(57)【要約】  少なくとも１個のセンサー（３６８）を有するエンドエフェクター（１２）を含む手術器具（１０）器具は、遠隔制御可能なユーザーインターフェースに操作可能に接続された、少なくとも１つの手術作業を実施するための遠位ステープリングユニットを含む。器具は、更にエンドエフェクターに接続する遠位端を有する電気伝導シャフト（８）を含み、そこでセンサーはシャフトから電気的に絶縁されている。器具は、また、シャフトの近位端における、機械的な入力又は電気的な入力を受信するように構成された、ハウジング（６）を含む。さらに、器具は、センサーから無線信号を受信し、かつセンサーへと無線信号を送信するように構成された、シャフトから電気的に絶縁された、受信ユニット（３００）を有する。
2014517708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
手術器具であって、
少なくとも１個のセンサーを含むエンドエフェクターと、
遠隔制御可能なユーザーインターフェースに操作可能に接続された、少なくとも１つの手術作業を実施するための遠位ステープリングユニットと、
前記エンドエフェクターに接続された遠位端を有する電気伝導シャフトであって、前記センサーが前記シャフトから電気的に絶縁されている、電気伝導シャフトと、
前記シャフトの近位端における、機械的な入力又は電気的な入力のうち少なくとも１つを受信するように構成された、ハウジングと、
前記センサーから無線信号を受信し、かつ前記センサーへと無線信号を送信するように構成された、前記シャフトから電気的に絶縁された、受信ユニットと、
を含む、手術器具。
【請求項２】
前記少なくとも１個のセンサーが磁気抵抗センサーを含む、請求項１に記載の手術器具。
【請求項３】
前記少なくとも１個のセンサーが圧力センサーを含む、請求項１に記載の手術器具。
【請求項４】
前記少なくとも１個のセンサーがＲＦＩＤセンサーを含む、請求項１に記載の手術器具。
【請求項５】
前記少なくとも１個のセンサーがＭＥＭＳセンサーを含む、請求項１に記載の手術器具。
【請求項６】
前記少なくとも１個のセンサーが電気機械的センサーを含む、請求項１に記載の手術器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本一部継続出願は、２００７年１月１０日に出願された、発明の名称「Ｓｕｒｇｉｃａｌ  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  ｗｉｔｈ  ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｂｅｔｗｅｅｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ  ａｎｄ  Ｒｅｍｏｔｅ  Ｓｅｎｓｏｒ」の米国特許出願第１１／６５１，８０７号の利益を主張するものであり、かつ、同時に出願され、参照により本書に組み込まれる下記の米国特許出願に関する。
（１）Ｊ．Ｇｉｏｒｄａｎｏらによる米国特許出願シリアル番号第１１／６５１，７１５号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＷＩＴＨ  ＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ  ＢＥＴＷＥＥＮ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＵＮＩＴ  ＡＮＤ  ＳＥＮＳＯＲ  ＴＲＡＮＳＰＯＮＤＥＲＳ」（代理人整理番号０６０３３８／ＥＮＤ５９２３ＵＳＮＰ）、
（２）Ｊ．Ｇｉｏｒｄａｎｏらによる米国特許出願シリアル番号第１１／６５１，８０６号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＷＩＴＨ  ＥＬＥＭＥＮＴＳ  ＴＯ  ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＥ  ＢＥＴＷＥＥＮ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＵＮＩＴ  ＡＮＤ  ＥＮＤ  ＥＦＦＥＣＴＯＲ」（代理人整理番号０６０３４０／ＥＮＤ５９２５ＵＳＮＰ）、
（３）２０１０年５月２５日に米国特許第７，７２１，９３１号（代理人整理番号０６０３４１／ＥＮＤ５９２６ＵＳＮＰ）として発行された、Ｆ．Ｓｈｅｌｔｏｎらによる米国特許出願シリアル番号第１１／６５１，７６８号、発明の名称「ＰＲＥＶＥＮＴＩＯＮ  ＯＦ  ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ  ＲＥＵＳＥ  ＩＮ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」、
（４）Ｊ．Ｓｗａｙｚｅらによる米国特許出願シリアル番号第１１／６５１，８０７号、発明の名称「ＰＯＳＴ−ＳＴＥＲＩＬＩＺＡＴＩＯＮ  ＰＲＯＧＲＡＭＭＩＮＧ  ＯＦ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ」（代理人整理番号０６０３４２／ＥＮＤ５９２４ＵＳＮＰ）、
（５）２０１０年５月２５日に米国特許第７，７２１，９３６号（代理人整理番号０６０３４３／ＥＮＤ５９２８ＵＳＮＰ）として発行された、Ｆ．Ｓｈｅｌｔｏｎらによる米国特許出願シリアル番号１１／６５１，７８８号、発明の名称「ＩＮＴＥＲＬＯＣＫ  ＡＮＤ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＩＮＣＬＵＤＩＮＧ  ＳＡＭＥ」、及び
（６）Ｆ．Ｓｈｅｌｔｏｎらによる米国特許出願シリアル番号１１／６５１，７８５号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＷＩＴＨ  ＥＮＨＡＮＣＥＤ  ＢＡＴＴＥＲＹ  ＰＥＲＦＯＲＭＡＮＣＥ」（代理人整理番号０６０３４７／ＥＮＤ５９３１ＵＳＮＰ）。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡手術器具は、多くの場合、より小さな切開部が手術後の回復時間及び合併症を低減させる傾向にあるために、従来の開腹手術装置よりも好ましい。したがって、多大な開発努力により、遠位エンドエフェクターをトロカールのカニューレを通じて所望の手術部位に正確に配置するのに適した広範囲の内視鏡外科器具が開発されるに到った。これらの遠位エンドエフェクターは診断又は治療効果を得るために様々な接触の仕方で組織と接触する（例えば、エンドカッター、把持器、カッター、ステープラー、クリップ適用器、アクセス装置、薬剤／遺伝子治療送達装置、及び超音波、無線周波数、レーザーなどを使用するエネルギー装置など）。
【０００３】
公知の外科的ステープラーは、組織に長手方向の切開創を形成すると同時に切開創の両側にステープルを直線状に適用するエンドエフェクターを有している。エンドエフェクターは、器具が内視鏡又は腹腔鏡としての使用を目的としたものである場合にはカニューレの通路に通過させることが可能な互いに協働する顎部材の組を有している。顎部材の一方は、横方向に間隔をおいた少なくとも２列のステープル列を有するステープルカートリッジを受承している。もう一方のジョー部材は、カートリッジ内のステープルの列と整列したステープル成形ポケットを有するアンビルを画成する。この器具は、複数の往復運動するくさび型部を含み、これは、遠位方向に駆動されるとステープルカートリッジの開口部を通過し、ステープルを支持するドライバに係合しアンビルに向けたステープルの発射を達成する。
【０００４】
内視鏡的用途のために好適な外科用ステープラーの例は、米国特許第５，４６５，８９５号に記載され、これは、別個の閉鎖及び発射動作を有するエンドカッターを開示する。この装置を使用する臨床医は、発射の前に顎部材を組織上に閉じて組織を位置決めすることができる。ひとたび顎部材が適切に組織を把持していると臨床医が判断したならば、臨床医は手術用ステープラーを一回のストロークで発射することによって組織を切開しかつステープルすることができる。同時に行われる切開及びステープリングは、それぞれ切開のみ及びステープリングのみを行う異なる手術道具により、このような動作を順次行う際に引き起こされ得る複雑化を回避する。
【０００５】
発射前に組織に接近できることの具体的な利点の１つは、十分な量の組織が、対向する顎の間に捕捉されていることを含み、切開のための望ましい箇所が確保されていることを、臨床医が内視鏡を通じて確認できるということである。さもなければ、対向するジョーは、互いに過度に接近して引き寄せられ、特にジョーの遠位端で挟み、したがって、切開された組織内に閉鎖したステープルを効果的に形成できないことがある。その一方で、締め付けられた過剰量の組織は、結合及び不完全な発射の原因となることもある。
【０００６】
内視鏡ステープラー／カッターは、各世代を経るごとに複雑さと機能を増し続けている。この主な理由の１つは、全て又は大多数の外科医が取り扱うことができる水準へと発射力（ＦＴＦ）を低減させることが追求されているためである。ＦＴＦを低減するための既知の１つの解決策は、ＣＯ２又は電動機を使用することである。これらの装置は、従来の手動式装置と比べて良好に発射するものではなかったが、これは別の理由によるものである。外科医は通常、ほとんどの外科医が有する力の範囲の上限（一般に約６６．７．〜１３３．４Ｎ（１５ｌｂｓ〜３０ｌｂｓ））内で、ステープルを成形する際のエンドエフェクターによる比例分力を体感することにより、切開／ステープリングサイクルが完了したことを確認することを好むものである。また、外科医は通常、ステープルの操作制御、及び、装置のハンドルに感じられる力が強すぎると感じられる場合、あるいは他の臨床上の理由で、いかなるときにも停止できるような制御を維持すること望むものである。
【０００７】
この必要性に対応するために、「パワーアシスト」内視鏡手術器具が開発されており、そこでは器具の発射の助けとして動力が用いられている。例えば、一部のパワーアシスト装置では、電動機からの電動力が発射トリガーを引くためのユーザーの力を補佐するように働くそれらの装置においては、装填力のフィードバック及び制御を操作者に提供することによって、切開操作を完了するために操作者が発揮しなければならない発射力を低減することができる。そのようなパワーアシスト装置の一例が参照することにより本書に組み込まれる、２００６年１月３１日にＳｈｅｌｔｏｎらにより出願された米国特許出願シリアル番号第１１／３４３，５７３号，発明の名称「Ｍｏｔｏｒ−ｄｒｉｖｅｎ  ｓｕｒｇｉｃａｌ  ｃｕｔｔｉｎｇ  ａｎｄ  ｆａｓｔｅｎｉｎｇ  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  ｗｉｔｈ  ｌｏａｄｉｎｇ  ｆｏｒｃｅ  ｆｅｅｄｂａｃｋ」（以下「‘５７３出願」と呼ぶ）に説明されている。
【０００８】
これらのパワーアシスト装置は他の純粋に機械的な内視鏡手術器具が有さないようなその他の部品、例えばセンサー及び制御システムを有することが多い。その様な電子機器を手術器具に使用することは、特にその手術器具に自由回転継手が存在する場合に、それらのセンサーに電力及び／又はデータを送ったり、センサーから電力及び／又はデータを取り出すことが容易ではない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一般的な１つの態様においては、本発明は内視鏡又は腹腔鏡手術器具のような手術器具を対象とする。ある実施形態の場合、その手術器具は、少なくとも１個の、電力の供給を受けるセンサートランスポンダーを含む、エンドエフェクターを含む。手術器具は、また、エンドエフェクターに接続された遠位端を有するシャフト、及びシャフトの近位端接続されたハンドルを含む。ハンドルは、少なくとも１つの誘導結合を介してセンサートランスポンダーと交信する制御ユニット（すなわち、マイクロコントローラ）を含む。更に、手術器具はシャフトが回転できるように、回転継手を含んでいてもよい。その様な場合、手術器具は、シャフト内で回転継手から離れた位置にあり、かつ、制御ユニットに誘導結合している第一の誘導素子を含み、更にシャフト内の遠位方向に位置し、かつ、少なくとも１個のセンサートランスポンダーに誘導結合している第二の誘導素子を含んでいてもよい。第一と第二の誘導素子は導線によって物理的に接続されていてもよい。
【００１０】
そのようにして、そのような導線による接続を維持することが困難な回転継手のような複雑な機械的継手を通じて直接的に有線接続することなく、制御ユニットはエンドエフェクター内のトランスポンダーと交信することができる。更に、誘導素子間の距離が固定され、既知であることから、結合はエネルギーの誘導移転を最適化することが可能である。また、その距離が比較的短いので、比較的低い電力の信号を使用することが可能であり、したがって手術器具が使用される環境に存在する他のシステムとの干渉を最小に保つことができる。
【００１１】
本発明の別の態様においては、手術器具の電気伝導シャフトは、制御ユニットがセンサートランスポンダーから信号を無線で受信し、センサートランスポンダーへ信号を無線で送信するためのアンテナの役目を果たすことができる。例えば、センサートランスポンダーをエンドエフェクターのプラスチックカートリッジのような非導電性部品の上に位置し又はその内部に配置され、それによってセンサーをエンドエフェクター及びシャフトの導電部品から絶縁することができる。更に、ハンドル内の制御ユニットはシャフトと電気的に結合することができる。そのようにして、シャフト及び／若しくはエンドエフェクターは、制御ユニットからセンサーに信号をび放射し、並びに／又はセンサーから放射された信号を受信するためのアンテナとしての役割を果たすことができる。そのような設計は、データ信号を交信するためにセンサーと制御ユニットとの間で直接的に有線接続をすることが困難な、（回転継手のような）複雑な機械的継手を有する手術器具において特に有益である。
【００１２】
別の実施形態においては、シャフト及び／又はエンドエフェクターの部品は、制御ユニットに信号を放射し、制御ユニットから放射された信号を受信するための、センサーのためのアンテナとしての役割を果たすことができる。そのような実施形態によれば、制御ユニットはシャフト及びエンドエフェクターから電気的に絶縁されている。
【００１３】
別の一般的な態様においては、本発明は、手術器具がパッケージ化され、殺菌された後に、プログラミング装置によってプログラムすることが可能なプログラマブル制御ユニットを含む手術器具を対象とする。そのような実施形態においては、プログラミング装置は制御ユニットを無線で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装置からの無線信号によってプログラミング操作中に電力を受け取ることができる。別の実施形態においては、無菌容器が接続インターフェースを含むため、手術器具がその無菌容器中にある間にプログラミングユニットを手術器具に接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本発明の様々な実施形態を、以下に示す図と共に例として説明する。
【図１】本発明の様々な実施形態による手術器具の透視図。
【図２】本発明の様々な実施形態による手術器具の透視図。
【図３】本発明の様々な実施態様による手術器具のエンドエフェクター及びシャフトの分解組立図。
【図４】本発明の様々な実施態様による手術器具のエンドエフェクター及びシャフトの分解組立図。
【図５】本発明の様々な実施態様による手術器具のエンドエフェクター及びシャフトの分解組立図。
【図６】本発明の様々な実施形態によるエンドエフェクターの側面図。
【図７】本発明の様々な実施形態による手術器具のハンドルの分解組立図。
【図８】本発明の様々な実施形態によるハンドルの部分斜視図。
【図９】本発明の様々な実施形態によるハンドルの部分斜視図。
【図１０】本発明の様々な実施形態によるハンドルの側面図。
【図１１】本発明の様々な実施形態による手術器具の透視図。
【図１２】本発明の様々な実施形態による制御ユニットのブロック図。
【図１３】本発明の様々な実施形態による手術器具の透視図。
【図１４】本発明の様々な実施形態による手術器具の透視図。
【図１５】本発明の様々な実施形態によるセンサートランスポンダーを含むエンドエフェクターの側面図。
【図１６】本発明の様々な実施形態による手術器具の透視図。
【図１７】本発明の様々な実施形態による滅菌容器内の手術器具。
【図１８】本発明の様々な実施形態による滅菌容器内の手術器具。
【図１９】本発明の様々な実施形態による制御ユニットのブロック図。
【図２０】本発明の様々な実施形態による遠隔プログラミング装置のブロック図。
【図２１】本発明の様々な実施形態によるパッケージ化された手術器具の図。
【図２２】本発明の様々な実施形態による手術器具の透視図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の様々な実施形態は、一般的に、少なくとも１個の遠隔センサートランスポンダーと、電力及び／又はデータ信号を制御ユニットからトランスポンダーに交信するための手段と、を有する手術器具を対象とする。本発明は、少なくとも１個のセンサートランスポンダーを含んだ、例えば内視鏡又は腹腔鏡手術器具のような手術器具に使用できるが、手術器具の何らかの特徴、例えば自由に回転する継手などがセンサーへの有線接続を妨げたり、さもなければ不可能にするような手術器具において特に便利である。システムの態様について説明する前に、本発明の実施形態で使用され得る手術器具の一種として、内視鏡ステープリング及び切開器具（例えばエンドカッター）を最初に添付図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
図１及び図２に示される外科的器具１０は、ハンドル６、シャフト８、及び関節式ピボット１４においてシャフト８に旋回可能に接続された関節式エンドエフェクター１２を備える。エンドエフェクター１２の正しい位置と配向は、（１）旋回つまみ２８を旋回してシャフト８の自由回転継手の密閉チューブ（図４〜５に関連して後述する）を旋回させ、それによってエンドエフェクター１２を旋回すること、及び（２）関節コントロール１６がエンドエフェクター１２を関節式ピボット１４の周りに旋回させること、を含む、ハンドル６上のコントロールにより容易になる。図示された実施形態において、エンドエフェクター１２は、組織を、クランプ、切開及びステープリングするためのエンドカッターとして作用するように構成されているが、他の実施形態では、例えばグラスパー、カッター、ステープラー、クリップアプライヤー、アクセス装置、薬物／遺伝子治療装置、超音波装置、無線周波数装置、又はレーザー装置などの他の種類の手術器具のためのエンドエフェクターのような異なる種類のエンドエフェクターが使用され得る。
【００１７】
器具１０のハンドル６は、エンドエフェクター１２を関節運動させるための閉鎖トリガー１８及び発射トリガー２０を含むことができる。異なる手術任務を指向するエンドエフェクターを有する器具が、エンドエフェクター１２を操作するための、異なる数又は種類のトリガー若しくは他の適切な制御機器を持ち得ることが理解されるであろう。このエンドエフェクター１２は、好ましい伸長シャフト８によりハンドル６から隔離されていることが示されている。ここに示された実施形態では、臨床医又は器具１０の操作者は、関節コントロール１６を利用することによって、エンドエフェクター１２をシャフト８に対して関節運動させることが可能で、これはＧｅｏｆｆｒｅｙ  Ｃ．Ｈｕｅｌらによる２００６年１月１０日に出願された係属中の米国特許出願シリアル第１１／３２９，０２０号、発明の名称「Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｈａｖｉｎｇ  Ａｎ  Ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｎｇ  Ｅｎｄ  Ｅｆｆｅｃｔｏｒ」に詳細に説明されており、同出願内容はここに参照することにより、本願に組み込まれる。
【００１８】
この実施例においては、このエンドエフェクター１２は、他のものとともにステープル溝２２及びアンビル２４などの枢動可能に平行移動可能なクランピング部材を含み、これらはエンドエフェクター１２によりクランプされた組織の効果的なステープリングと切開を確保するために必要な間隔で保持されている。ハンドル６はピストルグリップ２６を有し、臨床医がピストルグリップ２６の方向に閉鎖トリガー１８を旋回させて引き寄せてアンビル２４をエンドエフェクター１２のステープル溝２２の方向に締める、又は閉じることによってアンビル２４と溝２２との間に位置する組織を挟み込むことができる。発射トリガー２０は閉鎖トリガー１８の外側に設けられている。閉鎖トリガー１８が、閉鎖位置に固定されると、発射トリガー２０は、ピストルグリップ２６の方向にわずかに回転して、操作者が片手で操作できるようになる。次いで操作者が発射トリガー２０をピストルグリップ１２の方向に旋回させて引き寄せることによってエンドエフェクター１２に挟まれた組織をステープルにより締結し、切開することができる。‘５７３出願は、閉鎖トリガー１８を係止したり、解除したりするための様々な構造を説明している。他の実施形態では、アンビル２４に加えて、例えば対向するジョーなどの、異なった種類のクランピング部材を用い得る。
【００１９】
「近位（側）」及び「遠位（側）」という用語は、本願では臨床医が器具１０のハンドル６を握ることについて用いられる点は認識されるであろう。エンドエフェクター１２は、より近位のハンドル部分６に対して遠位である。便宜上、また説明を明確にするため、本願では「垂直」及び「水平」といった空間的な用語を図面に対して使用する点も更に認識されるであろう。しかしながら、手術器具は、多くの配向及び配置において使用され、これらの用語は、制限的及び絶対的であることが意図されない。
【００２０】
閉鎖トリガー１８を最初に作動することができる。臨床医がエンドエフェクター１２の位置決めに満足すると、臨床医は閉鎖トリガー１８をピストルグリップ２６の近位の完全閉鎖された係止位置に引き戻すことができる。次いで、発射トリガー２０が作動され得る。臨床医が圧力を開放したときに発射トリガー２０は開放位置（図１及び２に示される）に戻る。この実施例においては、ハンドル６のピストル把持部２６上にある解放ボタン３０が押されると、係止されていた閉鎖トリガー１８が解放される。
【００２１】
図３は様々な実施形態によるエンドエフェクター１２の分解図である。図示された実施形態に示されるように、エンドエフェクター１２は上述の溝２２及びアンビル２４に加えて、切開用器具３２、そり状部材３３、溝２２に着脱自在に位置するステープルカートリッジ３４、及び螺旋形ねじシャフト３６を含み得る。切開用器具３２は、例えばメスであってよい。アンビル２４は枢着部２５において旋回可能に溝２２の近位端に接続され得る。アンビル２４は、アンビル２４を開閉するために機械的閉鎖システム（下記に詳述する）の特定の要素に挿入されるタブ２７を近位端に更に有してもよい。閉鎖トリガー１８が作動される時、即ち器具１０のユーザーにより引かれる時、アンビル２４は枢着部２５の周囲をクランプ又は閉鎖位置に向かって旋回することができる。エンドエフェクター１２の締めつけが充分である場合、操作者が発射トリガー２０を作動させると、下記により詳細に説明するようにナイフ３２及びそり状部材３３が溝２２に沿って長手方向に移動してエンドエフェクター１２内に挟まれた組織を切開する。溝２２に沿ったそり状部材３３の運動はステープルカートリッジ３４のステープルの切開された組織を貫通して閉鎖されたアンビル２４に向かう駆動を引き起こし、これによりステープルが曲げられて切開された組織が固定される。参照によりその内容が本願に組み込まれる、米国特許第６，９７８，９２１号、発明の名称「Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｓｔａｐｌｉｎｇ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇ  Ａｎ  Ｅ−Ｂｅａｍ  Ｆｉｒｉｎｇ  Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ」は、かかる２ストロークの切開及び固定器具についてより詳細に記載している。メス３２が切開操作後に後退するときにそり状部材３３が後退しないためにそり状部材３３はカートリッジ３４の一部分であり得る。溝２２及びアンビル２４を電気伝導材料（例えば金属）から作製することによって、エンドエフェクターのセンサーとの交信のためのアンテナの一部として使用することもできる。以下に説明するように、カートリッジ３４を非導電性の材料（例えばプラスチック）から作製し、かつ、センサーをカートリッジ３４に接続するか、又はカートリッジ３４の内部に配置することもできる。
【００２２】
本願に記載される器具１０の実施形態は、切開された組織を固定するエンドエフェクター１２を使用しているが、他の実施形態では切開された組織の異なる固定又は密閉の技術が用いられ得ることに注意されたい。例えば、切開された組織の固定に無線周波数エネルギー又は接着剤を用いるエンドエフェクターも用いることができる。「ＥＬＥＣＴＲＯＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＨＥＭＯＳＴＡＴＩＣ  ＤＥＶＩＣＥ」という名称のＹａｔｅｓらへの米国特許第５，７０９，６８０号、及び「ＥＬＥＣＴＲＯＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＨＥＭＯＳＴＡＴＩＣ  ＤＥＶＩＣＥ  ＷＩＴＨ  ＲＥＣＥＳＳＥＤ  ＡＮＤ／ＯＲ  ＯＦＦＳＥＴ  ＥＬＥＣＴＲＯＤＥＳ」という名称のＹａｔｅｓらへの米国特許第５，６８８，２７０号は、切開された組織を閉じるために無線周波数エネルギーを用いる切開器具を開示しているが、これらの発明の内容は参照により本願に組み込まれる。Ｍｏｒｇａｎらへの米国特許出願第１１／２６７，８１１号及びＳｈｅｌｔｏｎらへの米国特許出願第１１／２６７，３６３号は切開された組織を閉じるために接着剤を用いる切開器具を開示しているが、それらもまた、参照により本願に組み込まれる。したがって、本願の説明文は切開／ステープリング動作などに関するものであるが、これは例示的な実施形態であって限定を目的としたものではない点は認識されなければならない。他の組織固定技術も用い得る。
【００２３】
図４及び図５は異なる実施形態に基づくエンドエフェクター１２及びシャフト８の分解図であり、図６は同側面図である。図の実施形態に示されるように、シャフト８は、旋回連結要素４４によって旋回可能に連結された近位側閉鎖管４０及び遠位側閉鎖管４２を有し得る。遠位側閉鎖管４２は開口部４５を有し、開口部４５内にアンビル２４のタブ２７が挿入されることでアンビル２４が開閉される。閉鎖管４０，４２の内部には近位側脊柱管４６が配置されうる。近位側脊柱管４６の内部には、ベベルギヤアセンブリ５２を介して２番目（又は遠位側）の駆動シャフト５０と連動した主回転（又は近位側）駆動シャフト４８が配置されうる。副駆動シャフト５０は、ヘリカルスクリューシャフト３６の近位側駆動ギア５６と噛み合う駆動ギア５４に連結されている。垂直ベベルギア５２ｂは近位側脊柱管４６の遠位端の開口部５７内に位置し、開口部５７内で旋回し得る。遠位側脊柱管５８は、副駆動シャフト５０及び駆動ギア５４，５６を収容するために用いられる。主駆動シャフト４８、副駆動シャフト５０、及び関節アセンブリ（例、ベベルギヤアセンブリ５２ａ〜ｃ）は本願ではまとめて「主駆動シャフトアセンブリ」と呼ぶ場合がある。閉鎖管４０，４２は、以下に述べるようにアンテナの一部として使用できるように電気伝導材料（例えば金属）から作製されてもよい。主駆動シャフトアセンブリの部品（例えば駆動シャフト４８，５０）は非導電性の材料（例えばプラスチック）から作製されてもよい。
【００２４】
ステープル溝２２の遠位端に配置されたベアリング３８がヘリカル駆動ネジ３６を受容することにより、ヘリカル駆動ネジ３６は溝２２に対して自由に回転することが可能である。ヘリカルスクリューシャフト３６がナイフ３２の螺刻開口部（図に示されていない）と干渉することにより、シャフト３６の回転によってナイフ３２がステープル溝２２内で遠位方向又は近位方向に（回転方向に応じて）並進運動する。したがって、発射トリガー２０の作動によって主駆動シャフト４８が（下記により詳しく説明するように）回転させられると、ベベルギヤアセンブリ５２ａ〜ｃが副駆動シャフト５０を回転させ、これにより、駆動ギア５４，５６が噛み合っているためにヘリカルスクリューシャフト３６が回転し、これによりナイフ３２が溝２２に沿って長手方向に移動してエンドエフェクター内に挟まれたいかなる組織をも切開する。そり状部材３３は、例えばプラスチックで作製され、傾斜した遠位面を有し得る。そり状部材３３がチャネル２２を移動するにしたがって、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貫通してアンビル２４に対して押し上げる、即ち駆動することができる。アンビル２４がステープルを折り曲げることによって、切開された組織をステープル締結する。ナイフ３２が後退すると、ナイフ３２とそり状部材３３とが分離し、これによりそり状部材３３は溝２２の遠位端に残される。
【００２５】
様々な実施形態によれば、図７〜１０に示すように、手術器具はハンドル６の内部にバッテリー６４を内蔵することができる。図示された実施形態はエンドエフェクター１２内における切開具の配置及び装着力に関するユーザーへのフィードバックを提供する。更に、本実施形態においては、切開器具１０に駆動力を供給するために発射トリガー１８を後退させるうえでユーザーによって与えられる力を利用することもできる（いわゆる「パワーアシスト」モード）。図の実施形態に示されるように、ハンドル６は互いに嵌合してハンドル６の外面を形成する外部下側側面部材５９，６０及び外部上側側面部材６１，６２を有する。ハンドルピース５９〜６２は弾力的で非導電性の材料、例えばプラスチックから作製されてもよい。電池６４はハンドル６のピストルグリップ部分２６の中に提供してもよい。電池６４はハンドル６のピストルグリップ部分２６の上側部分に配置されたモーター６５に電力を供給する。電池６４は、例えばＬｉＣｏＯ２又はＬｉＮｉＯ２などのリチウムイオン化学構造、ニッケル水素化学構造などを含む任意の適切な構造又は化学構造により構成することができる。様々な実施形態によれば、モーター６５は最高回転速度が約５０００ＲＰＭ〜１００，０００ＲＰＭの直流ブラシ式電動機を使用することができる。モーター６４は、第１ベベルギア６８及び第２ベベルギア７０を含む９０°ベベルギヤアセンブリ６６を駆動することができる。ベベルギヤアセンブリ６６は、遊星ギアアセンブリ７２を駆動し得る。遊星ギアアセンブリ７２は駆動シャフト７６に連結されたピニオンギヤ７４を含み得る。ピニオンギヤ７４は、駆動シャフト８２を介してヘリカルギアドラム８０を駆動する、係合するリングギヤ７８を駆動し得る。リング８４をヘリカルギアドラム８０上に螺着することができる。したがって、モーター６５が回転すると、リング８４が、挿置されたベベルギヤアセンブリ６６、プラネタリギヤアセンブリ７２、及びリングギヤ７８によって、ヘリカルギアドラム８０に沿って移動される。
【００２６】
ハンドル６は、操作者によってハンドル６のピストルグリップ部分２６の方向に発射トリガー２０が引き込まれた（又は「閉じられた」）ことを検知することによってエンドエフェクター１２による切開／ステープル締結動作を作動する、発射トリガー２０と連絡した走行モーターセンサー１１０を更に有してもよい。センサー１１０は、例えば、可変抵抗器（rheostat）若しくは可変抵抗器（variable resistor）などの、比例センサーであってよい。発射トリガー２０が引き込まれると、センサー１１０がこの運動を検出し、モーター６５に供給される電圧（又は出力）を示す電気信号を送る。センサー１１０が可変抵抗器又はそれに類するものである場合には、モーター６５の回転を発射トリガー２０の運動量に概ね比例したものとすることができる。すなわち、操作者がわずかに発射トリガー２０を引く、すなわち閉じるだけでは、モーター６５の回転は比較的低くなる。発射トリガー２０が完全に引き込まれる（すなわち完全に閉鎖した位置となる）とモーター６５の回転は最大となる。別の言い方をすれば、使用者が発射トリガー２０を強く引くほどモーター６５にかか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（以下に説明）はセンサー１１０からの入力に基づいてＰＷＭ制御信号をモーター６５に出力してモーター６５を制御することができる。
【００２７】
ハンドル６は発射トリガー２０の上側部分に隣接して中間ハンドル部材１０４を有し得る。ハンドル６は更に、中間ハンドル部材１０４及び発射トリガー２０の支柱間に連結された付勢バネ１１２を更に有し得る。付勢バネ１１２は発射トリガー２０を完全に開いた位置に付勢する。これにより、操作者が発射トリガー２０を解放すると付勢バネ１１２が発射トリガー２０を開いた位置へと引張り、これによりセンサー１１０の作動が解除され、モーター６５の回転が停止する。更に、付勢バネ１１２により、使用者は発射トリガー２０を閉じるたびに閉鎖操作に対する抵抗を感じるため、モーター６５による回転量に関するフィードバックが使用者に与えられる。更に、操作者は発射トリガー２０の後退を停止することによりセンサー１００から力を取り除き、モーター６５を停止させることができる。このようにして、使用者はエンドエフェクター１２の展開を停止することが可能であり、これにより切開／締結操作の制御手段が操作者に与えられる。
【００２８】
ヘリカルギアドラム８０の遠位端は、ピニオンギヤ１２４と係合するリングギヤ１２２を駆動する遠位駆動シャフト１２０を含む。ピニオンギヤ１２４は主駆動シャフトアセンブリの主駆動シャフト４８に連結されている。これにより、上記に述べたようにモーター６５の回転が主駆動シャフトアセンブリを回転させることでエンドエフェクター１２が作動する。
【００２９】
ヘリカルギアドラム８０に螺着されたリング８４はスロット付きアーム９０のスロット８８内に位置する支柱８６を有し得る。スロット付きアーム９０は、ハンドル外部側面部材５９、６０の間に連結されている旋回ピン９６を受容する開口部９２を反対側の端部９４に有する。旋回ピン９６は、発射トリガー２０の開口部１００及び中間ハンドル部材１０４の開口部１０２にも通される。
【００３０】
更に、ハンドル６は、逆動モーター（ストローク終了センサー）１３０及び停止モーター（ストローク開始）センサー１４２を有し得る。異なる実施形態では、逆動モーターセンサー１３０は、ヘリカルギアドラム８０の遠位端に位置するリミットスイッチであってよく、これによりヘリカルギアドラム８０に螺着されたリング８４がヘリカルギアドラム８０の遠位端に達すると逆動モーターセンサー１３０と接触してこれを起動する。切開作業後、逆転モーターセンサー１３０が起動すると、制御ユニットに信号を送って、制御ユニットはモーター６５に信号を送信してその回転方向を逆転し、それによってエンドエフェクター１２のナイフ３２を回収する。
【００３１】
停止モーターセンサー１４２は、例えば通常は閉じているリミットスイッチとすることができる。異なる実施形態では、停止モーターセンサー１４２をヘリカルギアドラム８０の近位端に配置することにより、リング８４がヘリカルギアドラム８０の近位端に達するとスイッチ１４２を作動し得る。
【００３２】
動作時には、器具１０の操作者が発射トリガー２０を引き戻すと、センサー１１０が発射トリガー２０が起動されたことを検出して制御ユニットに信号を送って、制御ユニットがモーター６５に信号を送ることにより、例えば、操作者が発射トリガー２０を引き戻す強さに比例した速度でモーター６５を正転方向に回転させる。モーター６５の正転により、次に、プラネタリギヤアセンブリ７２の遠位端におけるリングギヤ７８が回転し、それによって、ヘリカルギアドラム８０が回転し、ヘリカルギアドラム８０にねじ止めされたリング８４がヘリカルギアドラム８０に沿って遠位方向に移動する。ヘリカルギアドラム８０の回転により、上記に述べたように主駆動シャフトアセンブリも駆動され、これによりエンドエフェクター１２のナイフ３２が展開される。すなわち、ナイフ３２及びそり状部材３３が長手方向に溝２２を通じて移動することによりエンドエフェクター１２に挟まれた組織を切開する。更に、ステープラー型のエンドエフェクターが用いられている実施形態では、エンドエフェクター１２のステープル動作が引き起こされる。
【００３３】
エンドエフェクター１２の切開／ステープル動作が完了するまでには、ヘリカルギアドラム８０上のリング８４はヘリカルギアドラム８０の遠位端に達し、これにより逆動モーターセンサー１３０が作動して制御ユニットに信号を送って、制御ユニットがモーター６５に信号を送ることによりモーター６５の回転を逆転させる。これによりナイフ３２が後退するとともにヘリカルギアドラム８０上のリング８４がヘリカルギアドラム８０の近位端へと戻る。
【００３４】
中間ハンドル部材１０４は、図８及び９に最も分かりやすく示されるようにスロット付きアーム９０と係合する後方肩部１０６を有している。中間ハンドル部材１０４は更に発射トリガー２０と係合する前方運動係止部１０７を有している。スロット付きアーム９０の運動は上記に説明したようにモーター６５の回転によって制御される。リング８４がヘリカルギアドラム８０の近位端から遠位端に移動するにしたがってスロット付きアーム９０が反時計回りに回転すると中間ハンドル部材１０４は反時計回りに自由に回転できるようになる。これにより、使用者が発射トリガー２０を引くと発射トリガー２０は中間ハンドル部材１０４の前方運動係止部１０７と係合して中間ハンドル部材１０４を反時計回りに回転させる。しかしながら後方肩部１０６がスロット付きアーム９０と係合するために中間ハンドル部材１０４はスロット付きアーム９０によって許容される範囲内で反時計回りに回転できるだけである。これにより、何らかの理由によってモーター６５の回転が停止した場合、スロット付きアーム９０は回転を停止し、スロット付きアーム９０のために中間ハンドル部材１０４が反時計回りに自由に回転できなくなるために使用者は発射トリガー２０を更に引くことができなくなる。
【００３５】
閉鎖トリガー１８を後退させることによってエンドエフェクター１２のアンビル２４を閉鎖する（又は締める）ための例示的閉鎖システムの要素が更に図７〜１０に示されている。図示された実施形態では、閉鎖システムは、ピン２５１により閉鎖トリガー１８に接続されたヨーク２５０を含み、ピン２５１は、閉鎖トリガー１８及びヨーク２５０両方の位置合わせされた開口部を通して挿入される。旋回ピン２５２は、これを中心として閉鎖トリガー１８が旋回するものであり、閉鎖トリガー１８にピン２５１が挿入された位置とはオフセットして閉鎖トリガー１８に設けられた別の開口部に挿入されている。したがって、閉鎖トリガー１８が後退させられると、ピン２５１を介してヨーク２５０が取り付けられた閉鎖トリガー１８の上側部分が反時計回りに回転する。ヨーク２５０の遠位端はピン２５４を介して第１の閉鎖ブラケット２５６に連結されている。第１閉鎖ブラケット２５６は第２閉鎖ブラケット２５８に連結される。総じて、閉鎖ブラケット２５６，２５８は、閉鎖ブラケット２５６，２５８の長手方向の運動が近位側閉鎖管４０（図４を参照）による長手方向の運動を生じるように近位側閉鎖管４０の近位端が内部に配置及び保持される開口部を画成する。器具１０は更に、近位側閉鎖管４０の内部に配置される閉鎖ロッド２６０を有する。閉鎖ロッド２６０は、図示された実施形態の外部下側側面部材５９のようなハンドル外部部材の１つの支柱２６３が内部に配置されることにより閉鎖ロッド２６０をハンドル６に固定的に連結する窓２６１を有し得る。これにより、近位側閉鎖管４０は閉鎖ロッド２６０に対して長手方向に動くことが可能となっている。閉鎖ロッド２６０は、近位側脊柱管４６内の空洞２６９に嵌合してキャップ２７１によって得られる空洞２６９内に保持される遠位側カラー２６７を更に有し得る（図４を参照）。
【００３６】
動作時には、閉鎖トリガー１８が後退させられることによりヨーク２５０が回転すると、閉鎖ブラケット２５６，２５８によって近位側閉鎖管４０が遠位方向（すなわち器具１０のハンドル端部から離れる方向）に動き、これにより遠位側閉鎖管４２が遠位方向に動くと、アンビル２４が旋回点２５を中心として締め付け位置、すなわち閉鎖位置へと回転する。閉鎖トリガー１８がロック位置から解除されると、近位側閉鎖管４０が近位方向にスライドし、これにより遠位側閉鎖管４２が近位方向にスライドし、遠位側閉鎖管４２の窓４５にタブ２７が挿入されていることによってアンビル２４が旋回点２５を中心として開いた位置、すなわち非締め付け位置へと回転する。これにより、操作者は閉鎖トリガー１８を後退かつ固定することによってアンビル２４と溝２２との間に組織を挟み込み、切開／ステープル締結動作後には固定位置から閉鎖トリガー１８を解除することによって組織を解放することができる。
【００３７】
制御ユニット（以下に説明）は、ストローク開始のセンサー１３０及びストローク終了のセンサー１４２と、駆動モーターセンサー１１０と、からの出力を受信して、その入力に基づいてモーター６５を制御することができる。例えば、操作者が閉鎖トリガー１８をロックしてから発射トリガー２０を最初に引くと、駆動モーターセンサー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ー１２内に存在する場合、カートリッジロックアウトセンサー（図示せず）が閉じている可能性があり、それによって制御ユニットはモーター６５に正転方向に回転させる信号を発することができる。エンドエフェクター１２がそのストロークの端部に到達すると、逆転モーターセンサー１３０が作動する。制御ユニットは、逆転モーターセンサー１３０からこの出力を受信することによって、モーター６５の回転方向を逆転させる。ナイフ３２が完全に引っ込むと、ストップモーターセンサースイッチ１４２が作動し、制御ユニットにモーター６５を停止させる。
【００３８】
他の実施形態では、比例型センサー１１０の代わりにオン／オフ型センサーを使用することも可能である。こうした実施形態では、モーター６５の回転速度は操作者によって加えられる力に比例しない。逆に、モーター６５は通常、一定の速度で回転する。しかしながら、発射トリガー２０がギア駆動力伝達系に連動しているために力に関するフィードバックは依然、操作者に与えられる。
【００３９】
器具１０は、エンドエフェクター１２に関連する様々な状態、例えばステープルカートリッジ３４（または手術器具の種類により異なるその他の種類のカートリッジ）の状態、閉鎖及び発射中のステープラーの進行状態、などを検知するための様々なセンサートランスポンダーをエンドエフェクター１２内に含む。センサートランスポンダーは、他の実施形態においては遠隔動力源、例えばエンドエフェクター１２内の電池によって駆動されるが、以下に説明するように、誘導信号によって駆動されることもできる。センサートランスポンダーは磁気抵抗型、光学、電気機械、ＲＦＩＤ、ＭＥＭｓ、運動または圧力センサーなどの各種のものが使用される。これらのセンサートランスポンダーは、例えば図１１に示すように、器具１０のハンドル６の内部に収容され得る制御ユニット３００と交信する。
【００４０】
図１２に示すように、様々な実施形態において、制御ユニット３００はプロセッサー３０６及び１個以上のメモリーユニット３０８を備えることがある。メモリー３０８に記憶されている命令コードを実行することにより、プロセッサー３０６は様々なエンドエフェクターセンサートランスポンダー及びその他のセンサー（例えば駆動モーターセンサー１１０、ストローク終了センサー１３０、及びストローク開始センサー１４２など）から受信された入力に基づいて、器具１０の様々な部品、例えばモーター６５又はユーザーディスプレイ（図示せず）を制御することができる。器具１０を手術中に使用するあいだ、制御ユニット３００はバッテリー６４によって駆動することができる。制御ユニット３００は、以下に詳述するように、センサートランスポンダーからの無線信号を受信するための誘導素子３０２（例えばコイル又はアンテナ）を含むこともできる。受信アンテナとして作用している誘導素子３０２が受信した入力信号は、復調器３１０によって復調され、復号器３１２によって復号される。入力信号は、器具１０の様々な態様を制御するためにプロセッサー３０６が使用することのあるエンドエフェクター１２の中のセンサートランスポンダーからのデータを含むこともある。
【００４１】
センサートランスポンダーに信号を送信するために、制御ユニット３００は、変調計画に応じて信号をエンコードするためのエンコーダー３１６及び信号を変調するための変調器３１８を含むこともある。誘導素子３０２は送信アンテナとして作用することもできる。制御ユニット３００は、任意の適切な無線通信プロトコール及び適切な周波数（例えばＩＳＭ周波数帯）を使用しているセンサートランスポンダーと交信することができる。さらに制御ユニット３００はセンサートランスポンダーから受信した信号の周波数範囲と異なる周波数範囲において信号を送ることもできる。また、図１２には１つのアンテナ（誘導素子）のみが示されているが、他の実施形態においては、制御ユニット３００は受信用と送信用に別のアンテナを用いていることもあり得る。
【００４２】
様々な実施形態に従って、制御ユニット３００は、マイクロコントローラー、マイクロプロセッサー、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、１つ以上のその他の種類の集積回路（例えば無線周波数受信機及びＰＷＭコントローラー）、及び／又はその他の独立部品を含むこともある。制御ユニットは、また、システムオンチップ（ＳｏＣ）又はシステムインパッケージ（ＳＩＰ）などとして実施することもできる。
【００４３】
図１１に示す様に、制御ユニット３００を器具１０のハンドル６に組み込み、かつ、器具１０のための１つ以上のセンサートランスポンダー３６８をエンドエフェクター１２の中に組み込むこともできる。動力を供給し、及び／又はデータをエンドエフェクター１２の中のセンサートランスポンダー３６８に送信し、センサートランスポンダー３６８から受信するために、制御ユニット３００の誘導素子３０２はシャフト８の回転継手２９から離れて設けられた第２誘導素子（例えばコイル）３２０と誘導的に結合されていることもある。第２誘導素子３２０は導電性のシャフト８とは電気的に絶縁されていることが望ましい。
【００４４】
第２誘導素子３２０は、エンドエフェクター１２の近く、望ましくは関節ピボット１４に関して遠隔にする位置付けられた遠位側誘導素子（例えばコイル）３２４と絶縁された電気伝導の電線３２２によって電気的に接続されていてもよい。電線３２２は電気伝導ポリマー及び／又は金属（例えば銅）から作製され得、かつ、充分な柔軟性があり、関節ピボット１４を通り、関節動作で損傷を受けることがないようなものとすることができる。遠位側誘導素子３２４は、例えばエンドエフェクター１２のカートリッジ３４の中にあるセンサートランスポンダー３６８と誘導的に結合されていてもよい。トランスポンダー３６８は、下記に詳述するように、遠位のコイル３２４との誘導結合のためのアンテナ（又はコイル）、センサー及び無線通信信号を送受信するための統合電気制御回路を含むこともできる。
【００４５】
トランスポンダー３６８は、遠隔側誘導素子３２６から受信した誘導信号の電力の一部を使ってトランスポンダー３６８を受動的に駆動することができる。一旦充分に誘導信号によって電力を得ると、トランスポンダー３６８はデータを受信し、ハンドル６内の制御ユニット３００に（ｉ）トランスポンダー３６８と遠隔側誘導素子３２４との間の誘導結合、（ｉｉ）電線３２２、及び（ｉｉｉ）第２誘導素子３２０と制御ユニット３００との間の誘導結合、を経由してデータを送信することができる。そのようにして、制御ユニット３００は、回転継手２９のような複雑な機械継手を通る直接的に有線結合を経ることなく、及び／又はシャフト８からエンドエフェクター１２に直接的に有線結合を経ることなく、その様な有線結合を維持することが困難な場所にあるエンドエフェクター１２の中のトランスポンダー３６８と交信することができる。更に、誘導素子間の距離（例えば（ｉ）トランスポンダー３６８と遠隔側誘導素子３２４、及び（ｉｉ）第２誘導素子３２０と制御ユニット３００との間隔）は固定で既知であるから、エネルギーの誘導移転に対して結合を最適化させることができる。また、その距離が比較的短いので、比較的低い電力の信号を使用することが可能であり、したがって手術器具１０の使用環境にある他のシステムとの干渉を最小に保つことができる。
【００４６】
図１２の実施形態において、制御ユニット３００の誘導素子３０２は制御ユニット３００に比較的近い位置に置かれている。他の実施形態においては、図１３に示す様に、制御ユニット３００の誘導素子３０２は回転継手２９の近くに位置し、従って第２誘導素子３２０に近く存在し、それによってそのような実施形態における誘導結合の距離を短縮することができる。その代わりに、制御ユニット３００を（そして、誘導素子３０２も）第２誘導素子３２０に近く位置付けて、間隔を短縮することも可能である。
【００４７】
別の実施形態では、２つの誘導結合より多いか又は少ない誘導結合が使用される場合がある。例えば、他の実施形態では、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ー１２内のトランスポンダー３６８との間にただ１つの誘導結合を使用することによって、誘導素子３２０、２２４及び導線３２２を削除することもある。もちろん、そのような実施形態においては、ハンドル内の制御ユニット３００とエンドエフェクター１２内のトランスポンダー３６８との間の距離が大きいので、より強い信号が必要になる。また、二つ以上の誘導結合が使われることもあり得る。例えば、手術器具１０が直接的に有線結合を維持することが困難であり得る、多くの複雑な機械的継手を有した場合、誘導結合を使えばそれらの継手それぞれに及ぶことができる。例えば、図１４に示すように、回転継手２９の遠位端側上の誘導素子３２１を導線３２２で関節ピボットの近位端側の誘導素子３２４に接続して、関節ピボット１４の遠位端側の誘導素子３２５、３２６を導線３２３で接続することによって、誘導結合は回転継手の２９の両側及び関節ピボット１４の両側で使うことができる。この実施形態において、誘導素子３２６はセンサートランスポンダー３６８と交信することができる。
【００４８】
更に、トランスポンダー３６８は複数の異なるセンサーを含むこともできる。例えば、センサーのアレイを含むこともできる。更に、エンドエフェクター１２は、遠隔側誘導素子３２４（従って制御ユニット３００）と交信している、複数のセンサートランスポンダー３６８を含むこともある。また、誘導素子３２０、３２４はフェライトコアを含むこともあり、含んでいないこともある。既に述べたように、それらは器具１０の電気伝導外側シャフト（又はフレーム）（すなわち、閉鎖管４０、４２）から絶縁されていることが望ましく、また、導線３２２も外側シャフト８から絶縁されていることが望ましい。
【００４９】
図１５は溝２２の遠位端に位置するカートリッジ３４に保持ないし内包されたトランスポンダー３６８を含むエンドエフェクター１２の図である。トランスポンダー３６８は適切な結合材、例えばエポキシによってカートリッジ３４に結合されていることもある。この実施形態においては、トランスポンダー３６８は磁気抵抗性センサーを含む。アンビル２４はまた、その遠位端に永久磁石３６９を含み、かつ、一般的にトランスポンダー３６８に対面している。この実施形態では、エンドエフェクター１２はまた、そり状部材３３に接続する永久磁石３７０を含んでいる。これによって、トランスポンダー３６８はエンドエフェクター１２の開口／閉鎖（アンビル２４が開いたり閉じたりすることにより永久磁石３６９がトランスポンダーに対して遠ざかったり近寄ったりすることによる）と、ステープリング／切断作業の終了（切断作業の一部としてそり状部材３３が溝２２を移動することにより永久磁石３７０がトランスポンダー３６８に近寄ることによる）の両方を検知する。
【００５０】
図１５はまたステープルカートリッジ３４のステープル３８０とステープルドライバー３８２を示している。前述したように、様々な実施形態によれば、そり状部材３３が溝２２を移動するとき、そり状部材３３はステープルドライバー３８２を駆動し、ステープルドライバー３８２はステープル３８０をエンドエフェクター１２内に把持された切開された組織に押し込み、ステープル３８０はアンビル２４に突き当たって成形されている。前述のように、そのような手術切開及び固定器具は本発明が好適に適用できる１つの種類の手術器具に過ぎない。本発明の様々な実施形態を１つ以上のセンサートランスポンダーを有するような任意の種類の手術器具に使用することができる。
【００５１】
上述の実施形態において、バッテリー６４は器具１０の発射動作（少なくもその一部）を駆動する。したがって、本器具はいわゆる「パワーアシスト」装置と称されることがある。本願に組み入れている‘５７３申請にはパワーアシスト装置の更に詳しい説明及び追加的実施形態が述べられている。しかし、器具１０は必ずしもパワーアシスト装置である必要はなく、これは本発明の態様を有効利用する１つの形態に過ぎないことを認識すべきである。例えば、器具１０は電池６４により電力を支給され、かつ、制御ユニット３００で制御されるユーザーディスプレイ（例えばＬＣＤ又はＬＥＤディスプレイ）を含むこともある。エンドエフェクター１２内のセンサートランスポンダー３６８からのデータはそのようなディスプレイ上に表示され得る。
【００５２】
別の実施形態では、例えば近位側閉鎖管４０及び遠位側閉鎖管４２を含む器具１０のシャフト８は、センサートランスポンダー３６８に信号を放射し、かつセンサートランスポンダー３６８から放射される信号を受信することにより、集合的に、制御ユニット３００のアンテナの一部としての役割を果たすことができる。そのようにして、エンドエフェクター１２内の遠隔センサーからの信号及びその遠隔センサーへの信号は、器具１０のシャフト８を介して送信することができる。
【００５３】
近位側閉鎖管４０は、その近位端においてプラスチックのような非電気伝導材料から作製されることも可能な外部上下側面部材５９〜６２によって接地されることができる。近位側閉鎖管４０及び遠位側閉鎖管４２内部の駆動シャフトアセンブリ部品（主駆動シャフト４８及び副駆動シャフト５０を含む）も、また、プラスチックのような非電気伝導材料から作製されてもよい。更に、エンドエフェクター１２の部品（例えばアンビル２４及び溝２２）は遠位側閉鎖管４２に電気的に接続（又は直接的又は間接的な電気コンタクト）され、アンテナの一部としての役割を果たすこともできる。更に、センサートランスポンダー３６８は、アンテナの役割を果たしているシャフト８及びエンドエフェクター１２の部品から電気的に絶縁されるように位置付けされ得る。例えば、センサートランスポンダー３６８は、プラスチックのような非電気伝導材料から作製されて得るカートリッジ３４内に設けることもできる。シャフト８の遠位端（例えば遠位側閉鎖管４２の遠位端のような）及びエンドエフェクター１２のアンテナの役割を果たしている部分は、センサー３６８に比較的接近しているので、送信される信号の電力を低レベルにとどめることが可能であり、それによって、器具１０の使用環境における他のシステムとの干渉を最低限に保つか、あるいは減少することができる。
【００５４】
そのような実施形態においては、図１６に示すように、制御ユニット３００は、器具１０のシャフト８に、例えば近位側閉鎖管４０に、導電リンク４００（即ち電線）を介して電気的に接続することができる。したがって、シャフト８の外側部分、例えば閉鎖管４０、４２は、制御ユニット３００のアンテナとして働き、センサー３６８に信号を放射し、かつ、センサー３６８から放射された信号を受信することができる。制御ユニット３００によって受信された入力信号は、復調器３１０により復調され、複号器３１２によって復号される（図１２参照）。入力信号は、プロセッサー３０６が器具１０の様々な態様、例えばモーター６５又はユーザーディスプレイを制御するために使う、エンドエフェクター１２内のセンサー３６８からのデータを含むこともある。
【００５５】
エンドエフェクター１２内のセンサー３６８からのデータ信号又はセンサー３６８へのデータ信号を送信するために、リンク４００は、器具１０のシャフト８の部品、例えば遠位端閉鎖管４２と電気的に接続している近位側閉鎖管４０に、制御ユニット３００を接続することもある。遠位側閉鎖管４２は、プラスチックカートリッジ３４内に設けられている遠隔センサー３６８から電気的に絶縁されていることが望ましい（図３参照）。上述したように、エンドエフェクター１２の部品、例えば溝２２及びアンビル２４（図３参照）は導電性があり、かつ、遠位側閉鎖管４２と電気的に接触している可能性があるので、それらもアンテナの一部としての役割を果たす可能性がある。
【００５６】
シャフト８が制御ユニット３００のアンテナの役割を果たすので、制御ユニット３００は直接の有線結合が無くてもエンドエフェクター１２内のセンサー３６８と交信することができる。更にシャフト８とリモートセンサー３６８との間の距離は一定で既知であるから、電力レベルは低レベルに最適化することが可能であり、したがって器具１０の使用環境内における他のシステムとの干渉を最小にすることができる。センサー３６８は、上述のように、制御ユニット３００への信号の放射、及び制御ユニット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。通信回路はセンサー３６８と統合することができる。
【００５７】
別の実施形態においては、シャフト８及び／又はエンドエフェクター１２の部品は、遠隔センサー３６８のアンテナの役割を果たすこともできる。そのような実施形態においては、遠隔センサー３６８はシャフトに（近位側閉鎖管４０と電気的に接続している遠位側閉鎖管４２へのように）電気的に接続しており、また、制御ユニット３００はシャフト８とは絶縁されている。例えば、センサー３６８はエンドエフェクター１２の導電部品（例えば溝２２）に接続されていて、一方で、エンドエフェクター１２の導電部品はシャフトの導電部品（例えば閉鎖管４０、４２）と接続することもできる。別の在り方として、エンドエフェクター１２は遠隔センサー３６８を遠位側閉鎖管４２に接続する導線（図示せず）を含むこともできる。
【００５８】
典型的な場合、器具１０のような手術器具は使用に先立って清掃され、滅菌される。１つの滅菌手段としては、図１７及び図１８に示すように、密閉されシールされた、例えばプラスチック又はＴＹＶＥＫ容器のような容器２８０又は袋に器具１０を入れる。容器及び器具は次に、ガンマ線、Ｘ線、又は高エネルギー電子のようなその容器を貫通することができる放射線場の中に置かれる。放射線が器具１０の上及び容器２８０の中のバクテリアを殺す。滅菌された器具１０は、その後、無菌容器２８０内で保管することができる。シールされ、滅菌された容器２８０は器具１０を医療施設内又はその他の使用環境で開封されるまで滅菌された状態に保つ。器具１０の滅菌には放射線の代りに他の方法、例えばエチレンオキシド又は蒸気などを使うこともできる。
【００５９】
器具１０の滅菌のためにガンマ放射線などの放射線を使うと、制御ユニット３００の部品、特にメモリー３０８及びプロセッサー３０６が破損し、使用不能になることがある。したがって、本発明の様々な実施形態において、制御ユニット３００は器具１０の包装及び滅菌後にプログラムされることがある。
【００６０】
図１７に示すように、手持ち装置である遠隔プログラミング装置３２０を制御ユニット３００と無線通信ができるような状態にする。遠隔プログラミング装置３２０は制御ユニット３００が受信して制御ユニット３００をプログラムし、かつ制御ユニット３００をプログラミング作業中に駆動するための電力を供給するための無線信号を放射することができる。それによって、電池６４はプログラミング作業中に電力を制御ユニット３００に供給する必要はない。様々な実施形態において、制御ユニット３００にダウンロードされたプログラミングコードは比較的小さいサイズ、例えば１ＭＢ以下、である場合もあり、したがってもしそれが望ましいならば比較的低い伝送速度の通信プロトコールを使うこともできる。また、遠隔プログラミングユニット３２０は手術器具１０に物理的に近接して配置することもできるので、低出力信号を使用することもできる。
【００６１】
図１９に戻ると、制御ユニット３００は遠隔プログラミング装置３２０からの無線信号をピックアップするための誘導コイル４０２を含むこともある。受信した信号の一部は、電池６４によって電力が供給されていない場合に制御ユニット３００に電力を供給するための電力回路４０４によって使用されることもある。
【００６２】
受信アンテナとして作用しているコイル４０２が受信した入力信号は、復調器４１０によって復調され、復号器４１２で復号される。入力信号は、メモリー３０８の非揮発性メモリー部分に記憶されていることもあるプログラミング命令（即ちコード）を含むこともある。プロセッサー３０６は器具１０が作動中にコードを実行することがある。例えば、コードは、プロセッサー３０６に、センサー３６８から受信したデータに基づいて、器具１０の様々なサブシステム、例えばモーター６５に制御信号を出力させることがある。
【００６３】
制御ユニット３００は、また、プロセッサー３０６によって実行される起動シーケンスコードを内蔵する非揮発性メモリーユニット４１４を含むこともある。制御ユニット３００が滅菌後のプログラミング作業中にリモート制御ユニット３２０からの信号から充分な電力を受け取った場合、プロセプロセッサー３０６は最初に起動シーケンスコード（「ブートローダー」）４１４を実行し、それによってプロセッサー３０６にオペレーティングシステムが読みこまれる。
【００６４】
制御ユニット３００は、また、リモートプログラミングユニット３２０に、例えば受信確認及びハンドシェーク信号などの信号を返信する。制御ユニット３００は、信号をエンコードしてプログラミングユニット３２０に送信するためのエンコーダー４１６及び変調計画に応じて信号を変調するための変調器４１８を含むこともある。コイル４０２が送信用アンテナとして作用することもある。コイルユニット３００と遠隔プログラミング装置３２０は、任意の適切な無線通信プロトコール（例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ）及び任意の適切な周波数（例えばＩＳＭ周波数帯）を使って交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から受信した信号の周波数範囲と異なる周波数範囲において信号を送ることができる。
【００６５】
図２０は、本発明の様々な実施形態による遠隔プログラミング装置３２０の単純化された図である。図２０に示したように、遠隔プログラミングユニット３２０は主制御盤２３０及びブーストアンテナ盤２３２を含むことがある。主制御盤２３０はコントローラー２３４、パワーモジュール２３６、及びメモリー２３８を含むこともある。メモリー２３８には手術器具１０の制御ユニット３００に送信すべきコントローラー２３４のための演算命令並びにプログラミング命令が、記憶されている。パワーモジュール２３６は、内部電池（図示せず）又は外部のＡＣ又はＤＣ電源（図示せず）からの遠隔プログラミング装置３２０の部品のための安定したＤＣ電源を提供することができる。
【００６６】
ブーストアンテナ盤２３２はＩ２Ｃバスを経由してコントローラー２３４と交信する結合回路２４０を含むことができる結合回路２４０は、手術器具の制御ユニット３００とアンテナ２４４を介して交信することができる。結合回路２４０は制御ユニットとの交信のための変調／復調及び記号化／復号作業を取り扱うことができる。その他の実施形態によれば、遠隔プログラミング装置３２０は独立した変調器、復調器、エンコーダー及び復号器を有することもある。図２０に示すように、ブーストアンテナ盤２３２は送信電力増幅器２４６、アンテナ２４４のための整合回路２４８、並びに信号受信用の濾波器／増幅器２４９を含むこともある。
【００６７】
その他の実施形態によれば、図２０に示すように、遠隔プログラミング装置は、コンピューター装置４６０、例えばＰＣ又はラップトップとＵＳＢ及び／又はＲＳ２３２インターフェース経由で交信することができる。そのような構成においては、計算装置４６０のメモリーは、制御ユニット３００に送信すべきプログラミング命令を記憶することがある。別の実施形態においては、計算装置４６０は、制御ユニット３００にプログラミング命令を送信するための無線送信システム用に設定され得る。
【００６８】
さらに、別の実施形態によれば、制御ユニット３００と遠隔プログラミング装置３２０との間に誘導結合を使用する代わりに、容量結合を使用することができる。そのような実施形態においては、制御ユニット３００は遠隔プログラミングユニット３２０と同様にコイルの替りにプレートを使うことができる。
【００６９】
別の実施形態においては、制御ユニット３００と遠隔プログラミング装置３２０との間に無線通信リンクを使用する代わりに、プログラミング装置３２０を制御ユニット３００に物理的に接続し、一方、器具１０が滅菌状態を保たれるように器具１０をその滅菌容器２８０に入れたままにしておくこともできる。図２１は、そのような実施形態における包装された器具１０の図である。図２２に示すように、器具１０のハンドル６は、外部接続インターフェース４７０を含んでいることもある。容器２８０は、更に器具１０が容器２８０内に包装されたときに、器具１０の外部接続インターフェース４７０と組み合わされる接続インターフェース４７２を含むこともある。プログラミング装置３２０は、容器２８０の外部にある接続インターフェース４７２に接続する外部接続インターフェース（図示せず）を含ことによって、プログラミング装置３２０と器具１０の外部接続インターフェース４７０との間に有線接続を提供することもできる。
【００７０】
上述の発明はロボット式手術システムにも適用可能である。その様なシステムは、当業者には良く知られており、Ｉｎｔｕｉｔｉｖｅ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ，Ｉｎｃ．，Ｓｕｎｎｙｖａｌｅ，ＣＡから入手可能であるものである。それらの例は、米国特許第６，７８３，５２４号、第７，５２４，３２０号、及び第７，８２４，４０１号に開示されている。本願における全ての引用文献をここに援用するものである。一般的に、ロボット式手術システムは、手術器具及びシステムと連動するように構成された遠隔制御可能なアームを含む、遠隔制御可能なユーザーインターフェースを有する。アームは、ユーザーがインターフェースする目的でローカライズされたコンソールに一般的に適用されている電子制御システムで制御することができる。器具は手術システムからローカル的に電源を取得することができるか、又はロボットの総合制御から独立の電源を得るシステムを持っている。
【００７１】
ロボット式手術システムは作動システム、モニター、ロボット、及び少なくとも１つの手術作業を実施でき、アームの遠位端に取外し可能に取り付けられた少なくとも１つの手術器具を持つロボットアームに確実に取り付けられた少なくとも１つのローディングユニットを含んでいる。
【００７２】
更に別の実施形態においては、ロボット式手術システムは、プロセッサー、少なくとも１個のモーター駆動継手の位置を決定する少なくとも１個のエンコーダー、ステープリングユニットから送信された電気信号を受信し、かつその動きを制御する受信機を含んでいる。
【００７３】
ロボットで使用するための使い捨て式ローディングユニットの代表的な例がトーヴェイらによる米国特許第６，２３１，５６５号に開示されている。比例式手術制御付きの手術ロボットの代表的な例がスミスらによる米国特許第５，６２４，３９８号に開示されている。
【００７４】
本発明の別の態様のロボットシステムは、フレーム、フレームに対して相対的に移動可能なロボットアーム、及びステープリングアセンブリをロボットアーム接続する長いチューブを持つステープリングユニットを持っている。ステープリングアセンブリ付きの長いチューブ及びステープリングアセンブリ自体の双方は、ロボットアームに取外し可能に取り付けられて、動作可能にロボットアームに結合されている。ステープリングアセンブリの１つの構成を取外し、別の構成を取り付けて操作することが可能である。
【００７５】
図４〜図５に関連してロボットシステムは閉鎖管４０の近位端に取外し可能に取付けられて、回転駆動ロッド４８の近位端に半径方向に結合された結合部材を含む。継手は、溝保持器４６とも連合するキャップ２７１の内側の間に包含された溝保持器４６の近位端内に固定されるように更に構成されている。
【００７６】
以上、本発明の異なる実施形態を切開式外科器具について説明した。しかし、ここで注意すべきなのは、他の実施形態においては、本願において開示した発明的な手術器具は必ずしも切断式手術器具である必要はなく、遠隔センサートランスポンダーを含む任意の形式の手術器具であることができる。例えば、それは非切断式内視鏡器具、杷持器具、ステープラー、クリップアプライヤー、アクセス装置、医薬品／遺伝子治療薬供給装置、超音波、無線周波数、レーザーなどを使用したエネルギー装置などでもあり得る。更に、現在の発明は例えば腹腔鏡器具にも適用できる。本発明の実施形態はまた、従来の内視鏡及び開腹手術器具、並びにロボット支援手術における応用が可能である。
【００７７】
本願において開示される装置は、１回の使用の後に処分されるような設計とするか、又は複数回使用されるような設計とすることができる。しかしながら、いずれの場合も、デバイスは少なくとも１回の使用後、再使用のために再調整されることができる。再調整は、装置の分解工程、これに続く洗浄工程又は特定部品の交換工程、及びその後の再組み付け工程の任意の組み合わせを含むことができる。詳細には、装置は分解可能であり、装置の任意の数の特定の部品又は部材を、任意の組み合わせで選択的に交換又は取り外すことができる。特定の部材の洗浄及び／又は交換に際し、装置を再調整施設において、あるいは外科手術の直前に手術チームによって再組み付けしてからその後の使用に供することができる。当業者であれば、装置の再調整に、分解、洗浄／交換、及び再組み付けのための様々な技術を利用できる点は認識されるであろう。このような技術の使用、及びその結果として得られる再調整された装置は、全て、本願の範囲内にある。
【００７８】
本発明を開示された特定の実施形態について上記に説明したが、これらの実施形態には多くの改変及び変形を行うことが可能である。例えば、異なるタイプのエンドエフェクターが採用され得る。また、特定のコンポーネントについて材料が開示されたが、他の材料が使用され得る。以上の説明及び以下の「特許請求の範囲」は、このような改変及び変形を全て有効範囲とするものである。
【００７９】
全体又は部分において、本願に参照により組み込まれると称されるいずれの特許公報又は他の開示物も、組み込まれた事物が現行の定義、記載、又は本開示に記載されている他の開示物と矛盾しない範囲でのみ本願に組み込まれる。このように及び必要な範囲で、本願に明瞭に記載されている開示は、参照により本願に組み込んだ任意の矛盾する事物に取って代わるものとする。本願に参照により組み込むと称されている現行の定義、記載、又は本願に記載されている他の開示物と矛盾するいずれの事物、又はそれらの部分は、組み込まれた事物と現行の開示事物との間に矛盾が生じない範囲でのみ組み込まれるものとする。
【００８０】
〔実施の態様〕
（１）  手術器具であって、
少なくとも１個のセンサーを含むエンドエフェクターと、
遠隔制御可能なユーザーインターフェースに操作可能に接続された、少なくとも１つの手術作業を実施するための遠位ステープリングユニットと、
前記エンドエフェクターに接続された遠位端を有する電気伝導シャフトであって、前記センサーが前記シャフトから電気的に絶縁されている、電気伝導シャフトと、
前記シャフトの近位端における、機械的な入力又は電気的な入力のうち少なくとも１つを受信するように構成された、ハウジングと、
前記センサーから無線信号を受信し、かつ前記センサーへと無線信号を送信するように構成された、前記シャフトから電気的に絶縁された、受信ユニットと、
を含む、手術器具。
（２）  前記少なくとも１個のセンサーが磁気抵抗センサーを含む、実施態様１に記載の手術器具。
（３）  前記少なくとも１個のセンサーが圧力センサーを含む、実施態様１に記載の手術器具。
（４）  前記少なくとも１個のセンサーがＲＦＩＤセンサーを含む、実施態様１に記載の手術器具。
（５）  前記少なくとも１個のセンサーがＭＥＭＳセンサーを含む、実施態様１に記載の手術器具。
（６）  前記少なくとも１個のセンサーが電気機械的センサーを含む、実施態様１に記載の手術器具。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図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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【国際調査報告】
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