうちの少なくとも１つ」に類する表記が用いられる場合、一般に、かかる構文は、当業者がその表記を理解するであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも１つを有するシステム」は、限定するものではないが、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢの両方、ＡとＣの両方、ＢとＣの両方、及び／又はＡとＢとＣの全てなどを有するシステムを含む）。「Ａ、Ｂ、又はＣなどのうちの少なくとも１つ」に類する表記が用いられる場合、一般に、かかる構文は、当業者がその表記を理解するであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、又はＣのうちの少なくとも１つを有するシステム」は、限定するものではないが、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢの両方、ＡとＣの両方、ＢとＣの両方、及び／又はＡとＢとＣの全てなどを有するシステムを含む）。更に、典型的には、２つ以上の選択的な用語を表すあらゆる選言的な語及び／又は句は、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除いて、明細書内であろうと、請求の範囲内であろうと、あるいは図面内であろうと、それら用語のうちの１つ、それらの用語のうちのいずれか、又はそれらの用語の両方を含む可能性を意図すると理解されるべきであることが、当業者には理解されよう。例えば、「Ａ又はＢ」という句は、典型的には、「Ａ」又は「Ｂ」又は「Ａ及びＢ」の可能性を含むものと理解されよう。
【０１７４】
添付の特許請求の範囲に関して、当業者は、本明細書における引用した動作は一般に、任意の順序で実施され得ることを理解するであろう。また、様々な動作上の流れがシーケンスの形で提示されているが、様々な動作は、例示した以外の順序で行われてもよく、又は同時に行われてもよいことが理解されるべきである。かかる代替の順序付けの例は、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除いて、重複、交互配置、割込み、再順序付け、増加的、予備的、追加的、同時、逆又は他の異なる順序付けを含んでもよい。更に、「〜に応答する」、「〜に関連する」といった用語、又は他の過去時制の形容詞は、一般に、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除き、かかる変化形を除外することが意図されるものではない。
【０１７５】
「一態様」、「態様」、「一形態」、又は「形態」への任意の言及は、その態様に関連して記載された特定の特徴、構造、又は特性が少なくとも一態様に含まれることを意味することに留意する価値がある。したがって、本明細書の全体を通じて様々な場所に見られる「一態様では」、「態様では」、「一形態では」、又は「形態では」なる語句は、必ずしも全てが同じ態様を指すものではない。更に、特定の特徴、構造、又は特性は、１つ以上の態様において任意の好適な様態で組み合わせることができる。
【０１７６】
本明細書における実質的に全ての複数形及び／又は単数形の用語の使用に関して、当業者であれば、文脈及び／又は用法に則して複数形から単数形に、及び／又は単数形から複数形に読み替えることができる。様々な単数形／複数形の置き換えは、簡潔にするため、本明細書では明示的には記述されない。
【０１７７】
特定の場合には、構成要素がテリトリの外に配置されている場合であっても、システム又は方法の使用がそのテリトリ内で起こってもよい。例えば、分散コンピューティングの文脈において、システムの一部分がテリトリの外に配置されている可能性があっても（例えば、継電器、サーバ、プロセッサ信号搬送媒体、送信コンピュータ、受信コンピュータなどがテリトリの外に位置している）、分散コンピューティングシステムの使用はそのテリトリ内で起こってもよい。
【０１７８】
システム又は方法の構成要素がテリトリの外に配置され、かつ／又はその外で使用される場合であっても、システム又は方法の販売は同様にそのテリトリ内で起こってもよい。更に、１つのテリトリで方法を実行するためにシステムの少なくとも一部分を実現することは、システムを別のテリトリで使用することを排除しない。
【０１７９】
全ての上述した米国特許、米国特許出願公開、米国特許出願、外国特許、外国特許出願、本明細書で引用された及び／若しくは任意の出願データシートに列挙された非特許刊行物又は任意のその他の開示文献は、本明細書と矛盾しない範囲で、参照により本明細書に組み込まれる。それ自体、また必要な範囲で、本明細書に明瞭に記載される開示内容は、参考により本明細書に組み込まれるあらゆる矛盾する記載に優先するものとする。現行の定義、見解、又は本明細書に記載される他の開示内容と矛盾する任意の内容、又はそれらの部分は本明細書に参考として組み込まれるものとするが、参照内容と現行の開示内容との間に矛盾が生じない範囲においてのみ、参照されるものとする。
【０１８０】
要約すると、本明細書に記載した構想を用いる結果として得られる多くの利益が記載されてきた。１つ以上の形態の上述の記載は、例示及び説明を目的として提示されているものである。包括的であることも、開示された厳密な形態に限定することも意図されていない。上記の教示を鑑みて、修正又は変形が可能である。１つ以上の形態は、原理及び実際の応用について例示し、それによって、様々な形態を様々な修正例と共に、想到される特定の用途に適するものとして当業者が利用できるようにするために、選択され記載されたものである。本明細書と共に提示される特許請求の範囲が全体的な範囲を定義することが意図される。
【０１８１】
本明細書に記載される主題の様々な態様は、以下の付番された節において説明される。
項目１．エンドエフェクタを制御する方法であって、エンドエフェクタのクランプアームの移動を駆動する第１の管の、第２の管に対する移動に応答して信号を検出することと、信号に基づいて、エンドエフェクタの超音波ブレードに対するエンドエフェクタのクランプアーム位置を判定することと、クランプアーム位置に基づいてエンドエフェクタの超音波ブレードへの電力出力を調節することと、を含む方法。
項目２．超音波ブレードへの電力出力を調節することが、ハンドピースに送られる電流を操作することによって達成される、項目１に記載の方法。
項目３．第１の管が内側管であり、第２の管が外側管であり、内側管が外側管に対して移動可能であり、外側管が内側管に対して静止している、項目１又は２に記載の方法。
項目４．第１の管が内側管であり、第２の管が外側管であり、外側管が内側管に対して移動可能であり、内側管が内側管に対して静止している、項目１又は２に記載の方法。
項目５．ホール効果センサ、及び第１の管上に配置された磁石を使用して信号を検出することを更に含む、項目１〜４のいずれか一項目に記載の方法。
項目６．第１の管がエンドエフェクタのクランプアームの移動を駆動するときに、第１の管上に配置された磁石をホール効果センサに対して移動させることを更に含む、項目１〜５のいずれか一項目に記載の方法。
項目７．ホール効果センサにおける電圧変化に基づいて超音波トランスデューサを使用してエンドエフェクタの超音波ブレードへの電力出力を調節することを更に含む、項目１〜６のいずれか一項目に記載の方法。
項目８．クランプアームが超音波ブレードに近づくにつれて変化する移動比に基づいて、エンドエフェクタの超音波ブレードへの電力出力を動的に調節することを更に含む、項目１〜７のいずれか一項目に記載の方法。
項目９．クランプアームが超音波ブレードに近づくにつれて変化する移動比に基づいて、比例積分コントローラを使用して、エンドエフェクタの超音波ブレードへの電力出力を動的に調節することを更に含む、項目１〜８のいずれか一項目に記載の方法。
項目１０．移動比閾値が満たされると、エンドエフェクタの超音波ブレードへの電力出力を完全に切ることを更に含む、項目１〜９のいずれか一項目に記載の方法。
項目１１．信号に基づいて、クランプアームと超音波ブレードとの間の組織の量又は厚さを判定することと、組織の量又は厚さに基づいて、エンドエフェクタの超音波ブレードへの電力出力を調節することと、を更に含む、項目１〜１０のいずれか一項目に記載の方法。
項目１２．クランプアームと超音波ブレードとの間の組織の量又は厚さが所定の閾値未満であると判定したことに応答して、エンドエフェクタの超音波ブレードへの電力出力を、より大きな組織の量又は厚さに対するよりも少ない量だけ低減することを更に含む、項目１１に記載の方法。
項目１３．クランプアームと超音波ブレードとの間の組織の量又は厚さが所定の閾値を上回ると判定したことに応答して、エンドエフェクタの超音波ブレードへの電力出力を、より小さい組織の量又は厚さに対するよりも多い量だけ低減することを更に含む、項目１１又は１２に記載の方法。
項目１４．エンドエフェクタを制御する装置であって、エンドエフェクタのクランプアームの移動を駆動する第１の管の、第２の管に対する移動に応答して信号を検出するように構成されたセンサと、信号に基づいて、エンドエフェクタの超音波ブレードに対するエンドエフェクタのクランプアーム位置を判定するように構成されたプロセッサと、クランプアーム位置に基づいてエンドエフェクタの超音波ブレードへの電力出力を調節するように構成されたトランスデューサと、を備える、装置。
項目１５．第１の管が内側管であり、第２の管が外側管であり、外側管が内側管に対して移動可能であり、内側管が外側管に対して静止している、項目１４に記載の装置。
項目１６．第１の管が内側管であり、第２の管が外側管であり、内側管が外側管に対して移動可能であり、外側管が内側管に対して静止している、項目１４に記載の装置。
項目１７．第１の管上に配置される磁石を更に備え、センサが、磁石の位置に基づいて信号を検出するために使用されるホール効果センサである、項目１４〜１６のいずれか一項目に記載の装置。
項目１８．第１の管がエンドエフェクタのクランプアームの移動を駆動するとき、第１の管上に配置された磁石がホール効果センサに対して移動する、項目１４〜１７のいずれか一項目に記載の装置。
項目１９．トランスデューサが、ホール効果センサにおける電圧変化に基づいて、エンドエフェクタの超音波ブレードへの電力出力を調節するように構成された超音波トランスデューサである、項目１４〜１８のいずれか一項目に記載の装置。
項目２０．トランスデューサは、クランプアームが超音波ブレードに近づくにつれて変化する移動比に基づいて、エンドエフェクタの超音波ブレードへの電力出力を動的に調節するように構成されている、項目１４〜１９のいずれか一項目に記載の装置。
項目２１．クランプアームが超音波ブレードに近づくにつれて変化する移動比に基づいて、エンドエフェクタの超音波ブレードへの電力出力を動的に調節するように構成された比例積分コントローラを更に備える、項目１４〜２０のいずれか一項目に記載の装置。
項目２２．エンドエフェクタを制御する装置を較正する方法であって、エンドエフェクタのクランプアーム及び超音波ブレードの全開位置に対応する第１の信号を検出することと、エンドエフェクタのクランプアーム及び超音波ブレードの中間位置に対応する第２の信号を検出することであって、中間位置が、クランプアームと超音波ブレードとの間に剛性本体をクランプすることから生じる、ことと、エンドエフェクタのクランプアーム及び超音波ブレードの全閉位置に対応する第３の信号を検出することと、を含む、方法。
項目２３．少なくとも第１、第２、及び第３の信号、全開位置、中間位置、及び全閉位置、並びに剛性本体の寸法に基づいて、センサ変位の関数として信号強度を表すための最良適合曲線を判定すること、を更に含む、項目２２に記載の方法。
項目２４．少なくとも第１、第２、及び第３の信号、並びに全開位置、中間位置、及び全閉位置に基づいてルックアップテーブルを作成すること、を更に含む、項目２２又は２３に記載の方法。
【０１８２】
〔実施の態様〕
（１）  エンドエフェクタを制御する方法であって、
前記エンドエフェクタのクランプアームの移動を駆動する第１の管の、第２の管に対する移動に応答して信号を検出することと、
前記信号に基づいて、前記エンドエフェクタの超音波ブレードに対する前記エンドエフェクタのクランプアーム位置を判定することと、
前記クランプアーム位置に基づいて前記エンドエフェクタの前記超音波ブレードへの電力出力を調節することと、を含む方法。
（２）  前記超音波ブレードへの前記電力出力を調節することが、ハンドピースに送られる電流を操作することによって達成される、実施態様１に記載の方法。
（３）  前記第１の管が内側管であり、前記第２の管が外側管であり、前記内側管が前記外側管に対して移動可能であり、前記外側管が前記内側管に対して静止している、実施態様１に記載の方法。
（４）  前記第１の管が内側管であり、前記第２の管が外側管であり、前記外側管が前記内側管に対して移動可能であり、前記内側管が前記内側管に対して静止している、実施態様１に記載の方法。
（５）  ホール効果センサ、及び前記第１の管上に配置された磁石を使用して前記信号を検出することを更に含む、実施態様１に記載の方法。
【０１８３】
（６）  前記第１の管が前記エンドエフェクタの前記クランプアームの移動を駆動するときに、前記第１の管上に配置された磁石をホール効果センサに対して移動させることを更に含む、実施態様１に記載の方法。
（７）  ホール効果センサにおける電圧変化に基づいて超音波トランスデューサを使用して前記エンドエフェクタの前記超音波ブレードへの前記電力出力を調節することを更に含む、実施態様１に記載の方法。
（８）  前記クランプアームが前記超音波ブレードに近づくにつれて変化する移動比に基づいて、前記エンドエフェクタの前記超音波ブレードへの前記電力出力を動的に調節することを更に含む、実施態様１に記載の方法。
（９）  前記クランプアームが前記超音波ブレードに近づくにつれて変化する移動比に基づいて、比例積分コントローラを使用して、前記エンドエフェクタの前記超音波ブレードへの前記電力出力を動的に調節することを更に含む、実施態様１に記載の方法。
（１０）  移動比閾値が満たされると、前記エンドエフェクタの前記超音波ブレードへの前記電力出力を完全に切ることを更に含む、実施態様１に記載の方法。
【０１８４】
（１１）  前記信号に基づいて、前記クランプアームと前記超音波ブレードとの間の組織の量又は厚さを判定することと、
前記組織の量又は厚さに基づいて、前記エンドエフェクタの前記超音波ブレードへの前記電力出力を調節することと、
を更に含む、実施態様１に記載の方法。
（１２）  前記クランプアームと前記超音波ブレードとの間の前記組織の量又は厚さが所定の閾値未満であると判定したことに応答して、前記エンドエフェクタの前記超音波ブレードへの前記電力出力を、より大きな組織の量又は厚さに対するよりも少ない量だけ低減することを更に含む、実施態様１１に記載の方法。
（１３）  前記クランプアームと前記超音波ブレードとの間の前記組織の量又は厚さが所定の閾値を上回ると判定したことに応答して、前記エンドエフェクタの前記超音波ブレードへの前記電力出力を、より小さい組織の量又は厚さに対するよりも多い量だけ低減することを更に含む、実施態様１１に記載の方法。
（１４）  エンドエフェクタを制御する装置であって、
前記エンドエフェクタのクランプアームの移動を駆動する第１の管の、第２の管に対する移動に応答して信号を検出するように構成されたセンサと、
前記信号に基づいて、前記エンドエフェクタの超音波ブレードに対する前記エンドエフェクタのクランプアーム位置を判定するように構成されたプロセッサと、
前記クランプアーム位置に基づいて前記エンドエフェクタの前記超音波ブレードへの電力出力を調節するように構成されたトランスデューサと、を備える、装置。
（１５）  前記第１の管が内側管であり、前記第２の管が外側管であり、前記外側管が前記内側管に対して移動可能であり、前記内側管が前記外側管に対して静止している、実施態様１４に記載の装置。
【０１８５】
（１６）  前記第１の管が内側管であり、前記第２の管が外側管であり、前記内側管が前記外側管に対して移動可能であり、前記外側管が前記内側管に対して静止している、実施態様１４に記載の装置。
（１７）  前記第１の管上に配置される磁石を更に備え、
前記センサが、前記磁石の位置に基づいて前記信号を検出するために使用されるホール効果センサである、
実施態様１４に記載の装置。
（１８）  前記第１の管が前記エンドエフェクタの前記クランプアームの移動を駆動するとき、前記第１の管上に配置された前記磁石がホール効果センサに対して移動する、実施態様１４に記載の装置。
（１９）  前記トランスデューサが、ホール効果センサにおける電圧変化に基づいて、前記エンドエフェクタの前記超音波ブレードへの前記電力出力を調節するように構成された超音波トランスデューサである、実施態様１４に記載の装置。
（２０）  前記トランスデューサは、前記クランプアームが前記超音波ブレードに近づくにつれて変化する移動比に基づいて、前記エンドエフェクタの前記超音波ブレードへの前記電力出力を動的に調節するように構成されている、実施態様１４に記載の装置。
【０１８６】
（２１）  前記クランプアームが前記超音波ブレードに近づくにつれて変化する移動比に基づいて、前記エンドエフェクタの前記超音波ブレードへの前記電力出力を動的に調節するように構成された比例積分コントローラを更に備える、実施態様１４に記載の装置。
（２２）  エンドエフェクタを制御する装置を較正する方法であって、
前記エンドエフェクタのクランプアーム及び超音波ブレードの全開位置に対応する第１の信号を検出することと、
前記エンドエフェクタの前記クランプアーム及び前記超音波ブレードの中間位置に対応する第２の信号を検出することであって、前記中間位置が、前記クランプアームと前記超音波ブレードとの間に剛性本体をクランプすることから生じる、ことと、
前記エンドエフェクタの前記クランプアーム及び前記超音波ブレードの全閉位置に対応する第３の信号を検出することと、を含む、方法。
（２３）  少なくとも前記第１、第２、及び第３の信号、前記全開位置、中間位置、及び全閉位置、並びに前記剛性本体の寸法に基づいて、センサ変位の関数として信号強度を表すための最良適合曲線を判定すること、
を更に含む、実施態様２２に記載の方法。
（２４）  少なくとも前記第１、第２、及び第３の信号、並びに前記全開位置、中間位置、及び全閉位置に基づいてルックアップテーブルを作成すること、
を更に含む、実施態様２２に記載の方法。
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９Ａ】
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【図２９Ｂ】
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【図２９Ｃ】
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【図２９Ｄ】
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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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【国際調査報告】
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