(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
方法において、
無線でプログラムされる制御ユニットを含む外科器具を、密閉された容器内にパッケージングするステップと、
前記外科器具が前記容器内に入ったまま、前記外科器具を放射線の照射により滅菌するステップと、
前記外科器具の滅菌の後に、前記外科器具が前記容器内に入ったまま、前記容器の外部に位置付けられたプログラミング装置により前記外科器具を無線でプログラミングするステップと、
を含み、
前記制御ユニットは、前記プログラミング装置により無線でプログラムされて、前記外科器具による外科手術動作を制御するものであり、
密閉された前記容器は、前記プログラミング装置から送られた無線信号を通過させることができ、滅菌のための放射線を透過でき、滅菌状態を維持できる、方法。
【発明の詳細な説明】
【開示の内容】
【０００１】
〔関連出願〕
本願は、参照して開示内容を本明細書に組み入れる以下に示す同時出願の米国特許出願に関連する。
１．ジェイ・ジョーダーノ（J. Giordano）らによる米国特許出願第１１／６５１７１５号（名称：「制御ユニットとセンサトランスポンダとの間で無線通信を行う外科器具（SURGICAL INSTRUMENT WITH WIRELESS COMMUNICATION BETWEEN CONTROL UNIT AND SENSOR TRANSPONDERS）」）（代理人整理番号：０６０３３８／ＥＮＤ５９２３ＵＳＮＰ）
２．ジェイ・ジョーダーノ（J. Giordano）らによる米国特許出願第１１／６５１８０７号（名称：「制御ユニットと遠隔センサとの間で無線通信を行う外科器具（SURGICAL INSTRUMENT WITH WIRELESS COMMUNICATION BETWEEN CONTROL UNIT AND REMOTE SENSOR）」）（代理人整理番号：０６０３３９／ＥＮＤ５９２４ＵＳＮＰ）
３．ジェイ・ジョーダーノ（J. Giordano）らによる米国特許出願第１１／６５１８０６号（名称：「制御ユニットとエンドエフェクタとの間で無線通信するための素子を備えた外科器具（SURGICAL INSTRUMENT WITH ELEMENTS TO COMMUNICATE BETWEEN CONTROL UNIT AND END EFFECTOR）」）（代理人整理番号：０６０３４０／ＥＮＤ５９２５ＵＳＮＰ）
４．エフ・シェルトン（F. Shelton）らによる米国特許出願第１１／６５１７６８号（名称：「外科器具におけるカートリッジの再使用の防止（PREVENTION OF CARTRIDGE REUSE IN A SURGICAL INSTRUMENT）」）（代理人整理番号：０６０３４１／ＥＮＤ５９２６ＵＳＮＰ）
５．エフ・シェルトン（F. Shelton）らによる米国特許出願第１１／６５１７８８号（名称：「インターロックとこのインターロックを含む外科器具（INTERLOCK AND SURGICAL INSTRUMENT INCLUDING SAME）」）（代理人整理番号：０６０３４３／ＥＮＤ５９２８ＵＳＮＰ）
６．エフ・シェルトン（F. Shelton）らによる米国特許出願第１１／６５１７８５号（名称：「バッテリ性能を向上させた外科器具（SURGICAL INSTRUMENT WITH ENHANCED BATTERY PERFORMANCE）」）（代理人整理番号：０６０３４７／ＥＮＤ５９３１ＵＳＮＰ）
【０００２】
〔発明の背景〕
内視鏡外科器具は、小さな切開部が術後の回復時間を短縮し合併症を低減するため、従来の開放外科装置よりも好まれる場合が多い。したがって、トロカールのカニューレによって所望の外科部位に遠位エンドエフェクタを正確に配置するのに適した様々な内視鏡外科器具の開発が著しく進展した。このような遠位エンドエフェクタは、診断効果または治療効果を果たすべく様々な方式で組織に係合する（例えば、エンドカッター、把持器、カッター、ステープラ、クリップアプライヤ、アクセス装置、薬物／遺伝子治療送達装置、および超音波、ＲＦ、レーザーなどを用いたエネルギー装置）。
【０００３】
既知の外科ステープラは、組織に長さ方向の切開部を作ると同時にその切開部の両側にステープルを列状に留めるエンドエフェクタを含む。エンドエフェクタは、器具が内視鏡や腹腔鏡に用いられる場合、カニューレの通路内を通過できる一対の協働するジョー部材を含む。一方のジョー部材は、横方向に離隔した少なくとも２列のステープルを有するステープルカートリッジを受容する。他方のジョー部材は、カートリッジ内のステープルの列に整合したステープル形成ポケットを有するアンビルを画定している。この器具は、複数の往復するくさびを含む。これらのくさびは、遠位側に駆動されると、ステープルカートリッジの開口を通過して、ステープルを支持しているドライバに係合し、ステープルをアンビルに向かって発射させる。
【０００４】
内視鏡用途に適した外科ステープラの例が、閉じる動作と発射する動作を別個に行うエンドカッターを開示する米国特許第５，４６５，８９５号に記載されている。この装置を使用する医師は、発射の前に組織を位置付けるために組織に対してジョー部材を閉じることができる。医師は、ジョー部材が組織を適切に把持していると判断したら、１回の発射ストロークで外科ステープラを作動させて、組織を切断し、ステープル留めすることができる。切断とステープル留めを同時に行うことにより、それぞれ切断およびステープル留めのみを行う別個の外科器具を用いてこれらの処置を連続的に行う場合に生じうる合併症を防止することができる。
【０００５】
発射する前に組織に対して閉じることができる１つの具体的な利点は、医師が、十分な量の組織が対向するジョーの間に把持されたことを含め、切断のために所望の位置に達成されたことを、内視鏡によって確認することができることである。このように確認しない場合は、対向したジョーが、互いに近付きすぎて、特に遠位端部で圧迫され、切断された組織を有効にステープル留めすることができない。これとは反対に、クランプされた組織の量が過剰であると、詰まって不完全な発射となる。
【０００６】
内視鏡ステープラ／カッターは、世代毎に複雑さと機能が増してきている。この理由の１つは、全てまたは大多数の外科医が操作できるより低い発射力（ＦＴＦ）が求められていることによる。より低いＦＴＦのための既知の１つの解決策は、ＣＯ２または電気モータの使用である。このような装置は、別の点から、従来の手動装置よりも格段に優れているとは言えない。外科医は通常、大抵の外科医が可能な上限の力（通常は約１５〜３０ポンド（約６．９〜約１３．６ｋｇ））で切断／ステープルサイクルが完了したことを確認するために、ステープルの形成でエンドエフェクタが受ける力に比例した力分布を感じることを好む。また、外科医は通常、ステープル取付けの制御を維持すること、装置のハンドルで感じる力が大きすぎる場合または他の臨床上の理由で、いつでも停止できることを望む。
【０００７】
この要求を満たすべく、補助電源が器具の発射を補助する、いわゆる「動力補助」内視鏡外科器具が開発された。例えば、ある種の動力補助装置では、使用者が発射トリガーを引くと、モータが補助電力を入力に供給する。このような装置は、切断操作を完了するために、操作者が加える必要がある発射の力を低減するべく、荷重のフィードバックおよび制御を操作者に伝達することができる。このような１つの動力補助装置が、参照して開示内容を本明細書に組み入れる、２００６年１月３１日出願のシェルトン（Shelton）らによる米国特許出願第１１／３４３，５７３号（名称：「荷重のフィードバックを与えるモータ駆動外科切断／締結器具（Motor-driven surgical cutting and fastening instrument with loading force feedback）」）に開示されている。
【０００８】
このような動力補助装置は、純粋に機械的な内視鏡外科器具が含まないセンサおよび制御システムなどの他の構成要素を含む場合が多い。外科器具にこのような電子機器を使用する際の問題点は、特に外科器具に自由回転接合部が設けられている場合、電力および／またはデータをセンサに供給すること、またはセンサから受け取ることである。
【０００９】
〔発明の概要〕
一つの一般な態様では、本発明は、内視鏡器具または関節鏡器具などの外科器具に関する。一実施形態によると、この外科器具は、受動的に電力の供給を受ける少なくとも１つのセンサトランスポンダを有するエンドエフェクタを含む。外科器具はまた、エンドエフェクタに連結された遠位端部を有するシャフト、およびこのシャフトの近位端部に連結されたハンドルも含む。このハンドルは、少なくとも１つの誘導結合によってセンサトランスポンダと通信する制御ユニット（例えば、マイクロコントローラ）を含む。さらに、外科器具は、シャフトを回転させるために回転接合部を含むことができる。このような場合、外科器具は、回転接合部の遠位側のシャフト内に配置され、制御ユニットに誘導結合された第１の誘導素子と、シャフト内に遠位側に配置され、少なくとも１つのセンサトランスポンダに誘導結合された第２の誘導素子を含むことができる。第１の誘導素子と第２の誘導素子は、有線の物理的接続によって接続することができる。
【００１０】
このように、制御ユニットは、有線配線を維持するのが困難となることがある回転接合部のような複雑な機械接合部を通る直接的な有線接続を用いずに、エンドエフェクタ内のトランスポンダと通信することができる。加えて、誘導素子間の距離が固定されており、既知なので、この誘導結合を、エネルギーの誘導伝送にとって最適にすることができる。また、比較的低い出力信号を用いて、外科器具の使用環境における他のシステムとの干渉を最小限にするために、この距離が比較的短くすることができる。
【００１１】
本発明の別の一般的な態様では、外科器具の導電シャフトは、制御ユニットがセンサトランスポンダへ、およびセンサトランスポンダから信号を無線通信するためのアンテナとして機能することができる。例えば、センサトランスポンダを、プラスチックカートリッジなどのエンドエフェクタの非導電構成要素上または非導電構成要素内部に配置して、センサトランスポンダを、エンドエフェクタおよびシャフトの誘導素子から絶縁することができる。加えて、ハンドル内の制御ユニットは、シャフトに電気的に結合することができる。このように、シャフトおよび／またはエンドエフェクタは、制御ユニットからセンサに信号を放射し、かつ／またはセンサから放射された信号を受信することで、アンテナとして機能することができる。このような設計は、データ信号を通信するためにセンサと制御ユニットとの間の直接的な有線接続の使用が困難となる複雑な機械接合部（回転接合部など）を有する外科器具に特に有用である。
【００１２】
別の実施形態では、シャフトおよび／またはエンドエフェクタの構成要素は、制御ユニットに信号を放射し、かつ制御ユニットから放射された信号を受信することで、センサのためのアンテナとして機能することができる。このような実施形態によると、制御ユニットは、シャフトおよびエンドエフェクタから電気的に絶縁されている。
【００１３】
別の一般的な態様では、本発明は、器具がパッケージングされて滅菌された後にプログラミング装置によってプログラムすることができるプログラム可能な制御ユニットを含む外科器具に関する。このような一実施形態では、プログラミング装置は、無線で制御ユニットをプログラムすることができる。制御ユニットは、プログラミング動作の際に、プログラミング装置からの無線信号によって受動的に電力の供給を受けることができる。別の実施形態では、滅菌容器は、外科器具が滅菌容器内に受容されたまま、プログラミング装置を外科器具に接続できるように、接続インターフェースを含むことができる。
【００１４】
〔詳細な説明〕
本発明の様々な実施形態を、添付の図面を参照しながら例として説明する。
【００１５】
本発明の様々な実施形態は、少なくとも１つの遠隔センサトランスポンダ、および制御ユニットからこのトランスポンダに電力および／またはデータ信号を送信するための手段を有する外科器具に関する。本発明は、内視鏡または関節鏡外科器具などの、少なくとも１つのセンサトランスポンダを含むあらゆるタイプの外科器具に用いることができるが、自由回転接合部などの外科器具の特徴がセンサへの配線を妨げるまたは困難にする外科器具に特に有用である。システムの態様を説明する前に、本発明の実施形態を用いることができるあるタイプの外科器具、すなわち内視鏡ステープル留め／切断器具（エンドカッター）を、まず一例として説明する。
【００１６】
図１および図２は、ハンドル６、シャフト８、および、関節動作ピボット１４でシャフト８に旋回可能に接続された関節動作エンドエフェクタ１２を含む内視鏡外科器具１０を示している。エンドエフェクタ１２の正確な配置および向きは、（１）シャフト８の自由回転接合部２９で閉鎖チューブ（詳細は図４および図５との関連でより詳細に後述する）を回転させてエンドエフェクタ１２を回転させるための回転ノブ２８、および（２）関節動作ピボット１４を中心にエンドエフェクタ１２を回転関節動作させるための関節動作制御部１６を含め、ハンドル６に設けられた制御部によって容易に行うことができる。例示されている実施形態では、エンドエフェクタ１２は、組織をクランプ、切断、およびステープル留めするためのエンドカッターとして機能するように構成されているが、他の実施形態では、把持器、カッター、ステープラ、クリップアプライヤ、アクセス装置、薬物／遺伝子治療装置、および超音波、ＲＦ、またはレーザー装置などの他のタイプの外科器具のエンドエフェクタなどの様々なタイプのエンドエフェクタを用いることができる。
【００１７】
器具１０のハンドル６は、エンドエフェクタ１２を作動させるための閉鎖トリガー１８および発射トリガー２０を含むことができる。様々な外科処置に用いられるエンドエフェクタを有する器具は、エンドエフェクタ１２を作動させるために、異なる数または種類のトリガーまたは他の適当な制御部を有することができることを理解されたい。エンドエフェクタ１２は、図示されているように、好ましくは細長いシャフト８によってハンドル６から離隔している。一実施形態では、外科器具１０の医師すなわち操作者が、関節動作制御部１６を用いてシャフト８に対してエンドエフェクタ１２を関節動作させることができる。この詳細が、参照して開示内容を本明細書に組み入れる、２００６年１月１０日に出願された、ジョフレイ・シー・ヒューイ（Geoffrey C. Hueil）らによる係属中の米国特許出願第１１/３２９，０２０号（名称：「関節動作エンドエフェクタを備えた外科器具（Surgical Instrument Having An Articulating End Effector）」）に開示されている。
【００１８】
エンドエフェクタ１２は、この例では、特に、ステープル溝型部材２２、およびアンビル２４などの旋回可能なクランプ部材を含む。ステープル溝型部材２２とアンビル２４は、エンドエフェクタ１２内にクランプされた組織の効果的なステープル留めおよび切断を確実にする間隔で維持される。ハンドル６は、ピストルグリップ２６を含む。医師が、閉鎖トリガー１８をピストルグリップ２６に向かって旋回させて(pivotally)引いて、エンドエフェクタ１２のステープル溝型部材２２に向かってアンビル２４をクランプまたは閉鎖して、アンビル２４と溝型部材２２との間に位置付けられた組織をクランプする。発射トリガー２０は、閉鎖トリガー１８のさらに外側(outboard)に位置する。閉鎖トリガー１８が閉鎖位置にロックされると、発射トリガー２０がピストルグリップ２６に向かって僅かに回転し、操作者が片手で操作することができる。次に、操作者が、発射トリガー２０をピストルグリップ２６に向かって旋回させて引いて、エンドエフェクタ１２内にクランプされた組織のステープル留めおよび切断を行うことができる。米国特許出願第１１／３４３，５７３号に、閉鎖トリガー１８のロックおよびロック解除のための様々な構造が示されている。他の実施形態では、例えば、対向したジョーなどのアンビル２４以外の異なるタイプのクランプ部材を用いることができる。
【００１９】
本明細書で用いる用語「近位」および「遠位」は、器具１０のハンドル６を把持している医師を基準に用いていることを理解されたい。したがって、エンドエフェクタ１２は、より近位側のハンドル６に対して遠位側である。さらに、分かりやすくするために、「垂直」および「水平」などの空間用語を図面に対して用いることを理解されたい。しかしながら、外科器具は、様々な向きおよび位置で用いることができ、このような語は、限定的および絶対的であることを意図するものではない。
【００２０】
まず、閉鎖トリガー１８を作動させることができる。医師が、エンドエフェクタ１２の位置付けに満足したら、医師は、閉鎖トリガー１８を、ピストルグリップ２６に近接した完全に閉じたロック位置まで引き戻すことができる。次に、発射トリガー２０を作動させることができる。医師が圧力を除去すると、発射トリガー２０は、開位置（図１および図２を参照）に戻る。この例では、ハンドル６のピストルグリップ２６に設けられたハンドル６の解除ボタン３０を押圧すると、ロックされた閉鎖トリガー１８を解除することができる。
【００２１】
図３は、様々な実施形態に従ったエンドエフェクタ１２の組立分解図である。例示されている実施形態に示されているように、エンドエフェクタ１２は、上記した溝型部材２２およびアンビル２４に加えて、切断器具３２、スレッド３３、溝型部材２２内に取外し可能に配置されたステープルカートリッジ３４、および螺旋ねじシャフト３６を含むことができる。切断器具３２は、例えば、ナイフとすることができる。アンビル２４は、溝型部材２２の近位端部に接続されたピボット点２５で旋回させて開閉することができる。アンビル２４は、このアンビル２４を開閉するために機械閉鎖システム（詳細を後述）の構成要素内に挿入されるタブ２７をその近位端部に備えることもできる。閉鎖トリガー１８が作動する、すなわち器具１０の使用者によって引かれると、アンビル２４が、クランプすなわち閉位置にピボット点２５を中心に旋回することができる。エンドエフェクタ１２のクランプに満足したら、操作者は、詳細を後述するように、発射トリガー２０を作動させて、ナイフ３２およびスレッド３３を溝型部材２２に沿って長さ方向に移動させ、エンドエフェクタ１２内にクランプされた組織を切断することができる。スレッド３３の溝型部材２２に沿った運動により、ステープルカートリッジ３４のステープルが、閉じたアンビル２４に向かって切断された組織内を進み、アンビル２４に曲げられて切断された組織を閉じる。参照して開示内容を本明細書に組み入れる米国特許第６，９７８，９２１号（名称：「Ｅビーム発射機構を含む外科ステープラ器具（Surgical stapling instrument incorporating an E-beam firing mechanism）」）に、このような２ストロークの切断／締結器具が詳細に開示されている。スレッド３３をカートリッジ３４の一部とし、切断動作の後にナイフ３２が引き戻されても、スレッド３３が引き戻されないようにすることができる。溝型部材２２およびアンビル２４は、詳細を後述するように、エンドエフェクタ内のセンサと通信するアンテナの一部として機能できるように導電材料（金属など）から形成することができる。カートリッジ３４は、非導電材料（プラスチックなど）から形成することができ、センサは、詳細を後述するように、カートリッジ３４に接続するかまたはその内部に配置することができる。
【００２２】
ここに開示する外科器具１０の実施形態は、切断された組織をステープル留めするエンドエフェクタ１２を用いているが、他の実施形態では、切断された組織を締結またはシールするための異なる技術を用いることができることに留意されたい。例えば、切断された組織を閉じるためにＲＦエネルギーまたは接着剤を用いるエンドエフェクタを用いることができる。イエーツ（Yates）らによる米国特許第５，７０９，６８０号（名称：「電気外科止血装置（Electrosurgical Hemostatic Device）」）、およびイエーツ（Yates）らによる米国特許第５，６８８，２７０号（名称：「埋込みおよび／またはオフセット電極を備えた電気外科止血装置（Electrosurgical Hemostatic Device With Recessed And/Or Offset Electrodes）」）に、ＲＦエネルギーを用いて切断された組織を閉じる切断器具が開示されている。参照して本明細書に組み入れるモーガン（Morgan）らによる米国特許出願第１１／２６７，８１１号およびシェルトン（Shelton）らによる米国特許出願第１１／２６７，３６３号に、接着剤を用いて切断された組織を閉じる切断器具が開示されている。したがって、本明細書では、切断／ステープル留め動作などについて述べているが、これは例示的な実施形態であり、限定することを意図するものではないことを理解されたい。他の組織締結技術を用いることもできる。
【００２３】
図４および図５は、様々な実施形態に従ったエンドエフェクタ１２およびシャフト８の組立分解図であり、図６は側面図である。例示されている実施形態に示されているように、シャフト８は、近位閉鎖チューブ４０、およびピボットリンク４４によって旋回可能に連結された遠位閉鎖チューブ４２を含むことができる。遠位閉鎖チューブ４２は、アンビル２４を開閉するためにアンビル２４のタブ２７が挿入される開口４５を含む。閉鎖チューブ４０、４２内に、近位スパインチューブ４６を配置することができる。近位スパインチューブ４６内に、かさ歯車組立体５２によって第２（または遠位）駆動シャフト５０に接続された第１の回転（または近位）駆動シャフト４８を配置することができる。第２の駆動シャフト５０は、螺旋ねじシャフト３６の近位駆動歯車５６に係合する駆動歯車５４に接続されている。垂直かさ歯車５２ｂが、近位スパインチューブ４６の遠位端部の開口５７内に回転可能に配置することができる。遠位スパインチューブ５８を用いて、第２の駆動シャフト５０および駆動歯車５４、５６を覆うことができる。第１の駆動シャフト４８、第２の駆動シャフト５０、および関節動作組立体（例えば、かさ歯車組立体５２ａ〜５２ｃ）は、本明細書では、総称して「主駆動シャフト組立体」と呼ぶこともある。閉鎖チューブ４０、４２は、後述するように、アンテナの一部として機能しうるように導電材料（金属など）から形成することができる。主駆動シャフト組立体の構成要素（例えば、駆動シャフト４８、５０）は、非導電材料（プラスチックなど）から形成することができる。
【００２４】
ステープル溝型部材２２の遠位端部に位置付けられた軸受３８は、螺旋駆動ねじ３６が溝型部材２２に対して自由に回転できるように螺旋駆動ねじ３６を収容する。螺旋ねじシャフト３６は、この回転により、ナイフ３２がステープル溝型部材２２内を遠位側または近位側（回転方向によって決まる）に移動するように、ナイフ３２のねじ開口（不図示）に連結させることができる。したがって、詳細を後述するように、発射トリガー２０の作動によって第１の駆動シャフト４８が回転すると、かさ歯車組立体５２ａ‐５２ｃにより、第２の駆動シャフト５０が回転し、駆動歯車５４、５６の噛合によって螺旋ねじシャフト３６が回転して、ナイフ３２が溝型部材２２に沿って長さ方向に移動し、エンドエフェクタ内にクランプされた全ての組織が切断される。スレッド３３は、例えばプラスチックから形成することができ、傾斜した遠位面を有することができる。スレッド３３が溝型部材２２を横断する際、その傾斜した前面が、ステープルカートリッジ３４内のステープルを、クランプされた組織を通してアンビル２４に向かって押し上げることができる。アンビル２４がステープルを曲げて、切断された組織がステープル留めされる。ナイフ３２が引き戻されると、このナイフ３２とスレッド３３が係合解除され、スレッド３３が溝型部材２２の遠位端部にスレッド３３が残置される。
【００２５】
様々な実施形態によると、図７〜図１０に示されているように、外科器具は、ハンドル６内にバッテリ６４を含むことができる。例示されている実施形態は、エンドエフェクタ１２内の切断器具の配置および荷重の力について使用者にフィードバックする。加えて、この実施形態は、使用者が発射トリガー１８を引く際の力を利用して器具１０に動力を供給することができる（いわゆる「動力補助」モード）。例示されている実施形態に示されているように、ハンドル６は、互いに嵌合してハンドル６の外面を形成する下部外面部品５９、６０および上部外面部品６１、６２を含む。ハンドル部品５９〜６２は、プラスチックなどの非導電材料から形成することができる。バッテリ６４を、ハンドル６のピストルグリップ部分２６内に配置することができる。バッテリ６４は、ハンドル６のピストルグリップ部分２６の上部内に配置されたモータ６５に電力を供給する。バッテリ６４は、例えば、ＬｉＣｏＯ２やＬｉＮｉＯ２などのリチウムイオン化学またはニッケル水素化学などを含む任意の適当な構造または化学に従って製造することができる。様々な実施形態によると、モータ６５は、約５０００ＲＰＭ〜１００，０００ＲＰＭの最大回転速度を有するＤＣブラシ駆動モータとすることができる。モータ６４は、第１のかさ歯車６８および第２のかさ歯車７０を含む９０度かさ歯車組立体６６を駆動することができる。かさ歯車組立体６６は、遊星歯車組立体７２を駆動することができる。遊星歯車組立体７２は、駆動シャフト７６に接続されたピニオン歯車７４を含むことができる。ピニオン歯車７４は、駆動シャフト８２によって螺旋歯車ドラム８０を駆動する、噛合するリング歯車７８を駆動することができる。リング８４を、螺旋歯車ドラム８０に螺合させることができる。したがって、モータ６５が回転すると、リング８４が、間に配置されたかさ歯車組立体６６、遊星歯車組立体７２、およびリング歯車７８によって螺旋歯車ドラム８０に沿って移動する。
【００２６】
ハンドル６は、操作者が発射トリガー２０をハンドル６のピストルグリップ部分２６に向かって引いて（または閉じて）エンドエフェクタ１２で切断／ステープル留め動作を行ったことを検出するために発射トリガー２０と通信するモータ運転センサ１１０も含むことができる。このセンサ１１０は、例えば、レオスタットすなわち可変抵抗器などの比例センサとすることができる。発射トリガー２０が引かれると、センサ１１０がこの動きを検出し、モータ６５に供給される電圧（電力）を示す電気信号を送信する。センサ１１０が可変抵抗器などである場合、モータ６５の回転は、発射トリガー２０の運動量に通常は比例させることができる。すなわち、操作者が、発射トリガー２０を僅かに引いた、すなわち閉じた場合、モータ６５の回転速度が比較的低い。発射トリガー２０が、完全に引かれた、すなわち完全に閉じた位置に位置する場合、モータ６５の回転速度が最大となる。言い換えれば、使用者が発射トリガー２０を強く引けば引く程、モータ６５に供給される電圧が大きくなり、回転速度が大きくなる。別の実施形態では、例えば、制御ユニット（詳細を後述）は、モータ６５を制御するために、センサ１１０からの入力に基づいてモータ６５にＰＷＭ制御信号を出力することができる。
【００２７】
ハンドル６は、発射トリガー２０の上部に近接した中間ハンドル部品１０４を含むことができる。ハンドル６は、中間ハンドル部品１０４のポストと発射トリガー２０との間に接続された付勢ばね１１２を含むことができる。この付勢ばね１１２は、発射トリガー２０を完全な開位置に付勢することができる。このように、操作者が発射トリガー２０を解放すると、付勢ばね１１２は、発射トリガー２０を開位置に引き、センサ１１０の作動を停止し、モータ６５の回転を停止する。さらに、使用者が発射トリガー２０を閉じる際にはいつも、付勢ばね１１２によって、使用者が閉鎖動作に対して抵抗を感じる。これにより、使用者が、モータ６５による回転の程度についてのフィードバックを受ける。さらに、操作者が、発射トリガー２０を引くのを停止すると、センサ１１０に力がかからなくなって、モータ６５が停止する。したがって、使用者は、エンドエフェクタ１２の配置を停止することができるため、切断／締結動作の制御の手段が得られる。
【００２８】
螺旋歯車ドラム８０の遠位端部は、ピニオン歯車１２４に噛合するリング歯車１２２を駆動する遠位駆動シャフト１２０を含む。ピニオン歯車１２４は、主駆動シャフト組立体の第１の駆動シャフト４８に接続されている。このように、モータ６５の回転により、主駆動シャフト組立体が回転し、上記したように、エンドエフェクタ１２が作動する。
【００２９】
螺旋歯車ドラム８０に螺合したリング８４は、スロットアーム９０のスロット８８内に配置されるポスト８６を含むことができる。スロットアーム９０は、ハンドル外面部品５９と６０との間に接続されたピボットピン９６を収容する開口９２をその反対側の端部９４に有する。ピボットピン９６は、発射トリガー２０の開口１００および中間ハンドル部品１０４の開口１０２をも通って配置される。
【００３０】
加えて、ハンドル６は、モータ逆回転（またはストローク終了）センサ１３０およびモータ停止（またはストローク開始）センサ１４２を含むことができる。様々な実施形態では、モータ逆回転センサ１３０は、リング８４が螺旋歯車ドラム８０の遠位端部に達すると、螺旋歯車ドラム８０に螺合したリング８４がモータ逆回転センサ１３０に接触して作動させるように、螺旋歯車ドラム８０の遠位端部に配置されたリミットスイッチとすることができる。モータ逆回転センサ１３０は、作動すると、制御ユニットに信号を送信し、この制御ユニットが、モータ６５の回転方向を逆転する信号をモータ６５に送信し、切断動作後にエンドエフェクタ１２のナイフ３２が引き戻される。
【００３１】
モータ停止センサ１４２は、例えば、通常は閉じたリミットスイッチとすることができる。様々な実施形態では、このセンサ１４２は、リング８４が螺旋歯車ドラム８０の近位端部に達するとリング８４がスイッチ１４２を作動させるように、螺旋歯車ドラム８０の近位端部に配置することができる。
【００３２】
動作の際、器具１０の操作者が発射トリガー２０を引くと、センサ１１０が、発射トリガー２０の移動を検出して、制御ユニットに信号を送信し、この制御ユニットがモータ６５に信号を送信し、モータ６５が、操作者が発射トリガー２０を引いた力に比例した速度で順方向に回転する。モータ６５の順方向回転により、遊星歯車組立体７２の遠位端部のリング歯車７８が回転し、これにより螺旋歯車ドラム８０が回転し、螺旋歯車ドラム８０に螺合したリング８４がこの螺旋歯車ドラム８０に沿って遠位側に移動する。螺旋歯車ドラム８０の回転はまた、上記した主駆動シャフト組立体を駆動し、これによりエンドエフェクタ１２内でナイフ３２が配置される。すなわち、ナイフ３２およびスレッド３３が溝型部材２２を長さ方向に移動して、エンドエフェクタ１２内にクランプされた組織を切断する。また、ステープル留め型エンドエフェクタが用いられている実施形態では、エンドエフェクタ１２のステープル留め動作も行われる。
【００３３】
エンドエフェクタ１２の切断／ステープル動作が完了するまでには、螺旋歯車ドラム８０のリング８４が、螺旋歯車ドラム８０の遠位端部に到達しており、モータ逆回転センサ１３０が作動して、制御ユニットに信号を送信し、この制御ユニットがモータ６５に信号を送信して、モータ６５が逆回転する。これにより、ナイフ３２が引き戻され、螺旋歯車ドラム８０のリング８４が、螺旋歯車ドラム８０の近位端部に戻る。
【００３４】
中間ハンドル部品１０４は、図８および図９に最もよく示されているように、スロットアーム９０に係合する後部肩１０６を含む。中間ハンドル部品１０４はまた、発射トリガー２０に係合する前進運動ストッパー１０７も有する。スロットアーム９０の運動は、上記したように、モータ６５の回転によって制御されている。リング８４が螺旋歯車ドラム８０の近位端部から遠位端部に移動する際にスロットアーム９０が反時計回りの方向に回転すると、中間ハンドル部品１０４は、反時計回りの方向に自由に回転する。したがって、使用者が発射トリガー２０を引くと、発射トリガー２０が中間ハンドル部品１０４の前進運動ストッパー１０７に係合して、中間ハンドル部品１０４が反時計回りの方向に回転する。しかしながら、スロットアーム９０に係合している後部肩１０６により、中間ハンドル部品１０４は、スロットアーム９０が許容する範囲で反時計回りの方向に回転することができる。このように、何らかの理由でモータ６５が回転を停止しなければならない場合、スロットアーム９０の回転が停止し、中間ハンドル部品１０４がスロットアーム９０によって反時計回りの方向に自由に回転できないため、使用者は発射トリガー２０をさらに引くことができない。
【００３５】
閉鎖トリガー１８を引いてエンドエフェクタ１２のアンビル２４を閉じる（またはクランプする）ための例示的な閉鎖システムの構成要素が、図７‐図１０に示されている。例示されている実施形態では、閉鎖システムは、閉鎖トリガー１８およびヨーク２５０の両方の整合した開口に挿入されたピン２５１によって閉鎖トリガー１８に接続されたヨーク２５０を含む。閉鎖トリガー１８の回転中心となるピボットピン２５２を、ピン２５１が閉鎖トリガー１８内に挿入される位置からずれた閉鎖トリガー１８の別の開口内に挿入する。したがって、閉鎖トリガー１８が引かれると、ヨーク２５０がピン２５１で取り付けられている閉鎖トリガー１８の上部が反時計回りの方向に回転する。ヨーク２５０の遠位端部が、ピン２５４によって第１の閉鎖ブラケット２５６に接続されている。第１の閉鎖ブラケット２５６は、第２の閉鎖ブラケット２５８に接続されている。閉鎖ブラケット２５６、２５８は、集合的に、これらの長さ方向の運動によって近位閉鎖チューブ４０が長さ方向に移動するように、近位閉鎖チューブ４０（図４を参照）の近位端部が収容される開口を画定している。器具１０は、近位閉鎖チューブ４０内に配置された閉鎖ロッド２６０も含む。閉鎖ロッド２６０は、窓２６１を含んでいてもよく、この窓６１内には、この閉鎖ロッド２６０をハンドル６に固定して接続するために、例示されている実施形態では下部外面部品５９などのハンドル外面部品の１つのポスト２６３が配置される。このように、近位閉鎖チューブ４０は、閉鎖ロッド２６０に対して長さ方向に移動することができる。閉鎖ロッド２６０は、近位スパインチューブ４６のキャビティ２６９内に適合し、キャップ２７１（図４を参照）によってキャビティ２６９内部に保持される遠位カラー２６７も含むことができる。
【００３６】
動作の際、閉鎖トリガー１８が引かれてヨーク２５０が回転すると、閉鎖ブラケット２５６、２５８により、近位閉鎖チューブ４０が遠位側（すなわち、器具１０のハンドル端部から離れる方向）に移動し、これにより遠位閉鎖チューブ４２が遠位側に移動し、アンビル２４が、ピボット点２５を中心にクランプすなわち閉位置まで回転する。閉鎖トリガー１８がロック位置から解除されると、近位閉鎖チューブ４０が近位側にスライドし、これにより遠位閉鎖チューブ４２が近位側にスライドし、遠位閉鎖チューブ４２の窓４５内に挿入されているタブ２７によって、アンビル２４が、クランプされていない開位置までピボット点２５を中心に旋回する。このように、閉鎖トリガー１８を引いてロックすることにより、操作者は、組織をアンビル２４と溝型部材２２との間にクランプすることができ、切断／ステープル留め動作の後に、閉鎖トリガー１８をロック位置から解除して、組織のクランプを解除することができる。
【００３７】
詳細を後述する制御ユニットは、ストローク終了センサ１３０、ストローク開始センサ１４２、およびモータ運転センサ１１０からの出力を受信し、これらの入力に基づいてモータ６５を制御することができる。例えば、閉鎖トリガー１８をロックした後に操作者が初めに発射トリガー２０を引くと、モータ運転センサ１１０が作動する。ステープルカートリッジ３４がエンドエフェクタ１２内に存在すると、カートリッジロックアウトセンサ（不図示）が閉じ、制御ユニットがモータ６５に制御信号を出力し、モータ６５が順方向に回転する。エンドエフェクタ１２がストロークの最後に達すると、モータ逆回転センサ１３０が作動する。制御ユニットが、この出力をモータ逆回転センサ１３０から受信し、モータ６５を逆回転させることができる。ナイフ３２が完全に引き戻されると、モータ停止センサスイッチ１４２が作動して、制御ユニットがモータ６５を停止させる。
【００３８】
他の実施形態では、比例型センサ１１０の代わりに、オン・オフ型センサを用いることができる。このような実施形態では、モータ６５の回転速度は、操作者が加える力に比例しない。むしろ、モータ６５は、一定の速度で回転する。しかしながら、発射トリガー２０が歯車駆動系路に噛合されているため、操作者は、力のフィードバックを受けることができる。
【００３９】
器具１０は、ステープルカートリッジ３４（または外科器具のタイプによっては別のタイプのカートリッジ）の状態、または閉鎖および発射の際のステープラの進行を決定するために、センサトランスポンダなどのエンドエフェクタ１２に関連した様々な状態を検出するための多数のセンサトランスポンダをエンドエフェクタ１２内に含むことができる。センサトランスポンダは、詳細を後述するように、誘導信号によって受動的に電力供給を受けることができるが、他の実施形態では、センサトランスポンダは、例えば、エンドエフェクタ１２内のバッテリなどの遠隔電源によって電力供給を受けることができる。センサトランスポンダは、例えば、磁気抵抗センサ、光学センサ、電気機械センサ、ＲＦＩＤセンサ、ＭＥＭＳセンサ、運動センサ、または圧力センサを含むことができる。これらのセンサトランスポンダは、例えば、図１１に示されているように、器具１０のハンドル６内に収容できる制御ユニット３００と通信することができる。
【００４０】
図１２に示されているように、様々な実施形態によると、制御ユニット３００は、プロセッサ３０６および１つ以上のメモリユニット３０８を含むことができる。メモリ３０８に記憶された命令行動を実行することにより、プロセッサ３０６は、様々なエンドエフェクタのセンサトランスポンダおよび他のセンサ（モータ運転センサ１１０、ストローク終了センサ１３０、およびストローク開始センサ１４２など）に基づいて、モータ６５またはユーザーディスプレイ（不図示）などの器具１０の様々な構成要素を制御することができる。制御ユニット３００は、器具１０の外科的な使用の際にバッテリ６４によって電力供給を受けることができる。制御ユニット３００は、詳細を後述するように、センサトランスポンダから無線信号を受け取るために誘導素子３０２（例えば、コイルやアンテナ）を含むことができる。受信アンテナとして機能する誘導素子３０２が受け取る入力信号は、復調器３１０によって復調し、デコーダ３１２によって復号することができる。入力信号は、エンドエフェクタ１２内のセンサトランスポンダからのデータを含むことができ、プロセッサ３０６は、このデータを用いて器具１０の様々な点を制御することができる。
【００４１】
信号をセンサトランスポンダに送信するために、制御ユニット３００は、信号を符号化するためのエンコーダ３１６、変調計画に従って信号を変調するための変調器３１８を含むことができる。誘導素子３０２は、送信アンテナとして機能することができる。制御ユニット３００は、任意の適当な無線通信プロトコルおよび任意の適当な周波数（例えば、ＩＳＭ帯域）を用いてセンサトランスポンダと通信することができる。また、制御ユニット３００は、センサトランスポンダからの受信信号の周波数範囲とは異なる周波数範囲で信号を送信することができる。また、唯１つのアンテナ（誘導素子３０２）が図１２に示されているが、他の実施形態では、制御ユニット３００は、別個の受信アンテナと送信アンテナを有することができる。
【００４２】
様々な実施形態によると、制御ユニット３００は、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、１つ以上の他のタイプの集積回路（例えば、ＲＦ受信機やＰＷＭコントローラ）、および／または個別受動構成要素を含むことができる。制御ユニットはまた、システム・オン・チップ（ＳｏＣ）またはシステム・イン・パッケージ（ＳＩＰ）などとして具現することもできる。
【００４３】
図１１に示されているように、制御ユニット３００を、器具１０のハンドル６内に収容することができ、器具１０の１つ以上のセンサトランスポンダ３６８を、エンドエフェクタ１２内に配置することができる。エンドエフェクタ１２内のセンサトランスポンダ３６８へ、またはセンサトランスポンダ３６８から電力を供給および／またはデータを送信するためには、制御ユニット３００の誘導素子３０２を、回転接合部２９の遠位側のシャフト８に位置付けられた第２の誘導素子（例えば、コイル）３２０に誘導結合することができる。第２の誘導素子３２０は、導電シャフト８から電気的に絶縁されているのが好ましい。
【００４４】
第２の誘導素子３２０は、絶縁された導電ワイヤ３２２によって、好ましくは関節動作ピボット１４の遠位側のエンドエフェクタ１２に近くに配置された遠位誘導素子（例えば、コイル）３２４に接続することができる。ワイヤ３２２は、導電ポリマーおよび／または金属（銅など）から形成することができ、関節動作ピボット１４によって損傷を受けずにこの関節動作内を通過できるように十分な可撓性を有することができる。遠位誘導素子３２４は、例えば、エンドエフェクタ１２のカートリッジ３４内のセンサトランスポンダ３６８に誘導結合することができる。詳細を後述するように、センサトランスポンダ３６８は、遠位コイル３２４に誘導結合するためのアンテナ（またはコイル）、センサ、および無線通信信号を送受信するための集積制御電子部品を含むことができる。
【００４５】
センサトランスポンダ３６８は、センサトランスポンダ３６８に受動的に電力供給するために、遠位誘導素子３２６から受信した誘導信号の電力の一部を用いることができる。誘導信号から十分な電力供給を受けたら、トランスポンダ３６８は、（ｉ）このトランスポンダ３６８と遠位誘導素子３２４との間の誘導結合、（ｉｉ）ワイヤ３２２、および（ｉｉｉ）第２の誘導素子３２０と制御ユニット３００との間の誘導結合によって、ハンドル６内の制御ユニット３００に対してデータを送受信することができる。このように、制御ユニット３００は、回転接合部２９などの複雑な機械接合部を通る直接的な有線接続および／または直接的な有線接続を維持するのが困難なシャフト８からエンドエフェクタ１２への直接的な有線接続を用いることなく、エンドエフェクタ１２内のトランスポンダ３６８と通信することができる。加えて、誘導素子間の距離（例えば、（ｉ）トランスポンダ３６８と遠位誘導素子３２４、および（ｉｉ）第２の誘導素子３２０と制御ユニット３００との間の間隔）が固定されており、既知であるため、結合を、エネルギーの誘導伝送にとって最適にすることができる。また、比較的低い出力信号を用いて、器具１０の使用環境における他のシステムとの干渉を最小限にするために、この距離を比較的短くすることができる。
【００４６】
図１２の実施形態では、制御ユニット３００の誘導素子３０２は、この制御ユニット３００に比較的近接して配置されている。他の実施形態によると、図１３に示されているように、制御ユニット３００の誘導素子３０２は、この誘導素子３０２が第２の誘導素子３２０に近接して、このような実施形態の誘導結合の距離が短縮されるように、回転接合部２９に近接して位置付けることができる。別法では、制御ユニット３００、従って誘導素子３０２も、間隔を短縮するために第２の誘導素子３２０に近接して位置付けることができる。
【００４７】
他の実施形態では、２つよりも多いまたは少ない誘導結合を用いることができる。例えば、ある実施形態では、外科器具１０は、ハンドル６内の制御ユニット３００と、エンドエフェクタ１２内のトランスポンダ３６８との間の１つの誘導結合を用いることで、誘導素子３２０、３２４およびワイヤ３２２を排除することができる。もちろん、このような実施形態では、ハンドル６内の制御ユニット３００とエンドエフェクタ１２内のトランスポンダ３６８との間の距離がより大きくなるため、より強い信号が必要となるであろう。また、３つ以上の誘導結合を用いることもできる。例えば、外科器具１０が、直接的な有線接続を維持するのが困難な複数の複雑な機械接合部を有する場合、このような各接合部を跨ぐために誘導結合を用いることができる。例えば、図１４に示されているように、回転接合部２９の遠位側の誘導素子３２０が、ワイヤ３２２によって関節動作ピボット１４の近位側の誘導素子３２４に接続され、ワイヤ３２３によって関節動作ピボット１４の遠位側の誘導素子３２５、３２６が接続された状態で、回転接合部２９の両側および関節動作ピボット１４の両側に誘導結合を用いることができる。この実施形態では、誘導素子３２６は、センサトランスポンダ３６８と通信することができる。
【００４８】
加えて、トランスポンダ３６８は、多数の異なるセンサを含むことができる。例えば、トランスポンダ３６８は、アレイ状にセンサを含むことができる。さらに、エンドエフェクタ１２は、遠位誘導素子３２４、従って制御ユニット３００とも通信する多数のセンサトランスポンダ３６８を含むことができる。また、誘導素子３２０、３２４は、フェライト磁心を含んでも含まなくてもよい。既に述べたように、これらの誘導素子は、好ましくは器具１０の導電外側シャフト（またはフレーム）（例えば、閉鎖チューブ４０、４２）から絶縁され、ワイヤ３２２も、好ましくは外側シャフト８から絶縁される。
【００４９】
図１５は、溝型部材２２の遠位端部のカートリッジ３４内に保持または埋め込まれたトランスポンダ３６８を含むエンドエフェクタ１２の線図である。トランスポンダ３６８は、エポキシなどの適当な接着材料でカートリッジ３４に接続することができる。この実施形態では、トランスポンダ３６８は、磁気抵抗センサを含む。アンビル２４も、トランスポンダ３６８に面した永久磁石３６９を遠位端部に含む。エンドエフェクタ１２も、この例の実施形態ではスレッド３３に接続された永久磁石３７０を含む。これにより、トランスポンダ３６８が、エンドエフェクタ１２の開と閉の両方と（アンビル２４が開閉する際に、永久磁石３６９がトランスポンダに対して離れるまたは近づくため）、ステープル留め／切断動作の完了（切断動作の一部としてスレッド３３が溝型部材２２を移動する際に、永久磁石３７０がトランスポンダ３６８に向かって移動するため）を検出することができる。
【００５０】
図１５は、ステープルカートリッジ３４のステープル３８０およびステープルドライバ３８２も示している。既に説明したように、様々な実施形態によると、スレッド３３が溝型部材２２を横断すると、スレッド３３がステープルドライバ３８２を駆動させ、これによりステープル３８０がエンドエフェクタ１２内に保持された切断された組織内に進入し、ステープル３８０がアンビル２４によって形成される。上記したように、このような外科切断／締結器具は、本発明を有利に利用できる外科器具の１タイプである。本発明の様々な実施形態は、１つ以上のセンサトランスポンダを有するあらゆるタイプの外科器具に用いることができる。
【００５１】
上記した実施形態では、バッテリ６４は、器具１０の発射動作のために少なくとも部分的に電力を供給する。したがって、この器具は、いわゆる「動力補助」装置と呼ぶことができる。このような動力補助装置のさらなる詳細および別の実施形態は、参照して本明細書に組み入れる米国特許出願第１１／３４３，５７３号に開示されている。しかしながら、器具１０は必ずしも、動力補助装置とする必要はなく、本発明の特徴を利用できる１タイプの装置の一例にすぎないことを理解されたい。例えば、器具１０は、バッテリ６４によって電力が供給され、かつ制御ユニット３００によって制御されるユーザーディスプレイ（ＬＣＤまたはＬＥＤディスプレイなど）を含むことができる。エンドエフェクタ１２内のセンサトランスポンダ３６８からのデータを、このようなディスプレイに表示することができる。
【００５２】
別の実施形態では、器具１０のシャフト８は、例えば、近位閉鎖チューブ４０および遠位閉鎖チューブ４２を含み、全体として、センサトランスポンダ３６８に信号を放射し、かつセンサトランスポンダ３６８から放射される信号を受信することで、制御ユニット３００のアンテナの一部として機能することができる。このように、エンドエフェクタ１２内の遠隔センサへの信号または遠隔センサからの信号は、器具１０のシャフト８によって通信することができる。
【００５３】
近位閉鎖チューブ４０は、プラスチックなどの非導電材料から形成することができる下部および上部外面部品５９〜６２によって、その近位端部で接地することができる。近位閉鎖チューブ４０および遠位閉鎖チューブ４２内の駆動シャフト組立体の構成要素（第１の駆動シャフト４８および第２の駆動シャフト５０を含む）は、同様にプラスチックなどの非導電材料から形成することができる。さらに、エンドエフェクタ１２の構成要素（アンビル２４や溝型部材２２など）は、アンテナの一部として機能しうるように、遠位閉鎖チューブ４２に電気的に接続する（すなわち、直接または間接的に電気接触させる）ことができる。さらに、センサトランスポンダ３６８は、アンテナとして機能するシャフト８およびエンドエフェクタ１２の構成要素から電気的に絶縁されるように位置付けることができる。例えば、センサトランスポンダ３６８は、プラスチックなどの非導電材料から形成できるカートリッジ３４内に位置付けることができる。アンテナとして機能するシャフト８の遠位端部（遠位閉鎖チューブ４２の遠位端部など）およびエンドエフェクタ１２の各部をセンサ３６８に比較的近接させることができ、これにより、送信する信号の出力を低いレベルに維持して、器具１０の使用環境における他のシステムとの干渉を最小限にするか、または低減する。
【００５４】
このような実施形態では、図１６に示されているように、制御ユニット３００は、導電リンク４００（ワイヤなど）によって近位閉鎖チューブ４０などの器具１０のシャフト８に電気的に結合することができる。閉鎖チューブ４０、４２などの外側シャフト８の各部は、センサ３６８に信号を放射し、かつセンサ３６８から放射される信号を受信することで、制御ユニット３００のアンテナの一部として機能することができる。制御ユニット３００が受信した入力信号は、復調器３１０で復調し、デコーダ３１２で復号することができる（図１２を参照）。この入力信号は、エンドエフェクタ１２のセンサ３６８からのデータを含むことができ、このデータを、プロセッサ３０６がモータ６５やユーザーディスプレイなどの器具１０の様々な部分を制御するために用いることができる。
【００５５】
エンドエフェクタ１２内のセンサ３６８へ、またはセンサから信号を送信するためには、リンク４００が、制御ユニット３００を、遠位閉鎖チューブ４２に電気的に接続できる近位閉鎖チューブ４０などの器具１０のシャフト８の構成要素に接続することができる。遠位閉鎖チューブ４２は、プラスチックカートリッジ３４（図３を参照）内に配置できる遠隔センサ３６８から好ましくは電気的に絶縁される。上記したように、溝型部材２２およびアンビル２４（図３を参照）などのエンドエフェクタ１２の構成要素は、導電性とし、同様にアンテナの一部として機能するように遠位閉鎖チューブ４２と電気的に接触させることができる。
【００５６】
シャフト８が制御ユニット３００のアンテナとして機能する場合、制御ユニット３００は、直接的な有線接続を用いずに、エンドエフェクタ１２内のセンサ３６８と通信することができる。加えて、シャフト８と遠隔センサ３６８との間の距離が固定されており、既知であるため、出力レベルを低いレベルに最適化し、器具１０の使用環境における他のシステムとの干渉を最小限にすることができる。センサ３６８は、上記したように、制御ユニット３００に信号を放射するため、および制御ユニット３００からの信号を受信するための通信回路を含むことができる。この通信回路は、センサ３６８と一体にすることができる。
【００５７】
別の実施形態では、シャフト８および／またはエンドエフェクタ１２の構成要素は、遠隔センサ３６８のためのアンテナとして機能することができる。このような実施形態では、遠隔センサ３６８は、シャフト（近位閉鎖チューブ４０に電気的に接続することができる遠位閉鎖チューブ４２など）に電気的に接続され、制御ユニット３００は、このシャフト８から絶縁されている。例えば、センサ３６８は、エンドエフェクタ１２の導電構成要素（溝型部材２２など）に接続することができ、この導電構成要素は、シャフトの導電構成要素（例えば、閉鎖チューブ４０、４２など）に接続することができる。別法では、エンドエフェクタ１２は、遠隔センサ３６８を遠位閉鎖チューブ４２に接続するワイヤ（不図示）を含むことができる。
【００５８】
一般に、器具１０などの外科器具は、使用前に洗浄および滅菌される。ある滅菌技術では、図１７および図１８に示されているように、器具１０を、プラスチックまたはＴＹＶＥＫ容器またはバッグなどの密閉された容器２８０内に配置する。次に、この容器と器具とを、γ線、ｘ線、または高エネルギー電子などの容器を透過できる放射線の場に配置する。この放射線が、器具１０上および容器２８０内の細菌を死滅させる。次に、滅菌された器具１０を滅菌容器２８０内に保管することができる。密閉された滅菌容器２８０は、医療施設または他の使用環境で開封されるまで器具１０の滅菌を維持する。放射線の代わりに、エチレンオキシドや蒸気などの器具１０の他の滅菌手段を用いることができる。
【００５９】
γ線などの放射線を用いて器具１０を滅菌すると、制御ユニット３００の構成要素、特にメモリ３０８およびプロセッサ３０６が損傷して不安定になることがある。したがって、本発明の様々な実施形態に従って、器具１０のパッケージングおよび滅菌の後に制御ユニット３００をプログラムすることができる。
【００６０】
図１７に示されているように、ハンドヘルド装置とすることができる遠隔プログラミング装置３２０は、制御ユニット３００と無線通信することができる。遠隔プログラミング装置３２０は、制御ユニット３００に無線信号を送信し、この無線信号は、制御ユニット３００により受信され、制御ユニット３００をプログラムし、このプログラム動作の際に制御ユニット３００に電力を供給する。このように、バッテリ６４は、プログラミング動作の際に制御ユニット３００に電力を供給する必要がない。様々な実施形態によると、制御ユニット３００にダウンロードされるプログラミングコードは、１ＭＢ以下などの比較的小さいサイズにすることができるため、所望に応じて、比較的低いデータ転送速度の通信プロトコルを用いることができる。また、低出力信号を用いることができるように、遠隔プログラミング装置３２０を、外科器具１０と物理的に近接させることができる。
【００６１】
図１９を参照すると、制御ユニット３００は、遠隔プログラミング装置３２０から無線信号を受け取るための誘導コイル４０２を含むことができる。制御ユニット３００がバッテリ６４から電力供給を受けていない場合は、電源回路４０４が受信した信号の一部を用いて、この制御ユニット３００に電力を供給することができる。
【００６２】
受信アンテナとして機能するコイル４０２が受信した入力信号は、変調器４１０によって変調し、デコーダ４１２によって復号することができる。この入力信号は、メモリ３０８の不揮発性メモリ部分に記憶できるプログラム命令（例えば、コード）を含むことができる。プロセッサ３０６は、器具１０が動作している時にコードを実行することができる。例えば、コードにより、プロセッサ３０６を作動させて、センサ３６８から受信したデータに基づいてモータ６５などの器具１０の様々なサブシステムに制御信号を出力することができる。
【００６３】
制御ユニット３００は、プロセッサ３０６によって実行するためのブートシーケンスコードを含む不揮発性メモリユニット４１４も含むことができる。滅菌後のプログラミング動作の際に、制御ユニット３００が、遠隔制御ユニット３２０から送信された信号から十分な電力を受け取ると、プロセッサ３０６は、プロセッサ３０６にオペレーティングシステムをロードすることができるブートシーケンスコード（「ブートローダー」）４１４をまず実行することができる。
【００６４】
制御ユニット３００は、例えば、肯定応答およびハンドシェーク信号などの信号を遠隔プログラミングユニット３２０に返信することもできる。制御ユニット３００は、プログラミング装置３２０に送信される信号を符号化するためのエンコーダ４１６、および変調計画に従って信号を変調するための変調器４１８を含むことができる。コイル４０２は、送信アンテナとして機能することができる。制御ユニット３００および遠隔プログラミング装置３２０は、任意の適当な無線通信プロトコル（例えば、ブルートゥース）および任意の適当な周波数（例えば、ＩＳＭ帯域）を用いて通信することができる。また、制御ユニット３００は、遠隔プログラミングユニット３２０から受信する信号の周波数範囲とは異なる周波数範囲で信号を送信することができる。
【００６５】
図２０は、本発明の様々な実施形態に従った遠隔プログラミング装置３２０の簡易線図である。図２０に示されているように、遠隔プログラミングユニット３２０は、主制御基板２３０およびブーストアンテナ基板２３２を含むことができる。主制御基板２３０は、コントローラ２３４、電力モジュール２３６、およびメモリ２３８を含むことができる。メモリ２３８は、コントローラ２３４の動作命令、および外科器具１０の制御ユニット３００に送信されるプラグラミング命令を記憶することができる。電力モジュール２３６は、内部バッテリ（不図示）または外部ＡＣまたはＤＣ電源（不図示）から遠隔プログラミング装置３２０の構成要素に安定したＤＣ電圧を供給することができる。
【００６６】
ブーストアンテナ基板２３２は、Ｉ２Ｃバスなどによってコントローラ２３４と通信する結合回路２４０を含むことができる。結合回路２４０は、アンテナ２４４によって外科器具の制御ユニット３００と通信することができる。結合回路２４０は、制御ユニットと通信するために、変調／復調および符号化／復号の操作を行うことができる。他の実施形態によると、遠隔プログラミング装置３２０は、変調器、復調器、エンコーダ、およびデコーダを別個に有することができる。図２０に示されているように、ブーストアンテナ基板２３２は、送信出力増幅器２４６、アンテナ２４４のための整合回路２４８、および信号を受信するための濾波／増幅器２４９も含むことができる。
【００６７】
他の実施形態によると、図２０に示されているように、遠隔プログラミング装置は、ＵＳＢおよび／またはＲＳ２３２インターフェースなどによって、ＰＣやラップトップなどのコンピュータ装置４６０と通信することができる。このような構成では、演算装置４６０のメモリは、制御ユニット３００に送信されるプログラム命令を記憶することができる。別の実施形態では、演算装置４６０は、プログラミング命令を制御ユニット３００に送信するために無線通信システムと共に構成することができる。
【００６８】
加えて、他の実施形態によると、制御ユニット３００と遠隔プログラミング装置３２０との間の誘導結合を用いる代わりに、容量結合を用いることもできる。このような実施形態では、制御ユニット３００は、遠隔プログラミングユニット３２０と同様に、コイルの代わりにプレートを有することができる。
【００６９】
別の実施形態では、制御ユニット３００と遠隔プログラミング装置３２０との間の無線通信リンクを用いる代わりに、プログラミング装置３２０は、器具１０の滅菌が維持されるように器具１０が滅菌容器２８０内に入ったまま、制御ユニット３００に物理的に接続することができる。図２１は、このような実施形態に従ったパッケージングされた器具１０の線図である。図２２に示されているように、器具１０のハンドル６は、外部接続インターフェース４７０を含むことができる。容器２８０は、器具１０がこの容器２８０内にパッケージングされると、この器具１０の外部接続インターフェース４７０に嵌合する接続インターフェース４７２をさらに含むことができる。プログラミング装置３２０は、容器２８０の外部の接続インターフェース４７２に接続して、プログラミング装置３０と器具１０の外部接続インターフェース４７０との間を有線接続する外部接続インターフェース（不図示）を含むことができる。
【００７０】
本発明の様々な実施形態が切断型外科器具に関連して説明された。しかしながら、他の実施形態では、ここに開示する本発明の外科器具は、切断型外科器具である必要はなく、むしろ遠隔センサトランスポンダを含むあらゆるタイプの外科器具に用いることができることを理解されたい。例えば、本発明の外科器具は、非切断内視鏡器具、把持器、ステープラ、クリップアプライヤ、アクセス装置、薬物／遺伝子治療送達装置、および超音波、ＲＦ、レーザーなどを用いたエネルギー装置とすることができる。加えて、本発明は、例えば、腹腔鏡器具に用いることができる。本発明はまた、従来の内視鏡器具および切開外科手術器具、ならびにロボット支援外科手術に用いることもできる。
【００７１】
ここに開示する装置は、１回の使用で廃棄するように設計することができ、または複数回使用するように設計することもできる。しかしながら、いずれの場合も、この装置は、少なくとも１回使用した後に再使用するために再生することができる。この再生には、装置の分解ステップ、続く特定の部品の洗浄または交換ステップ、そして再組立ステップの任意の組合せを含むことができる。具体的には、この装置は、分解してから、装置の任意の数の特定の部品を、任意の組合せで選択的に交換または除去することができる。特定の部品の洗浄および／または交換の際に、本装置は、次の使用のために、外科手術の直前に再生設備で、または手術チームによって再組立てすることができる。当業者であれば、装置の再生は、分解、洗浄／交換、および再組立のために様々な技術を用いることができることを理解できよう。このような技術の使用および得られる再生された装置は、本明細書の範囲内である。
【００７２】
特定の実施形態を用いて本発明を説明してきたが、これらの実施形態に対して様々な改良および変更を加えることができる。例えば、様々なタイプのエンドエフェクタを用いることができる。また、特定の構成要素の材料を開示したが、他の材料を用いることもできる。上記した説明および添付の特許請求の範囲は、このような全ての改良および変更を含むものとする。
【００７３】
参照して本明細書に組み入れると述べた全ての特許文献、刊行物、または他の開示資料の全てまたは一部は、組み入れる資料が、本明細書に開示した定義、記載、または他の開示資料に相反しない程度に組み入れるものとする。したがって、必要な範囲で、ここに明確に記載した開示は、参照して本明細書に組み入れる全ての反する資料に対して優先されるものである。参照して本明細書に組み入れると述べたが、ここに開示する定義、記載、または他の開示資料に相反する全ての資料またはその一部は、組み入れる資料と本開示資料との間に対立が起こらない範囲で組み入れるものとする。
【００７４】
〔実施の態様〕
（１）組み合わせにおいて、
制御ユニットを含む外科器具と、
前記制御ユニットを無線でプログラムするための遠隔プログラミング装置と、
を含む、組み合わせ。
（２）実施態様（１）に記載の組み合わせにおいて、
前記外科器具を受容する容器、
をさらに含み、
前記遠隔プログラミング装置が、前記容器の外部に設けられている、組み合わせ。
（３）実施態様（２）に記載の組み合わせにおいて、
前記制御ユニットは、
前記遠隔プログラミング装置から受信した無線信号から前記制御ユニットに受動的に電力を供給するための電力回路と、
前記遠隔プログラミング装置から受信したコードを記憶するためのメモリと、
前記メモリ内に記憶された前記コードを実行するためのプロセッサと、
を含む、組み合わせ。
（４）実施態様（３）に記載の組み合わせにおいて、
前記メモリは、前記プロセッサによって実行するためにブートローディングシーケンスをさらに記憶する、組み合わせ。
（５）実施態様（１）に記載の組み合わせにおいて、
前記制御ユニットと前記遠隔プログラミング装置とは、誘導結合されている、組み合わせ。
【００７５】
（６）実施態様（１）に記載の組み合わせにおいて、
前記制御ユニットと前記遠隔プログラミング装置とは、容量結合されている、組み合わせ。
（７）実施態様（２）に記載の組み合わせにおいて、
前記外科器具は、
前記制御ユニットを受容するハンドルと、
前記ハンドルに接続されたシャフトと、
前記シャフトに接続されたエンドエフェクタと、
を含む、組み合わせ。
（８）実施態様（７）に記載の組み合わせにおいて、
前記エンドエフェクタは、切断器具を含む、組み合わせ。
（９）実施態様（８）に記載の組み合わせにおいて、
前記ハウジングは、
前記制御ユニットと通信するモータと、
前記モータに電力を供給するためのバッテリと、
をさらに含む、組み合わせ。
（１０）方法において、
外科器具を容器内にパッケージングするステップと、
前記外科器具が前記容器内に入ったまま、前記外科器具を滅菌するステップと、
前記外科器具が前記容器内に入ったまま、前記容器の外部に位置付けられたプログラミング装置で前記外科器具をプログラミングするステップと、
を含む、方法。
【００７６】
（１１）実施態様（１０）に記載の方法において、
前記外科器具をプログラミングする前記ステップは、前記プログラミング装置で前記外科器具を無線でプログラムするステップを含む、方法。
（１２）実施態様（１０）に記載の方法において、
前記外科器具をプログラミングする前記ステップは、前記外科器具を滅菌する前記ステップの後に行われる、方法。
（１３）実施態様（１２）に記載の方法において、
前記外科器具を滅菌する前記ステップは、前記外科器具を放射線にさらすステップを含む、方法。
（１４）実施態様（１３）に記載の方法において、
前記放射線は、γ線を含む、方法。
（１５）実施態様（１２）に記載の方法において、
前記外科器具を滅菌する前記ステップは、前記外科器具をエチレンオキシドにさらすステップを含む、方法。
【００７７】
（１６）実施態様（１０）に記載の方法において、
前記外科器具は、プログラム可能な制御ユニットを含む、方法。
（１７）実施態様（１０）に記載の方法において、
前記外科器具は、外部接続インターフェースを含み、
前記容器は、前記外科器具が前記容器内に収容されているときに前記外部接続インターフェースに嵌合する接続インターフェースを含み、
前記外科器具をプログラミングする前記ステップは、前記プログラミング装置を前記容器の前記接続インターフェースに接続するステップを含む、方法。
（１８）組み合わせにおいて、
ハンドルを含む外科器具であって、
前記ハンドルは、
前記ハンドル内の制御ユニット、および、
前記制御ユニットのための外部接続インターフェース、
を含む、
外科器具と、
前記外科器具を収容する容器であって、
前記容器は、接続インターフェースを含み、
前記接続インターフェースは、前記外科器具の前記外部接続インターフェースに嵌合する内端部、および、前記容器の外側の外端部、を含む、
容器と、
を含む、組み合わせ。
（１９）実施態様（１８）に記載の組み合わせにおいて、
前記容器の前記接続インターフェースの前記外端部に接続するように構成されたプログラミング装置、
をさらに含む、組み合わせ。
（２０）外科器具において、
無線でプログラム可能な制御ユニット、
を含む、外科器具。
【００７８】
（２１）実施態様（２０）に記載の外科器具において、
前記無線でプログラム可能な制御ユニットは、遠隔無線プログラミング装置からプログラミングコードを受信するためのアンテナを含む、外科器具。
（２２）実施態様（２０）に記載の外科器具において、
前記制御ユニットと通信するモータと、
前記モータに電力を供給するためのバッテリと、
をさらに含む、外科器具。
（２３）実施態様（２２）に記載の外科器具において、
エンドエフェクタ、
をさらに含み、
前記エンドエフェクタは、センサを含み、
前記センサは、前記無線でプログラム可能な制御ユニットと通信する、外科器具。
（２４）実施態様（２０）に記載の外科器具において、
前記制御ユニットは、
遠隔プログラミング装置から受信した無線信号から前記制御ユニットに電力を受動的に供給するための電力回路と、
前記遠隔プログラミングユニットから受信したコードを記憶するためのメモリと、
前記メモリに記憶された前記コードを実行するためのプロセッサと、
を含む、外科器具。
（２５）実施態様（２４）に記載の外科器具において、
前記メモリは、前記プロセッサが実行するためのブートローディングシーケンスをさらに記憶する、外科器具。
【００７９】
（２６）実施態様（２０）に記載の外科器具において、
前記外科器具は、内視鏡外科器具を含む、外科器具。
（２７）実施態様（２３）に記載の外科器具において、
前記エンドエフェクタは、切断器具をさらに含む、外科器具。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の様々な実施形態に従った外科器具の斜視図である。
【図２】本発明の様々な実施形態に従った外科器具の斜視図である。
【図３】本発明の様々な実施形態に従った器具のエンドエフェクタの組立分解図である。
【図４】本発明の様々な実施形態に従った器具のシャフトの組立分解図である。
【図５】本発明の様々な実施形態に従った器具のエンドエフェクタおよびシャフトの組立分解図である。
【図６】本発明の様々な実施形態に従ったエンドエフェクタの側面図である。
【図７】本発明の様々な実施形態に従った外科器具のハンドルの組立分解図である。
【図８】本発明の様々な実施形態に従ったハンドルの一部の斜視図である。
【図９】本発明の様々な実施形態に従ったハンドルの一部の斜視図である。
【図１０】本発明の様々な実施形態に従ったハンドルの側面図である。
【図１１】本発明の様々な実施形態に従った外科器具の斜視図である。
【図１２】本発明の様々な実施形態に従った制御ユニットのブロック図である。
【図１３】本発明の様々な実施形態に従った外科器具の斜視図である。
【図１４】本発明の様々な実施形態に従った外科器具の斜視図である。
【図１５】本発明の様々な実施形態に従ったセンサトランスポンダを含むエンドエフェクタの側面図である。
【図１６】本発明の様々な実施形態に従った外科器具の斜視図である。
【図１７】本発明の様々な実施形態に従った滅菌容器内の外科器具を示す図である。
【図１８】図１７の線１８‐１８に沿って見た断面図である。
【図１９】本発明の様々な実施形態に従った制御ユニットのブロック図である。
【図２０】本発明の様々な実施形態に従った遠隔プログラミング装置のブロック図である。
【図２１】本発明の様々な実施形態に従ったパッケージングされた器具の線図である。
【図２２】発明の様々な実施形態に従った外科器具の斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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