(57)【要約】  通信回路を通じた排煙デバイスとフィルタデバイスとの間の通信のための外科用排出システムが提供される。外科用排出システムは、ポンプと、ポンプに動作可能に連結されたモータと、を含む、排煙デバイスを備える。外科用排出システムはまた、通信回路と、通信回路を通じて排煙デバイスと通信するフィルタデバイスと、を備える。フィルタデバイスは、複数のフィルタ要素及び複数のフィルタセンサを含む複数のフィルタ構成要素を備える。複数のフィルタ要素は、流体フィルタ、微粒子フィルタ、及び炭フィルタのうちの少なくとも１つを含む。通信回路は、複数のフィルタ構成要素を認証し、複数のフィルタ構成要素のうちの少なくとも１つの残存寿命を検証し、複数のフィルタ構成要素から出力されたパラメータを更新し、かつ複数のフィルタ構成要素から出力されたエラーを記録するように構成されている。
2021509598.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外科用排出システムであって、
排煙デバイスであって、
ポンプと、
前記ポンプに動作可能に連結されたモータと、を含む、排煙デバイスと、
通信回路と、
前記通信回路を通じて前記排煙デバイスと通信するフィルタデバイスと、を備え、前記フィルタデバイスが、複数のフィルタ構成要素を含み、前記複数のフィルタ構成要素が、
流体フィルタ、微粒子フィルタ、及び炭フィルタのうちの少なくとも１つを含む、複数のフィルタ要素と、
複数のフィルタセンサと、を備え、
前記通信回路が、
前記複数のフィルタ構成要素を認証することと、
前記複数のフィルタ構成要素のうちの少なくとも１つの残存寿命を検証することと、
前記複数のフィルタ構成要素から出力されたパラメータを更新することと、
前記複数のフィルタ構成要素から出力されたエラーを記録することと、を行うように構成されている、外科用排出システム。
【請求項２】
前記通信回路が、前記通信回路によって識別され得るフィルタ構成要素の数又は種類を制限するように更に構成されている、請求項１に記載の外科用排出システム。
【請求項３】
前記通信回路が、前記認証の結果に基づいて、前記複数のフィルタ構成要素を有効化又は無効化するように更に構成されている、請求項１に記載の外科用排出システム。
【請求項４】
前記通信回路が、フィルタ構成要素情報を使用することによって、前記複数のフィルタ構成要素を認証する、請求項１に記載の外科用排出システム。
【請求項５】
前記フィルタ構成要素情報が、前記複数のフィルタ構成要素の製品種類、製品名、一意のデバイス識別子、製品商標、シリアル番号、及び構成パラメータのうちの少なくとも１つを含む、請求項４に記載の外科用排出システム。
【請求項６】
前記フィルタデバイスが、前記複数のフィルタ構成要素から出力された前記パラメータを前記通信回路に送信する前に、前記パラメータを暗号化するように構成されている、請求項１に記載の外科用排出システム。
【請求項７】
暗号化された前記パラメータを受信すると、前記通信回路が、前記暗号化されたパラメータを復号化する、請求項６に記載の外科用排出システム。
【請求項８】
前記通信デバイスが、マスタデバイスとして機能し、前記フィルタデバイスが、スレーブデバイスとして機能し、前記マスタデバイスと前記スレーブデバイスとの間の通信が、前記認証プロセスを実施するときに、前記マスタデバイスから前記スレーブデバイスに一方向性である、請求項１に記載の外科用排出システム。
【請求項９】
通信回路を通じた排煙デバイスとフィルタデバイスとの間の通信のための方法であって、
前記通信回路によって、前記フィルタデバイス内の複数のフィルタ構成要素を認証することであって、前記複数のフィルタ構成要素が、
流体フィルタ、微粒子フィルタ、及び炭フィルタのうちの少なくとも１つを含む複数のフィルタ要素と、
複数のフィルタセンサと、を含む、認証することと、
前記通信回路によって、前記複数のフィルタ構成要素のうちの少なくとも１つの残存寿命を検証することと、
前記通信回路によって、前記複数のフィルタ構成要素から出力されたパラメータを更新することと、
前記通信回路によって、前記複数のフィルタ構成要素から出力されたエラーを記録することと、を含み、
前記排煙デバイスが、
ポンプと、
前記ポンプに動作可能に連結されたモータと、を含む、方法。
【請求項１０】
前記通信回路によって識別され得るフィルタ構成要素の数又は種類を制限することを更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記通信回路によって、前記認証の結果に基づいて前記複数のフィルタ構成要素を有効化又は無効化することを更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記通信回路が、フィルタ構成要素情報を使用することによって前記複数のフィルタ構成要素を認証する、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記フィルタ構成要素情報が、前記複数のフィルタ構成要素の製品種類、製品名、一意のデバイス識別子、製品商標、シリアル番号、及び構成パラメータのうちの少なくとも１つを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記複数のフィルタ構成要素から出力された前記パラメータを前記通信回路に送信する前に、前記フィルタデバイスによって、前記パラメータを暗号化することを更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
暗号化された前記パラメータを受信すると、前記通信回路によって、前記暗号化されたパラメータを復号化することを更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記通信デバイスが、マスタデバイスとして機能し、前記フィルタデバイスが、スレーブデバイスとして機能し、前記マスタデバイスと前記スレーブデバイスとの間の通信が、前記認証プロセスを実行するときに、前記マスタデバイスから前記スレーブデバイスに一方向性である、請求項９に記載の方法。
【請求項１７】
プロセッサと、前記プロセッサに連結されたメモリと、を備える、外科用ハブであって、前記メモリが、
フィルタデバイス内の複数のフィルタ構成要素を認証することであって、前記複数のフィルタ構成要素が、
流体フィルタ、微粒子フィルタ、及び炭フィルタのうちの少なくとも１つを含む、複数のフィルタ要素と、
複数のフィルタセンサと、を含む、認証することと、
前記複数のフィルタ構成要素のうちの少なくとも１つの残存寿命を検証することと、
前記複数のフィルタ構成要素から出力されたパラメータを更新することと、
前記複数のフィルタ構成要素から出力されたエラーを記録することと、を行うための、前記プロセッサによって実行可能な命令を記憶している、外科用ハブ。
【請求項１８】
前記メモリが、識別され得るフィルタ構成要素の数又は種類を制限するための、前記プロセッサによって実行可能な更なる命令を記憶している、請求項１７に記載の外科用ハブ。
【請求項１９】
前記メモリが、前記認証の結果に基づいて、前記複数のフィルタ構成要素を有効化又は無効化するための、前記プロセッサによって実行可能な更なる命令を記憶している、請求項１７に記載の外科用ハブ。
【請求項２０】
前記複数のフィルタ構成要素が、前記複数のフィルタ構成要素の製品種類、製品名、一意のデバイス識別子、製品商標、シリアル番号、及び構成パラメータのうちの少なくとも１つを含むフィルタ構成要素情報を使用することによって認証される、請求項１７に記載の外科用ハブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）の下で、開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ  ＳＹＳＴＥＭ  ＷＩＴＨ  Ａ  ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ  ＣＩＲＣＵＩＴ  ＦＯＲ  ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ  ＢＥＴＷＥＥＮ  Ａ  ＦＩＬＴＥＲ  ＡＮＤ  Ａ  ＳＭＯＫＥ  ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ  ＤＥＶＩＣＥ」と題する２０１８年６月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６９１，２６２号の優先権の利益を主張する。
【０００２】
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）の下で、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＷＩＴＨ  ＯＰＴＩＭＩＺＥＤ  ＳＥＮＳＩＮＧ  ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」と題する２０１８年３月３０日出願の米国仮特許出願第６２／６５０，８８７号、「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＭＯＫＥ  ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ  ＳＥＮＳＩＮＧ  ＡＮＤ  ＣＯＮＴＲＯＬＳ」と題する２０１８年３月３０日出願の米国仮特許出願第６２／６５０，８７７号、「ＳＭＯＫＥ  ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ  ＭＯＤＵＬＥ  ＦＯＲ  ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する２０１８年３月３０日出願の米国仮特許出願第６２／６５０，８８２号、及び「ＣＡＰＡＣＩＴＩＶＥ  ＣＯＵＰＬＥＤ  ＲＥＴＵＲＮ  ＰＡＴＨ  ＰＡＤ  ＷＩＴＨ  ＳＥＰＡＲＡＢＬＥ  ＡＲＲＡＹ  ＥＬＥＭＥＮＴＳ」と題する２０１８年３月３０日出願の米国仮特許出願第６２／６５０，８９８号の優先権の利益を主張する。
【０００３】
本出願は更に、米国特許法第１１９条（ｅ）の下で、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＩＮ  ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ  ＤＥＶＩＣＥ  ＡＮＤ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＳＹＳＴＥＭ  ＴＨＥＲＥＦＯＲ」と題する２０１８年３月８日出願の米国仮特許出願第６２／６４０，４１７号、及び「ＥＳＴＩＭＡＴＩＮＧ  ＳＴＡＴＥ  ＯＦ  ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ  ＥＮＤ  ＥＦＦＥＣＴＯＲ  ＡＮＤ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＳＹＳＴＥＭ  ＴＨＥＲＥＦＯＲ」と題する２０１８年３月８日出願の米国仮特許出願第６２／６４０，４１５号の優先権の利益を主張する。
【０００４】
本出願は更に、米国特許法第１１９条（ｅ）の下で、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する２０１７年１２月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６１１，３４１号、「ＣＬＯＵＤ−ＢＡＳＥＤ  ＭＥＤＩＣＡＬ  ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ」と題する２０１７年１２月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６１１，３４０号、及び「ＲＯＢＯＴ  ＡＳＳＩＳＴＥＤ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する２０１７年１２月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６１１，３３９号の優先権の利益を主張する。
【背景技術】
【０００５】
本開示は、外科システム及びその排出器に関する。外科用排煙器は、手術部位から煙、並びに流体及び／又は微粒子を排出するように構成されている。例えば、エネルギーデバイスを伴う外科処置中に、手術部位で煙が発生することがある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様では、外科用排出システムが提供される。外科用排出システムは、ポンプと、ポンプに動作可能に連結されたモータと、を含む、排煙デバイスを備える。外科用排出システムはまた、通信回路と、通信回路を通じて排煙デバイスと通信するフィルタデバイスと、を備える。フィルタデバイスは、流体フィルタ、微粒子フィルタ、及び炭フィルタ及び複数のフィルタセンサのうちの少なくとも１つを含む、複数のフィルタ要素を含む、複数のフィルタ構成要素を備える。通信回路は、複数のフィルタ構成要素を認証し、複数のフィルタ構成要素のうちの少なくとも１つの残存寿命を検証し、複数のフィルタ構成要素から出力されたパラメータを更新し、複数のフィルタ構成要素からのエラー出力を記録するように構成されている。
【０００７】
別の態様では、通信回路を通じた排煙デバイスとフィルタデバイスとの間の通信のための方法が提供される。方法は、通信回路によって、フィルタデバイス内の複数のフィルタ構成要素を認証することを含む。複数のフィルタ構成要素は、複数のフィルタ要素と、複数のフィルタセンサと、を含む。複数のフィルタ要素は、流体フィルタ、微粒子フィルタ、及び炭フィルタのうちの少なくとも１つを含む。方法は、通信回路によって、複数のフィルタ構成要素のうちの少なくとも１つの残存寿命を検証することと、通信回路によって、複数のフィルタ構成要素から出力されたパラメータを更新することと、通信回路によって、複数のフィルタ構成要素から出力されたエラーを記録することと、を更に含む。排煙デバイスは、ポンプと、ポンプに動作可能に連結されたモータと、を備える。
【０００８】
別の態様では、プロセッサ及びプロセッサに連結されたメモリを備える外科用ハブが提供される。メモリは、フィルタデバイス内の複数のフィルタ構成要素を認証するために、プロセッサによって実行可能な命令を記憶する。複数のフィルタ構成要素は、複数のフィルタ要素及び複数のフィルタセンサを含む。複数のフィルタ要素は、流体フィルタ、微粒子フィルタ、及び炭フィルタのうちの少なくとも１つを含む。メモリはまた、複数のフィルタ構成要素のうちの少なくとも１つの残存寿命を検証し、複数のフィルタ構成要素から出力されたパラメータを更新し、複数のフィルタ構成要素から出力されたエラーを記録するための、プロセッサによって実行可能な命令を記憶している。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
様々な態様の特徴が、添付された特許請求の範囲で詳細に説明される。ただし、機構、及び動作の方法の両方についての様々な態様は、それらの更なる目的及び利点と共に、以降の添付図面と併せて、以下の説明を参照することにより最もよく理解することができる。
【図１】本開示の少なくとも１つの態様による、外科用排出システムのための排出器筐体の斜視図を示す。
【図２】本開示の少なくとも１つの態様による、外科用排出電気外科用ツールの斜視図である。
【図３】本開示の少なくとも１つの態様による、電気外科用ペンシルに解放可能に固定された外科用排出ツールの立面図である。
【図４】本開示の少なくとも１つの態様による、外科用排出システムのための排出器筐体内の内部構成要素を示す概略図である。
【図５】本開示の少なくとも１つの態様による、排煙器を含む電気外科システムの概略図である。
【図６】本開示の少なくとも１つの態様による、外科用排出システムの概略図である。
【図７】本開示の少なくとも１つの態様による、外科用排出システムを含む外科システムの斜視図である。
【図８】本開示の少なくとも１つの態様による、図７の外科用排出システムの排出器筐体の斜視図である。
【図９】本開示の少なくとも１つの態様による、図８に示される平面に沿った図８の排出器筐体内のソケットの立面断面図である。
【図１０】本開示の少なくとも１つの態様による、排出システムのためのフィルタの斜視図である。
【図１１】本開示の少なくとも１つの態様による、フィルタの中心長手方向平面に沿って取られた図１０のフィルタの斜視断面図である。
【図１２】本開示の少なくとも１つの態様による、図７の外科排出システムなどの外科用排出システムのためのポンプである。
【図１３】本開示の少なくとも１つの態様による、外科用排出システムの一部分の斜視図である。
【図１４】本開示の少なくとも１つの態様による、図１３の外科用排出システムの流体トラップの正面斜視図である。
【図１５】本開示の少なくとも１つの態様による、図１４の流体トラップの後方斜視図である。
【図１６】本開示の少なくとも１つの態様による、図１４の流体トラップの立面断面図である。
【図１７】本開示の少なくとも１つの態様による、明確にするために部分が除去されており、流体トラップ内に捕捉された液体及び流体トラップを通って流れる煙を示す、図１４の流体トラップの立面断面図である。
【図１８】本開示の少なくとも１つの態様による、排出システムの排出器筐体の概略図である。
【図１９】本開示の少なくとも１つの態様による、別の排出システムの排出器筐体の概略図である。
【図２０】本開示の少なくとも１つの態様による、排煙システムの概略図である。
【図２１】本開示の少なくとも１つの態様による、図２０の排煙システムのフィルタ通信回路の概略図である。
【図２２】本開示の少なくとも１つの態様による、図２０の排煙システムのフィルタデバイスの概略図である。
【図２３】本開示の少なくとも１つの態様による、排出システムの筐体の概略図である。
【図２４】本開示の少なくとも１つの態様による、コンピュータ実装インタラクティブ外科システムのブロック図である。
【図２５】本開示の少なくとも１つの態様による、手術室内で外科処置を実施するために使用される外科システムである。
【図２６】本開示の少なくとも１つの態様による可視化システム、ロボットシステム、及びインテリジェント器具とペアリングされた外科用ハブである。
【図２７】本開示の少なくとも１つの態様による、外科用ハブエンクロージャ、及び外科用ハブエンクロージャのドロアー内に摺動可能に受容可能な組み合わせ生成器モジュールの部分斜視図である。
【図２８】本開示の少なくとも１つの態様による、双極、超音波、及び単極接点、並びに排煙構成要素を備える組み合わせ生成器モジュールの斜視図である。
【図２９】本開示の少なくとも１つの態様による、複数のモジュールを受容するように構成された横方向モジュール式筐体の複数の横方向ドッキングポートの個々の電力バスアタッチメントを示す。
【図３０】本開示の少なくとも１つの態様による、複数のモジュールを受容するように構成された垂直モジュール式筐体を示す。
【図３１】本開示の少なくとも１つの態様による、医療施設の１つ若しくは２つ以上の手術室、又は外科手術のための専門設備を備えた保健施設内の任意の部屋に位置しているモジュール式デバイスをクラウドに接続するように構成されたモジュール式通信ハブを備える外科用データネットワークを示す。
【図３２】本開示の少なくとも１つの態様による、コンピュータ実装インタラクティブ外科システムを示す。
【図３３】本開示の少なくとも１つの態様による、モジュール式制御タワーに連結された複数のモジュールを備える外科用ハブを示す。
【図３４】本開示の少なくとも１つの態様による、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ネットワークハブデバイスの一態様を示す。
【図３５】本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具又はツールの制御システムの論理図を示す。
【図３６】本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された制御回路を示す。
【図３７】本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された組み合わせ論理回路を示す。
【図３８】本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された順序論理回路を示す。
【図３９】本開示の少なくとも１つの態様による、様々な機能を実施するために起動され得る複数のモータを備える外科用器具又はツールを示す。
【図４０】本開示の少なくとも１つの態様による、本明細書に記載される外科用ツールを動作させるように構成されたロボット外科用器具の概略図である。
【図４１】本開示の少なくとも１つの態様による、変位部材の遠位並進を制御するようにプログラムされた外科用器具のブロック図を示す。
【図４２】本開示の少なくとも１つの態様による、様々な機能を制御するように構成された外科用器具の概略図である。
【図４３】本開示の少なくとも１つの態様による、他の利点の中でもとりわけ、誘導性調整を提供するように構成された発生器の簡略ブロック図である。
【図４４】本開示の少なくとも１つの態様による、図２０の発生器の一形態である発生器の一実施例を示す。
【図４５】本開示の１つの態様による、外科用ハブの状況認識を示す時間線である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年６月２９日出願の以下の米国特許出願を所有する。
・「ＣＡＰＡＣＩＴＩＶＥ  ＣＯＵＰＬＥＤ  ＲＥＴＵＲＮ  ＰＡＴＨ  ＰＡＤ  ＷＩＴＨ  ＳＥＰＡＲＡＢＬＥ  ＡＲＲＡＹ  ＥＬＥＭＥＮＴＳ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号第ＥＮＤ８５４２ＵＳＮＰ／１７０７５５号、
・「ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＡＣＣＯＲＤＩＮＧ  ＴＯ  ＳＥＮＳＥＤ  ＣＬＯＳＵＲＥ  ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号第ＥＮＤ８５４３ＵＳＮＰ／１７０７６０号、
・「ＳＹＳＴＥＭＳ  ＦＯＲ  ＡＤＪＵＳＴＩＮＧ  ＥＮＤ  ＥＦＦＥＣＴＯＲ  ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ  ＢＡＳＥＤ  ＯＮ  ＰＥＲＩＯＰＥＲＡＴＩＶＥ  ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号第ＥＮＤ８５４３ＵＳＮＰ１／１７０７６０−１号、
・「ＳＡＦＥＴＹ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＦＯＲ  ＳＭＡＲＴ  ＰＯＷＥＲＥＤ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号第ＥＮＤ８５４３ＵＳＮＰ２／１７０７６０−２号、
・「ＳＡＦＥＴＹ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＦＯＲ  ＳＭＡＲＴ  ＰＯＷＥＲＥＤ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号第ＥＮＤ８５４３ＵＳＮＰ３／１７０７６０−３号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＦＯＲ  ＤＥＴＥＣＴＩＮＧ  ＥＮＤ  ＥＦＦＥＣＴＯＲ  ＴＩＳＳＵＥ  ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＩＯＮ  ＩＲＲＥＧＵＬＡＲＩＴＩＥＳ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号第ＥＮＤ８５４３ＵＳＮＰ４／１７０７６０−４、
・「ＳＹＳＴＥＭＳ  ＦＯＲ  ＤＥＴＥＣＴＩＮＧ  ＰＲＯＸＩＭＩＴＹ  ＯＦ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＥＮＤ  ＥＦＦＥＣＴＯＲ  ＴＯ  ＣＡＮＣＥＲＯＵＳ  ＴＩＳＳＵＥ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号第ＥＮＤ８５４３ＵＳＮＰ５／１７０７６０−５号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ  ＳＥＮＳＯＲ  ＡＳＳＥＭＢＬＩＥＳ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号第ＥＮＤ８５４３ＵＳＮＰ６／１７０７６０−６、
・「ＶＡＲＩＡＢＬＥ  ＯＵＴＰＵＴ  ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ  ＳＥＮＳＯＲ  ＡＳＳＥＭＢＬＹ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号第ＥＮＤ８５４３ＵＳＮＰ７／１７０７６０−７号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＨＡＶＩＮＧ  Ａ  ＦＬＥＸＩＢＬＥ  ＥＬＥＣＴＲＯＤＥ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号第ＥＮＤ８５４４ＵＳＮＰ／１７０７６１号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＨＡＶＩＮＧ  Ａ  ＦＬＥＸＩＢＬＥ  ＣＩＲＣＵＩＴ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号第ＥＮＤ８５４４ＵＳＮＰ１／１７０７６１−１号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＷＩＴＨ  Ａ  ＴＩＳＳＵＥ  ＭＡＲＫＩＮＧ  ＡＳＳＥＭＢＬＹ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号第ＥＮＤ８５４４ＵＳＮＰ２／１７０７６１−２号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＷＩＴＨ  ＰＲＩＯＲＩＴＩＺＥＤ  ＤＡＴＡ  ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ  ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号第ＥＮＤ８５４４ＵＳＮＰ３／１７０７６１−３号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ  ＳＥＮＳＩＮＧ  ＡＮＤ  ＭＯＴＯＲ  ＣＯＮＴＲＯＬ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８５４５ＵＳＮＰ／１７０７６２号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ  ＳＥＮＳＯＲ  ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号第ＥＮＤ８５４５ＵＳＮＰ１／１７０７６２−１号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ  ＦＬＯＷ  ＰＡＴＨＳ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号第ＥＮＤ８５４５ＵＳＮＰ２／１７０７６２−２号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ  ＳＥＮＳＩＮＧ  ＡＮＤ  ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ  ＣＯＮＴＲＯＬ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号第ＥＮＤ８５４５ＵＳＮＰ３／１７０７６２−３号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ  ＳＥＮＳＩＮＧ  ＡＮＤ  ＤＩＳＰＬＡＹ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８５４５ＵＳＮＰ４／１７０７６２−４号、
・「ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ  ＯＦ  ＳＭＯＫＥ  ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ  ＳＹＳＴＥＭ  ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ  ＴＯ  ＨＵＢ  ＯＲ  ＣＬＯＵＤ  ＩＮ  ＳＭＯＫＥ  ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ  ＭＯＤＵＬＥ  ＦＯＲ  ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８５４６ＵＳＮＰ／１７０７６３号、
・「ＳＭＯＫＥ  ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ  ＳＹＳＴＥＭ  ＩＮＣＬＵＤＩＮＧ  Ａ  ＳＥＧＭＥＮＴＥＤ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＣＩＲＣＵＩＴ  ＦＯＲ  ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８５４６ＵＳＮＰ１／１７０７６３−１号、及び
・「ＤＵＡＬ  ＩＮ−ＳＥＲＩＥＳ  ＬＡＲＧＥ  ＡＮＤ  ＳＭＡＬＬ  ＤＲＯＰＬＥＴ  ＦＩＬＴＥＲＳ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号第ＥＮＤ８５４８ＵＳＮＰ／１７０７６５号。
【００１１】
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年６月２８日出願の以下の米国仮特許出願を所有する。
・「Ａ  ＭＥＴＨＯＤ  ＯＦ  ＵＳＩＮＧ  ＲＥＩＮＦＯＲＣＥＤ  ＦＬＥＸ  ＣＩＲＣＵＩＴＳ  ＷＩＴＨ  ＭＵＬＴＩＰＬＥ  ＳＥＮＳＯＲＳ  ＷＩＴＨ  ＥＬＥＣＴＲＯＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６９１，２２８号、
・「ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＡＣＣＯＲＤＩＮＧ  ＴＯ  ＳＥＮＳＥＤ  ＣＬＯＳＵＲＥ  ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６９１，２２７号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＨＡＶＩＮＧ  Ａ  ＦＬＥＸＩＢＬＥ  ＥＬＥＣＴＲＯＤＥ」と題する米国仮特許出願第６２／６９１，２３０号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ  ＳＥＮＳＩＮＧ  ＡＮＤ  ＭＯＴＯＲ  ＣＯＮＴＲＯＬ」と題する米国仮特許出願第６２／６９１，２１９号、
・「ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ  ＯＦ  ＳＭＯＫＥ  ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ  ＳＹＳＴＥＭ  ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ  ＴＯ  ＨＵＢ  ＯＲ  ＣＬＯＵＤ  ＩＮ  ＳＭＯＫＥ  ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ  ＭＯＤＵＬＥ  ＦＯＲ  ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する米国仮特許出願第６２／６９１，２５７号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ  ＳＹＳＴＥＭ  ＷＩＴＨ  Ａ  ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ  ＣＩＲＣＵＩＴ  ＦＯＲ  ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ  ＢＥＴＷＥＥＮ  Ａ  ＦＩＬＴＥＲ  ＡＮＤ  Ａ  ＳＭＯＫＥ  ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ  ＤＥＶＩＣＥ」と題する米国仮特許出願第６２／６９１，２６２号、及び
・「ＤＵＡＬ  ＩＮ−ＳＥＲＩＥＳ  ＬＡＲＧＥ  ＡＮＤ  ＳＭＡＬＬ  ＤＲＯＰＬＥＴ  ＦＩＬＴＥＲＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６９１，２５１号。
【００１２】
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年４月１９日出願の以下の米国仮特許出願を所有する。
・「ＭＥＴＨＯＤ  ＯＦ  ＨＵＢ  ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ」と題する米国仮特許出願第６２／６５９，９００号。
【００１３】
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年３月２９日出願の以下の米国特許出願を所有する。
・「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＷＩＴＨ  ＥＮＣＲＹＰＴＥＤ  ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ  ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６４１号、
・「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＷＩＴＨ  ＣＯＮＤＩＴＩＯＮ  ＨＡＮＤＬＩＮＧ  ＯＦ  ＤＥＶＩＣＥＳ  ＡＮＤ  ＤＡＴＡ  ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６４８号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＨＵＢ  ＣＯＯＲＤＩＮＡＴＩＯＮ  ＯＦ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＡＮＤ  ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ  ＯＦ  ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ  ＲＯＯＭ  ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６５６号、
・「ＳＰＡＴＩＡＬ  ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ  ＯＦ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＨＵＢＳ  ＩＮ  ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ  ＲＯＯＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６６６号、
・「ＣＯＯＰＥＲＡＴＩＶＥ  ＵＴＩＬＩＺＡＴＩＯＮ  ＯＦ  ＤＡＴＡ  ＤＥＲＩＶＥＤ  ＦＲＯＭ  ＳＥＣＯＮＤＡＲＹ  ＳＯＵＲＣＥＳ  ＢＹ  ＩＮＴＥＬＬＩＧＥＮＴ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＨＵＢＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６７０号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＨＵＢ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６７７号、
・「ＤＡＴＡ  ＳＴＲＩＰＰＩＮＧ  ＭＥＴＨＯＤ  ＴＯ  ＩＮＴＥＲＲＯＧＡＴＥ  ＰＡＴＩＥＮＴ  ＲＥＣＯＲＤＳ  ＡＮＤ  ＣＲＥＡＴＥ  ＡＮＯＮＹＭＩＺＥＤ  ＲＥＣＯＲＤ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６３２号、
・「ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ  ＨＵＢ  ＡＮＤ  ＳＴＯＲＡＧＥ  ＤＥＶＩＣＥ  ＦＯＲ  ＳＴＯＲＩＮＧ  ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ  ＡＮＤ  ＳＴＡＴＵＳ  ＯＦ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＤＥＶＩＣＥ  ＴＯ  ＢＥ  ＳＨＡＲＥＤ  ＷＩＴＨ  ＣＬＯＵＤ  ＢＡＳＥＤ  ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ  ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６４０号、
・「ＳＥＬＦ  ＤＥＳＣＲＩＢＩＮＧ  ＤＡＴＡ  ＰＡＣＫＥＴＳ  ＧＥＮＥＲＡＴＥＤ  ＡＴ  ＡＮ  ＩＳＳＵＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６４５号、
・「ＤＡＴＡ  ＰＡＩＲＩＮＧ  ＴＯ  ＩＮＴＥＲＣＯＮＮＥＣＴ  Ａ  ＤＥＶＩＣＥ  ＭＥＡＳＵＲＥＤ  ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ  ＷＩＴＨ  ＡＮ  ＯＵＴＣＯＭＥ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６４９号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＨＵＢ  ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ  ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６５４号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＹＳＴＥＭ  ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＥＤ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６６３号、
・「ＡＧＧＲＥＧＡＴＩＯＮ  ＡＮＤ  ＲＥＰＯＲＴＩＮＧ  ＯＦ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＨＵＢ  ＤＡＴＡ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６６８号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＨＵＢ  ＳＰＡＴＩＡＬ  ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ  ＴＯ  ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ  ＤＥＶＩＣＥＳ  ＩＮ  ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ  ＴＨＥＡＴＥＲ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６７１号、
・「ＤＩＳＰＬＡＹ  ＯＦ  ＡＬＩＧＮＭＥＮＴ  ＯＦ  ＳＴＡＰＬＥ  ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ  ＴＯ  ＰＲＩＯＲ  ＬＩＮＥＡＲ  ＳＴＡＰＬＥ  ＬＩＮＥ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６８６号、
・「ＳＴＥＲＩＬＥ  ＦＩＥＬＤ  ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＤＩＳＰＬＡＹＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，７００号、
・「ＣＯＭＰＵＴＥＲ  ＩＭＰＬＥＭＥＮＴＥＤ  ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６２９号、
・「ＵＳＥ  ＯＦ  ＬＡＳＥＲ  ＬＩＧＨＴ  ＡＮＤ  ＲＥＤ−ＧＲＥＥＮ−ＢＬＵＥ  ＣＯＬＯＲＡＴＩＯＮ  ＴＯ  ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ  ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ  ＯＦ  ＢＡＣＫ  ＳＣＡＴＴＥＲＥＤ  ＬＩＧＨＴ」と題する米国特許出願第１５／９４０，７０４号、
・「ＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＺＡＴＩＯＮ  ＯＦ  ＴＩＳＳＵＥ  ＩＲＲＥＧＵＬＡＲＩＴＩＥＳ  ＴＨＲＯＵＧＨ  ＴＨＥ  ＵＳＥ  ＯＦ  ＭＯＮＯ−ＣＨＲＯＭＡＴＩＣ  ＬＩＧＨＴ  ＲＥＦＲＡＣＴＩＶＩＴＹ」と題する米国特許出願第１５／９４０，７２２号、及び
・「ＤＵＡＬ  ＣＭＯＳ  ＡＲＲＡＹ  ＩＭＡＧＩＮＧ」と題する米国特許出願第１５／９４０，７４２号。
【００１４】
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年３月２９日出願の以下の米国特許出願を所有する。
・「ＡＤＡＰＴＩＶＥ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＰＲＯＧＲＡＭ  ＵＰＤＡＴＥＳ  ＦＯＲ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６３６号、
・「ＡＤＡＰＴＩＶＥ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＰＲＯＧＲＡＭ  ＵＰＤＡＴＥＳ  ＦＯＲ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＨＵＢＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６５３号、
・「ＣＬＯＵＤ−ＢＡＳＥＤ  ＭＥＤＩＣＡＬ  ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ  ＦＯＲ  ＣＵＳＴＯＭＩＺＡＴＩＯＮ  ＡＮＤ  ＲＥＣＯＭＭＥＮＤＡＴＩＯＮＳ  ＴＯ  Ａ  ＵＳＥＲ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６６０号、
・「ＣＬＯＵＤ−ＢＡＳＥＤ  ＭＥＤＩＣＡＬ  ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ  ＦＯＲ  ＬＩＮＫＩＮＧ  ＯＦ  ＬＯＣＡＬ  ＵＳＡＧＥ  ＴＲＥＮＤＳ  ＷＩＴＨ  ＴＨＥ  ＲＥＳＯＵＲＣＥ  ＡＣＱＵＩＳＩＴＩＯＮ  ＢＥＨＡＶＩＯＲＳ  ＯＦ  ＬＡＲＧＥＲ  ＤＡＴＡ  ＳＥＴ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６７９号、
・「ＣＬＯＵＤ−ＢＡＳＥＤ  ＭＥＤＩＣＡＬ  ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ  ＦＯＲ  ＭＥＤＩＣＡＬ  ＦＡＣＩＬＩＴＹ  ＳＥＧＭＥＮＴＥＤ  ＩＮＤＩＶＩＤＵＡＬＩＺＡＴＩＯＮ  ＯＦ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＦＵＮＣＴＩＯＮ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６９４号、
・「ＣＬＯＵＤ−ＢＡＳＥＤ  ＭＥＤＩＣＡＬ  ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ  ＦＯＲ  ＳＥＣＵＲＩＴＹ  ＡＮＤ  ＡＵＴＨＥＮＴＩＣＡＴＩＯＮ  ＴＲＥＮＤＳ  ＡＮＤ  ＲＥＡＣＴＩＶＥ  ＭＥＡＳＵＲＥＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６３４号、
・「ＤＡＴＡ  ＨＡＮＤＬＩＮＧ  ＡＮＤ  ＰＲＩＯＲＩＴＩＺＡＴＩＯＮ  ＩＮ  Ａ  ＣＬＯＵＤ  ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ  ＮＥＴＷＯＲＫ」と題する米国特許出願第１５／９４０，７０６号、及び
・「ＣＬＯＵＤ  ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ  ＦＯＲ  ＣＯＵＰＬＥＤ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６７５号。
【００１５】
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年３月２９日出願の以下の米国特許出願を所有する。
・「ＤＲＩＶＥ  ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ  ＦＯＲ  ＲＯＢＯＴ−ＡＳＳＩＳＴＥＤ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６２７号、
・「ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ  ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ  ＦＯＲ  ＲＯＢＯＴ−ＡＳＳＩＳＴＥＤ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６３７号、
・「ＣＯＮＴＲＯＬＳ  ＦＯＲ  ＲＯＢＯＴ−ＡＳＳＩＳＴＥＤ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６４２号、
・「ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ  ＴＯＯＬ  ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴＳ  ＦＯＲ  ＲＯＢＯＴ−ＡＳＳＩＳＴＥＤ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６７６号、
・「ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＲＳ  ＦＯＲ  ＲＯＢＯＴ−ＡＳＳＩＳＴＥＤ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６８０号、
・「ＣＯＯＰＥＲＡＴＩＶＥ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＡＣＴＩＯＮＳ  ＦＯＲ  ＲＯＢＯＴ−ＡＳＳＩＳＴＥＤ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６８３号、
・「ＤＩＳＰＬＡＹ  ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ  ＦＯＲ  ＲＯＢＯＴ−ＡＳＳＩＳＴＥＤ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６９０号、及び
・「ＳＥＮＳＩＮＧ  ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ  ＦＯＲ  ＲＯＢＯＴ−ＡＳＳＩＳＴＥＤ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，７１１号。
【００１６】
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年３月２８日出願の以下の米国仮特許出願を所有する。
・「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＷＩＴＨ  ＥＮＣＲＹＰＴＥＤ  ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ  ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３０２号、
・「ＤＡＴＡ  ＳＴＲＩＰＰＩＮＧ  ＭＥＴＨＯＤ  ＴＯ  ＩＮＴＥＲＲＯＧＡＴＥ  ＰＡＴＩＥＮＴ  ＲＥＣＯＲＤＳ  ＡＮＤ  ＣＲＥＡＴＥ  ＡＮＯＮＹＭＩＺＥＤ  ＲＥＣＯＲＤ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，２９４号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＨＵＢ  ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ  ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３００号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＨＵＢ  ＳＰＡＴＩＡＬ  ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ  ＴＯ  ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ  ＤＥＶＩＣＥＳ  ＩＮ  ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ  ＴＨＥＡＴＥＲ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３０９号、
・「ＣＯＭＰＵＴＥＲ  ＩＭＰＬＥＭＥＮＴＥＤ  ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３１０号、
・「ＵＳＥ  ＯＦ  ＬＡＳＥＲ  ＬＩＧＨＴ  ＡＮＤ  ＲＥＤ−ＧＲＥＥＮ−ＢＬＵＥ  ＣＯＬＯＲＡＴＩＯＮ  ＴＯ  ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ  ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ  ＯＦ  ＢＡＣＫ  ＳＣＡＴＴＥＲＥＤ  ＬＩＧＨＴ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，２９１号、
・「ＡＤＡＰＴＩＶＥ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＰＲＯＧＲＡＭ  ＵＰＤＡＴＥＳ  ＦＯＲ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，２９６号、
・「ＣＬＯＵＤ−ＢＡＳＥＤ  ＭＥＤＩＣＡＬ  ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ  ＦＯＲ  ＣＵＳＴＯＭＩＺＡＴＩＯＮ  ＡＮＤ  ＲＥＣＯＭＭＥＮＤＡＴＩＯＮＳ  ＴＯ  Ａ  ＵＳＥＲ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３３３号、
・「ＣＬＯＵＤ−ＢＡＳＥＤ  ＭＥＤＩＣＡＬ  ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ  ＦＯＲ  ＳＥＣＵＲＩＴＹ  ＡＮＤ  ＡＵＴＨＥＮＴＩＣＡＴＩＯＮ  ＴＲＥＮＤＳ  ＡＮＤ  ＲＥＡＣＴＩＶＥ  ＭＥＡＳＵＲＥＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３２７号、
・「ＤＡＴＡ  ＨＡＮＤＬＩＮＧ  ＡＮＤ  ＰＲＩＯＲＩＴＩＺＡＴＩＯＮ  ＩＮ  Ａ  ＣＬＯＵＤ  ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ  ＮＥＴＷＯＲＫ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３１５号、
・「ＣＬＯＵＤ  ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ  ＦＯＲ  ＣＯＵＰＬＥＤ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３１３号、
・「ＤＲＩＶＥ  ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ  ＦＯＲ  ＲＯＢＯＴ−ＡＳＳＩＳＴＥＤ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３２０号、
・「ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ  ＴＯＯＬ  ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴＳ  ＦＯＲ  ＲＯＢＯＴ−ＡＳＳＩＳＴＥＤ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３０７号、及び
・「ＳＥＮＳＩＮＧ  ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ  ＦＯＲ  ＲＯＢＯＴ−ＡＳＳＩＳＴＥＤ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３２３号。
【００１７】
外科用デバイス及び発生器の様々な態様を詳細に説明する前に、例示される実施例は、適用又は用途において、添付の図面及び説明で示される部品の構造及び配置の詳細に限定されないことに留意すべきである。例示的な実施例は、他の態様、変形形態、及び修正で実施されるか、又はそれらに組み込まれてもよく、様々な方法で実施又は実行されてもよい。更に、特に明記しない限り、本明細書で用いられる用語及び表現は、読者の便宜のために例示的な実施例を説明する目的で選択されたものであり、それらを限定するためのものではない。更に、以下に記述される態様、態様の具現、及び／又は実施例のうち１つ又は２つ以上を、以下に記述される他の態様、態様の具現、及び／又は実施例のうち任意の１つ又は２つ以上と組み合わせることができるものと理解されたい。
【００１８】
エネルギーデバイス及び排煙
本開示は、手術部位から煙及び／又は他の流体及び／又は微粒子を排出するためのエネルギーデバイス及びインテリジェントな外科用排出システムに関する。煙は、１つ又は２つ以上のエネルギーデバイスを利用する外科処置中に発生することが多い。エネルギーデバイスは、エネルギーを使用して、組織に影響を及ぼす。エネルギーデバイスでは、エネルギーは、発生器によって供給される。エネルギーデバイスとしては、１つ又は２つ以上の高周波（ＲＦ）電極を有する電気外科用デバイスなどの組織接触電極を有するデバイス、及び超音波ブレードを有する超音波デバイスなどの振動表面を有するデバイスが挙げられる。電気外科用デバイスでは、発生器は、振動電流を発生させて電極に通電するように構成されている。超音波デバイスの場合、発生器は、超音波ブレードに通電する超音波振動を発生させるように構成されている。発生器は、本明細書に更に記載される。
【００１９】
超音波エネルギーは、組織を凝固及び切断するために利用され得る。超音波エネルギーは、組織と接触するエネルギー送達表面（例えば、超音波ブレード）を振動させることによって組織を凝固及び切断する。超音波ブレードは、振動エネルギーを超音波トランスデューサから伝達する導波管に連結することができ、この導波管は機械的振動を発生させ、発生器によって電力供給される。高周波（例えば、毎秒５５，５００回）で振動することで、超音波ブレードは、ブレードと組織との間、すなわち、組織内のタンパク質を変性させて粘着性の凝塊を形成する、ブレード−組織界面で、ブレードと組織との間に摩擦及び熱を発生させる。ブレード表面が組織に及ぼす圧力により血管が崩壊され、凝塊が止血封鎖を形成することを可能にする。切断及び凝固の精度は、例えば、臨床医の技術、並びに電力レベル、ブレードの刃、組織牽引、及びブレード圧力の調整によって制御され得る。
【００２０】
超音波外科用器具は、このような器具の特殊な性能特性によって、外科処置におけるますます広範囲にわたる用途が見出されている。特定の器具構成及び操作パラメータに応じて、超音波外科用器具は、組織の切断及び凝固による止血を実質的に同時に提供することができ、望ましくは、患者の外傷を最小限に抑えることができる。切断動作は、典型的には、超音波器具の遠位端においてエンドエフェクタ又はブレード先端部によって実現される。超音波エンドエフェクタは、超音波エネルギーをエンドエフェクタと接触させた組織に伝達する。このような超音波外科用器具は、例えば、ロボット支援手術を含む切開手術、腹腔鏡手術使用、又は内視鏡外科手術のために構成することができる。
【００２１】
電気エネルギーもまた、凝固及び／又は切断のために利用され得る。電気外科用デバイスは、典型的に、ハンドピースと、遠位端に取り付けられたエンドエフェクタ（例えば、１つ又は２つ以上の電極）を有する器具と、を含み得る。エンドエフェクタは、電流が組織内に導入されるように、組織に対して、かつ／又は組織に隣接して位置付けることができる。電気外科手術は広く使用され、凝固及び切断の両方のための単一外科用器具の使用を含む、多くの利点をもたらす。
【００２２】
電気外科用デバイスの電極又は先端部は、焼灼によって組織を凝固させ、かつ／又は切断する外科的効果を生み出すために、高度な電流密度を有する高周波電流を発生させるように、患者との接触点においては小さいものとなっている。戻り電極は、患者を通過した後、同じＲＦ信号を電気外科用発生器に戻して搬送し、このようにしてＲＦ信号の戻り経路を提供する。
【００２３】
電気外科用デバイスは、双極又は単極動作用に構成することができる。双極動作中、電流はそれぞれ、エンドエフェクタの作動電極によって組織に導入され、エンドエフェクタの戻り電極によって組織から戻される。単極動作中、電流は、エンドエフェクタの活性電極によって組織内に導入され、患者の体の上又は患者の体に対して別個に位置している戻り電極（例えば、接地パッド）を通じて戻される。組織を流れる電流によって発生する熱は、組織内及び／又は組織間の止血封止を形成する場合があり、したがって、例えば、血管を封止するために特に有用であり得る。電気外科用デバイスのエンドエフェクタは、組織を離断するための、組織及び電極に対して移動可能な切断部材も含み得る。
【００２４】
印加中、電気外科用デバイスは、組織を通じて低周波数ＲＦ電流を伝達することができ、これはイオン撹拌又は摩擦、すなわち抵抗加熱を生じさせ、これによって組織の温度を上昇させる。罹患組織と周囲組織との間に境界が生成されるため、臨床医は、隣接する非標的組織を犠牲にすることなく、高レベルの正確性及び制御で手術することができる。ＲＦエネルギーの低動作温度は、軟組織を除去、収縮、又は成形しながら、同時に血管を封止するために有用である。ＲＦエネルギーは、主にコラーゲンから構成されかつ熱に接触した際に収縮する、結合組織に対して特に良好に作用することができる。他の電気外科用器具として、限定はしないが、とりわけ、不可逆性及び／若しくは可逆性電気穿孔法、並びに／又はマイクロ波技術が挙げられる。したがって、本明細書に開示される技術は、とりわけ、超音波、双極、及び／若しくは単極のＲＦ（電気外科的）、不可逆性及び／若しくは可逆性電気穿孔、並びに／又はマイクロ波に基づく外科用器具に適用可能である。
【００２５】
電気外科用デバイスによって印加された電気エネルギーは、発生器から器具に伝達され得る。発生器は、組織に影響を及ぼすために電極に伝達される振動電流からなる高周波波形に電気を変換するように構成されている。電流は、組織を通過して、組織（組織の上の電流アークが組織炭化を生成する凝固の形態）、乾燥剤（細胞の水を押し出す直接エネルギー印加）、及び／又は切断（細胞液を気化させて細胞爆発を引き起こす間接エネルギー印加）組織を放電治療する。電流に対する組織の応答は、組織の抵抗、組織を通過する電流密度、電力出力、及び電流印加の持続時間の関数である。特定の例では、本明細書に更に記載されるように、電流波形は、異なる外科的機能に影響を及ぼすように、かつ／又は異なる特性の組織に適応するように調整することができる。例えば、異なる種類の組織−血管組織、神経組織、筋肉、皮膚、脂肪、及び／又は骨は、同じ波形に異なって応答することができる。
【００２６】
電気エネルギーは、ＥＮ６０６０１−２−２：２００９＋Ａ１１：２０１１，Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ２０１．３．２１８−ＨＩＧＨ  ＦＲＥＱＵＥＮＣＹに記載される周波数範囲内であり得るＲＦエネルギーの形態であってもよい。例えば、単極ＲＦ用途における周波数は、典型的には、高周波漏出電流に関連付けられた問題を最小限に抑えるために、５ＭＨｚ未満に制限される。２００ｋＨｚ超の周波数は、典型的には、低周波数の電流の使用から生じる神経及び筋肉の不必要な刺激を避けるために、モノポーラ用途に使用され得る。
【００２７】
双極ＲＦ用途において、周波数は、ほぼどのような周波数であってもよい。リスク分析が、神経筋刺激の可能性が許容可能なレベルにまで緩和されたと示す場合などの特定の例では、より低い周波数を双極技術に使用することができる。一般に、１０ｍＡが、組織への熱効果の下側閾値であると認識されている。より高い周波数はまた、双極技術の場合にも使用され得る。
【００２８】
特定の例では、発生器は、デジタル的に出力波形を発生させて外科用デバイスに提供し、その結果、外科用デバイスは、様々な組織効果のために波形を利用することができるように構成されてもよい。発生器は、単極発生器、双極発生器、及び／又は超音波発生器であり得る。例えば、単一の発生器は、単極デバイス、双極デバイス、超音波デバイス、又は組み合わせ電気外科／超音波デバイスにエネルギーを供給することができる。発生器は、波形成形による組織特異的効果を促進することができ、かつ／又はＲＦエネルギー及び超音波エネルギーを単一の外科用器具又は複数の外科用器具に同時に及び／又は順次押し出すことができる。
【００２９】
一例では、外科システムは、発生器と、超音波外科用器具、ＲＦ電気外科用器具、及び超音波／ＲＦ電気外科用器具の組み合わせを含む、共に使用可能な様々な外科用器具を含むことができる。発生器は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ  ＦＯＲ  ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ  ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ  ＦＯＲ  ＤＩＧＩＴＡＬＬＹ  ＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧ  ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ  ＳＩＧＮＡＬ  ＷＡＶＥＦＯＲＭＳ  ＡＮＤ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ」と題する２０１６年９月１４日出願の米国特許出願第１５／２６５，２７９号（現在の米国特許出願公開第２０１７／００８６９１４号）に更に記載されているように、様々な外科用器具と共に使用するように構成可能であり得る。
【００３０】
本明細書に記載されるように、組織を切断し、かつ／又は血管を焼灼する医療処置は、多くの場合、ＲＦ電気エネルギーを利用することによって実施され、ＲＦ電気エネルギーは、発生器によって生成され、臨床医によって動作される電極を通じて患者の組織に伝達される。電極は、電極に隣接した患者の体の細胞物質に放電を送達する。この放電が細胞質を加熱させて、組織を切断する、及び／又は血管を焼灼する。
【００３１】
電気外科手術に伴う高温は、電極に隣接した組織の熱壊死を引き起こし得る。電気外科手術に伴う高温に組織が曝露される時間が長いほど、組織が熱壊死を起こす可能性が高くなる。特定の例では、組織の熱壊死は、組織を切断する速度を低下させ、切断部位から離れて位置付けられている組織への熱損傷の発生率を増加させるだけでなく、術後の合併症、焼痂生成及び治癒時間を増加させる可能性がある。
【００３２】
ＲＦエネルギー放電の濃度は、電極が組織を切断することが可能な効率と、切断部位から離れた組織損傷の可能性との両方に影響を及ぼす。標準的な電極の形状では、ＲＦエネルギーは、意図される切開部位に隣接する比較的大きい領域にわたって均一に分布する傾向がある。ＲＦエネルギー放電の概ね均一な分布は、周囲組織内への外来電荷損失の可能性を増加させ、これは、周囲組織における望ましくない組織損傷の可能性を増加させ得る。
【００３３】
典型的な電気外科用発生器は、ＲＦ電気エネルギー及び出力電力レベルの様々な動作周波数を発生させる。発生器の特定の動作周波数及び電力出力は、使用される特定の電気外科用発生器及び電気外科処置中の医師の必要性に基づいて変化する。特定の動作周波数及び電力出力レベルは、臨床医又は他の手術室人員によって発生器上で手動で調整することができる。これらの様々な設定を適切に調整するには、臨床医又は他の人員の膨大な知識、スキル、及び注意を要する。臨床医が発生器上の様々な設定に対して所望の調整を行うと、発生器は、電気外科手術中にそれらの出力パラメータを維持することができる。一般に、電気手術に使用される波発生器は、切断モードで１〜３００Ｗ、及び凝固モードで１〜１２０Ｗの範囲出力電力、並びに３００〜６００ｋＨｚの範囲の周波数を有するＲＦ波を生成するように適合されている。典型的な波発生器は、電気外科手術中に選択された設定を維持するように適合される。例えば、臨床医が発生器の出力電力レベルを５０Ｗに設定し、次いで、電極を患者に接触させて電気外科手術を実施した場合、発生器の電力レベルは、急速に上昇して５０Ｗに維持される。電力レベルを５０Ｗなどの特定の設定に設定すると、臨床医が患者の組織を切断することを可能にし、そのような高電力レベルを維持することは、患者の組織の熱壊死の可能性を増加させる。
【００３４】
いくつかの形態では、発生器は、ＲＦエネルギー放電の濃度を増加させる電極に関連して電気外科手術を効果的に実施するのに十分な電力を提供するように構成され、同時に、望ましくない組織損傷を制限し、術後合併症を減少し、より迅速な治癒を促進するように構成されている。例えば、発生器からの波形は、外科処置全体を通して制御回路によって最適化することができる。しかしながら、本明細書において特許請求される主題は、いずれかの不利益を解消するか、又は上述されたような環境においてのみ動作する態様に限定されるものではない。むしろ、この背景技術は単に、本明細書に記載されるいくつかの態様が実施され得る、技術分野の一例を例示するために提供される。
【００３５】
本明細書で提供されるように、エネルギーデバイスは、組織を治療するために（例えば、組織を切断し、血管を焼灼し、かつ／又は標的組織の中及び／若しくは付近で組織を凝固させるために）標的組織に機械的及び／又は電気的エネルギーを送達する。組織の切断、焼灼、及び／又は凝固により、流体及び／又は微粒子が空気中に放出され得る。外科処置中に放出されるこのような流体及び／又は微粒子は、例えば、空気中に懸濁された炭素粒子及び／又は他の粒子を含み得る煙を含み得る。換言すれば、流体は、煙及び／又は他の流体物質を含み得る。内視鏡及び開放外科処置の約９０％は、ある程度の煙を発生させる。煙は、臨床医（複数可）、アシスタント（複数可）、及び／又は患者（複数可）の嗅覚にとって不快であり得、手術部位の臨床医（複数可）の視界を遮る場合があり、特定の例では吸い込むことが不健康である可能性がある。例えば、電気外科処置中に発生した煙は、アクロレイン、アセトニトリル、アクリロニトリル、アセチレン、アルキルベンゼン、ベンゼン、ブタジエン、ブテン、一酸化炭素、クレオゾル、エタン、エチレン、ホルムアルデヒド、遊離ラジカル、水素シアニド、イソブテン、メタン、フェノール、多環芳香族炭化水素、プロペン、プロピレン、ピリデン、ピロール、スチレン、トルエン、及びキシレン、並びに死及び生細胞材料（血液断片を含む）、及びウイルスが挙げられる。外科的煙中に識別された特定の材料は、既知の発癌物質として識別されている。電気外科処置中に焼灼された１グラムの組織は、無濾過タバコ６本分の毒素及び発癌因子に相当し得ると推定されている。更に、電気外科処置中に放出された煙への曝露は、眼及び肺刺激を医療従事者に引き起こすことが報告されている。
【００３６】
外科的煙中の材料に関連付けられた毒性及び臭気に加えて、外科的煙中の粒子状物質のサイズは、臨床医（複数可）、アシスタント（複数可）、及び／又は患者（複数可）の呼吸器系に有害であり得る。特定の例では、微粒子は非常に小さいことがある。非常に小さな粒子状物質を繰り返し吸入すると、特定の例では、急性及び慢性の呼吸器疾患につながる場合がある。
【００３７】
多くの電気外科システムは、外科処置から生じる煙を捕捉し、捕捉された煙をフィルタ及び排気ポートを通じて臨床医（複数可）及び／又は患者（複数可）から離れる方向に方向付ける外科用排出システムを用いる。例えば、排出システムは、電気外科処置中に発生する煙を排出するように構成され得る。読者は、このような排出システムを「排煙システム」と呼ぶことができるが、そのような排出システムは、手術部位から単に煙を排出するだけではなく、それ以外のものも排出するように構成され得ることを理解するであろう。本開示全体をとおして、排出システムによって排出される「煙」は、単に煙に限定されない。むしろ、本明細書に開示される排煙システムは、液体、気体、蒸気（vapor）、煙、蒸気（steam）、又はこれらの組み合わせを含む様々な流体を排出するために使用することができる。流体は、元来生物学的であり得、かつ／又は処置中に外部源から手術部位に導入することができる。流体としては、例えば、水、生理食塩水、リンパ液、血液、滲出液、及び／又は化膿性排出物を挙げることができる。更に、流体は、排出システムによって排出される微粒子又は他の物質（例えば、細胞物質又は破片）を含むことができる。例えば、このような微粒子は、流体中に懸濁していてもよい。
【００３８】
排出システムは、しばしば、ポンプとフィルタとを含む。ポンプは、フィルタ内に煙を引き込む吸引を生成する。例えば、吸引は、手術部位から導管開口部へと排出導管を通して、排出システムの排出器筐体内に煙を引き込むように構成することができる。外科用排出システム５００００の排出器筐体５００１８が、図１に示されている。本開示の一態様では、ポンプ及びフィルタは、排出器筐体５００１８内に位置付けられる。排出器筐体５００１８内に引き込まれた煙は、吸引導管５００３６を介してフィルタに移動し、有害な毒素及び不快な臭いは、フィルタを通って移動する際に煙から濾過される。吸引導管はまた、例えば、真空及び／又は排出導管及び／又は管と呼ぶこともできる。次いで、濾過された空気は、排気として外科用排出システムから出てもよい。特定の例では、本明細書に開示される様々な排出システムはまた、手術部位などの所望の位置に流体を送達するように構成することもできる。
【００３９】
ここで図２を参照すると、排出器筐体５００１８（図１）からの吸引導管５００３６は、ハンドピース５００３２などのハンドピースで終端してもよい。ハンドピース５００３２は、電極先端部５００３４、及び電極先端部５００３４の付近及び／又はそれに隣接する排出導管開口部を含む電気外科用器具を備える。排出導管開口部は、外科処置中に放出される流体及び／又は微粒子を捕捉するように構成されている。このような例では、排出システム５００００は、電気外科用器具５００３２に一体化される。更に図２を参照すると、煙Ｓは吸引導管５００３６内に引き込まれている。
【００４０】
特定の例では、排出システム５００００は、導管開口部を備え、かつシステム内に煙を吸引するように構成された別個の外科用ツールを含むことができる。更に他の例では、排出導管及び開口部を備えるツールは、図３に示されるような電気外科用ツール上にスナップ嵌めされ得る。例えば、吸引導管５１０３６の一部分は、電極先端部５１０３４の周りに（又はそれに隣接して）位置付けられ得る。一例では、吸引導管５１０３６は、クリップ又は他の締結具を有する電極先端部５１０３４を備える電気外科用ツールのハンドピース５１０３２に解放可能に固定することができる。
【００４１】
排出器筐体５０５１８の様々な内部構成要素が図４に示されている。様々な例では、図４の内部構成要素はまた、図１の排出器筐体５００１８に組み込むこともできる。主に図４を参照すると、排出システム５０５００は、排出器筐体５０５１８と、フィルタ５０５０２と、排気機構５０５２０と、ポンプ５０５０６と、を含む。排出システム５０５００は、入口ポート５０５２２及び出口ポート５０５２４を有する排出器筐体５０５１８を通る流路５０５０４を画定する。フィルタ５０５０２、排気機構５０５２０、及びポンプ５０５０６は、入口ポート５０５２２と出口ポート５０５２４との間の排出器筐体５０５１８を通って流路５０５０４と一列に連続して配置されている。入口ポート５０５２２は、例えば、図１の吸引導管５００３６などの吸引導管に流体連結することができ、この吸引導管は、手術部位に位置付け可能な遠位導管開口部を備えることができる。
【００４２】
ポンプ５０５０６は、機械的動作によって流路５０５０４内に圧力差を生成するように構成されている。圧力差は、手術部位から入口ポート５０５２２内へ、及び流路５０５０４に沿って煙５０５０８を引き込むように構成されている。煙５０５０８がフィルタ５０５０２を通って移動した後、煙５０５０８は、濾過された煙、又は空気５０５１０であると見なすことができ、煙又は空気は、流路５０５０４を通って進むことができ、出口ポート５０５２４を通って押し出される。流路５０５０４は、第１のゾーン５０５１４と、第２のゾーン５０５１６と、を含む。第１のゾーン５０５１４は、ポンプ５０５０６の上流にある。第２のゾーン５０５１６は、ポンプ５０５０６の下流にある。ポンプ５０５０６は、第２のゾーン５０５１６内の流体が第１のゾーン５０５１４内の流体よりも高い圧力を有するように、流路５０５０４内の流体を加圧するように構成されている。モータ５０５１２が、ポンプ５０５０６を駆動する。様々な好適なモータが、本明細書に更に記載される。排気機構５０５２０は、出口ポート５０５２４において、排出システム５０５００を出る濾過された煙５０５１０の速度、方向、及び／又は他の特性を制御することができる機構である。
【００４３】
排出システム５０５００を通る流路５０５０４は、流路５０５０４を通って移動する流体を実質的に収容し、かつ／又は流路５０５０４の外側の流体から分離する管又は他の導管から構成することができる。例えば、流路５０５０４の第１のゾーン５０５１４は、流路５０５０４がフィルタ５０５０２とポンプ５０５０６との間に延在する管を備えることができる。流路５０５０４の第２のゾーン５０５１６はまた、流路５０５０４がポンプ５０５０６と排気機構５０５２０との間に延在する管も備えることができる。流路５０５０４はまた、流路５０５０４が入口ポート５０５２２から出口ポート５０５２４まで連続的に延在するように、フィルタ５０５０２、ポンプ５０５０６、及び排気機構５０５２０を通って延在する。
【００４４】
動作中、煙５０５０８は、入口ポート５０５２２においてフィルタ５０５０２に流入することができ、煙５０５０８がフィルタ５０５０２内に引き込まれるように、ポンプ５０５０６によって流路５０５０４を通って圧送され得る。次いで、濾過された煙５０５１０は、排気機構５０５２０を通って、排出システム５０５００の出口ポート５０５２４の外へ圧送され得る。出口ポート５０５２４において排出システム５０５００から出る濾過された煙５０５１０は排気であり、排出システム５０５００を通過した濾過気体から構成され得る。
【００４５】
様々な例では、本明細書に開示される排出システム（例えば、排出システム５００００及び排出システム５０５００）は、例えば、システム１００（図３９）又はシステム２００（図４７）などの、コンピュータ実装インタラクティブ外科システムに組み込むことができる。本開示の一態様では、例えば、コンピュータ実装外科システム１００は、少なくとも１つのハブ１０６と、クラウド１０４と、を含むことができる。主に図４１を参照すると、ハブ１０６は、排煙モジュール１２６を含む。排煙モジュール１２６の動作は、その状況認識かつ／若しくはその構成要素からのフィードバックに基づいて、及び／又はクラウド１０４からの情報に基づいて、ハブ１０６によって制御することができる。コンピュータ実装外科システム１００及び２００、並びにそのための状況認識は、本明細書に更に記載される。
【００４６】
状況認識は、データベース及び／又は器具から受信したデータから外科処置に関連する情報を判定又は推定するための、外科システムのいくつかの態様の能力を包含する。情報は、実行される処置の種類、手術される組織の種類、又は処置の対象となる体腔を含むことができる。外科処置に関連するコンテキスト情報により、外科システムは、例えば、それが接続されて外科処置の過程で臨床医にコンテキスト上の情報又は提案を提供する、モジュール式デバイス（例えば、排煙システム）を制御する方法を改善することができる。状況認識については、本明細書、及びその全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する２０１７年１２月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６１１，３４１号に更に記載されている。
【００４７】
様々な例では、本明細書に開示される外科システム及び／又は排出システムは、プロセッサを含むことができる。プロセッサは、例えば、感知及び／若しくは集約されたデータ並びに／又は１つ又は２つ以上のユーザ入力に基づいて、外科システム及び／又は排出システムのうちの１つ又は２つ以上の動作パラメータを制御するようにプログラムされ得る。図５は、プロセッサ５０３０８を含む電気外科システム５０３００の概略図である。電気外科システム５０３００は、１２０Ｖ又は２４０Ｖの交流のいずれかを提供するＡＣ電源５０３０２によって電力供給される。ＡＣ電源５０３０２によって供給される電圧は、１２０Ｖ又は２４０Ｖの交流を３６０Ｖの直流に変換するＡＣ／ＤＣ変換器５０３０４に方向付けられる。次いで、３６０Ｖの直流は、電力変換器５０３０６（例えば、降圧変換器）に方向付けられる。電力変換器５０３０６は、逓降ＤＣ／ＤＣ変換器である。電力変換器５０３０６は、入力３６０Ｖを０〜１５０Ｖの範囲内の所望のレベルまで逓減させるように適合されている。
【００４８】
プロセッサ５０３０８は、電気外科システム５０３００の様々な態様、機能、及びパラメータを調整するようにプログラムされ得る。例えば、プロセッサ５０３０８は、例えば、図２の電極先端部５００３４及び／又は図３の電極先端部５１０３４と多くの点で類似し得る電極先端部５０３３４における所望の出力電力レベルを判定し、所望の出力電力を提供するために電圧を指定されたレベルまで逓降するように、電力変換器５０３０６を指示することができる。プロセッサ５０３０８は、電気外科システム５０３００及び／又はそのサブシステムを動作させる機械実行可能命令を記憶するように構成されたメモリ５０３１０に連結されている。
【００４９】
プロセッサ５０３０８と電力変換器５０３０６との間には、デジタル−アナログ変換器（「ＤＡＣ」）５０３１２が接続されている。ＤＡＣ５０３１２は、プロセッサ５０３０８によって生成されたデジタルコードをアナログ信号（電流、電圧、又は電荷）に変換するように適合されており、このアナログ信号は、電力変換器５０３０６によって実施される電圧逓降を統制する。電力変換器５０３０６が３６０Ｖをプロセッサ５０３０８が所望の出力電力レベルを提供すると判定したレベルまで逓降すると、逓降された電圧は、患者の組織の電気外科治療を達成するために電極先端部５０３３４に方向付けられ、次いで、戻り電極又は接地電極５０３３５に方向付けられる。電圧センサ５０３１４及び電流センサ５０３１６は、電気外科用回路内に存在する電圧及び電流を検出し、プロセッサ５０３０８が出力電力レベルを調整するかどうかを判定できるように、検出されたパラメータをプロセッサ５０３０８に通信するように適合されている。本明細書に記載されるように、典型的な波発生器は、選択された設定を電気外科処置全体にわたって維持するように適合されている。他の例では、発生器の動作パラメータは、例えば、本明細書に更に記載されるように、外科用ハブ、クラウド、及び／又は状況認識モジュールからの入力などの、プロセッサ５３０８への１つ又は２つ以上の入力に基づいて、外科処置中に最適化することができる。
【００５０】
プロセッサ５０３０８は、ネットワークを介して通信するために通信デバイス５０３１８に連結されている。通信デバイスは、物理的有線又は無線で通信するように構成された送受信機５０３２０を含む。通信デバイス５０３１８は、１つ又は２つ以上の追加の送受信機を更に含んでもよい。送受信機としては、セルラーモデム、無線メッシュネットワーク送受信機、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）送受信機、低電力ワイドエリア（ＬＰＷＡ）送受信機、及び／又は近接場通信送受信機（ＮＦＣ）を挙げることができるが、これらに限定されない。通信デバイス５０３１８としては、携帯電話、センサシステム（例えば、環境、位置、動きなど）及び／又はセンサネットワーク（有線及び／又は無線）、コンピューティングシステム（例えば、サーバ、ワークステーションコンピュータ、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ（例えば、ｉＰａｄ（登録商標）及びＧａｌａｘｙＴａｂ（登録商標）など）、超携帯型コンピュータ、超モバイルコンピュータ、ネットブックコンピュータ、及び／又はサブノートコンピュータなどを挙げることができるか、又はこれらと通信するように構成することができる。本開示の少なくとも１つの態様では、デバイスのうちの１つはコーディネータノードであってもよい。
【００５１】
送受信機５０３２０は、それぞれのＵＡＲＴを介してプロセッサ５０３０８からシリアル送信データを受信して、シリアル送信データをＲＦ搬送波上に変調して送信ＲＦ信号を生成し、それぞれのアンテナを介して、送信ＲＦ信号を送信するように構成されてもよい。送受信機（複数可）は、それぞれのアンテナを介して、シリアル受信データで変調されたＲＦ搬送波を含む受信ＲＦ信号を受信して、受信ＲＦ信号を復調してシリアル受信データを抽出し、シリアル受信データをそれぞれのＵＡＲＴに提供してプロセッサに提供するように更に構成されている。各ＲＦ信号は、関連する搬送波周波数及び関連するチャネル帯域幅を有する。チャネル帯域幅は、搬送波周波数、送信データ、及び／又は受信データに関連付けられている。各ＲＦ搬送波周波数及びチャネル帯域幅は、送受信機（複数可）５０３２０の動作周波数範囲（複数可）に関連する。各チャネル帯域幅は、送受信機（複数可）５０３２０が順守し得る無線通信規格及び／又はプロトコルに更に関連する。換言すれば、各送受信機５０３２０は、選択された無線通信規格及び／又はプロトコル、例えば、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）のためのＩＥＥＥ  ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ及び／又はＺｉｇｂｅｅルーティングを使用する無線メッシュネットワークのためのＩＥＥＥ  ８０２．１５．４の実装に対応していてもよい。
【００５２】
プロセッサ５０３０８は、排煙器５０３２６に連結された感知及びインテリジェント制御デバイス５０３２４に連結されている。排煙器５０３２６は、１つ又は２つ以上のセンサ５０３２７を含むことができ、また、ポンプ及びモータドライバ５０３２８によって制御されるポンプモータも含むことができる。モータドライバ５０３２８は、プロセッサ５０３０８及び排煙器５０３２６内のポンプモータに通信可能に連結されている。感知及びインテリジェント制御デバイス５０３２４は、排煙器５０３２６と他のデバイスとの間の通信を促進して、それらの制御プログラムを適合させるセンサアルゴリズム５０３２１及び通信アルゴリズム５０３２２を含む。感知及びインテリジェント制御デバイス５０３２４は、排出導管５０３３６を介して抽出された流体、微粒子、及び気体を評価して、例えば、本明細書に更に記載されるように、煙抽出効率を改善するように、かつ／又はユーザ煙出力を減少するように構成されている。特定の例では、感知及びインテリジェント制御デバイス５０３２４は、排煙器５０３２６内の１つ若しくは２つ以上のセンサ５０３２７、電気外科システム５０３００の１つ若しくは２つ以上の内部センサ５０３３０、及び／又は電気外科システム５０３００の１つ若しくは２つ以上の外部センサ５０３３２に通信可能に連結されている。
【００５３】
特定の例では、プロセッサは、外科用排出システムの排出器筐体内に位置することができる。例えば、図６を参照すると、プロセッサ５０４０８及びそのためのメモリ５０４１０は、外科用排出システム５０４００の排出器筐体５０４４０内に位置付けられる。プロセッサ５０４０８は、モータドライバ５０４２８、様々な内部センサ５０４３０、ディスプレイ５０４４２、メモリ５０４１０、及び通信デバイス５０４１８と信号通信する。通信デバイス５０４１８は、図５に関連して上述された通信デバイス５０３１８と多くの点で類似している。通信デバイス５０４１８は、外科用排出システム５０４００内のプロセッサ５０４０８が外科システム内の他のデバイスと通信することを可能にすることができる。例えば、通信デバイス５０４１８は、１つ又は２つ以上の外部センサ５０４３２、１つ又は２つ以上の外科用デバイス５０４４４、１つ又は２つ以上のハブ５０４４８、１つ又は２つ以上のクラウド５０４４６、並びに／あるいは１つ又は２つ以上の追加の外科システム及び／又はツールへの有線及び／又は無線通信を可能にすることができる。読者は、図６の外科用排出システム５０４００が、特定の例において図５の電気外科システム５０３００に組み込まれ得ることを容易に理解するであろう。外科用排出システム５０４００はまた、そのポンプモータ５０４５１を含むポンプ５０４５０と、排出導管５０４３６と、排気口５０４５２と、も含む。様々なポンプ、排気導管、及び排気口が、本明細書に更に記載される。外科用排出システム５０４００はまた、例えば、感知及びインテリジェント制御デバイス５０３２４と多くの点で類似し得る感知及びインテリジェント制御デバイスも含むことができる。例えば、このような感知及びインテリジェント制御デバイスは、プロセッサ５０４０８並びに／又はセンサ５０４３０及び／又は外部センサ５０４３２のうちの１つ又は２つ以上と信号通信することができる。
【００５４】
電気外科システム５０３００（図５）及び／又は外科用排出システム５０４００（図６）は、外科システムの１つ又は２つ以上のパラメータを監視するようにプログラムすることができ、プロセッサ５０３０８及び／又は５０４０８と信号通信するメモリに記憶された１つ又は２つ以上のアルゴリズムに基づいて、外科的機能に影響を及ぼし得る。本明細書に開示される様々な例示的な態様は、例えば、そのようなアルゴリズムによって実装することができる。
【００５５】
本開示の一態様では、プロセッサ及びセンサシステム、例えば、プロセッサ５０３０８及び５０４０８並びにそれらと通信するそれぞれのセンサシステム（図５及び図６）は、例えば、電気外科システム、エネルギーデバイス、及び／又は発生器などの、排煙システム並びに／又は排煙システムと直列で使用される外部デバイス及び／若しくはシステムのパラメータを調整するために、真空源を通る空気流れを感知するように構成されている。本開示の一態様では、センサシステムは、外科用排出システムの空気経路に沿って位置付けられた複数のセンサを含んでもよい。センサは、センサ間のシステムの状態又はステータスを検出するために、排出システム内の圧力差を測定することができる。例えば、２つのセンサ間のシステムはフィルタであってもよく、圧力差は、システムを通る流量を維持するために、フィルタを通る流量が減少するにつれてポンプモータの回転数を増加させるために使用することができる。別の例として、システムは、排出システムの流体トラップであってもよく、排出システムを通る空気流経路を決判定するために圧力差を使用することができる。更に別の例では、システムは、排出システムの入口及び出口（又は排気口）であってもよく、圧力差は、最大吸引負荷を、閾値を下回って維持するために、排出システム内の最大吸引負荷を判定するために使用することができる。
【００５６】
本開示の一態様では、プロセッサ及びセンサシステム、例えば、プロセッサ５０３０８及び５０４０８並びにそれらと通信するそれぞれのセンサシステム（図５及び図６）は、手術部位から抽出された流体中のエアロゾル又は炭化微粒子、すなわち煙の比率を検出するように構成されている。例えば、感知システムは、排出システムを通る空気流経路を選択するために使用される粒子のサイズ及び／又は組成を検出するセンサを含んでもよい。このような例では、排出システムは、第１の濾過経路、又は第１の濾過状態、及び第２の濾過経路、又は第２の濾過状態を含むことができ、これらは異なる特性を有することができる。一例では、第１の経路は微粒子フィルタのみを含み、第２の経路は、流体フィルタと微粒子フィルタとの両方を含む。特定の例では、第１の経路は微粒子フィルタを含み、第２の経路は、微粒子フィルタと、直列に配置されたより細かい微粒子フィルタと、を含む。追加的及び／又は代替的な濾過経路もまた想定される。
【００５７】
本開示の一態様では、プロセッサ及びセンサシステム、例えば、プロセッサ５０３０８及び５０４０８並びにそれらと通信するそれぞれのセンサシステム（図５及び図６）は、患者の腹部空洞内から排出された粒子に対して化学分析を実施するように構成されている。例えば、感知及びインテリジェント制御デバイス５０３２４は、より少ない煙を発生させるように超音波ブレードを誘導するために、超音波発生器の電力レベルを調整するために、粒子カウント及び種類を感知してもよい。別の実施例では、センサシステムは、粒子カウント、温度、流体含有量、及び／又は排出された流体の汚染割合を検出するためのセンサを含んでもよく、検出された特性（複数可）を発生器に通信して、その出力を調整することができる。例えば、排煙器５０３２６及び／又はそのための感知及びインテリジェント制御デバイス５０３２４は、排出流量及び／又はポンプのモータ速度を調整するように構成することができ、既定の微粒子レベルでは、エンドエフェクタによって発生した煙を低下させるために発生器の出力電力又は波形に動作可能に影響し得る。
【００５８】
本開示の一態様では、プロセッサ及びセンサシステム、例えば、プロセッサ５０３０８及び５０４０８並びにそれらと通信するそれぞれのセンサシステム（図５及び図６）は、周囲空気及び／又は排出器筐体からの排気の１つ又は２つ以上の特性を評価することによって、手術室における粒子カウント及び汚染を評価するように構成されている。粒子カウント及び／又は空気品質は、例えば、情報を臨床医に通信するために、かつ／又はその排煙システム及びフィルタ（複数可）の有効性を確立するために、排出器筐体上などの排煙システム上に表示することができる。
【００５９】
本開示の一態様では、プロセッサ、例えば、プロセッサ５０３０８又はプロセッサ５０４０８（図５及び図６）は、例えば、相関関係を判定するために、及び／又はポンプの回転毎分（ＲＰＭ）の速度を調整するために、内視鏡から取得されたサンプル速度画像と感知システム（例えば、感知及びインテリジェント制御デバイス５０３２４）からの排出器粒子カウントとを比較するように構成されている。一例では、発生器の起動は、予想される必要な排煙速度を実装することができるように、排煙器に通信され得る。発生器の起動は、例えば、外科用ハブ、クラウド通信システム、及び／又は直接接続を通じて、外科用排出システムに通信され得る。
【００６０】
本開示の一態様では、排煙システムのセンサシステム及びアルゴリズム（例えば、図５及び図６を参照）は、排煙器を制御するように構成することができ、所与の時間における手術野の必要性に基づいて、排煙器の濾過効率を調整するために、そのモータパラメータを適合させることができる。一例では、排煙器の入口への及び／又は排煙器の出口若しくは排気口からの感知された微粒子に基づいてモータポンプ速度を自動的に変更するために、適応的な空気流ポンプ速度アルゴリズムが提供される。例えば、感知及びインテリジェント制御デバイス５０３２４（図５）は、例えば、ユーザ選択可能速度及び自動モード速度を含むことができる。自動モード速度では、排出システムを通る空気流は、排出システムへの煙及び／又は排煙システムからの濾過された粒子の欠如に基づいて、拡張可能であり得る。自動モード速度は、特定の例では、腹腔鏡モードの自動感知及び補償を提供することができる。
【００６１】
本開示の一態様では、排出システムは、外科用ハブ及びクラウドとのインタラクティブ性を改善するために、データ収集及び通信機能を提供する電気的及び通信アーキテクチャ（例えば、図５及び図６を参照）を含むことができる。一実施例では、外科用排出システム及び／又はプロセッサ、例えば、プロセッサ５０３０８（図５）及びプロセッサ５０４０８（図６）は、例えば、システムのエラー、短絡、及び／又は安全チェックをチェックするために段階的方法で通電される分割された制御回路を含むことができる。分割された制御回路はまた、通電された部分と、通電された部分が第１の機能を実施するまでの通電されない一部分を有するように構成されてもよい。分割された制御回路は、取り付けられた構成要素のユーザにステータス更新を識別及び表示するための回路要素を含むことができる。分割された制御回路はまた、モータがユーザによって起動される第１の状態でモータを動作させるための回路要素と、モータがユーザによって起動されていないが、ポンプをより静かに、より遅い速度で動作させる第２の状態でモータを動作させるための回路要素と、も含む。分割された制御回路は、例えば、排煙器が段階的に通電されることを可能にすることができる。
【００６２】
排出システムの電気的及び通信アーキテクチャ（例えば、図５及び図６を参照）はまた、インタラクションのための外科用ハブ内の他の構成要素との排煙器の相互接続、並びにクラウドとのデータの通信も提供することができる。外科用排出システムパラメータの外科用ハブ及び／又はクラウドへの通信は、他の取り付けられたデバイスの出力又は動作に影響を及ぼすために提供され得る。パラメータは、動作可能であるか、又は感知され得る。動作パラメータとしては、空気流、圧力差、及び空気品質が挙げられる。感知されるパラメータとしては、微粒子濃度、エアロゾルの割合、及び化学分析が挙げられる。
【００６３】
本開示の一態様では、外科用排出システム５０４００などの排出システムは、例えば、エンクロージャ並びに交換可能な構成要素、制御部、及びディスプレイを含むことができる。このような交換可能な構成要素間でセキュリティ識別子（ＩＤ）を通信するための回路要素が提供される。例えば、フィルタと排煙電子機器との間の通信は、構成要素の信頼性、残存寿命を検証するために、構成要素内のパラメータを更新するために、エラーをロギングするために、かつ／又はシステムによって識別され得る構成要素の数及び／若しくは種類を制限するために提供され得る。様々な例では、通信回路は、構成パラメータを有効化及び／又は無効化するための機能を認証することができる。通信回路は、構成要素と排煙電子機器との間のセキュリティ及び独自の関係を管理するために、暗号化及び／又はエラー処理スキームを用いることができる。使い捨て／再使用可能な構成要素は、特定の例に含まれる。
【００６４】
本開示の一態様では、排出システムは、流体管理並びに抽出フィルタ及び空気流構成を提供することができる。例えば、流体捕捉機構を含む外科用排出システムが提供され、流体捕捉機構は、第１及び第２の組の抽出又は空気流制御機能を有し、これらは、大流体液滴及び小流体液滴をそれぞれ抽出するために互いに直列に配置される。特定の例では、空気流路は、主流体管理チャンバの排気ポートの下流から一次貯留部に戻る再循環チャネル又は二次流体チャネルを収容することができる。
【００６５】
本開示の一態様では、電気外科システムに前進パッドを連結することができる。例えば、電気外科システム５０３００（図５）の接地電極５０３３５は、容量結合を維持しながらパッドに一体化された局所的な感知を有する前進パッドを含むことができる。例えば、容量結合戻り経路パッドは、単極先端部の神経束への近接を検出するために、神経制御信号及び／又は選択解剖学的位置の移動を感知するために使用することができる、小さい分離可能なアレイ要素を有することができる。
【００６６】
電気外科システムは、信号発生器、電気外科用器具、戻り電極、及び外科用排出システムを含むことができる。発生器は、ＲＦ電気エネルギーを生成するＲＦ波発生器であってもよい。電気外科用器具に接続されるのは、ユーティリティ導管である。ユーティリティ導管は、信号発生器から電気外科用器具に電気エネルギーを通信するケーブルを含む。ユーティリティ導管はまた、捕捉及び／又は収集された煙及び／又は流体を手術部位から離れる方向に搬送する真空ホースを含む。そのような例示的な電気外科システム５０６０１は、図７に示されている。より具体的には、電気外科システム５０６０１は、発生器５０６４０と、電気外科用器具５０６３０と、戻り電極５０６４６と、排出システム５０６００と、を含む。電気外科用器具５０６３０は、ハンドル５０６３２と、排出システム５０６００の吸引ホース５０６３６に流体連結された遠位導管開口部５０６３４と、を含む。電気外科用器具５０６３０はまた、発生器５０６４０によって電力供給される電極も含む。第１の電気接続部５０６４２、例えば、ワイヤは、電気外科用器具５０６３０から発生器５０６４０まで延在している。第２の電気接続部５０６４４、例えば、ワイヤは、電気外科用器具５０６３０から電極、すなわち戻り電極５０６４６まで延在している。他の例では、電気外科用器具５０６３０は、双極電気外科用器具であってもよい。電気外科用器具５０６３０上の遠位導管開口部５０６３４は、排出システム５０６００の排出器筐体５０６１８内に設置されたフィルタのフィルタ端部キャップ５０６０３に延在する吸引ホース５０６３６に流体連結されている。
【００６７】
他の例では、排出システム５０６００の遠位導管開口部５０６３４は、電気外科用器具５０６３０とは別個のハンドピース又はツール上にあってもよい。例えば、排出システム５０６００は、発生器５０６４０に連結されていない、かつ／又は組織通電表面を含まない外科用ツールを含むことができる。特定の例では、排出システム５０６００の遠位導管開口部５０６３４は、電気外科用ツールに解放可能に取り付けることができる。例えば、排出システム５０６００は、遠位導管開口部で終端するクリップオン又はスナップオン導管を含むことができ、これは外科用ツールに解放可能に取り付けることができる（例えば、図３を参照）。
【００６８】
電気外科用器具５０６３０は、本明細書に記載されるように、患者の標的組織に電気エネルギーを送達して、標的組織を切断し、かつ／又は標的組織の中／若しくは付近の血管を焼灼するように構成されている。具体的には、電極先端部に密着又は隣接した患者の細胞物質の加熱を引き起こすために、放電が電極先端によって患者に提供される。組織の加熱は、電気外科用器具５０６３０を使用して電気外科手術を実施することが可能となるように、適度に高い温度で生じる。回路を完成させ、かつ患者の身体に進入するエネルギーのための発生器５０６４０への戻り電気経路を提供するために、戻り電極５０６４６が、（戻り電極の種類に応じて）患者に適用されるか、又は患者に近接して配置される。
【００６９】
電極先端部による患者の細胞物質の加熱、又は出血を防止するための血管の焼灼は、結果として、本明細書に更に記載されるように、焼灼が行われる場所に煙が放出されることになることが多い。そのような例では、排出導管開口部５０６３４が電極先端部付近にあるため、排出システム５０６００は、外科処置中に放出される煙を捕捉するように構成されている。真空吸引によって、煙は、電気外科用器具５０６３０を通じて導管開口部５０６３４内に、また排煙システム５０６００の排出器筐体５０６１８に向かって真空ホース５０６３６内に引き込まれ得る。
【００７０】
ここで図８を参照すると、排出システム５０６００（図７）の排出器筐体５０６１８が示されている。排出器筐体５０６１８は、フィルタを受容するように寸法決めされて構造化されたソケット５０６２０を含む。排出器筐体５０６１８は、排出器筐体５０６１８の内部構成要素を完全に又は部分的に包囲することができる。ソケット５０６２０は、第１のレセプタクル５０６２２と、第２のレセプタクル５０６２４と、を含む。遷移表面５０６２６は、第１のレセプタクル５０６２２と第２のレセプタクル５０６２４との間に延在している。
【００７１】
ここで主に図９を参照すると、ソケット５０６２０は、図８に示される断面平面に沿って描かれている。ソケット５０６２０は、フィルタを受容するように開放している第１の端部５０６２１と、排出器筐体５０６１８を通る流路５０６９９と連通する第２の端部５０６２３と、を含む。フィルタ５０６７０（図１０及び図１１）は、ソケット５０６２０と共に取り外し可能に位置付けられてもよい。例えば、フィルタ５０６７０は、ソケット５０６２０の第１の端部５０６２１に挿入され、またそれから除去され得る。第２のレセプタクル５０６２４は、フィルタ５０６７０の接続ニップルを受容するように構成されている。
【００７２】
外科用排出システムは、煙が排気として放出される前に、煙から不要な汚染物質を除去するためにフィルタを使用する。特定の例では、フィルタは交換可能であり得る。読者は、図１０及び図１１に示されるフィルタ５０６７０が、本明細書に開示される様々な排出システムで用いることができることを理解するであろう。フィルタ５０６７０は、交換可能な及び／又は使い捨てフィルタであり得る。
【００７３】
フィルタ５０６７０は、前部キャップ５０６７２と、後部キャップ５０６７４と、それらの間に配設されたフィルタ本体５０６７６と、を含む。前部キャップ５０６７２は、特定の例では、吸引ホース５０６３６（図７）又は他の煙源から直接煙を受容するように構成されたフィルタ入口５０６７８を含む。本開示のいくつかの態様では、前部キャップ５０６７２は、煙源から直接煙を方向付け、そこから流体の少なくとも一部分を除去した後、部分的に処理された煙を、更なる処理のためにフィルタ本体５０６７６内に移す流体トラップ（例えば、図１４〜図１７に示される流体トラップ５０７６０）によって置換することができる。例えば、フィルタ入口５０６７８は、部分的に処理された煙をフィルタ５０６７０内に伝達するために、流体トラップ５０７６０（図１４〜図１７）のポート５０７６６などの流体トラップ排気ポートを介して煙を受容するように構成することができる。
【００７４】
煙がフィルタ５０６７０に入ると、フィルタ本体５０６７６内に収容された構成要素によって煙を濾過することができる。濾過された煙は、次いで、フィルタ５０６７０の後部キャップ５０６７４内に画定されたフィルタ排気口５０６８０を通ってフィルタ５０６７０から出ることができる。フィルタ５０６７０が排出システムに関連付けられている場合、排出システム５０６００の排出器筐体５０６１８内で発生した吸引は、フィルタ排気口５０６８０を通じてフィルタ５０６７０に伝達されて、フィルタ５０６７０の内部濾過構成要素を通して煙を引きこむことができる。フィルタは、多くの場合、微粒子フィルタ及び炭フィルタを含む。微粒子フィルタは、例えば、高効率粒子状空気（ＨＥＰＡ）フィルタ又は超低浸透空気（ultra-low penetration air、ＵＬＰＡ）フィルタであり得る。ＵＬＰＡ濾過は、迷路と同様の深さフィルタを利用する。微粒子は、直接インターセプト（１．０ミクロンを超える粒子は大きすぎて媒体フィルタの繊維を通過することができないので捕捉される）、慣性インパクション（０．５〜１．０ミクロンの粒子が繊維と衝突してそこに留まる、及び拡散インターセプト（０．５ミクロン未満の粒子が、粒子が繊維を「探し出して」繊維に付着するようにブラウンランダム熱運動の効果によって捕捉される）のうちの少なくとも１つを使用して濾過することができる。
【００７５】
炭フィルタは、外科的煙によって発生した毒性気体及び／又は臭気を除去するように構成されている。様々な例では、炭は、活性吸収部位を露出させるために加熱プロセスで処理されていることを意味する「活性化」されたものであり得る。炭は、例えば、活性化バージンココナツ殻から得ることができる。
【００７６】
ここで図１１を参照すると、フィルタ５０６７０は、粗い媒体フィルタ層５０６８４に続いて細かい微粒子フィルタ層５０６８６を含む。他の例では、フィルタ５０６７０は、単一の種類のフィルタから構成されてもよい。更に他の例では、フィルタ５０６７０は、３つ以上のフィルタ層、及び／又は３つ以上の異なる種類のフィルタ層を含むことができる。粒子状物質がフィルタ層５０６８４及び５０６８６によって除去された後、煙は、フィルタ５０６７０内の炭素貯留部５０６８８を通して引き込まれ、例えば、揮発性有機化合物などの煙中の気体状汚染物質を除去する。様々な例では、炭素貯留部５０６８８は、炭フィルタを含むことができる。濾過された煙は、粒子状物質及び気体状汚染物質を実質的に含まなくなり、フィルタ排気口５０６８０を通って排出システム５０６００内に更なる処理及び／又は排出のために引き込まれる。
【００７７】
フィルタ５０６７０は、フィルタ本体５０６７６の構成要素間に複数のダムを含む。例えば、第１のダム５０６９０は、フィルタ入口５０６７８（図１０）と、例えば、粗い媒体フィルタ５０６８４などの第１の微粒子フィルタとの中間に位置付けられている。第２のダム５０６９２は、例えば、細かい微粒子フィルタ５０６８６などの第２の微粒子フィルタと炭素貯留部５０６８８との中間に位置付けられている。更に、第３のダム５０６９４は、炭素貯留部５０６８８とフィルタ排気口５０６８０との中間に位置付けられている。ダム５０６９０、５０６９２、及び５０６９４は、ガスケット又はＯリングを含むことができ、これは、フィルタ本体５０６７６内の構成要素の移動を防止するように構成されている。様々な例では、ダム５０６９０、５０６９２、及び５０６９４のサイズ及び形状は、適用された吸引の方向におけるフィルタ構成要素の拡張を防止するように選択することができる。
【００７８】
粗い媒体フィルタ５０６８４は、例えば、大部分の１０μｍよりも大きい粒子状物質を除去するように構成された、繊維ガラス、ポリエステル、及び／又はプリーツ加工されたフィルタなどの低空気抵抗フィルタ材料を含むことができる。本開示のいくつかの態様では、これは、少なくとも８５％の１０μｍよりも大きい粒子状物質、少なくとも９０％の１０μｍよりも大きい粒子状物質、少なくとも９５％の１０μｍよりも大きい特定の物質、少なくとも９９％の１０μｍよりも大きい特定の物質の、少なくとも９９．９％の１０μｍよりも大きい特定の物質、又は少なくとも９９．９９％の１０μｍよりも大きい特定の物質を除去するように構成されたフィルタを含む。
【００７９】
追加的に又は代替的に、粗い媒体フィルタ５０６８４は、大部分の１μｍよりも大きい粒子状物質を除去する低空気耐性フィルタを含むことができる。本開示のいくつかの態様では、これは、少なくとも８５％の１μｍよりも大きい粒子状物質、少なくとも９０％の１μｍよりも大きい粒子状物質、少なくとも９５％の１μｍよりも大きい特定の物質、少なくとも９９％の１μｍよりも大きい特定の物質、少なくとも９９．９％の１μｍよりも大きい特定の物質、又は少なくとも９９．９９％の１μｍよりも大きい特定の物質を除去するフィルタを含む。
【００８０】
細かい微粒子フィルタ５０６８６は、粗い媒体フィルタ５０６８４よりも高い効率の任意のフィルタを含むことができる。これは、例えば、粗い媒体フィルタ５０６８４と同じサイズの粒子をより高い割合で濾過することができるフィルタ、及び／又は粗い媒体フィルタ５０６８４よりも小さいサイズの粒子を濾過することができるフィルタを含む。本開示のいくつかの態様では、細かい微粒子フィルタ５０６８６は、ＨＥＰＡフィルタ又はＵＬＰＡフィルタを含むことができる。追加的に又は代替的に、細かい微粒子フィルタ５０６８６は、その表面積を増加させるためにプリーツ加工され得る。本開示のいくつかの態様では、粗い媒体フィルタ５０６８４は、プリーツ加工されたＨＥＰＡフィルタを含み、細かい微粒子フィルタ５０６８６は、プリーツ加工されたＵＬＰＡフィルタを含む。
【００８１】
微粒子濾過後、煙は、炭素貯留部５０６８８を含むフィルタ５０６７０の下流部分に入る。炭素貯留部５０６８８は、中間及び末端ダム５０６９２及び５０６９４間にそれぞれ配設された多孔質仕切り５０６９６及び５０６９８によって境界される。本開示のいくつかの態様では、多孔質仕切り５０６９６及び５０６９８は、剛性及び／又は非可撓性であり、炭素貯留部５０６８８の一定の空間堆積を画定する。
【００８２】
炭素貯留部５０６８８は、気体状汚染物質を除去するために、炭素粒子と共に、又は炭素粒子から独立して機能する追加の吸着剤を含むことができる。追加の吸着剤としては、例えば、酸化マグネシウム及び／又は酸化銅などの吸着剤を挙げることができ、これは、例えば一酸化炭素、エチレンオキシド、及び／又はオゾンなどの気体状汚染物質を吸着するように機能することができる。本開示のいくつかの態様では、追加の吸着剤は、貯留部５０６８８全体に分散され、及び／又は貯留部５０６８８の上方、下方、若しくは内部の別個の層に位置付けられる。
【００８３】
再び図４を参照すると、排出システム５０５００は、排出器筐体５０５１８内にポンプ５０５０６を含む。同様に、図７に示される排出システム５０６００は、排出器筐体５０６１８内に位置しているポンプを含むことができ、これは、吸引ホース５０６３６を通って、かつフィルタ５０６７０（図１０及び図１１）を通って手術部位から煙を引き出す吸引を発生させることができる。動作中、ポンプは、煙がフィルタ５０６７０内に移動し、流路の出口で排気機構（例えば、図４の排気機構５０５２０）を出るようにする、排出器筐体５０６１８内に圧力差を生成することができる。フィルタ５０６７０は、煙から有害、汚染、又は別の不要な微粒子を抽出するように構成されている。
【００８４】
ポンプは、排出器筐体５０６１８を流れる気体が一方の端部でポンプに入り、他方の端部でポンプから出るように、排出器筐体５０６１８を通る流路と一列に配設することができる。ポンプは、封止された容積式流路を提供することができる。様々な例では、ポンプは、気体がポンプを通って移動する際に、第１の体積の気体を捕まえ（封止し）、その体積を第２のよりも小さい体積に減少させることによって、封止された容積式流路を生成することができる。捕まえられた気体の体積を減少させることにより、気体の圧力が増加する。第２の加圧された体積の気体は、ポンプ出口でポンプから放出され得る。例えば、ポンプは、圧縮機であり得る。より具体的には、ポンプは、ハイブリッド回生送風機、クローポンプ、ローブ圧縮機、及び／又はスクロール圧縮機を備えることができる。容積式圧縮機は、排出システム５０６００によって発生する振動及び騒音を制限しながら、改善された圧縮比及び動作圧力を提供することができる。追加的に又は代替的に、排出システム５０６００は、そこを通って流体を移動させるためのファンを含むことができる。
【００８５】
容積式圧縮機、例えば、スクロール圧縮機ポンプ５０６５０の一例が図１２に示される。スクロール圧縮機ポンプ５０６５０は、固定子スクロール５０６５２と、移動スクロール５０６５４と、を含む。固定子スクロール５０６５２は、移動スクロール５０６５４が偏心的に軌道運動する間、定位置に固定され得る。例えば、移動スクロール５０６５４は、固定子スクロール５０６５２の中心長手方向軸の周りを回転するように偏心的に軌道運動することができる。図１２に示されるように、固定子スクロール５０６５２の中心長手方向軸及び移動スクロール５０６５４は、スクロール５０６５２、５０６５４の視野平面に対して直角に延在している。固定子スクロール５０６５２と移動スクロール５０６５４とは、互いに交互に配置されて、個別の封止された圧縮チャンバ５０６５６を形成する。
【００８６】
使用中、気体は、入口５０６５８でスクロール圧縮機ポンプ５０６５０に入ることができる。移動スクロール５０６５４が固定子スクロール５０６５２に対して軌道運動するときに、入口気体は、まず圧縮チャンバ５０６５６内に捕まえられる。圧縮チャンバ５０６５６は、スクロール５０６５２及び５０６５４の螺旋状の輪郭に沿って、スクロール圧縮機ポンプ５０６５０の中心に向かって個別の体積の気体を移動させるように構成されている。圧縮チャンバ５０６５６は、気体が存在する封止空間を画定する。また、移動スクロール５０６５４が固定子スクロール５０６５２の中心に向かって捕捉された気体を移動させると、圧縮チャンバ５０６５６の体積が減少する。この体積の減少は、圧縮チャンバ５０６５６の内部の気体の圧力を増加させる。封止された圧縮チャンバ５０６５６内の気体は、体積が減少している間に捕まえられ、これにより気体を加圧する。加圧された気体がスクロール圧縮機ポンプ５０６５０の中心に到達すると、加圧された気体は、出口５０６５９を通って放出される。
【００８７】
ここで図１３を参照すると、排出システム５０７００の一部分が示されている。排出システム５０７００は、排出システム５０６００（図７）に多くの点で類似し得る。例えば、排出システム５０７００は、排出器筐体５０６１８と、吸引ホース５０６３６と、を含む。再び図７を参照すると、排出システム５０６００は、吸引を生成し、それによって吸引ホース５０６３６の遠位端から排出器筐体５０６１８内に煙を処理のために引き込むように構成されている。特に、吸引ホース５０６３６は、図１３のフィルタ端部キャップ５０６０３を通じて排出器筐体５０６１８に接続されていない。むしろ、吸引ホース５０６３６は、流体トラップ５０７６０を通じて排出器筐体５０６１８に接続されている。フィルタ５０６７０と同様のフィルタが、流体トラップ５０７６０の背後の排出器筐体５０６１８のソケット内に位置付けられてもよい。
【００８８】
流体トラップ５０７６０は、部分的に処理された煙を、更なる処理及び濾過のために排出システム５０７００に中継する前に、煙から流体（例えば、液体）の少なくとも一部分を抽出して保持する第１の処理ポイントである。排出システム５０７００は、本明細書に記載されるように、手術室（又は他の手術環境）における煙発生に関連付けられた不快な臭気又は他の問題を減少又は排除するために、煙を処理、濾過、及び別の方法で洗浄するように構成されている。排出システム５０７００によって更に処理される前に、液体液滴及び／又はエアロゾルを煙から抽出することによって、流体トラップ５０７６０は、とりわけ特定の例では、排出システム５０７００の効率を増加させ、かつ／又は排出システム５０７００と関連付けられたフィルタの寿命を延長させることができる。
【００８９】
主に図１４〜図１７を参照すると、流体トラップ５０７６０は、排出器筐体５０６１８（図１３）から取り外されて示されている。流体トラップ５０７６０は、流体トラップ５０７６０の前部カバー又は表面５０７６４に画定された入口ポート５０７６２を含む。入口ポート５０７６２は、吸引ホース５０６３６（図１３）を解放可能に受容するように構成され得る。例えば、吸引ホース５０６３６の端部は、入口ポート５０７６２内に少なくとも部分的に挿入することができ、それらの間に締まり嵌めで固定することができる。様々な例では、締まり嵌めは、吸引ホース５０６３６を通過する煙の実質的に全てが流体トラップ５０７６０内に移送されるように、液密及び／又は気密嵌合であり得る。いくつかの例では、吸引ホース５０６３６を入口ポート５０７６２に連結又は接合するための他の機構、例えば、ラッチベースの圧縮嵌合部、Ｏリング、吸引ホース５０６３６の入口ポート５０７６２にねじ式連結、及び／又は他の連結機構を用いることができる。
【００９０】
様々な例では、吸引ホース５０６３６と流体トラップ５０７６０との間の液密及び／又は気密嵌合は、これらの構成要素の接合部又はその付近で、排出された煙中の流体及び／又は他の材料が漏出するのを防止するように構成されている。いくつかの例では、例えば、吸引ホース５０６３６は、吸引ホース５０６３６と流体トラップ５０７６０との間の気密及び／又は液密接続を更に確実にするために、Ｏリング及び／又はアダプタなどの中間連結デバイスを通じて入口ポート５０７６２と関連付けることができる。
【００９１】
上で考察されるように、流体トラップ５０７６０は、排気ポート５０７６６を含む。排気ポートは、流体トラップ５０７６０の裏カバー又は表面５０７６８から離れる方向に延在している。排気ポート５０７６６は、流体トラップ５０７６０の内部チャンバ５０７７０と外部環境との間に開放チャネルを画定する。いくつかの例では、排気ポート５０７６６は、外科用排出システム又はその構成要素と緊密に関連付けられるようなサイズ及び形状である。例えば、排気ポート５０７６６は、流体トラップ５０７６０からの少なくとも部分的に処理された煙と、排出器筐体５０６１８内に収容されたフィルタ（図１３）に関連付けられ、かつこれと通信するようなサイズ及び形状にすることができる。特定の例では、排気ポート５０７６６は、流体トラップ５０７６０の前部プレート、上面、又は側面から離れる方向に延在し得る。
【００９２】
特定の例では、排気ポート５０７６６は、排気ポート５０７６６を排出器筐体５０６１８から離間させる膜を含む。このような膜は、空気、水、及び／又は蒸気が排出器筐体５０６１８内を自由に通過することを可能にしながら、流体トラップ５０７６０内に収集された水又は他の液体が排気ポート５０７６６を通過して排出器筐体５０６１８に入るのを防止するように機能することができる。例えば、高流量微多孔質ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）は、排気ポート５０７６６の下流及びポンプの上流に位置付けられて、排出システム５０７００のポンプ又は他の構成要素を損傷及び／又は汚染から保護することができる。
【００９３】
流体トラップ５０７６０はまた、ユーザが流体トラップ５０７６０を取り扱うのを支援するように、かつ／又は流体トラップ５０７６０を吸引ホース５０６３６及び／若しくは排出器筐体５０６１８と接続するのを支援するように位置付けられて寸法決めされた把持領域５０７７２を含む。把持領域５０７７２は、細長い凹部であるように示されている。しかしながら、読者は、把持領域５０７７２が、例えば、少なくとも１つの凹部、溝、突出部、たるみ、及び／又はリングを含んでもよく、これらは、ユーザの指に対応するようなサイズ及び形状であってもよく、又は別の方法で把持表面を提供することができることを容易に理解するであろう。
【００９４】
ここで主に主に図１６及び図１７を参照すると、流体トラップ５０７６０の内部チャンバ５０７７０が示されている。入口ポート５０７６２及び排気ポート５０７６６の相対的な位置付けは、流体トラップ５０７６０内を通過するときの煙からの流体の抽出及び保持を促進するように構成されている。特定の例では、入口ポート５０７６２は、切り欠きのある円筒形状を備えることができ、これは、煙及び付随する流体を、流体トラップ５０７６０の流体貯留部５０７７４に向けて、又は別の方法で排気ポート５０７６６から離れる方向に一方向に方向付けることができる。このような流体の流れの一実施例が、図１７の矢印Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、及びＥで示されている。
【００９５】
図示されるように、煙は、入口ポート５０７６２（矢印Ａで示される）を通って流体トラップ５０７６０に入り、排気ポート５０７６６を通って流体トラップ５０７６０を出る（矢印Ｅで示される）。少なくとも部分的には、入口ポートの形状（例えば、より長い上側側壁５０７６１及びより短い下部側壁５０７６３）に起因して、入口ポート５０７６２に入る煙は、最初に流体トラップ５０７６０の流体貯留部５０７７４内へと主に下向きに方向付けられる（矢印Ｂで示される）。煙が矢印Ａ及びＢに沿って流体トラップ５０７６０内へと下方に引き込まれ続けると、最初に下向きに方向付けられた煙は下向きに回転し、流体トラップ５０７６０の上側部分に向かって、かつ排気ポート５０７６６の外へと（矢印Ｄ及びＥによって示される）、実質的に反対であるが平行である経路で移動するように、煙源から横方向に離れる方向に方向付けられる。
【００９６】
流体トラップ５０７６０を通る煙の一方向の流れは、煙中の液体が流体トラップ５０７６０の下側部分（例えば、流体貯留部５０７７４）内に抽出されて保持されることを確実にすることができる。更に、流体トラップ５０７６０が直立位置にあるときに、入口ポート５０７６２の垂直上方への排気ポート５０７６６の相対的な位置付けは、流体トラップ５０７６０の内外への流体の流れを実質的に妨げない一方で、液体が煙の流れによって排出ポート５０７６６を通って不注意に搬送されることを抑制するように構成されている。更に、特定の例では、入口ポート５０７６２及び出口ポート５０７６６の構成、並びに／又は流体トラップ５０７６０自体のサイズ及び形状は、流体トラップ５０７６０が流出耐性を有することを可能にすることができる。
【００９７】
様々な例では、排出システムは、例えば、図５及び図６に関連して本明細書に更に記載されるように、複数のセンサ及びインテリジェント制御部を含むことができる。本開示の一態様では、排出システムは、１つ又は２つ以上の温度センサ、１つ又は２つ以上の流体検出センサ、１つ又は２つ以上の圧力センサ、１つ又は２つ以上の粒子センサ、及び／又は１つ又は２つ以上の化学センサを含むことができる。温度センサは、外科用排出システムを通って移動し、かつ／又は外科用排出システムから手術室内に排気される、手術部位における流体の温度を検出するように位置付けることができる。圧力センサは、排出器筐体内などの排出システム内の圧力を検出するように位置付けることができる。例えば、圧力センサは、フィルタの上流、フィルタとポンプとの間、及び／又はポンプの下流に位置付けることができる。特定の例では、圧力センサは、排出システムの外側の周囲環境内の圧力を検出するように位置付けることができる。同様に、粒子センサは、排出器筐体内などの排出システム内の粒子を検出するように位置付けることができる。粒子センサは、例えば、フィルタの上流、フィルタとポンプとの間、及び／又はポンプの下流に位置付けることができる。様々な例では、粒子センサは、例えば、手術室内の空気品質を判定するために、周囲環境内の粒子を検出するように位置付けることができる。
【００９８】
排出システム５０８００の排出器筐体５０８１８は、図１８に概略的に示されている。排出器筐体５０８１８は、例えば、排出器筐体５００１８及び／若しくは５０６１８と多くの点で類似していてもよく、かつ／又は本明細書に開示される様々な排出システムに組み込むことができる。排出器筐体５０８１８は、本明細書に更に記載される多数のセンサを含む。読者は、特定の排出器筐体が、図１８に示される各センサを含まなくてもよく、かつ／又は追加のセンサ（複数可）を含んでもよいことを理解するであろう。本明細書に開示される排出器筐体５００１８及び５０６１８と同様に、図１８の排出器筐体５０８１８は、入口５０８２２及び出口５０８２４を含む。流体トラップ５０８６０、フィルタ５０８７０、及びポンプ５０８０６は、入口５０８２２と出口５０８２４との間の排出器筐体５０８１８を通って流路５０８０４に沿って順次整列される。
【００９９】
排出器筐体は、本明細書に更に記載されるように、モジュール式及び／又は交換可能な構成要素を含むことができる。例えば、排出器筐体は、モジュール式流体トラップ及び／又は交換可能なフィルタを受容するように寸法決めされたソケット又はレセプタクル５０８７１を含むことができる。特定の例では、図１８に示されるように、流体トラップ及びフィルタを単一の相互交換可能なモジュール５０８５９に組み込むことができる。より具体的には、流体トラップ５０８６０及びフィルタ５０８７０は、モジュール式及び／又は交換可能であり得る相互交換可能なモジュール５０８５９を形成し、排出器筐体５０８１８内のレセプタクル５０８７１内に取り外し可能に設置することができる。他の例では、流体トラップ５０８６０及びフィルタ５０８７０は、別個かつ個別のモジュール式構成要素とすることができ、これは、排出器筐体５０８１８内に一緒に組み立てられ、かつ／又は別個に設置され得る。
【０１００】
排出器筐体５０８１８を更に参照すると、排出器筐体５０８１８は、内部の様々なパラメータ及び／又は周囲環境のパラメータを検出するための複数のセンサを含む。追加的に又は代替的に、排出器筐体５０８１８内に設置される１つ又は２つ以上のモジュール式構成要素は、１つ又は２つ以上のセンサを含むことができる。例えば、図１８を更に参照すると、相互交換可能なモジュール５０８５９は、内部の様々なパラメータを検出するための複数のセンサを含む。
【０１０１】
様々な例では、排出器筐体５０８１８及び／又は排出器筐体５０８１８と互換性のあるモジュール式構成要素（複数可）は、プロセッサ５０３０８及び５０４０８（それぞれ図５及びず６）などのプロセッサを含むことができ、これは、１つ又は２つ以上のセンサからの入力を受信するように、かつ／又は１つ又は２つ以上のシステム及び／若しくはドライバに出力を通信するように構成されている。排出器筐体５０８１８と共に使用するための様々なプロセッサが、本明細書に更に記載される。
【０１０２】
動作中、手術部位からの煙は、流体トラップ５０８６０を介して排出器筐体５０８１８へと入口５０８２２内に引き込まれ得る。図１８の排出器筐体５０８１８を通る流路５０８０４は、様々な一列の構成要素間に延在する封止された導管又は管５０８０５を備えることができる。様々な例では、煙は、流体検出センサ５０８３０及び化学センサ５０８３２を通過して、本明細書に更に記載される切換弁５０８３４に流れることができる。センサ５０８３０などの流体検出センサは、煙中の流体粒子を検出することができる。一例では、流体検出センサ５０８３０は、連続性センサであり得る。例えば、流体検出センサ５０８３０は、２つの離間した電極と、それらの間の連続性の程度を検出するためのセンサとを含むことができる。流体が存在しない場合、連続性は、例えば、ゼロ又は実質的にゼロであり得る。化学センサ５０８３２は、煙の化学的特性を検出することができる。
【０１０３】
切換弁５０８３４において、流体は、流体トラップ５０８６０の凝縮器５０８３５内に方向付けられ得、煙は、フィルタ５０８７０に向かって進むことができる。バッフル５０８６４は、凝縮器５０８３５内に位置付けられて、流体トラップ５０８６０内の流体液滴の煙から貯留部への凝縮を促進する。流体検出センサ５０８３６は、排出器筐体内の任意の流体が完全に、又は少なくとも実質的に流体トラップ５０８６０内に捕捉されることを確実にすることができる。
【０１０４】
更に図１８を参照すると、煙は、次いで、相互交換可能なモジュール５０８５９のフィルタ５０８７０に流入するように方向付けられ得る。フィルタ５０８７０への入口において、煙は、粒子センサ５０８３８及び圧力センサ５０８４０を通過して流れることができる。一形態では、粒子センサ５０８３８は、本明細書に更に記載されるように、レーザ粒子カウンタを含むことができる。煙は、図１８に示されるように、プリーツ加工された超低浸透空気（ＵＬＰＡ）フィルタ５０８４２及び炭フィルタ５０８４４を介して濾過することができる。
【０１０５】
フィルタを出ると、濾過された煙は、圧力センサ５０８４６を通過して流れることができ、次いで、排出器筐体５０８１８内の流路５０８０４に沿ってポンプ５０８０６に向かって進むことができる。ポンプ５０８０６を通って移動すると、濾過された煙は、粒子センサ５０８４８及び出口の圧力センサ５０８５０を通過して、排出器筐体５０８１８に流れることができる。一形態では、粒子センサ５０８４８は、本明細書に更に記載されるように、レーザ粒子カウンタを含むことができる。図１８の排出器筐体５０８１８はまた、手術室内の環境などの周囲環境の様々な特性を検出するために、空気品質粒子センサ５０８５２及び周囲圧力センサ５０８５４も含む。空気品質粒子センサ、又は外部／周囲空気粒子センサ５０８５２は、少なくとも１つの形態のレーザ粒子カウンタを備えることができる。図１８に示される様々なセンサは、本明細書に更に記載される。更に、様々な例では、代替的な感知手段を、本明細書に開示される排煙システムにおいて利用することができる。例えば、粒子を計数するための、及び／又は流体中の粒子濃度を判定するための代替的なセンサが、本明細書に更に開示される。
【０１０６】
様々な例では、図１８に示される流体トラップ５０８６０は、捕捉された流体の流出及び／又は漏出を防止するように構成することができる。例えば、流体トラップ５０８６０の形状は、捕捉された流体が流出及び／又は漏出するのを防止するように選択することができる。特定の例では、流体トラップ５０８６０は、捕捉された流体が流体トラップ５０８６０から飛び散るのを防止するためのスクリーン５０８６２などのバッフル及び／又はスプラッタスクリーンを含むことができる。１つ又は２つ以上の例では、流体トラップ５０８６０は、流体トラップ内の流体の体積を検出し、かつ／又は流体トラップ５０８６０が容量まで充填されているかどうかを判定するためのセンサを含むことができる。流体トラップ５０８６０は、流体をそこから空にするための弁を含んでもよい。読者は、様々な代替的な流体トラップ配置及び形状が、排出器筐体５０８１８内に引き込まれた流体を捕捉するために用いられ得ることを容易に理解するであろう。
【０１０７】
特定の例では、フィルタ５０８７０は、追加の及び／又はより少ない濾過レベルを含むことができる。例えば、フィルタ５０８７０は、次のフィルタ群：コース媒体フィルタ、細かい媒体フィルタ、及び吸着剤ベースのフィルタから選択される１つ又は２つ以上の濾過層を含むことができる。コース媒体フィルタは、例えば、繊維ガラス、ポリエステル、及び／又はプリーツ加工されたフィルタで構成され得る低空気抵抗フィルタであり得る。細かい媒体フィルタは、高効率微粒子空気（high efficiency particulate air、ＨＥＰＡ）フィルタ及び／又はＵＬＰＡフィルタであり得る。吸着剤ベースのフィルタは、例えば、活性炭フィルタであり得る。読者は、様々な代替的なフィルタ配置及び形状が、排出器筐体５０８１８を通る流路に沿って引き込まれた煙を濾過するために用いられ得ることを容易に理解するであろう。
【０１０８】
１つ又は２つ以上の例では、図１８に示されるポンプ５０８０６は、例えば、ハイブリッド回生送風機、クローポンプ、及び／又はローブ圧縮機などの別の圧縮機及び／又はポンプと置換して、かつ／又はこれらと組み合わせて使用することができる。読者は、様々な代替的なポンプ配置及び形状が、流路５０８０４内に吸引を発生させて、煙を排出器筐体５０８１８内に引き込むために用いられ得ることを容易に理解するであろう。
【０１０９】
図１８に示されるセンサなどの、排出システム内の様々なセンサは、プロセッサと通信することができる。プロセッサは、排出システムに組み込むことができ、かつ／又は別の外科用器具及び／又は外科用ハブの構成要素であり得る。様々なプロセッサが、本明細書に更に記載される。オンボードプロセッサは、センサ（複数可）からの入力に基づいて、排出器システム（例えば、ポンプ５０８０６のためのモータ）の１つ又は２つ以上の動作パラメータを調整するように構成することができる。追加的に又は代替的に、オンボードプロセッサは、センサ（複数可）からの入力に基づいて、電気外科用ツール及び／又は撮像デバイスなどの別のデバイスの１つ又は２つ以上の動作パラメータを調整するように構成することができる。
【０１１０】
ここで図１９を参照すると、排出システム５０９００用の別の排出器筐体５０９１８が示されている。図１９の排出器筐体５０９１８は、図１８の排出器筐体５０８１８と多くの点で類似し得る。例えば、排出器筐体５０９１８は、排出器筐体５０９１８への入口５０９２２と排出器筐体５０９１８への出口５０９２４との間の流路５０９０４を画定する。入口５０９２２と出口５０９２４との中間に、流体トラップ５０９６０、フィルタ５０９７０、ポンプ５０９０６が順次配置されている。排出器筐体５０９１８は、例えば、レセプタクル５０８７１と同様に、モジュール式流体トラップ及び／又は交換可能なフィルタを受容するように寸法決めされたソケット又はレセプタクル５０９７１を含むことができる。切換弁５０９３４において、流体は、流体トラップ５０９６０の凝縮器５０９３５内に方向付けられ得、煙は、フィルタ５０９７０に向かって進むことができる。特定の例では、流体トラップ５０９６０は、捕捉された流体が流体トラップ５０９６０から飛び散るのを防止するために、例えば、スクリーン５０９６２などのバッフル５０９６４及び／又はスプラッタスクリーンなどのバッフルを含むことができる。フィルタ５０９７０は、プリーツ加工された超低浸透空気（ＵＬＰＡ）フィルタ５０９４２及び炭フィルタ５０９４４を含む。封止された導管又は管５０９０５は、様々な一列の構成要素間に延在している。排出器筐体５０９１８はまた、本明細書に更に記載され、図１８及び図１９に示されるセンサ５０８３０、５０８３２、５０８３６、５０８３８、５０８４０、５０８４６、５０８４８、５０８５０、５０８５２、及び５０８５４も含む。
【０１１１】
図１９を更に参照すると、排出器筐体５０９１８はまた、遠心送風機機構５０９８０と、再循環弁５０９９０と、も含む。再循環弁５０９９０は、流体トラップ５０９６０を通って流体を再循環させるために選択的に開放及び閉鎖することができる。例えば、流体検出センサ５０８３６が流体を検出する場合、再循環弁５０９９０は、流体がフィルタ５０９７０から離れる方向に方向付けられて流体トラップ５０９６０内に戻るように開放することができる。流体検出センサ５０８３６が流体を検出しない場合、弁５０９９０は、煙がフィルタ５０９７０内に方向付けられるように閉鎖することができる。再循環弁５０９９０を介して流体が再循環されるときに、流体は、再循環導管５０９８２を通って引き込まれ得る。遠心送風機機構５０９８０は、再循環導管５０９８２と係合して、再循環導管５０９８２内に再循環吸引力を発生させる。より具体的には、再循環弁５０９９０が開放され、ポンプ５０９０６が起動されると、フィルタ５０９７０の下流のポンプ５０９０６によって発生した吸引力は、第１の遠心送風機、又は回転かご５０９８４の回転を発生させることができ、これは、再循環流体を、再循環弁５０９９０を通って流体トラップ５０９６０に引き込む第２の遠心送風機、又は回転かご５０９８６内に移送され得る。
【０１１２】
本開示の様々な態様では、図５及び図６の制御概略図は、図１８及び図１９の様々なセンサシステム及び排出器筐体と共に利用することができる。
【０１１３】
フィルタと排煙デバイスとの間の通信のための通信回路を有する外科用排出システム
一般に、医療デバイスにネットワークサービスを提供することにより、医療デバイスの悪意のある攻撃にさらされる可能性がある。ネットワークシステム内に提供されるネットワークワイドファイアウォールサービスが提供され得るが、これらのサービスは、医療デバイス内部の構成要素からのセキュリティ攻撃に対して脆弱である可能性がある。すなわち、ファイアウォールサービスは、医療デバイスの構成要素の種類、製品、構成、又は認証に関連して情報を有していないことがあり、したがって、医療デバイスの本物でない／未認証の構成要素から来る悪意のある攻撃から医療デバイスシステムを保護することができない場合がある。例えば、本物でない／未認証の構成要素（例えば、フィルタデバイス）は、ランサムウェアを含むことがあり、これは、医療デバイスユーザの医療デバイスへのアクセス、又は医療デバイス内のデータへのアクセスを拒否する可能性がある。更に、本物でない／未認証の構成要素は、医療デバイスの他の本物の／認証済みの構成要素と互換性がない場合があり、その結果、医療構成要素全体の寿命が短縮し、かつ／又は性能が低下する可能性がある。これはまた、医療デバイスの動作の予期せぬ中断をもたらし得る。
【０１１４】
本開示の態様により、上述の欠陥が対処され得る。いくつかの実施例では、外科用排出システムは、排煙デバイスと複数のフィルタ構成要素を有する交換可能なフィルタデバイスとの間の通信を促進し得る通信回路を含んでもよい。通信回路は、フィルタデバイス（複数のフィルタ構成要素を含む）を認証し、フィルタデバイスの残存寿命を検証し、フィルタデバイスから出力されたパラメータを更新し、フィルタデバイスから出力されたエラーを記録してもよい。通信回路は、外科用排出システムによって識別され得るフィルタ構成要素の数又は種類を制限してもよく、認証の結果に基づいて複数のフィルタ構成要素を有効化／無効化してもよい。いくつかの実施例では、通信回路は、フィルタ構成要素情報を使用することによってフィルタデバイス／構成要素を認証してもよく、フィルタ構成要素情報は、フィルタデバイス／構成要素の製品種類、製品名、一意のデバイス識別子、製品商標、シリアル番号、又は構成パラメータを含んでもよい。いくつかの実施例では、フィルタデバイス及び／又は通信回路は、フィルタデバイスと通信回路との間で通信されるデータ／パラメータを暗号化又は復号化してもよい。
【０１１５】
このようにして、本開示の例示的な実施形態による外科用排出システムは、医療デバイスの本物でない／未認証の構成要素を検出し、暗号化によって医療デバイスのデータ／パラメータを保護し、フィルタ構成要素の残存寿命及びエラーをチェックすることによって、フィルタデバイス内の考えられる問題を予めチェックすることができる。これにより、有利には、外科システムが、本物でない／未認証の構成要素によって引き起こされ得る悪意のある攻撃及び性能の低下を防止し、医療デバイスの動作に予期せぬ中断を伴わずに外科用排出システムの動作を継続することを可能にし得る。
【０１１６】
図２０は、本開示の１つ又は２つ以上の態様による、例示的な排煙システム５８１００の上位レベル構成図を示す。排煙システム５８１００は、ポンプ５８１６０及びポンプ５８１６０に動作可能に連結されたモータ５８１６５を有する排煙デバイス５８１０５と、表示デバイス５８１７０と、通信デバイス５８１８０と、プロセッサ５８１１０と、メモリ５８１２０と、１つ又は２つ以上のセンサ５８１４０Ａ〜Ｂと、を含んでもよい。いくつかの実施例では、排煙デバイス５８１０５は、フィルタデバイス５８１５０と、フィルタ通信回路５８１３０と、を含んでもよい。フィルタデバイス５８１５０は、フィルタ通信回路５８１３０を通じて排煙デバイス５８１０５（例えば、プロセッサ５８１１０）と通信していてもよい。
【０１１７】
排煙システム５８１００は、図６に示される排煙システムと類似し得る。例えば、プロセッサ５８１１０は、モータドライバ又はモータ５８１６５、様々なセンサ５８１４０Ａ〜Ｂ、表示デバイス５８１７０、メモリ５８１２０、及び通信デバイス５８１８０と信号通信してもよい。通信デバイス５８１８０は、図５及び図６に関連して上述された通信デバイスと類似し得る。つまり、通信デバイス５８１８０は、排煙システム５８１００内のプロセッサ５８１１０が、外科システム内の他のデバイスと通信することを可能にし得る。例えば、通信デバイス５８１８０は、外部センサ、外科用デバイス、ハブ、クラウド、並びに／又は様々な追加の外科システム及び／若しくはツールへの有線及び／又は無線通信を可能にし得る。読者は、図２０の排煙システムが、特定の例において図５の外科システムに組み込まれ得ることを容易に理解するであろう。
【０１１８】
いくつかの実施例では、フィルタデバイス５８１５０は、吸引導管５８１５５に連結されてもよい。排気機構５８１９０は、ポンプ５８１６０に連結されてもよい。排気機構５８１９０は、排気機構５０５２０と類似し得る。いくつかの実施例では、吸引導管５８１５５、フィルタデバイス５８１５０、ポンプ５８１６０、及び排気機構５８１９０は、入口ポート（例えば、入口ポート５０５２２）と出口ポート（例えば、出口ポート５０５２４）との間の流路（例えば、流路５０５０４）と一列に連続して配置されてもよい。入口は、手術部位において遠位導管開口部を備える吸引導管５８１５５に流体連結されていてもよい。排気機構５８１９０は、排煙デバイス５８１０５の外側に位置するように示されているが、いくつかの実施例では、排気機構５８１９０は、排煙デバイス５８１０５内に位置していてもよい。
【０１１９】
いくつかの実施例では、プロセッサ５８１１０は、フィルタデバイス５８１５０と排煙デバイス５８１０５との間の通信のためにフィルタ通信回路５８１３０と信号通信してもよい。いくつかの実施例では、フィルタ通信回路５８１３０は、排煙デバイス５８１０５又はフィルタデバイス５８１５０内に位置していてもよい。他の実施例では、通信回路５８１３０は、排煙デバイス５８１０５の外側に位置していてもよい。いくつかの実施例では、通信回路５８１３０は、図５に示される感知及びインテリジェント制御デバイスの一部であってもよい。
【０１２０】
図２１は、本開示の例示的な実施形態による、フィルタ通信回路５８１３０を示す。フィルタ通信回路５８２２０は、マスタコントローラ５８２１０と、認証ユニット５８２２０と、エラーログユニット５８２３０と、更新ユニット５８２４０と、暗号化／記述ユニット５８２５０と、残存寿命検証ユニット５８２６０と、データストレージユニット５８２７０と、を含んでもよい。いくつかの実施例では、マスタコントローラ５８２１０は、プロセッサ５８１１０と信号通信し、フィルタ通信回路５８１３０内の他のユニット５８２２０〜５８２７０を制御してもよい。他の実施例では、プロセッサ５８１１０は、マスタコントローラ５８２１０として機能してもよい。
【０１２１】
図２２は、本開示の例示的な実施形態によるフィルタデバイス５８１５０を示す。フィルタデバイス５８１５０は、複数のフィルタ構成要素を含んでもよい。フィルタ構成要素は、コントローラ５８３１０、フィルタ要素ユニット５８３２０、及びフィルタセンサユニット５８３３０を含んでもよい。フィルタ要素ユニット５８３２０は、１つ又は２つ以上のフィルタ要素５８３２５Ａ〜Ｃを含んでもよい。フィルタセンサユニット５８３３０は、１つ又は２つ以上のフィルタセンサ５８３３５Ａ〜Ｃを含んでもよい。コントローラ５８３１０は、フィルタ要素ユニット５８３２０及びフィルタセンサユニット５８３３０を制御し、かつこれらと通信してもよい。フィルタデバイス５８１５０は、図１０、図１１、図１８、及び図１９に示される実施例（例えば、フィルタ５０６７０）と類似し得る。いくつかの実施例では、１つ又は２つ以上のフィルタ要素５８３２５Ａ〜Ｃは、図１０、図１１、図１８、及び図１９に示される流体フィルタ、粗い媒体フィルタ５０６８４、細かい微粒子フィルタ５０６８６、微粒子フィルタ、炭素貯留部５０６８８、若しくは炭フィルタ、又はフィルタデバイス５８１５０内の任意の他のフィルタであってもよい。フィルタ要素５８３２５Ａ〜Ｃはまた、センサ以外のフィルタデバイス内の切換弁、バッフル、回転かご、又は任意の他の要素（例えば、ダム５０６９０、５０６９２、５０６９４、後部キャップ５０６７４など）を含んでもよい。いくつかの実施例では、１つ又は２つ以上のフィルタセンサ５８３３５Ａ〜Ｃは、図１８及び図１９に示される実施例（例えば、流体検出センサ５０８３０、化学センサ５０８３２、流体センサ５０８３６、圧力センサ５０８４０、レーザ粒子カウンタ５０８３８など）と類似し得る。
【０１２２】
いくつかの実施例では、フィルタデバイス５８１５０内のコントローラ５８３１０は、フィルタ通信回路５８１３０のマスタコントローラ５８２１０と信号通信してもよい。いくつかの実施例では、フィルタデバイス５８１５０は、複数のフィルタ構成要素から出力されたパラメータを通信回路５８１３０に送信する前に、パラメータを暗号化してもよい。暗号化されたパラメータを受信すると、通信回路（例えば、暗号化／記述ユニット５８２５０）は、以下で考察されるように、暗号化されたパラメータを復号化してもよい。
【０１２３】
図２１を再び参照すると、認証ユニット５８２２０は、フィルタデバイス５８１５０又は複数のフィルタ構成要素を認証／検証してもよい。いくつかの実施例では、認証ユニット５８２２０は、フィルタデバイス５８１５０内に取り付けられたフィルタ構成要素の数を識別してもよい。認証ユニット５８２２０はまた、通信回路によって識別され得るフィルタ構成要素の数又は種類を制限することもできる。例えば、フィルタ構成要素が、フィルタデバイス５８１５０に使用されることが認証された構成要素の種類ではない場合、又はフィルタデバイス５８１５０に使用されるフィルタ構成要素の数が所定の値（例えば、１０、２０、５０など）以上である場合、認証ユニット５８２２０は、フィルタ構成要素又はフィルタデバイス５８１５０を無効化することができる。認証ユニット５８２２０はまた、認証の結果に基づいて、フィルタデバイス５８１５０又は複数のフィルタ構成要素を有効化又は無効化してもよい。
【０１２４】
エラーログユニット５８２３０は、複数のフィルタ構成要素又はフィルタデバイス５８１５０からのエラー又はエラーメッセージを記録してもよい。いくつかの実施例では、エラーログユニット５８２３０は、データストレージユニット５８２７０にエラーメッセージ及びエラーメッセージを記録してもよい。フィルタ通信回路５８１３０は、エラーメッセージを読み取り、エラーメッセージを使用して、フィルタデバイス５８１５０で起こったことを把握することができる。エラー及びエラーメッセージの例としては、センサ／フィルタ障害に起因して発生するエラー、センサ／フィルタによって検出された奇妙／危険な化学物質、微粒子フィルタで検出された湿分、目詰まりしたフィルタ、圧力差（例えば、圧力センサ５０８４０と５０８４６との間）、及び本物でない／未認証のフィルタデバイス／構成要素を含んでもよい。
【０１２５】
更新ユニット５８２４０は、複数のフィルタ構成要素から出力されたパラメータを更新してもよい。更新されたパラメータは、動作可能であってもよく、感知されてもよい。動作可能なパラメータは、空気流、圧力差、空気品質、又はフィルタデバイス５８１５０の動作に関連する任意の他のパラメータを含んでもよい。感知されるパラメータとしては、微粒子濃度、エアロゾルの割合、化学分析、又はフィルタデバイス５８１５０内のセンサ（例えば、圧力、流体、化学物質、粒子）によって感知される任意の他の値を含んでもよい。これらのパラメータは、データストレージユニット５８２７０に記憶され、更新ユニット５８２４０によって自動的に又は手動で更新されてもよい。例えば、更新ユニット５８２４０は、圧力差の変化が圧力センサ（例えば、５０８４０、５０８４６）によって検出されるときに、データストレージユニット５８２７０に記憶された圧力差値を更新してもよい。フィルタ通信回路５８１３０は、フィルタ構成要素（例えば、フィルタ要素５８３２５Ａ〜Ｃ／フィルタセンサ５８３３５Ａ〜Ｃ）の各々から、又はスレーブコントローラ５８３１０を通じてこれらのパラメータを直接受信してもよい。
【０１２６】
暗号化／記述ユニット５８２５０は、複数のフィルタ構成要素から出力されたパラメータを暗号化又は復号化してもよい。暗号化／記述ユニット５８２５０は、フィルタデバイス５８１５０から受信した任意のデータ又はパケットを暗号化又は復号化してもよい。いくつかの実施例では、フィルタデバイス５８１５０はまた、暗号化／記述ユニット５８２５０と類似している暗号化／記述ユニットを含んでもよい。フィルタデバイス５８１５０の暗号化／記述ユニットは、フィルタ通信回路５８１３０に複数のフィルタ構成要素から出力されたパラメータを送信する前に、パラメータを暗号化し、フィルタ通信回路５８１３０からのデータを復号化してもよい。フィルタデバイス５８１５０とフィルタ通信回路５８１３０との間で通信される暗号化されたデータ／パラメータは、暗号化されたデータ／パラメータが復号化されていない限り、フィルタ構成要素、フィルタデバイス５８１５０、及び排煙デバイス５８１０５に可視／読み取り可能でなくてもよい。
【０１２７】
いくつかの実施例では、暗号化／記述ユニット５８２５０及びフィルタデバイス５８１５０は、データ／パラメータを暗号化又は復号化するために同じ（秘密の）鍵を使用する対称暗号化によってデータ／パラメータを暗号化又は復号化してもよい。他の実施例では、暗号化／記述ユニット５８２５０及びフィルタデバイス５８１５０は、データ／パラメータを暗号化又は復号化するために同じ（秘密の）鍵を使用する対称暗号化によって、データ／パラメータを暗号化又は復号化してもよい。非対称暗号化では、秘密鍵／公開鍵のうちの１つを使用してデータを暗号化してもよく、他の鍵を使用してデータを復号化してもよい。
【０１２８】
残存寿命検証ユニット５８２６０は、複数のフィルタ構成要素の残存寿命を検証／予測してもよい。いくつかの実施例では、残存寿命検証ユニット５８２６０は、フィルタ構成要素の残存寿命を検証するために、複数のフィルタ構成要素に関する使用情報を使用してもよい。フィルタ構成要素使用情報は、使用時間データ、各フィルタ部材が使用された回数、各フィルタ構成要素が発生させたエラーの数又は種類、各フィルタ構成要素の標準寿命、及びフィルタ要素５８３２５Ａ〜Ｃの上流（例えば、５０８４０）及び下流（例えば、５０８４６）に位置している圧力センサ間の圧力差を含んでいてもよい。いくつかの実施例では、フィルタ要素５８３２５Ａ（例えば、ＵＬＰＡフィルタ）の圧力差値が、フィルタ要素５８３２５Ａが目詰まりしていることを示し得る所定の値を超える場合、残存寿命検証ユニット５８２６０は、フィルタ要素５８３２５Ａの残存寿命がゼロであるか、又は間もなく、例えば、所定の期間（例えば、１〜５時間、１〜５日、１〜５週間、若しくは１〜５ヶ月）内にゼロになると、かつフィルタ要素５８３２５Ａを交換すべきであると判定してもよい。フィルタ構成要素使用情報が、相当量の質分が微粒子又は炭フィルタに入ったことを示す場合、残存寿命検証ユニット５８２６０は、微粒子又は炭フィルタの残存寿命がゼロであるか、又は間もなく、例えば、所定の期間（例えば、１〜５時間、１〜５日、１〜５週間、若しくは１〜５ヶ月）内にゼロになると、かつ微粒子又は炭フィルタを交換すべきであると判定してもよい。フィルタ構成要素使用情報が、フィルタセンサ５８３３５Ａ又はフィルタ要素５８３２５Ａにエラーがある（例えば、適切に動作しない）ことを示す場合、残存寿命検証ユニット５８２６０は、フィルタセンサ５８３３５Ａ又はフィルタ要素５８３２５Ａがゼロであるか、又は間もなく、例えば、所定の期間（例えば、１〜５時間、１〜５日、１〜５週間、若しくは１〜５ヶ月）内にゼロになると、かつフィルタセンサ５８３３５Ａ又はフィルタ要素５８３２５Ａを交換すべきであると判定してもよい。いくつかの実施例では、フィルタ構成要素使用情報は、データストレージユニット５８２７０に記憶されてもよい。
【０１２９】
データストレージユニット５８２７０は、フィルタ構成要素に関する情報を記憶してもよい。フィルタ構成要素情報は、複数のフィルタ構成要素の製品種類、製品名、一意のデバイス識別子、製品商標、シリアル番号、及び構成パラメータを含んでもよい。いくつかの実施例では、フィルタ構成要素に関する情報は、例えば、認証ユニット５８２２０がフィルタ構成要素を認証／検証するときに、フィルタ構成要素から発生してもよい。いくつかの実施例では、データストレージユニット５８２７０はまた、本物の／認証済みのフィルタ構成要素に関する情報を含んでもよい。本物のフィルタ構成要素情報は、本物の／認証済みのフィルタ構成要素の製品種類、製品名、一意のデバイス識別子、製品商標、シリアル番号、及び構成パラメータのリストを含んでもよい。いくつかの実施例では、フィルタ構成要素情報及び／又は本物のフィルタ構成要素情報は、平文で記憶されてもよい。他の実施例では、フィルタ構成要素情報及び／又は本物のフィルタ構成要素情報は、暗号化された形態で記憶されてもよい。いくつかの実施例では、データストレージユニット５８２７０はまた、無効化及び有効化された機能に関する情報、及び排煙デバイス５８１０５がフィルタ構成要素を使用し得る方法についてのアルゴリズム又は命令を記憶してもよい。
【０１３０】
いくつかの実施例では、フィルタデバイス５８１５０からのデータ／パラメータは、例えば、データパケットとして、排煙デバイス５８１０５（例えば、データストレージユニット５８２７０）に送達されてもよい。本明細書で使用されるとき、データパケットは、２つのデバイス（例えば、フィルタデバイス５８１５０及び排煙デバイス５８１０５）間で通信されるデータのユニットを指し得る。排煙デバイス５８１０５（例えば、プロセッサ５８１１０、マスタコントローラ５８２１０）は、受信したデータパケットを元のデータ／パラメータに組み合わせる方法を知っていてもよい。
【０１３１】
いくつかの実施例では、認証ユニット５８２２０は、フィルタ構成要素情報及び／又は本物のフィルタ構成要素情報を使用することによって、フィルタデバイス５８１５０内の複数のフィルタ構成要素を認証／検証してもよい。例えば、認証ユニット５８２２０は、フィルタ構成要素のフィルタ構成要素情報を本物のフィルタ構成要素情報と比較してもよい。すなわち、認証ユニット５８２２０は、フィルタ構成要素情報（例えば、フィルタデバイス５８１５０内のフィルタの一意のデバイス識別子／商標／シリアル番号）が、予め記憶された本物のフィルタ構成要素情報（例えば、本物の認証フィルタ構成要素の一意のデバイス識別子／商標／シリアル番号のリスト内にある）に一致するかどうかをチェックすることができる。フィルタ構成要素のフィルタ構成要素情報が本物のフィルタ構成要素情報と一致しないと判定された場合、認証ユニット５８２２０は、フィルタ構成要素が本物／認証済みではないと判定してもよい。フィルタ構成要素が本物でないと判定された場合、認証ユニット５８２２０は、フィルタデバイス機能（例えば、煙濾過、煙感知、データ処理など）又はフィルタデバイス／構成要素を無効化してもよい。いくつかの実施例では、認証ユニット５８２２０は、ポンプ５８１６０／モータ５８１６５を停止するか、又はフィルタのうちの１つの入力ポートを閉鎖することによって、フィルタデバイス／構成要素又はフィルタデバイス機能を無効化してもよい。
【０１３２】
いくつかの実施例では、シリアル番号は、フィルタデバイス／構成要素（例えば、スレーブコントローラ５８３１０）の消去可能なプログラム可能な読み取り専用メモリ（Erasable Programmable Read-Only Memory、ＥＰＲＯＭ）又は電気的に消去可能なプログラム可能な読み取り専用メモリ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory、ＥＥＰＲＯＭ）などのチップ内に位置していてもよい。例えば、場合によっては、特定のチップ群のみを本物のフィルタデバイス／構成要素に使用してもよく、それらのチップ上のシリアル番号は、チップを有するフィルタデバイス／構成要素が本物であることを示し得る。いくつかの実施例では、フィルタデバイス５８１５０が排煙デバイス５８１０５に接続されているとき、認証ユニット５８２２０は、フィルタ構成要素内のチップ（例えば、ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ）のシリアル番号を読み取ることができ、それが本物であるか否かをチェックすることができる。いくつかの実施例では、認証ユニット５８２２０は、設定されたシリアル番号範囲を受け入れるようにプログラムされてもよい。
【０１３３】
いくつかの実施例では、フィルタ通信回路５８１３０（例えば、マスタコントローラ５８２１０）は、マスタデバイスとして機能してもよく、フィルタデバイス５８１５０（例えば、スレーブコントローラ５８３１０を含む複数のフィルタ構成要素）は、スレーブデバイスとして機能してもよい。いくつかの実施例では、マスタデバイスとスレーブデバイスとの間の通信は、認証工程を実施するときに、マスタデバイスからスレーブデバイスへと一方向性であってもよい。すなわち、それは、スレーブデバイスを認証／検証することができるマスタデバイスのみであってもよく、スレーブデバイスは、マスタデバイスを認証／検証することができない。この場合、スレーブデバイスは、マスタデバイスから要求された情報（例えば、フィルタ構成要素の製品種類、製品名、一意のデバイス識別子、製品商標、シリアル番号、及び構成パラメータを含むフィルタ構成要素情報）のみを提供してもよい。いくつかの実施例では、マスタデバイスとスレーブデバイスとの間の通信は双方向性であってもよい。
【０１３４】
いくつかの実施例では、複数のフィルタ構成要素は、階層構造を有してもよい。例えば、フィルタ構成要素の１つ（例えば、スレーブコントローラ５８３１０）は、マスタ構成要素として機能してもよく、残りのフィルタ構成要素はスレーブ構成要素として機能してもよい。この場合、残りのフィルタ構成要素は、マスタ構成要素にデータ／パラメータを直接報告してもよく、これは、次いで、受信したデータ／パラメータをマスタデバイス（マスタコントローラ５８２１０）に報告してもよい。他の実施例では、フィルタ構成要素の各々は、マスタデバイスにデータ／パラメータを直接報告してもよい。
【０１３５】
いくつかの実施例では、排煙デバイス５８１０５及びフィルタデバイス５８１５０は、例えば、（双方向性又は一方向性の）無線接続を使用して、フィルタ通信回路５８１３０を通じて互いに通信してもよい。無線接続の例としては、ＲＦＩＤ（読み取り専用又は読み取り／書き込み）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｚｉｇｂｅｅ、ＩＲ、又は任意の他の好適な無線プロトコルを挙げることができる。他の実施例では、排煙デバイス５８１０５及びフィルタデバイス５８１５０は、有線接続を用いて互いと通信してもよい。この場合、排煙デバイス５８１０５とフィルタデバイス５８１５０との間に電気コネクタが提供される。例えば、図１３及び図１４を再び参照すると、電気コネクタは、フィルタデバイス５８１５０を受容するように構成されたソケット２１２０上に位置していてもよい。いくつかの実施例では、第１のレセプタクル２１２２及び／又は第２のレセプタクル２１２４は、排煙デバイス５８１０５（例えば、プロセッサ５８１１０、マスタコントローラ５８２１０）とフィルタデバイス５８１５０（例えば、スレーブコントローラ５８３１０又は他のフィルタ構成要素５８３２５Ａ〜Ｃ、５８３３５Ａ〜Ｃ）を電気的に接続する電気コネクタとして機能し得る。いくつかの実施例では、電気コネクタはポゴピン又はプラグ型コネクタであってもよい。
【０１３６】
図７を再び参照すると、いくつかの実施例では、排煙デバイス５０６００、５８１００から発生器５０６４０に延在するケーブルコネクタ、例えばワイヤがあってもよい。ケーブルコネクタは、起動信号及びエネルギー送達に関する情報を送達してもよく、排煙デバイス５０６００、５８１００は、起動信号及びエネルギー送達情報に基づいて、排煙デバイス５０６００、５８１００内の構成要素を制御してもよい。例えば、排煙デバイス５０６００は、例えば、ポンプ電力／モータ速度を低下させることによって、又は発生器が活性化されていないか、又は完全に起動されていないことを示すエネルギー送達情報／信号を受信したことに応じてポンプ５８１６０／モータ５８１６５を停止することによって、吸引力／速度を低下させるか又は吸引を停止してもよい。排煙デバイス５０６００はまた、発生器が起動されるか、又は完全に起動されたことを示すエネルギー送達情報／信号の受信に応じて吸引力／速度を増加させることもできる。これにより、排煙デバイス５０６００は、発生器５０６４０が起動又は停止される際に、吸引力／速度のレベルを変化させることが可能であってもよい。
【０１３７】
いくつかの実施例では、フィルタ通信回路５８１３０は、悪意のあるソフトウェア攻撃から暗号化されていない鍵及び認証情報を保護するために使用され得る、信頼済みプラットフォームモジュール（Trusted Platform Module、ＴＰＭ）を含んでもよい。いくつかの実施例では、ＴＰＭは、鍵操作及び他のセキュリティ関連タスクのための保護空間を提供する特殊なマイクロプロセッサ又はチップであってもよい。いくつかの実施例では、ＴＰＭは、例えば、失敗したアクセスの数を制限するために、アンチプレイ保護のための単調カウンタを使用してもよい。例えば、単調カウンタを使用するＴＰＭは、フィルタデバイス５８１５０の未認証の構成要素によって悪意を持って又は不正に繰り返されるデータを送信しようとする試みを防止することができる。ＴＰＭは、システム５８１００に非一元的かつ強化されたセキュリティを提供することができる。
【０１３８】
いくつかの実施例では、表示デバイス５８１７０は、インタラクティブデータポイントとして機能し、排煙システム５８１００のための入力を受信し、出力を表示することができる。いくつかの実施例では、表示デバイス５８１７０は、タッチスクリーンを含んでもよい。いくつかの実施例では、表示デバイス５８１７０は、鍵／ボタンを有する排煙コンソールを表示して、排煙システム５８１００内の構成要素のステータスを制御（例えば、起動／停止）するか、又はチェックしてもよい。例えば、鍵／ボタンを使用して、ユーザは、排煙システム５８１００内の構成要素から出力された起動ステータス又はデータ／パラメータ（例えば、ファン／モータ速度の大きさ）をチェックしてもよい。他の実施例では、排出システムは、排煙システム５８１００内の構成要素のステータスを制御又はチェックするキー／ボタンを有する機械的コンソールを含んでもよい。いくつかの実施例では、表示デバイス５８１７０上の排煙コンソールは、例えば、デフォルト設定によって、機械的コンソールと類似して見えることがある。この場合、表示デバイス５８１７０は、例えば、表示デバイス５８１７０の隅に、ユーザがメニュー構造にアクセスすることを可能にし得る（小さな）アイコンを表示してもよく、このメニュー構造は、起動されたときにより多くの調整オプションを示す。
【０１３９】
いくつかの実施例では、表示デバイス５８１７０は、外科システム１００内の他の表示デバイス（例えば、ハブディスプレイ１３５）とインタラクティブに動作してもよい。例えば、表示デバイス５８１７０は、排煙デバイス５８１０５がハブ１０６に接続されていないときに一次表示デバイスとして機能してもよい。排煙デバイス５８１０５がハブ１０６に接続されたときに、表示デバイス５８１７０は、ハブディスプレイ１３５が一次表示デバイスとして機能する間に、二次表示デバイスとして機能してもよい。この場合、表示デバイス５８１７０はまた、排煙デバイス５８１０５だけでなくハブ１０６も制御するための制御ボタンも含むことができる。いくつかの実施例では、ハブディスプレイ１３５及び／又は表示デバイス５８１７０は、ハブディスプレイ１３５及び表示デバイス５８１７０のうちの一方が他方の入力デバイスになることを可能にし得るアイコンを含んでもよい。
【０１４０】
いくつかの実施例では、外科システム内の１つ又は２つ以上の構成要素は、フィルタデバイス５８１５０、フィルタデバイス５８１５０内のフィルタ構成要素、流体トラップ５０７６０（例えば、流体貯留部５０７７４を含む）、空気ホース５０６３６、電気外科用器具５０６３０（例えば、Ｚｉｐ  Ｐｅｎ（登録商標））、外科用器具内のブレード、又は排煙システム５８１００内の任意の他の構成要素を含む、使い捨て／再使用可能であってもよい。
【０１４１】
二重の一連の大液滴及び小液滴フィルタ
排煙システムによって手術部位から抽出された流体は、外科処置中に発生し得る煙に加えて、液体（例えば、大滴及び小液滴）並びに様々な微粒子を含有し得る。排出された流体中の異なる種類及び／又は状態の組み合わせは、手術部位から流出した流体を濾過することを困難にし得る。更に、流体中の特定の種類の物質は、排煙システム内の特定のフィルタに有害であり得る。例えば、流体中の液体液滴の存在は、非常に効果であり得る、微粒子／炭フィルタなどの特定のフィルタを損傷する場合がある。また、これらのフィルタは、大液滴だけでなく、比較的小さな液滴によっても、容易に損傷／閉塞され得る。
【０１４２】
本開示の態様により、上述の欠陥が対処され得る。特定の例では、外科用排出システムは、ポンプと、ポンプに動作可能に連結されたモータと、ポンプに流体連結された流路と、を含んでもよい。流路は、流路を通って移動する流体中の大液滴を抽出するように構成された第１の流体フィルタと、流体中の小液滴を抽出するように構成された第２の流体フィルタと、を含んでもよい。第１の流体フィルタは、第２の流体フィルタと直列に連結され、かつ第２の流体フィルタの上流に位置付けられてもよい。第２の流体フィルタの出口ポートは、内部に水分／液滴が入ったときに損傷を受ける可能性がある、非流体フィルタの入口ポートに連結されてもよい。特定の例では、外科用排出システムはまた、第１の流体フィルタ又は第２の流体フィルタから流出した流体を再循環させるように構成された１つ又は２つ以上の再循環チャネルを含んでもよい。
【０１４３】
このようにして、本開示は、流体が大液滴及び小液滴によって損傷され得る非流体フィルタに入る前に、排煙システムが大液滴だけでなく小液滴を抽出することを可能にすることができる。また、第２の流体フィルタは、第１の流体フィルタで使用される構成要素よりも精巧であり、かつより高価であり得るフィルタ要素を使用する場合があり、第２の流体フィルタ内のこのフィルタ要素は、大液滴によって容易かつ迅速に目詰まりする傾向があり得る。本開示では、第２の流体フィルタの上流の大液滴を抽出するように構成された第１の流体フィルタを提供することによって、排出システムは、第２の流体フィルタを損傷及び／又は閉塞から効果的に保護し、ポンプの電力及び費用を節約することができる。最後に、１つ又は２つ以上の再循環チャネルを提供することによって、本開示は、排煙システムが、非流体フィルタを損傷する可能性がある液滴が非流体フィルタに入らないことを確実にすることを可能にする。
【０１４４】
図２３は、本開示の少なくとも１つの態様による、排煙システム５９１００の筐体の概略図を示す。排煙システム５９１００は、排出筐体５９１０５と、排出筐体５９１０５に連結された流体トラップ５９１１０と、を含んでもよい。排出システム５９１００はまた、第１の流体フィルタデバイス５９１２０と、第２の流体フィルタデバイス５９１３０と、非流体フィルタデバイス５９１４０と、ポンプ５９１７０と、も含むことができる。ポンプ５９１７０は、モータに動作可能に連結されていてもよい。排煙システム５９１００は、複数のセンサ５９１９０Ａ〜Ｋ及びインテリジェント制御部を更に含んでもよい。流体トラップ５９１１０、非流体フィルタデバイス５９１４０、ポンプ５９１７０は、図１８及び図１９に示される実施例（例えば、流体トラップ、ＵＬＰＡフィルタ、炭フィルタ、スクロールポンプ）と類似し得る。流体トラップ５９１１０、フィルタデバイス５９１２０、５９１３０、５９１４０、及びポンプ５９１７０は、入口５９１１２と出口５９１７５との間の排出器筐体５９１０５を通る流路に沿って順次整列されてもよい。本明細書で使用されるとき、非流体フィルタデバイス５９１４０は、液滴に対して脆弱であり、かつ液滴が内部に入ったときに損傷され得るフィルタデバイス又はフィルタ（例えば、微粒子／炭フィルタ）を指すことができる。
【０１４５】
様々な例では、複数のセンサは、１つ又は２つ以上の流体検出センサ、１つ又は２つ以上の圧力センサ、１つ又は２つ以上の粒子センサ、及び／又は１つ又は２つ以上の化学センサを含んでもよい。複数のセンサ５９１９０Ａ〜Ｋは、図１８及び図１９に示されるセンサ（例えば、センサ５０８３０、５０８３２、５０８３６、５０８４０、５０８３８、５０８４６、５０８４８、５０８５０、５０８５４、５０８５２）と類似し得る。例えば、圧力センサは、排出器筐体５９１０５内などの排出システム５９１００内の圧力を検出するように位置付けられてもよい。例えば、圧力センサは、フィルタデバイス５９１２０、５９１３０、５９１４０（例えば、センサ５９１９０Ｅ）のうちの１つの上流、フィルタデバイス５９１２０、５９１３０、５９１４０とポンプ５９１７０（例えば、センサ５９１９０Ｇ）との間、及び／又はポンプ５９１７０（例えば、センサ５９１９０Ｉ）の下流に位置付けられてもよい。特定の例では、圧力センサ５９１９０Ｋは、周囲環境内の圧力を検出するために、排出システム５９１００の外側に位置付けられてもよい。
【０１４６】
同様に、粒子センサ５９１９０Ｆ、５９１９０Ｈは、排出器筐体５９１０５内などの排出システム５９１００内の粒子を検出するように位置付けられてもよい。粒子センサは、例えば、フィルタデバイス５９１２０、５９１３０、５９１４０（例えば、センサ５９１９０Ｆ）のうちの１つの上流、フィルタデバイス５９１２０、５９１３０、５９１４０とポンプ５９１７０との間、及び／又はポンプ５９１７０（例えば、センサ５９１９０Ｈ）の下流に位置付けられてもよい。様々な例では、粒子センサ５９１９０Ｊは、例えば、手術室内の空気品質を判定するために、周囲環境内の粒子を検出するように位置付けてもよい。
【０１４７】
様々な例では、流体検出センサは、フィルタデバイス５９１２０、５９１３０、５９１４０（例えば、センサ５９１９０Ａ、５９１９０Ｃ、５９１９０Ｄ）のうちの１つの上流、フィルタデバイス５９１２０、５９１３０、５９１４０とポンプ５９１７０との間、ポンプ５９１７０の下流、又は排出筐体５９１０６の外側に位置付けられてもよい。同様に、化学センサは、フィルタデバイス５９１２０、５９１３０、５９１４０のうちの１つ（例えば、センサ５９１９０Ｂ）の上流、フィルタデバイス５９１２０、５９１３０、５９１４０とポンプ５９１７０との間、ポンプ５９１７０の下流、又は排出筐体５９１０６の外側に位置付けられてもよい。
【０１４８】
当業者であれば、特定の排出システムは、図２３に示される各センサを含まなくてもよく、かつ／又は追加のセンサ（複数可）を含み得ることを理解するであろう。排出システム５９１００内の構成要素は、モジュール式及び／又は交換可能であってもよい。例えば、流体トラップ５９１１０、フィルタデバイス５９１２０、５９１３０、５９１４０、ポンプ５９１７０、複数のセンサ５９１９０Ａ〜Ｋは、モジュール式及び／又は交換可能であってもよい。
【０１４９】
複数のセンサ５９１９０Ａ〜Ｋは、排出筐体５９１０５及び／又は周囲環境内の流体経路を通って移動する流体の様々なパラメータを検出してもよい。様々な例では、筐体５９１０５と互換性のある、排出筐体５９１０５及び／又はモジュール式構成要素は、１つ又は２つ以上のセンサ（例えば、５９１９０Ａ〜Ｋ）からの入力を受信し、かつ／又は１つ又は２つ以上のドライバに出力を通信するように構成され得るプロセッサを含んでもよい。
【０１５０】
本明細書で使用されるとき、流体は、例えば、液体、気体、蒸気、煙、又はこれらの組み合わせを含む吸引導管から入口５９１１２に入る任意の材料を指し得る。流体は、元来生物学的であってもよく、かつ／又は処置中に外部源から手術部位に導入することができる。流体としてはまた、水、生理食塩水、リンパ液、血液、滲出液、及び／又は化膿性排出物も挙げることができる。更に、流体はまた、排出システムによって排出される微粒子又は他の物質（例えば、細胞物質又は破片）も含むことができる。一実施例では、このような微粒子は、流体中に懸濁していてもよい。
【０１５１】
動作中、手術部位からの流体は、流体トラップ５９１１０を介して排出器筐体５９１０５へと入口５９１１２内に引き込まれ得る。図２３の筐体５９１０５を通る流路は、様々な一列の構成要素の間に延在する封止された導管又は管であってもよい。様々な例では、流体は、流体検出センサ５９１９０Ａ及び化学センサ５９１９０Ｂを通過して第１の流体フィルタデバイス５９１２０に流れてもよい。流体検出センサ５９１９０Ａは、流体／煙中の流体粒子を検出してもよく、化学センサ５９１９０Ｂは、流体の化学的特性を検出してもよい。流体検出センサ５９１９０Ａはまた、流体検出センサ５９１９０Ａ付近の流体中の液滴の濃度（例えば、液体対気体比）及び／又は液滴のサイズを検出してもよい。第１の流体フィルタデバイス５９１２０は、流体中の大液滴を抽出してもよい。次いで、流体は、第２の流体フィルタ５９１３０に流入するように方向付けられてもよい。第２の流体フィルタ５９１３０において、第１の流体フィルタデバイス５９１２０から流出した流体中の小液滴が抽出されてもよい。流体はその後、第２の流体フィルタデバイス５９１３０を通過して流れてもよく、非流体フィルタデバイス５９１４０に流入するように方向付けられてもよい。
【０１５２】
非流体フィルタデバイス５９１４０の入口において、流体は、レーザ粒子カウンタ５９１９０Ｆ及び圧力センサ５９１９０Ｅを通過して流れてもよい。流体は、１つ又は２つ以上の非流体型フィルタ５９１４４、５９１４６を介して濾過されてもよい。特定の例では、図２３に示される非流体フィルタデバイス５９１４０は、追加の及び／又はより少ない濾過レベルを含んでもよい。例えば、非流体フィルタデバイス５９１４０は、次のフィルタ群：コース媒体フィルタ、細かい媒体フィルタ、及び吸着剤ベースのフィルタから選択される１つ又は２つ以上の濾過層を含むことができる。コース媒体フィルタは、例えば、繊維ガラス、ポリエステル、及び／又はプリーツ加工されたフィルタで構成され得る低空気抵抗フィルタであってもよい。細かい媒体フィルタは、高効率微粒子空気（ＨＥＰＡ）フィルタ及び／又はＵＬＰＡフィルタであってもよい。吸着剤ベースのフィルタは、例えば、活性炭フィルタ（例えば、炭フィルタ）であってもよい。特定の例では、非流体フィルタデバイス５９１４０はまた、１つ若しくは２つ以上のバッフル５９１４２又は類似した構造体を含んでもよく、その場合、非流体フィルタデバイス５９１４０に流入する流体は、凝縮されてもよい。特定の例では、バッフル５９１４２は、非流体フィルタデバイス５９１４０の入口ポート付近に位置していてもよい。特定の他の例では、バッフル５９１４２は、非流体フィルタデバイス５９１４０内の任意の他の好適な位置に位置付けられてもよい。
【０１５３】
非流体フィルタデバイス５９１４０を出ると、流体は、圧力センサ５９１９０Ｇを通過して流れ、次いで、排出器筐体５９１０５内の流路５９１４８に沿ってポンプ５９１７０に向かって進むことができる。ポンプ５９１７０を通って移動すると、濾過された流体は、レーザ粒子センサ５９１９０Ｈ及び排出器筐体５９１０５の出口５９１７５にある圧力センサ５９１９０Ｉを通って流れることができる。排出器筐体５９１０５はまた、手術室内の環境などの周囲環境の様々な特性を検出するために、空気品質粒子センサ５９１９０Ｊ及び周囲圧力センサ５９１９０Ｋも含むことができる。
【０１５４】
様々な例では、流体トラップ５９１１０又は第１の流体フィルタデバイス５９１２０は、捕捉された流体の流出及び／又は漏出を防止するように構成されてもよい。例えば、流体トラップ５９１１０又は第１の流体フィルタデバイス５９１２０の形状は、捕捉された流体が流出及び／又は漏出するのを防止するように選択されてもよい。特定の例では、流体トラップ５９１１０又は第１の流体フィルタデバイス５９１２０は、捕捉された流体が流体トラップ５９１１０又は第１の流体フィルタデバイス５９１２０から飛び散るのを防止するための１つ又は２つ以上のバッフル５９１２６及び／又はスプラッタスクリーンを含んでもよい。１つ又は２つ以上の例では、流体トラップ５９１１０／第１の流体フィルタデバイス５９１２０は、流体トラップ５９１１０／第１の流体フィルタデバイス５９１２０内の流体、及び／又は流体トラップ５９１１０／第１の流体フィルタデバイス５９１２０が体積まで充填されているかどうかを検出するためのセンサを含んでもよい。流体トラップ５９１１０／第１の流体フィルタデバイス５９１２０は、流体トラップ５９１１０の流体貯留部５９１１４又は第１の流体フィルタデバイス５９１２０の流体貯留部５９１２５内の流体を空にするための弁を含んでもよい。
【０１５５】
排出システム５９１００内の様々なセンサは、コントローラと通信してもよく、このコントローラは、排出システム５９１００に組み込まれてもよく、かつ／又は別の外科用器具及び／若しくは外科用ハブの構成要素であってもよい。コントローラは、センサ（複数可）からの入力に基づいて、排出器システムの１つ又は２つ以上の動作パラメータ（例えば、排出器ポンプのためのモータ）を調整してもよく、又はセンサ（複数可）からの入力に基づいて、電気外科用ツール及び／若しくは撮像デバイスなどの別のデバイスの動作パラメータを調整してもよい。
【０１５６】
再び図２３を参照すると、特定の例では、第１の流体フィルタデバイス５９１２０は、流路を通って移動する流体中の大液滴を抽出するように構成されてもよく、第２の流体フィルタデバイス５９１３０は、流体中の小液滴を抽出するように構成されてもよい。図２３に示されるように、第１の流体フィルタデバイス５９１２０は、第２の流体フィルタデバイス５９１３０と直列に連結されてもよい。第１の流体フィルタデバイス５９１２０は、第２の流体フィルタデバイス５９１３０の上流に位置付けられてもよい。特定の例では、第２の流体フィルタデバイス５９１３０の出口ポートは、非流体フィルタデバイス５９１４０の入口ポートに連結されてもよい。
【０１５７】
本明細書で使用されるとき、１０〜２０μｍよりも大きい液滴は、大液滴と見なすことができる。また、１０〜２０μｍよりも小さい液滴は、小液滴と見なすことができる。特定の例では、第１の流体フィルタデバイス５９１２０は、大部分の２０μｍよりも大きい液滴を除去することができる。特定の例では、第１の流体フィルタデバイス５９１２０は、少なくとも８５％の２０μｍよりも大きい液滴、少なくとも９０％の２０μｍよりも大きい液滴、少なくとも９５％の２０μｍよりも大きい液滴、少なくとも９９％の２０μｍよりも大きい液滴、少なくとも９９．９％の２０μｍよりも大きい液滴、又は少なくとも９９．９９％の２０μｍよりも大きい液滴を除去してもよい。
【０１５８】
追加的に又は代替的に、第１の流体フィルタデバイス５９１２０は、大部分の１０μｍよりも大きい液滴を除去してもよい。特定の例では、第１の流体フィルタデバイス５９１２０は、少なくとも８５％の１０μｍよりも大きい液滴、少なくとも９０％の１０μｍよりも大きい液滴、少なくとも９５％の１０μｍよりも大きい液滴、少なくとも９９％の１０μｍより液滴、少なくとも９９．９％の１０μｍよりも大きい液滴、又は少なくとも９９．９９％の１０μｍよりも大きい液滴を除去してもよい。
【０１５９】
第２の流体フィルタデバイス５９１３０は、例えば、大部分の１μｍよりも大きい液滴を除去してもよい。特定の例では、第２の流体フィルタデバイス５９１３０は、少なくとも８５％の１μｍよりも大きい液滴、少なくとも９０％の１μｍよりも大きい液滴、少なくとも９５％の１μｍよりも大きい液滴、少なくとも９９％の１μｍよりも大きい液滴、少なくとも９９．９％の１μｍよりも大きい液滴、又は少なくとも９９．９９％の１μｍよりも大きい液滴を除去してもよい。
【０１６０】
追加的に又は代替的に、第２の流体フィルタデバイス５９１３０は、例えば、大部分の０．１μｍよりも大きい液滴を除去してもよい。特定の例では、第２の流体フィルタデバイス５９１３０は、少なくとも８５％の０．１μｍよりも大きい液滴、少なくとも９０％の０．１μｍよりも大きい液滴、少なくとも９５％の０．１μｍよりも大きい液滴、少なくとも９９％の０．１μｍよりも大きい液滴、少なくとも９９．９％の０．１μｍよりも大きい液滴、又は少なくとも９９．９９％の０．１μｍよりも大きい液滴を除去してもよい。
【０１６１】
特定の例では、第１の流体フィルタデバイス５９１２０は、切換弁５９１２２を含んでもよい。切換弁５９１２２は、図１８及び図１９に示される切換弁５０８３４、５０９３４と類似し得る。例えば、切換弁５９１２２が第１の位置にあるときに、切換弁５９１２２を通じた流体取り込みは、第１の経路５９１２３に沿って方向付けられてもよい。切換弁５９１２２が第２の位置にあるときに、図２３に示されるように、切換弁５９１２２を通じた流体取り込みは、第２の経路５９１２４に沿って方向付けられてもよい。特定の例では、第１の経路５９１２３は、液体／液滴が流体中で検出されなかったとき、又は検出された液体対気体比が閾値を下回るときの流路に対応していてもよい。特定の他の例では、第１の経路５９１２３は、検出された液滴の大部分のサイズ（例えば、８０％、９０％、９５％、又は９９％）が所定の閾値（例えば、１０〜２０μｍ）よりも小さいときの流路に対応していてもよい。
【０１６２】
特定の例では、第２の経路５９１２４は、液体／液滴が流体、例えば、エアロゾル内で検出されたとき、又は検出された液体対気体比が閾値以上であるときの流路に対応していてもよい。特定の他の例では、第２の経路５９１２４は、検出された液滴の大部分のサイズが所定の閾値（例えば、１０〜２０μｍ）以上であるときの流路に対応していてもよい。流体検出センサ５９１９０Ａは、流体中の液滴又はエアロゾルの存在、液体対気体比、及び／又は液滴／エアロゾルのサイズを検出するように構成されてもよい。例えば、流体検出センサ５９１９０Ａは、流体トラップ５９１１０の出力ポート及び／若しくは第１の流体フィルタデバイス５９１２０の入口ポートに、並びに／又はその付近に位置付けられてもよい。閾値以上の液体対気体比（例えば、１：２、１：１、２：１、５：１、１０：１）は、エアロゾルと見なすことができる。第１の経路５９１２３は、第１の流体フィルタデバイス５９１２０を迂回してもよく、第２の経路５９１２４は、流体が第２の流体フィルタデバイス５９１３０内に方向付けられる前に、流体から大液滴を捕捉するために、第１の流体フィルタデバイス５９１２０を通じて流体を方向付けてもよい。液体対気体比又は流体中の液滴のサイズに基づいて流体経路を選択することによって、外科用排出システム５９１００の効率を改善することができる。
【０１６３】
上で考察されるように、流体検出センサ５９１９０Ａが、閾値以上の液体対気体比、閾値サイズよりも大きい液滴、又は両方の組み合わせを検出する場合、流体取り込みは、第２の流体フィルタデバイス５９１３０に入る前に第２の経路５９１２４に切り換えられてもよい。第２の経路５９１２４は、流路内の液体液滴を凝縮するように構成されてもよい。例えば、第２の経路５９１２４は、複数のバッフル５９１２６６又は他の類似した構造体を含んでもよく、その上で、流体は凝縮するように構成され得る。流体が第２の経路５９１２４を通過すると、液体は、その中のバッフル５９１２６上で凝縮することができ、流体貯留部５９１２５内に下向きに滴下するように方向付けられてもよい。
【０１６４】
逆に、流体検出センサ５９１９０Ａが閾値を下回る液体対気体比、閾値サイズよりも小さい液滴、又は両方の組み合わせを検出する場合、流体取り込みは、第２の流体フィルタデバイス５９１３０に直接方向付けられてもよい。切換弁５９１２２は、流体が第２の流体フィルタデバイス５９１３０に直接流れるように、第２の経路５９１２４及び第１の流体フィルタデバイス５９１２０を迂回するように位置付けられてもよい。第１の流体フィルタデバイス５９１２０を迂回することによって、外科用排出システム５９１００は、ポンプ５９１７０を駆動するモータからのより少ない電力しか必要としなくてもよい。例えば、モータは、外科用排出システムを通して非エアゾール煙を引き込むよりも、外科用排出システムを通してエアロゾルを引き込むために、より多くの電力を必要とし得る。
【０１６５】
特定の例では、第２の流体フィルタデバイス５９１３０は、小液滴（例えば、１０〜２０μｍよりも小さい）を捕捉するように構成されたフィルタ５９１３５を含んでもよい。特定の例では、フィルタ５９１３５は、閾値サイズ（例えば、０．１〜１μｍ）よりも大きい液滴を抽出するように構成されてもよい。特定の例では、フィルタ５９１３５は、膜フィルタ、ハニカムフィルタ、及び／又は多孔質構造フィルタ（例えば、薄い多孔質パッド）、又は小液的若しくは０．１〜１μｍよりも大きい液滴を抽出することができる任意の他の好適なフィルタのうちの少なくとも１つであってもよい。第２の流体フィルタデバイス５９１３０から流出した流体は、非流体フィルタデバイス５９１４０に流入してもよい。特定の例では、第２の流体フィルタデバイス５９１３０はまた、１つ又は２つ以上のバッフル又は類似した構造体を含んでもよく、その上で第２の流体フィルタデバイスに流入する流体は凝縮し得る。特定の例では、バッフルは、第２の流体フィルタデバイス５９１３０の入口ポート付近に位置していてもよい。特定の他の例では、バッフルは、第２の流体フィルタデバイス５０１３０内の任意の他の好適な位置に位置付けられてもよい。
【０１６６】
再び図２３を参照すると、排出システム５９１００はまた、第１の再循環チャネル５９１５０も含むことができる。第１の再循環チャネル５９１５０の入口ポート５９１５２は、第２の流体フィルタデバイス５９１３０と非流体フィルタデバイス５９１４０との間に位置付けられてもよい。第１の再循環チャネル５９１５０は、第２の流体フィルタデバイス５９１３０から流出した流体を再循環させるように構成されてもよい。
【０１６７】
第１の再循環チャネル５９１５０内に方向付けられた流体は、第２の流体フィルタデバイス５９１３０の上流の流体経路内に注入されてもよい。例えば、第１の再循環チャネル５９１５０内に方向付けられた流体は、図２３に示されるように、第１の流体フィルタデバイス５９１２０（例えば、流体貯留部５９１２５）内に注入されてもよい。特定の他の例では、第１の再循環チャネル５９１５０内に方向付けられた流体は、第２の流体フィルタデバイス５９１３０の上流部分（例えば、第２の流体フィルタデバイス５９１３０の入口ポート）又は第１の流体フィルタデバイス５９１２０と第２の流体フィルタデバイス５９１３０との間の流路に注入されてもよい。
【０１６８】
特定の例では、第１の再循環チャネル５９１５０（例えば、入口ポート５９１５２付近の第１の再循環チャネル５９１５０の一部分）は、第１の再循環チャネル５９１５０の入口ポート５９１５２から下向きに延在してもよい。これにより、第２の流体フィルタデバイス５９１３０から流出した流体中の大液滴又は小液滴を重力によって第１の再循環チャネル５９１５０に方向付けることができる。
【０１６９】
特定の例では、排出システム５９１００はまた、第１の再循環弁５９１５５も含むことができる。第１の再循環弁５９１５５は、第１の再循環チャネル５９１５０を閉鎖及び／又は開放するように構成されてもよい。第１の再循環弁５９１５５が開放されると、第２の流体フィルタデバイス５９１３０から流出した流体は、第１の再循環チャネル５９１５０に方向付けられてもよい。特定の例では、排出システム５９１００は、流体検出センサ５９１９０Ｄを更に含んでもよい。流体検出センサ５９１９０Ｄは、第１の再循環弁５９１５５付近に位置付けられてもよい。流体検出センサ５９１９０Ｄは、流体検出センサ５９１９０Ａと類似し得る。流体検出センサ５９１９０Ｄは、流体のパラメータ（例えば、流体中の液滴のサイズ、液体対気体比）を検出するように構成されてもよい。第１の再循環弁５９１５５は、流体検出センサ５９１９０Ｄによって検出されたパラメータが所定の閾値以上であるときに、第１の再循環チャネル５９１５０を開放してもよい。例えば、流体検出センサ５９１９０Ｄが、閾値以上の液体対気体比（例えば、１：２、１：１、２：１、５：１、１０：１）及び／又は閾値（例えば、０．１〜１μｍ）よりも大きい液滴サイズを検出する場合、第２の流体フィルタデバイス５９１３０から流出した流体は、第１の再循環チャネルに切り換えられてもよい。このようにして、排出システム５９１００は、フィルタ５９１４４、５９１４６を損傷する可能性のある液滴／湿分が非流体フィルタデバイス５９１４０に入るのを防止することができる。流体検出センサ５９１９０Ｄが閾値を下回る液体対気体比、及び／又は閾値（例えば、０．１〜１μｍ）よりも小さい液滴サイズを検出する場合、第１の再循環弁５９１５５は、第２の流体フィルタデバイス５９１３０から流出した流体が非流体フィルタデバイス５９１４０内に方向付けられるように閉鎖してもよい。
【０１７０】
特定の例では、第１の再循環チャネル５９１５０を通る再循環流体は、第１の流体フィルタデバイス５９１２０及び／又は第２の流体フィルタデバイス５９１３０を再び通ってもよく、再循環工程は、流体検出センサ５９１９０Ｄによって検出されたパラメータが所定の閾値を下回るまで繰り返されてもよい。特定の例では、繰り返しの回数が所定の閾値（例えば、５倍、１０倍、又は０よりも大きい任意の他の好適な値）以上である場合、（これは第１／第２の流体フィルタデバイス５９１２０／５９１３０内のいくつかの構成要素が適切に作動していない（例えば、センサの故障、フィルタ／バッフルに対する損傷又は閉塞に起因して）ことを示し得る）、第１／第２の流体フィルタデバイス５９１２０／５９１３０又は排出システム５９１００は、例えば、ポンプ５９１７０又はモータを停止することによって無効化されてもよい。この場合、排出システム５９１００のプロセッサは、第１／第２の流体フィルタデバイス５９１２０／５９１３０にエラーがあることを排出システム５９１００又はユーザに通知してもよい。
【０１７１】
特定の例では、排出システム５９１００はまた、第２の再循環チャネル５９１６０も含むことができる。第２の再循環チャネル５９１６０の入口ポート５９１６２は、第１の流体フィルタデバイス５９１２０と第２の流体フィルタデバイス５９１３０との間に位置付けられてもよい。第２の再循環チャネル５９１６０は、第１の流体フィルタ５９１２０から流出した流体を再循環させるように構成されてもよい。特定の例では、第２の再循環チャネル５９１６０内に方向付けられた流体は、第１の流体フィルタデバイス５９１２０の流体経路上流（例えば、貯留部５９１１４若しくは流体トラップ５９１１０）又は第１の流体フィルタデバイス５９１２０の上流部分（例えば、第１の流体フィルタの入口ポート又は第１の流体フィルタデバイス５９１２０の貯留部５９１２５）内に注入されてもよい。特定の例では、第２の再循環チャネル５９１６０（例えば、入口ポート５９１６２付近の第２の再循環チャネル５９１６０の一部分）は、第２の再循環チャネル５９１６０の入口ポート５９１６２から下向きに延在してもよい。これにより、第１の流体フィルタデバイス５９１２０から流出した流体中の大液滴又は小液滴を重力によって第２の再循環チャネル５９１６０に方向付けることができる。
【０１７２】
特定の例では、排出システム５９１００は、第２の再循環弁５９１６５を更に含んでもよい。第２の再循環弁５９１６５は、第２の再循環チャネル５９１６０を閉鎖及び／又は開放するように構成されてもよい。第２の再循環弁が開放されると、第１の流体フィルタデバイス５９１２０から流出した流体は、第２の再循環チャネル５９１６０を通って再循環されてもよい。
【０１７３】
特定の例では、排出システム５９１００はまた、流体検出センサ５９１９０Ｃを使用して第２の再循環弁５９１６５を制御することもできる。流体検出センサ５９１９０Ｃは、流体検出センサ５９１９０Ａ、Ｄと類似し得る。流体センサ５９１９０Ｃは、第２の再循環弁５９１６５付近に位置付けられてもよい。流体センサ５９１９０Ｃは、流体のパラメータ（例えば、流体中の液滴のサイズ、液体対気体比）を検出するように構成されてもよい。第２の再循環弁５９１６５は、流体検出センサ５９１９０Ｃによって検出されたパラメータが所定の閾値以上であるときに、第２の再循環チャネル５９１６０を開放してもよい。例えば、流体検出センサ５９１９０Ｃが、閾値以上の液体対気体比（例えば、１：２、１：１、２：１、５：１、１０：１）及び／又は閾値（例えば、１０〜２０μｍ）よりも大きい液滴サイズを検出する場合、第１の流体フィルタデバイス５９１２０から流出した流体は、第２の再循環チャネル５９１６０内に切り換えられてもよい。このようにして、排出システム５９１００は、フィルタ５９１３５を容易に及び／又は迅速に目詰まりさせる可能性のある大液滴／湿分が第２の流体フィルタデバイス５９１４０に入ることを防止することができる。流体センサ５９１９０Ｃが閾値を下回る液体対気体比及び／又は閾値（例えば、１０〜２０μｍ）よりも小さい液滴サイズを検出する場合、第２の再循環弁５９１６５は、第１の流体フィルタデバイス５９１２０から流出した流体が第２の流体フィルタデバイス５９１３０内に方向付けられるように閉鎖してもよい。
【０１７４】
特定の例では、第２の再循環チャネル５９１６０を通る再循環流体は、第１の流体フィルタデバイス５９１２０を再び通ってもよく、再循環工程は、流体検出センサ５９１９０Ｃによって検出されたパラメータが所定の閾値を下回るまで繰り返されてもよい。特定の例では、繰り返しの回数が所定の閾値（例えば、５倍、１０倍、又は０よりも大きい任意の他の好適な値）以上である場合（これは第１の流体フィルタデバイス５９１２０内のいくつかの構成要素が適切に作動していない（例えば、センサの故障、バッフルに対する損傷又は閉塞に起因して）ことを示し得る）、第１の流体フィルタデバイス５９１２０又は排出システム５９１００は、例えば、ポンプ５９１７０又はモータを停止することによって無効化されてもよい。この場合、排出システム５９１００のプロセッサは、第１の流体フィルタデバイス５９１２０にエラーがあることを排出システム５９１００又はユーザに通知してもよい。
【０１７５】
特定の例では、第１の再循環弁５９１５５は、第２の流体フィルタデバイス５９１３０と非流体フィルタデバイス５９１４０との間の流路を開放及び／又は閉鎖するように構成されてもよい。例えば、流体検出センサ５９１９０Ｄによって検出されたパラメータが所定の閾値以上である場合、第１の再循環弁５９１５５は、第１の再循環チャネル５９１５０を開放し、第２の流体フィルタデバイス５９１３０と非流体フィルタデバイス５９１４０との間の流路を同時に閉鎖する。このようにして、本開示は、有利には、排出システム５９１００が、非流体フィルタデバイス５９１４０のフィルタ５９１４４、５９１４６を損傷する可能性のある液滴を含む第２の流体フィルタデバイス５９１３０から流出するほぼ全ての流体を、第１の再循環チャネル５９１５０内に切り換えることを可能にすることができる。また、特定の例では、第１の再循環チャネル５９１５０の閉鎖及び第２の流体フィルタデバイス５９１３０と非流体フィルタデバイス５９１４０との間の流路の開放は、複数の工程／動作とは対照的に、単一の工程／動作で行うことができる。例えば、図２３に示されるように、第１の再循環弁５９１５５が９０度開放されると、第１の再循環弁５９１５５は、第２の流体フィルタデバイス５９１３０と非流体フィルタデバイス５９１４０との間の流路を閉鎖する。
【０１７６】
同様に、特定の例では、第２の再循環弁５９１６５は、第１の流体フィルタデバイス５９１２０と第２の流体フィルタデバイス５９１３０との間の流路を開放及び／又は閉鎖するように構成されてもよい。特定の例では、流体検出センサ５９１９０Ｃによって検出されたパラメータが所定の閾値以上である場合、第２の再循環弁５９１６５は、第２の再循環チャネル５９１６０を開放し、第１の流体フィルタデバイス５９１２０と第２の流体フィルタデバイス５９１３０との間の流路を同時に閉鎖してもよい。このようにして、本開示は、有利には、排出システム５９１００が、第２の流体フィルタデバイス５９１３０及び／又は第２の流体フィルタデバイス５９１３０のフィルタ５９１３５を容易に／迅速に目詰まりさせる可能性のある大液滴を含む第１の流体フィルタデバイス５９１２０から流出したほぼ全ての流体を、第２の再循環チャネル５９１６０内に切り換えることを可能にすることができる。また、特定の例では、第２の再循環チャネル５９１６０の閉鎖及び第１の流体フィルタデバイス５９１２０と第２の流体フィルタデバイス５９１３０との間の流路の開放は、複数の工程／動作とは対照的に、単一の工程／動作で行うことができる。例えば、図２３に示されるように、第２の再循環弁５９１６５が９０度開放されると、第２の再循環弁５９１６５は、第１の流体フィルタデバイス５９１２０と第２の流体フィルタデバイス５９１３０との間の流路を閉鎖する。これは、有利には、プロセッサと排出システム５９１００の構成要素との間の信号／コマンドの数を減少し、信号遅延の可能性及び信号遅延に起因する構成要素の誤動作を防止することができる。
【０１７７】
特定の例では、排出システム５９１００は、１つ又は２つ以上の遠心送風機機構を含んでもよい。例えば、第１の遠心送風機５９１８０Ａ（例えば、回転かご）が、非流体フィルタデバイス５９１４０とポンプ５９１７０との間の流路５９１４８に提供されてもよく、第２の遠心送風機５９１８０Ｂが、第１の再循環チャネル５９１５０に提供されてもよい。第１の遠心送風機５９１８０Ａは、例えば、１つ又は２つ以上のギア５９１８５Ａを介して、第２の遠心送風機５９１８０Ｂに動作可能に連結されてもよい。例えば、第１の再循環弁５９１５５が開放されてポンプ５９１７０が起動されたときに、ポンプ５９１７０によって発生した吸引力は、第１の遠心送風機５９１８０Ａの回転を発生させてもよく、これは、ギア５９１８５Ａを介して第２の遠心送風機５９１８０Ｂに伝達されてもよく、これは、第１の再循環チャネル５９１５０を介して再循環流体を引き込む。
【０１７８】
同様に、第２の再循環チャネル５９１６０に第３の遠心送風機５９１８０Ｃが提供されてもよい。特定の例では、第３の遠心送風機５９１８０Ｃは、例えば、図２３に示されるように、１つ又は２つ以上のギア５９１８５Ａ〜Ｂ及び第２の遠心送風機５９１８０Ｂを介して、第１の遠心送風機５９１８０Ａに動作可能に連結されてもよい。この場合、第２の再循環弁５９１６５が開放されてポンプ５９１７０が起動されたときに、ポンプ５９１７０によって発生した吸引力は、第１の遠心送風機５９１８０Ａの回転を発生させてもよく、これは、第２の遠心送風機５９１８０Ｂに、次いで、第３の遠心送風機５９１８０Ｃに伝達され、これは、第２の再循環チャネル５９１６０を介して再循環流体を引き込む。特定の他の例では、第３の遠心送風機５９１８０Ｃは、第２の遠心送風機５９１８０Ｂを間に介在させることなく、例えばギア５９１８５Ｂを介して第１の遠心送風機５９１８０Ａに動作可能に連結されていてもよい。この場合、第２の再循環弁５９１６５が開放されてポンプ５９１７０が起動されると、ポンプ５９１７０によって発生した吸引力は、第１の遠心送風機５９１８０Ａの回転を発生させてもよく、これは、１つ又は２つ以上のギア５９１８５Ｂを介して第３の遠心送風機５９１８０Ｃに伝達されてもよく、これは、第２の再循環チャネル５９１６０を通じて再循環流体を引き込む。このようにして、本開示は、有利には、第１及び／又は第２の再循環チャネル５９１５０、５９１６０のための吸引力を発生させる際に、モータ／ポンプ電力を再使用することによって、モータ／ポンプからの電力を低減することができる。特定の他の例では、第１の再循環チャネル５９１５０及び／又は第２の再循環チャネル５９１６０には、吸引力を発生させるために別個のポンプが提供されてもよい。
【０１７９】
読者は、本明細書に記載される様々な外科用排出システム及び構成要素が、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム、外科用ハブ、及び／又はロボットシステムに組み込まれ得ることを容易に理解するであろう。例えば、外科用排出システムは、外科用ハブ、ロボットシステム、及び／又はコンピュータ実装インタラクティブ外科システムにデータを通信することができ、かつ／又は、外科用ハブ、ロボットシステム、及び／又はコンピュータ実装インタラクティブ外科システムからデータを受信することができる。コンピュータ実装インタラクティブ外科システム、ロボットシステム、及び外科用ハブの様々な例が、以下に更に記載される。
【０１８０】
コンピュータ実装インタラクティブ外科システム
図２４を参照すると、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム１００は、１つ又は２つ以上の外科システム１０２と、クラウドベースのシステム（例えば、ストレージデバイス１０５に連結されたリモートサーバ１１３を含み得るクラウド１０４）と、を含む。各外科システム１０２は、リモートサーバ１１３を含み得るクラウド１０４と通信する少なくとも１つの外科用ハブ１０６を含む。一実施例では、図２４に示されるように、外科システム１０２は、互いに、及び／又はハブ１０６と通信するように構成された、可視化システム１０８と、ロボットシステム１１０と、ハンドヘルド式インテリジェント外科用器具１１２と、を含む。いくつかの態様では、外科システム１０２は、Ｍ個のハブ１０６と、Ｎ個の可視化システム１０８と、Ｏ個のロボットシステム１１０と、Ｐ個のハンドヘルド式インテリジェント外科用器具１１２と、を含んでもよく、ここでＭ、Ｎ、Ｏ、及びＰは１以上の整数である。
【０１８１】
図２６は、外科手術室１１６内の手術台１１４上に横たわる患者に対して外科処置を実施するために使用される外科システム１０２の一実施例を示す。ロボットシステム１１０は、外科処置において外科システム１０２の一部として使用される。ロボットシステム１１０は、外科医のコンソール１１８と、患者側カート１２０（外科用ロボット）と、外科用ロボットハブ１２２と、を含む。患者側カート１２０は、患者の身体の低侵襲切開中に、外科医が外科医のコンソール１１８を介して手術部位を見る間、少なくとも１つの取り外し可能に連結された外科用ツール１１７を操作することができる。手術部位の画像は医療用撮像デバイス１２４によって得ることができ、医療用撮像デバイス１２４は撮像デバイス１２４を配向するために患者側カート１２０によって操作され得る。ロボットハブ１２２は、外科医のコンソール１１８を介して外科医に対するその後の表示のために、手術部位の画像を処理するよう用いることができる。
【０１８２】
他のタイプのロボットシステムを、外科システム１０２と共に使用するために容易に適合させることができる。本開示と共に使用するのに好適なロボットシステム及び外科用ツールの様々な例は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１７年１２月２８日出願の「ＲＯＢＯＴ  ＡＳＳＩＳＴＥＤ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する米国仮特許出願第６２／６１１，３３９号に記載されている。
【０１８３】
クラウド１０４によって実施され、本開示と共に使用するのに好適なクラウドベース分析の様々な例は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１７年１２月２８日出願の「ＣＬＯＵＤ−ＢＡＳＥＤ  ＭＥＤＩＣＡＬ  ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６１１，３４０号に記載されている。
【０１８４】
様々な態様では、撮像デバイス１２４は、少なくとも１つの画像センサと１つ又は２つ以上の光学構成要素とを含む。好適な画像センサとしては、電荷結合素子（ＣＣＤ）センサ及び相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）センサが挙げられるが、これらに限定されない。
【０１８５】
撮像デバイス１２４の光学構成要素は、１つ若しくは２つ以上の照明光源及び／又は１つ若しくは２つ以上のレンズを含んでもよい。１つ又は２つ以上の照明光源は、手術野の一部を照明するように方向付けられてもよい。１つ又は２つ以上の画像センサは、組織及び／又は外科用器具から反射又は屈折された光を含む、手術野から反射又は屈折された光を受信することができる。
【０１８６】
１つ又は２つ以上の照明光源は、可視スペクトル及び不可視スペクトル内の電磁エネルギーを放射するように構成され得る。光学スペクトル又は発光スペクトルと呼ばれることもある可視スペクトルは、人間の目に可視の（すなわち、人間の目で検出可能な）電磁スペクトルの一部分であり、可視光、又は単に光と呼ばれることがある。典型的な人間の目は、空気中の約３８０ｎｍ〜約７５０ｎｍの波長に反応する。
【０１８７】
不可視スペクトル（すなわち、非発光スペクトル）は、可視スペクトルの下方及び上方に位置する電磁スペクトルの一部分である（すなわち、約３８０ｎｍ未満及び約７５０ｎｍ超の波長）。不可視スペクトルは、人間の目で検出可能ではない。約７５０ｎｍを超える波長は、赤色可視スペクトルよりも長く、これらは不可視赤外線（ＩＲ）、マイクロ波、及び無線電磁放射線になる。約３８０ｎｍ未満の波長は、紫色スペクトルよりも短く、これらは不可視紫外線、Ｘ線、及びガンマ線電磁放射線になる。
【０１８８】
様々な態様では、撮像デバイス１２４は、低侵襲性手術で使用するように構成されている。本開示と共に使用するのに好適な撮像デバイスの例としては、関節鏡、血管鏡、気管支鏡、胆道鏡、結腸鏡、サイトスコープ（cytoscope）、十二指腸鏡、腸鏡、食道胃十二指腸鏡（胃鏡）、内視鏡、喉頭鏡、鼻咽喉−腎盂鏡（nasopharyngo-neproscope）、Ｓ状結腸鏡、胸腔鏡、及び尿管鏡が挙げられるが、これらに限定されない。
【０１８９】
一態様では、撮像デバイスは、トポグラフィーと下層構造とを区別するためにマルチスペクトルモニタリングを用いる。マルチスペクトル画像は、電磁スペクトルにわたって特定の波長範囲内の画像データを取り込むものである。波長は、フィルタによって、又は可視光範囲を超える周波数、例えば、ＩＲ及び紫外光を含む特定の波長からの光に感受性の器具を使用することによって分離することができる。スペクトル撮像法は、人間の目がその赤色、緑色、及び青色の受容体で捕捉することのできない追加情報の抽出を可能にすることができる。マルチスペクトル撮像法の使用は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる２０１７年１２月２８日出願の「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する米国仮特許出願第６２／６１１，３４１号の「Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ  Ｍｏｄｕｌｅ」の項で詳細に説明されている。マルチスペクトルモニタリングは、１つの手術作業が完了した後に、処置された組織上で上述の試験の１つ又は２つ以上を実施するために手術野を再配置するのに有用なツールであり得る。
【０１９０】
いかなる外科手術においても手術室及び外科用機器の厳格な滅菌が必要であることは自明である。「手術現場（surgical theater）」、すなわち手術室又は処置室に必要とされる厳格な衛生及び滅菌条件は、全ての医療デバイス及び機器の最大級の滅菌性を必要とする。その滅菌プロセスの一部は、撮像デバイス１２４並びにその付属品及び構成要素を含む、患者と接触する、又は滅菌野に侵入するあらゆるものを滅菌する必要性である。滅菌野は、トレイ内又は滅菌タオル上などの、微生物を含まないと見なされる特定の領域と見なされ得ること、又は滅菌野は、外科処置のために準備された患者のすぐ周囲の領域と見なされ得ることは理解されよう。滅菌野は、適切な衣類を着用した洗浄済みのチーム構成員、並びにその領域内の全ての備品及び固定具を含み得る。
【０１９１】
様々な態様では、可視化システム１０８は、図２５に示されるように、滅菌野に対して戦略的に配置された１つ又は２つ以上の撮像センサと、１つ又は２つ以上の画像処理ユニットと、１つ又は２つ以上のストレージアレイと、１つ又は２つ以上のディスプレイと、を含む。一態様では、可視化システム１０８は、ＨＬ７、ＰＡＣＳ、及びＥＭＲのインターフェースを含む。可視化システム１０８の様々な構成要素については、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる２０１７年１２月２８日出願の「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する米国仮特許出願第６２／６１１，３４１号の「Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ  Ｍｏｄｕｌｅ」の項で説明されている。
【０１９２】
図２５に示されるように、一次ディスプレイ１１９は、手術台１１４に位置する操作者に可視であるように、滅菌野内に位置付けられる。加えて、可視化タワー１１１は、滅菌野の外に位置付けられる。可視化タワー１１１は、互いに離れる方に面する第１の非滅菌ディスプレイ１０７及び第２の非滅菌ディスプレイ１０９を含む。ハブ１０６によって誘導される可視化システム１０８は、ディスプレイ１０７、１０９、及び１１９を使用して、滅菌野の内側及び外部の操作者に対する情報フローを調整するように構成されている。例えば、ハブ１０６は、可視化システム１０８に、一次ディスプレイ１１９上の手術部位のライブ映像を維持させながら、撮像デバイス１２４によって記録される手術部位のスナップショットを非滅菌ディスプレイ１０７又は１０９上に表示させることができる。非滅菌ディスプレイ１０７又は１０９上のスナップショットは、例えば、非滅菌操作者が外科処置に関連する診断工程を実施することを可能にすることができる。
【０１９３】
一態様では、ハブ１０６は、滅菌野内で、可視化タワー１１１に位置する非滅菌操作者によって入力された診断入力又はフィードバックを滅菌領域内の一次ディスプレイ１１９に送り、これを手術台に位置する滅菌操作者が見ることができるようにも構成されている。一実施例では、入力は、ハブ１０６によって一次ディスプレイ１１９に送ることのできる、非滅菌ディスプレイ１０７又は１０９上に表示されるスナップショットに対する修正の形態であってもよい。
【０１９４】
図２５を参照すると、外科用器具１１２は、外科処置において外科システム１０２の一部として使用されている。ハブ１０６はまた、外科用器具１１２のディスプレイへの情報フローを調整するようにも構成されている。例えば、「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する２０１７年１２月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６１１，３４１号において、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。可視化タワー１１１の位置で非滅菌操作者によって入力される診断入力又はフィードバックは、滅菌野内でハブ１０６によって外科用器具ディスプレイ１１５に送られてもよく、ここで診断入力又はフィードバックは外科用器具１１２の操作者によって見られてもよい。外科システム１０２と共に用いるのに好適な例示的外科用器具については、例えば、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、「Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｈａｒｄｗａｒｅ」の項目、及び「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する２０１７年１２月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６１１，３４１号で説明されている。
【０１９５】
ここで図２６を参照すると、ハブ１０６が、可視化システム１０８、ロボットシステム１１０、及びハンドヘルド式インテリジェント外科用器具１１２と通信している状態で示されている。ハブ１０６は、ハブディスプレイ１３５、撮像モジュール１３８、発生器モジュール１４０、通信モジュール１３０、プロセッサモジュール１３２、及びストレージアレイ１３４を含む。特定の態様では、図２６に示されるように、ハブ１０６は、排煙モジュール１２６及び／又は吸引／灌注モジュール１２８を更に含む。
【０１９６】
外科処置中、封止及び／又は切断のため組織へのエネルギー印加は、一般に、排煙、過剰な流体の吸引、及び／又は組織の灌注を伴う。異なる供給源からの流体、電力、及び／又はデータラインは、外科処置中に絡まり合うことが多い。外科処置中にこの問題に対処することで貴重な時間が失われる場合がある。ラインの絡まりをほどくには、それらの対応するモジュールからラインを抜くことが必要となる場合があり、そのためにはモジュールをリセットすることが必要となる場合がある。ハブのモジュール式筐体１３６は、電力、データ、及び流体ラインを管理するための統一環境を提供し、このようなライン間の絡まりの頻度を低減させる。
【０１９７】
本開示の態様は、手術部位における組織へのエネルギー印加を伴う外科処置において使用するための外科用ハブを提示する。外科用ハブは、ハブ筐体と、ハブ筐体のドッキングステーション内に摺動可能に受容可能な組み合わせ生成器モジュールと、を含む。ドッキングステーションはデータ及び電力接点を含む。組み合わせ生成器モジュールは、単一ユニット内に収容された、超音波エネルギー発生器構成要素、双極ＲＦエネルギー発生器構成要素、及び単極ＲＦエネルギー発生器構成要素のうちの２つ以上を含む。一態様では、組み合わせ生成器モジュールは、更に、排煙構成要素と、組み合わせ生成器モジュールを外科用器具に接続するための少なくとも１つのエネルギー供給ケーブルと、組織への治療エネルギーの印加によって発生した煙、流体、及び／又は微粒子を排出するように構成された少なくとも１つの排煙構成要素と、遠隔手術部位から排煙構成要素まで延在する流体ラインと、を含む。
【０１９８】
一態様では、流体ラインは第１の流体ラインであり、第２の流体ラインは、遠隔手術部位から、ハブ筐体内に摺動可能に受容される吸引及び灌注モジュールまで延在する。一態様では、ハブ筐体は、流体インターフェースを備える。
【０１９９】
特定の外科処置は、２つ以上のエネルギータイプを組織に印加することを必要とする場合がある。１つのエネルギータイプは、組織を切断するのにより有益であり得るが、別の異なるエネルギータイプは、組織を封止するのにより有益であり得る。例えば、双極発生器は組織を封止するために使用することができ、一方で、超音波発生器は封止された組織を切断するために使用することができる。本開示の態様は、ハブのモジュール式筐体１３６が様々な発生器を収容して、これらの間の双方向通信を促進するように構成される解決法を提示する。ハブのモジュール式筐体１３６の利点の１つは、様々なモジュールの迅速な取り外し及び／又は交換を可能にすることである。
【０２００】
本開示の態様は、組織へのエネルギー印加を伴う外科処置で使用するためのモジュール式外科用筐体を提示する。モジュール式外科用筐体は、組織に印加するための第１のエネルギーを発生させるように構成された第１のエネルギー発生器モジュールと、第１のデータ及び電力接点を含む第１のドッキングポートを備える第１のドッキングステーションと、を含み、第１のエネルギー発生器モジュールは、電力及びデータ接点と電気係合するように摺動可能に移動可能であり、また第１のエネルギー発生器モジュールは、第１の電力及びデータ接点との電気係合から外れるように摺動可能に移動可能である。
【０２０１】
上記に加えて、モジュール式外科用筐体は、第１のエネルギーとは異なる、組織に印加するための第２のエネルギーを発生させるように構成された第２のエネルギー発生器モジュールと、第２のデータ及び電力接点を含む第２のドッキングポートを備える第２のドッキングステーションと、を更に含み、第２のエネルギー発生器モジュールは、電力及びデータ接点と電気係合するように摺動可能に移動可能であり、また第２のエネルギー発生器モジュールは、第２の電力及びデータ接点との電気係合から外れるように摺動可能に移動可能である。
【０２０２】
更に、モジュール式外科用筐体は、第１のエネルギー発生器モジュールと第２のエネルギー発生器モジュールとの間の通信を容易にするように構成された、第１のドッキングポートと第２のドッキングポートとの間の通信バスを更に含む。
【０２０３】
図３〜図７を参照すると、発生器モジュール１４０と、排煙モジュール１２６と、吸引／灌注モジュール１２８と、のモジュール式統合を可能にするハブのモジュール式筐体１３６に関する本開示の態様が提示される。ハブのモジュール式筐体１３６は、モジュール１４０、１２６、１２８間の双方向通信を更に促進する。図２８に示されるように、発生器モジュール１４０は、ハブのモジュール式筐体１３６に摺動可能に挿入可能な単一の筐体ユニット１３９内に支持される、一体化された単極、双極、及び超音波構成要素を備える発生器モジュールであってもよい。図２８に示されるように、発生器モジュール１４０は、単極デバイス１４６、双極デバイス１４７、及び超音波デバイス１４８に接続するように構成され得る。あるいは、発生器モジュール１４０は、ハブのモジュール式筐体１３６を介して相互作用する一連の単極、双極、及び／又は超音波発生器モジュールを備えてもよい。ハブのモジュール式筐体１３６は、複数の発生器が単一の発生器として機能するように、複数の発生器の挿入と、ハブのモジュール式筐体１３６にドッキングされた発生器間の双方向通信と、を促進するように構成されてもよい。
【０２０４】
一態様では、ハブのモジュール式筐体１３６は、モジュール１４０、１２６、１２８の取り外し可能な取り付け及びそれらの間の双方向通信を可能にするために、外部及び無線通信ヘッダを備えるモジュール式電力及び通信バックプレーン１４９を備える。
【０２０５】
一態様では、ハブのモジュール式筐体１３６は、モジュール１４０、１２６、１２８を摺動可能に受容するように構成された、本明細書ではドロアーとも称されるドッキングステーション又はドロアー１５１を含む。図２７は、外科用ハブ筐体１３６、及び外科用ハブ筐体１３６のドッキングステーション１５１に摺動可能に受容可能な組み合わせ生成器モジュール１４５の部分斜視図を示す。組み合わせ生成器モジュール１４５の後側に電力及びデータ接点を有するドッキングポート１５２は、組み合わせ生成器モジュール１４５がハブのモジュール式筐体１３６の対応するドッキングステーション１５１内の位置へと摺動されると、対応するドッキングポート１５０をハブのモジュール式筐体１３６の対応するドッキングステーション１５１の電力及びデータ接点と係合するように構成されている。一態様では、組み合わせ生成器モジュール１４５は、図２８に示されるように、双極、超音波、及び単極モジュールと、単一の筐体ユニット１３９と共に一体化された排煙モジュールと、を含む。
【０２０６】
様々な態様では、排煙モジュール１２６は、捕捉／回収された煙及び／又は流体を手術部位から遠ざけて、例えば、排煙モジュール１２６へと搬送する流体ライン１５４を含む。排煙モジュール１２６から発生する真空吸引は、煙を手術部位のユーティリティ導管の開口部に引き込むことができる。流体ラインに連結されたユーティリティ導管は、排煙モジュール１２６で終端する可撓管の形態であってもよい。ユーティリティ導管及び流体ラインは、ハブ筐体１３６内に受容される排煙モジュール１２６に向かって延在する流体経路を画定する。
【０２０７】
様々な態様では、吸引／灌注モジュール１２８は、吸い込み（aspiration）流体ライン及び吸引（suction）流体ラインを含む外科用ツールに連結される。一実施例では、吸い込み及び吸引流体ラインは、手術部位から吸引／灌注モジュール１２８に向かって延在する可撓管の形態である。１つ又は２つ以上の駆動システムは、手術部位への、及び手術部位からの流体の灌注及び吸い込みを引き起こすように構成され得る。
【０２０８】
一態様では、外科用ツールは、その遠位端にエンドエフェクタを有するシャフトと、エンドエフェクタに関連付けられた少なくとも１つのエネルギー処置部と、吸い込み管と、灌注管と、を含む。吸い込み管は、その遠位端に入口ポートを有することができ、吸い込み管はシャフトを通って延在する。同様に、灌注管はシャフトを通って延在することができ、かつ、エネルギー送達器具に近接した入口ポートを有することができる。エネルギー送達器具は、超音波及び／又はＲＦエネルギーを手術部位に送達するように構成され、最初にシャフトを通って延在するケーブルによって発生器モジュール１４０に連結される。
【０２０９】
灌注管は流体源と流体連通することができ、吸い込み管は真空源と流体連通することができる。流体源及び／又は真空源は、吸引／灌注モジュール１２８内に収容され得る。一実施例では、流体源及び／又は真空源は、吸引／灌注モジュール１２８とは別にハブ筐体１３６内に収容され得る。このような実施例では、流体インターフェースは、吸引／灌注モジュール１２８を流体源及び／又は真空源に接続するように構成され得る。
【０２１０】
一態様では、モジュール１４０、１２６、１２８及び／又はハブのモジュール式筐体１３６上のそれらの対応するドッキングステーションは、モジュールのドッキングポートを位置合わせして、ハブのモジュール式筐体１３６のドッキングステーション内でこれらの対応部品と係合させるように構成された位置合わせ機構を含み得る。例えば、図２７に示されるように、組み合わせ生成器モジュール１４５は、ハブのモジュール式筐体１３６の対応するドッキングステーション１５１の対応するブラケット１５６と摺動可能に係合するように構成された側部ブラケット１５５を含む。ブラケットは協働して、組み合わせ生成器モジュール１４５のドッキングポート接点をハブのモジュール式筐体１３６のドッキングポート接点と電気係合させるように誘導する。
【０２１１】
いくつかの態様では、ハブのモジュール式筐体１３６のドロアー１５１はサイズが同じ又は実質的に同じであり、モジュールはドロアー１５１内に受容されるサイズに調整される。例えば、側部ブラケット１５５及び／又は１５６は、モジュールのサイズに応じてより大きくなっても小さくなってもよい。他の態様では、ドロアー１５１はサイズが異なり、それぞれ特定のモジュールを収容するように設計される。
【０２１２】
更に、適合しない接点を備えるドロアーにモジュールを挿入することを避けるために、特定のモジュールの接点を、特定のドロアーの接点と係合するように鍵付きにしてもよい。
【０２１３】
図２７に示されるように、１つのドロアー１５１のドッキングポート１５０は、通信リンク１５７を介して別のドロアー１５１のドッキングポート１５０に連結されて、ハブのモジュール式筐体１３６内に収容されたモジュール間の双方向通信を促進することができる。あるいは又は更に、ハブのモジュール式筐体１３６のドッキングポート１５０は、ハブのモジュール式筐体１３６内に収容されたモジュール間の無線双方向通信を容易にしてもよい。例えば、Ａｉｒ  Ｔｉｔａｎ−Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなどの任意の好適な無線通信を用いてもよい。
【０２１４】
図２９は、外科用ハブ２０６の複数のモジュールを受容するように構成された横方向モジュール式筐体１６０の複数の横方向ドッキングポートの個々の電力バスアタッチメントを示す。横方向モジュール式筐体１６０は、モジュール１６１を横方向に受容して相互接続するように構成されている。モジュール１６１は、モジュール１６１を相互接続するためのバックプレーンを含む横方向モジュール式筐体１６０のドッキングステーション１６２内に摺動可能に挿入される。図２９に示されるように、モジュール１６１は、横方向モジュール式筐体１６０内で横方向に配置される。あるいは、モジュール１６１は、横方向モジュール式筐体内で垂直方向に配置されてもよい。
【０２１５】
図３０は、外科用ハブ１０６の複数のモジュール１６５を受容するように構成された垂直モジュール式筐体１６４を示す。モジュール１６５は、モジュール１６５を相互接続するためのバックプレーンを含む垂直モジュール式筐体１６４のドッキングステーション又はドロアー１６７内に摺動可能に挿入される。垂直モジュール式筐体１６４のドロアー１６７は垂直方向に配置されているが、特定の場合では、垂直モジュール式筐体１６４は、横方向に配置されたドロアーを含んでもよい。更に、モジュール１６５は、垂直モジュール式筐体１６４のドッキングポートを介して互いに相互作用し得る。図３０の実施例では、モジュール１６５の動作に関連するデータを表示するためのディスプレイ１７７が提供される。加えて、垂直モジュール式筐体１６４は、マスタモジュール１７８内に摺動可能に受容される複数のサブモジュールを収容するマスタモジュール１７８を含む。
【０２１６】
様々な態様では、撮像モジュール１３８は、内蔵型のビデオプロセッサ及びモジュール式光源を備え、様々な撮像デバイスと共に使用するように適合されている。一態様では、撮像デバイスは、光源モジュール及びカメラモジュールと共に組み立てることが可能なモジュール式筐体で構成されている。筐体は、使い捨て式筐体であってもよい。少なくとも１つの実施例では、使い捨て式筐体は、再利用可能なコントローラ、光源モジュール、及びカメラモジュールと取り外し可能に連結される。光源モジュール及び／又はカメラモジュールは、外科処置の種類に応じて選択的に選択することができる。一態様では、カメラモジュールは、ＣＣＤセンサを含む。別の態様では、カメラモジュールは、ＣＭＯＳセンサを含む。別の態様では、カメラモジュールは、走査されたビームの撮像用に構成されている。同様に、光源モジュールは、外科処置に応じて白色光又は異なる光を送達するように構成することができる。
【０２１７】
外科処置中に、手術野から外科用デバイスを除去して異なるカメラ又は異なる光源を含む別の外科用デバイスと交換することは非効率的であり得る。手術野の視野を一時的に喪失することは、望ましくない結果をもたらし得る。本開示のモジュール撮像デバイスは、手術野から撮像デバイスを除去する必要なく、外科処置中に光源モジュール又はカメラモジュール中間体（midstream）の交換を可能にするように構成されている。
【０２１８】
一態様では、撮像デバイスは、複数のチャネルを含む管状筐体を備える。第１のチャネルは、第１のチャネルとスナップ嵌め係合するように構成され得るカメラモジュールを摺動可能に受容するように構成されている。第２のチャネルは、第２のチャネルとスナップ嵌め係合するように構成され得る光源モジュールを摺動可能に受容するように構成されている。別の実施例では、カメラモジュール及び／又は光源モジュールは、これらの対応するチャネル内の最終位置へと回転させることができる。スナップ嵌め係合の代わりにねじ係合が採用されてもよい。
【０２１９】
様々な実施例で、複数の撮像デバイスが、複数の視野を提供するために手術野内の様々な位置に位置決めされる。撮像モジュール１３８は、最適な視野を提供するために撮像デバイス間を切り替えるように構成することができる。様々な態様では、撮像モジュール１３８は、異なる撮像デバイスからの画像を統合するように構成することができる。
【０２２０】
本開示と共に使用するのに好適な様々な画像プロセッサ及び撮像デバイスは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる「ＣＯＭＢＩＮＥＤ  ＳＢＩ  ＡＮＤ  ＣＯＮＶＥＮＴＩＯＮＡＬ  ＩＭＡＧＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＯＲ」と題する２０１１年８月９日発行の米国特許第７，９９５，０４５号に記載されている。更に、その全体が参照により本明細書に組み込まれる「ＳＢＩ  ＭＯＴＩＯＮ  ＡＲＴＩＦＡＣＴ  ＲＥＭＯＶＡＬ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ」と題する２０１１年７月１９日発行の米国特許第７，９８２，７７６号は、画像データからモーションアーチファクトを除去するための様々なシステムについて記載している。こうしたシステムは、撮像モジュール１３８と一体化され得る。更に、「ＣＯＮＴＲＯＬＬＡＢＬＥ  ＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＳＯＵＲＣＥ  ＴＯ  ＦＩＸＴＵＲＥ  ＩＮＴＲＡＣＯＲＰＯＲＥＡＬ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ」と題する２０１１年１２月１５日公開の米国特許出願公開第２０１１／０３０６８４０号、及び「ＳＹＳＴＥＭ  ＦＯＲ  ＰＥＲＦＯＲＭＩＮＧ  Ａ  ＭＩＮＩＭＡＬＬＹ  ＩＮＶＡＳＩＶＥ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＰＲＯＣＥＤＵＲＥ」と題する２０１４年８月２８日公開の米国特許出願公開第２０１４／０２４３５９７号は、それぞれその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０２２１】
図３１は、医療施設の１つ又は２つ以上の手術室、又は外科処置のための専門設備を備えた医療施設内の任意の部屋に位置しているモジュール式デバイスをクラウドベースのシステム（例えばストレージデバイス２０５に連結されたリモートサーバ２１３を含み得るクラウド２０４）に接続するように構成されたモジュール式通信ハブ２０３を備える外科用データネットワーク２０１を示す。一態様では、モジュール式通信ハブ２０３は、ネットワークルータと通信するネットワークハブ２０７及び／又はネットワークスイッチ２０９を備える。モジュール式通信ハブ２０３は更に、ローカルコンピュータ処理及びデータ操作を提供するために、ローカルコンピュータシステム２１０に連結することができる。外科用データネットワーク２０１は、受動的、インテリジェント、又は切替式として構成されてもよい。受動的外科用データネットワークはデータの導管として機能し、データが１つのデバイス（又はセグメント）から別のデバイス（又はセグメント）に、及びクラウドコンピューティングリソースに行くことを可能にする。インテリジェントな外科用データネットワークは、トラフィックが監視対象の外科用データネットワークを通過することを可能にし、ネットワークハブ２０７又はネットワークスイッチ２０９内の各ポートを構成する追加の機構を含む。インテリジェントな外科用データネットワークは、管理可能なハブ又はスイッチと称され得る。スイッチングハブは、各パケットの宛先アドレスを読み取り、次いでパケットを正しいポートに転送する。
【０２２２】
手術室に配置されるモジュール式デバイス１ａ〜１ｎは、モジュール式通信ハブ２０３に連結されてもよい。ネットワークハブ２０７及び／又はネットワークスイッチ２０９は、ネットワークルータ２１１に連結されて、デバイス１ａ〜１ｎをクラウド２０４又はローカルコンピュータシステム２１０に接続することができる。デバイス１ａ〜１ｎに関連付けられたデータは、遠隔データ処理及び操作のためにルータを介してクラウドベースのコンピュータに転送されてもよい。デバイス１ａ〜１ｎに関連付けられたデータはまた、ローカルでのデータ処理及び操作のためにローカルコンピュータシステム２１０に転送されてもよい。同じ手術室に位置するモジュール式デバイス２ａ〜２ｍもまた、ネットワークスイッチ２０９に連結されてもよい。ネットワークスイッチ２０９は、ネットワークハブ２０７及び／又はネットワークルータ２１１に連結されて、デバイス２ａ〜２ｍをクラウド２０４に接続することができる。デバイス２ａ〜２ｎに関連付けられたデータは、データ処理及び操作のためにネットワークルータ２１１を介してクラウド２０４に転送されてもよい。デバイス２ａ〜２ｍに関連付けられたデータはまた、ローカルでのデータ処理及び操作のためにローカルコンピュータシステム２１０に転送されてもよい。
【０２２３】
複数のネットワークハブ２０７及び／又は複数のネットワークスイッチ２０９を複数のネットワークルータ２１１と相互接続することによって、外科用データネットワーク２０１が拡張され得ることが理解されるであろう。モジュール式通信ハブ２０３は、複数のデバイス１ａ〜１ｎ／２ａ〜２ｍを受容するように構成されたモジュール式制御タワー内に収容され得る。ローカルコンピュータシステム２１０もまた、モジュール式制御タワーに収容されてもよい。モジュール式通信ハブ２０３は、ディスプレイ２１２に接続されて、例えば外科処置中に、デバイス１ａ〜１ｎ／２ａ〜２ｍのうちのいくつかによって取得された画像を表示する。様々な態様では、デバイス１ａ〜１ｎ／２ａ〜２ｍとしては、外科用データネットワーク２０１のモジュール式通信ハブ２０３に接続され得るモジュール式デバイスの中でもとりわけ、例えば、内視鏡に連結された撮像モジュール１３８、エネルギーベースの外科用デバイスに連結された発生器モジュール１４０、排煙モジュール１２６、吸引／灌注モジュール１２８、通信モジュール１３０、プロセッサモジュール１３２、ストレージアレイ１３４、ディスプレイに連結された外科用デバイス、及び／又は非接触センサモジュールなどの様々なモジュールが挙げられ得る。
【０２２４】
一態様では、外科用データネットワーク２０１は、デバイス１ａ〜１ｎ／２ａ〜２ｍをクラウドに接続する、ネットワークハブ（複数可）、ネットワークスイッチ（複数可）、及びネットワークルータ（複数可）との組み合わせを含んでもよい。ネットワークハブ又はネットワークスイッチに連結されたデバイス１ａ〜１ｎ／２ａ〜２ｍのいずれか１つ又は全ては、リアルタイムでデータを収集し、データ処理及び操作のためにデータをクラウドコンピュータに転送することができる。クラウドコンピューティングは、ソフトウェアアプリケーションを取り扱うために、ローカルサーバ又はパーソナルデバイスを有するのではなく、共有コンピューティングリソースに依存することは理解されるであろう。用語「クラウド」は「インターネット」の隠喩として用いられ得るが、この用語はそのように限定はされない。したがって、用語「クラウドコンピューティング」は、本明細書では「インターネットベースのコンピューティングの一種」を指すために用いることができ、この場合、サーバ、ストレージ、及びアプリケーションなどの様々なサービスは、手術現場（例えば、固定式、移動式、一時的、又は現場の手術室又は空間）に位置するモジュール式通信ハブ２０３及び／又はコンピュータシステム２１０に、かつインターネットを介してモジュール式通信ハブ２０３及び／又はコンピュータシステム２１０に接続されたデバイスに送達される。クラウドインフラストラクチャは、クラウドサービスプロバイダによって維持され得る。この文脈において、クラウドサービスプロバイダは、１つ又は２つ以上の手術室内に位置するデバイス１ａ〜１ｎ／２ａ〜２ｍの使用及び制御を調整する事業体であり得る。クラウドコンピューティングサービスは、スマート外科用器具、ロボット、及び手術室内に位置する他のコンピュータ化デバイスによって収集されたデータに基づいて、多数の計算を実行することができる。ハブハードウェアは、複数のデバイス又は接続部がクラウドコンピューティングリソース及びストレージと通信するコンピュータに接続することを可能にする。
【０２２５】
デバイス１ａ〜１ｎ／２ａ〜２ｍによって収集されたデータにクラウドコンピュータデータ処理技術を適用することで、外科用データネットワークは、外科的成果の改善、コスト低減、及び患者満足度の改善を提供する。組織の封止及び切断処置後に、組織の状態を観察して封止された組織の漏出又は灌流を評価するために、デバイス１ａ〜１ｎ／２ａ〜２ｍのうちの少なくともいくつかを用いることができる。クラウドベースのコンピューティングを使用して、身体組織の試料の画像を含むデータを診断目的で検査して疾患の影響などの病状を特定するために、デバイス１ａ〜１ｎ／２ａ〜２ｍのうちの少なくともいくつかを用いることができる。これは、組織及び表現型の位置特定及びマージン確認を含む。撮像デバイスと一体化された様々なセンサ、及び複数の撮像デバイスによってキャプチャされた画像をオーバーレイするなどの技術を使用して、身体の解剖学的構造を特定するために、デバイス１ａ〜１ｎ／２ａ〜２ｍのうちの少なくともいくつかを用いることができる。画像データを含む、デバイス１ａ〜１ｎ／２ａ〜２ｍによって収集されたデータは、画像処理及び操作を含むデータ処理及び操作のために、クラウド２０４若しくはローカルコンピュータシステム２１０又はその両方に転送されてもよい。データは、組織特異的部位及び状態に対する内視鏡的介入、新興技術、標的化放射線、標的化介入、及び精密ロボットの適用などの更なる治療を遂行できるかを判定することによって、外科処置の結果を改善するために分析することができる。こうしたデータ分析は、予後分析処理を更に採用してもよく、標準化されたアプローチを使用することは、外科治療及び外科医の挙動を確認するか、又は外科治療及び外科医の挙動に対する修正を提案するかのいずれかのために有益なフィードバックを提供することができる。
【０２２６】
一実装態様では、手術室デバイス１ａ〜１ｎは、ネットワークハブに対するデバイス１ａ〜１ｎの構成に応じて、有線チャネル又は無線チャネルを介してモジュール式通信ハブ２０３に接続されてもよい。ネットワークハブ２０７は、一態様では、開放型システム間相互接続（ＯＳＩ）モデルの物理層上で機能するローカルネットワークブロードキャストデバイスとして実装されてもよい。ネットワークハブは、同じ手術室ネットワーク内に位置するデバイス１ａ〜１ｎに接続性を提供する。ネットワークハブ２０７は、パケット形態のデータを収集し、それらを半二重モードでルータに送信する。ネットワークハブ２０７は、デバイスデータを転送するための任意の媒体アクセス制御／インターネットプロトコル（ＭＡＣ／ＩＰ）は記憶しない。デバイス１ａ〜１ｎのうちの１つのみが、ネットワークハブ２０７を介して一度にデータを送信することができる。ネットワークハブ２０７は、情報の送信先に関する経路選択テーブル又はインテリジェンスを有さず、全てのネットワークデータを各コネクション全体、及びクラウド２０４上のリモートサーバ２１３（図３２）にブロードキャストする。ネットワークハブ２０７は、コリジョンなどの基本的なネットワークエラーを検出することができるが、全ての情報を複数のポートにブロードキャストすることは、セキュリティリスクとなりボトルネックを引き起こすおそれがある。
【０２２７】
別の実装形態では、手術室デバイス２ａ〜２ｍは、有線チャネル又は無線チャネルを介してネットワークスイッチ２０９に接続されてもよい。ネットワークスイッチ２０９は、ＯＳＩモデルのデータリンク層内で機能する。ネットワークスイッチ２０９は、同じ手術室内に位置するデバイス２ａ〜２ｍをネットワークに接続するためのマルチキャストデバイスである。ネットワークスイッチ２０９は、フレームの形態のデータをネットワークルータ２１１に送信し、全二重モードで機能する。複数のデバイス２ａ〜２ｍは、ネットワークスイッチ２０９を介して同時にデータを送信することができる。ネットワークスイッチ２０９は、データを転送するためにデバイス２ａ〜２ｍのＭＡＣアドレスを記憶かつ使用する。
【０２２８】
ネットワークハブ２０７及び／又はネットワークスイッチ２０９は、クラウド２０４に接続するためにネットワークルータ２１１に連結される。ネットワークルータ２１１は、ＯＳＩモデルのネットワーク層内で機能する。ネットワークルータ２１１は、デバイス１ａ〜１ｎ／２ａ〜２ｍのいずれか１つ又は全てによって収集されたデータを更に処理及び操作するために、ネットワークハブ２０７及び／又はネットワークスイッチ２１１から受信したデータパケットをクラウドベースのコンピュータリソースに送信するための経路を作成する。ネットワークルータ２１１は、例えば、同じ医療施設の異なる手術室、又は異なる医療施設の異なる手術室に位置する異なるネットワークなどの、異なる位置に位置する２つ以上の異なるネットワークを接続するために用いられてもよい。ネットワークルータ２１１は、パケット形態のデータをクラウド２０４に送信し、全二重モードで機能する。複数のデバイスが同時にデータを送信することができる。ネットワークルータ２１１は、データを転送するためにＩＰアドレスを使用する。
【０２２９】
一実施例では、ネットワークハブ２０７は、複数のＵＳＢデバイスをホストコンピュータに接続することを可能にするＵＳＢハブとして実装されてもよい。ＵＳＢハブは、デバイスをホストシステムコンピュータに接続するために利用可能なポートが多くなるように、単一のＵＳＢポートをいくつかの階層に拡張することができる。ネットワークハブ２０７は、有線チャネル又は無線チャネルを介して情報を受信するための有線又は無線能力を含むことができる。一態様では、無線ＵＳＢ短距離高帯域無線通信プロトコルが、手術室内に位置するデバイス１ａ〜１ｎとデバイス２ａ〜２ｍとの間の通信のために使用されてもよい。
【０２３０】
他の実施例では、手術室デバイス１ａ〜１ｎ／２ａ〜２ｍは、固定及びモバイルデバイスから短距離にわたってデータを交換し（２．４〜２．４８５ＧＨｚのＩＳＭ帯域における短波長ＵＨＦ電波を使用して）、かつパーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）を構築するために、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ無線技術規格を介してモジュール式通信ハブ２０３と通信することができる。他の態様では、手術室デバイス１ａ〜１ｎ／２ａ〜２ｍは、Ｗｉ−Ｆｉ（ＩＥＥＥ８０２．１１ファミリー）、ＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ８０２．１６ファミリー）、ＩＥＥＥ８０２．２０、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）、並びにＥｖ−ＤＯ、ＨＳＰＡ＋、ＨＳＤＰＡ＋、ＨＳＵＰＡ＋、ＥＤＧＥ、ＧＳＭ、ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＤＥＣＴ、及びこれらのイーサネット派生物、のみならず３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ、及びそれ以降と指定される任意の他の無線及び有線プロトコルが挙げられるがこれらに限定されない数多くの無線又は有線通信規格又はプロトコルを介してモジュール式通信ハブ２０３と通信することができる。コンピューティングモジュールは、複数の通信モジュールを含んでもよい。例えば、第１の通信モジュールは、Ｗｉ−Ｆｉ及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどの短距離無線通信専用であってもよく、第２の通信モジュールは、ＧＰＳ、ＥＤＧＥ、ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ、ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥ、Ｅｖ−ＤＯなどの長距離無線通信専用であってもよい。
【０２３１】
モジュール式通信ハブ２０３は、手術室デバイス１ａ〜１ｎ／２ａ〜２ｍの１つ又は全ての中央接続部として機能することができ、フレームとして知られるデータ型を取り扱う。フレームは、デバイス１ａ〜１ｎ／２ａ〜２ｍによって生成されたデータを搬送する。フレームがモジュール式通信ハブ２０３によって受信されると、フレームは増幅されてネットワークルータ２１１へ送信され、ネットワークルータ２１１は本明細書に記載される数多くの無線又は有線通信規格又はプロトコルを使用することによってこのデータをクラウドコンピューティングリソースに転送する。
【０２３２】
モジュール式通信ハブ２０３は、スタンドアロンのデバイスとして使用されてもよく、又はより大きなネットワークを形成するために互換性のあるネットワークハブ及びネットワークスイッチに接続されてもよい。モジュール式通信ハブ２０３は、一般に据え付け、構成、及び維持が容易であるため、モジュール式通信ハブ２０３は手術室デバイス１ａ〜１ｎ／２ａ〜２ｍをネットワーク接続するための良好な選択肢となる。
【０２３３】
図３２は、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム２００を示す。コンピュータ実装インタラクティブ外科システム２００は、多くの点で、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム１００と類似している。例えば、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム２００は、多くの点で外科システム１０２と類似する１つ又は２つ以上の外科システム２０２を含む。各外科システム２０２は、リモートサーバ２１３を含み得るクラウド２０４と通信する少なくとも１つの外科用ハブ２０６を含む。一態様では、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム２００は、例えば、インテリジェント外科用器具、ロボット、及び手術室内に位置する他のコンピュータ化デバイスなどの複数の手術室デバイスに接続されたモジュール式制御タワー２３６を備える。図３３に示されるように、モジュール式制御タワー２３６は、コンピュータシステム２１０に連結されたモジュール式通信ハブ２０３を備える。図３２の実施例に示されるように、モジュール式制御タワー２３６は、内視鏡２３９に連結された撮像モジュール２３８、エネルギーデバイス２４１に連結された発生器モジュール２４０、排煙器モジュール２２６、吸引／灌注モジュール２２８、通信モジュール２３０、プロセッサモジュール２３２、ストレージアレイ２３４、任意でディスプレイ２３７に連結されたスマートデバイス／器具２３５、及び非接触センサモジュール２４２に連結されている。手術室デバイスは、モジュール式制御タワー２３６を介してクラウドコンピューティングリソース及びデータストレージに連結される。ロボットハブ２２２もまた、モジュール式制御タワー２３６及びクラウドコンピューティングリソースに接続されてもよい。中でもとりわけ、デバイス／器具２３５、可視化システム２０８が、本明細書に記載される有線又は無線通信規格又はプロトコルを介してモジュール式制御タワー２３６に連結されてもよい。モジュール式制御タワー２３６は、撮像モジュール、デバイス／器具ディスプレイ、及び／又は他の可視化システム２０８から受信した画像を表示及びオーバーレイするためにハブディスプレイ２１５（例えば、モニタ、スクリーン）に連結されてもよい。ハブディスプレイはまた、画像及びオーバーレイ画像と共にモジュール式制御タワーに接続されたデバイスから受信したデータを表示してもよい。
【０２３４】
図３３は、モジュール式制御タワー２３６に連結された複数のモジュールを備える外科用ハブ２０６を示す。モジュール式制御タワー２３６は、例えばネットワーク接続デバイスなどのモジュール式通信ハブ２０３と、例えば局所処理、可視化、及び撮像を提供するためのコンピュータシステム２１０と、を備える。図３３に示されるように、モジュール式通信ハブ２０３は、モジュール式通信ハブ２０３に接続できるモジュール（例えば、デバイス）の数を拡張するために階層化構成で接続されて、モジュールに関連付けられたデータをコンピュータシステム２１０、クラウドコンピューティングリソース、又はその両方に転送することができる。図３３に示されるように、モジュール式通信ハブ２０３内のネットワークハブ／スイッチの各々は、３つの下流ポート及び１つの上流ポートを含む。上流のネットワークハブ／スイッチは、クラウドコンピューティングリソース及びローカルディスプレイ２１７への通信接続を提供するためにプロセッサに接続される。クラウド２０４への通信は、有線又は無線通信チャネルのいずれかを介して行うことができる。
【０２３５】
外科用ハブ２０６は、非接触センサモジュール２４２を使用して、手術室の寸法を測定し、また超音波又はレーザ型非接触測定デバイスのいずれかを使用して手術現場のマップを生成する。開示全体が参照により本明細書に組み込まれる「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する２０１７年１２月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６１１，３４１号中の「Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｈｕｂ  Ｓｐａｔｉａｌ  Ａｗａｒｅｎｅｓｓ  Ｗｉｔｈｉｎ  ａｎ  Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｒｏｏｍ」の項に記載されるように、超音波ベースの非接触センサモジュールは、超音波のバーストを送信し、超音波のバーストが手術室の外壁に反射したときのエコーを受信することによって手術室を走査し、ここでセンサモジュールが、手術室のサイズを判定し、かつＢｌｕｅｔｏｏｔｈペアリングの距離限界を調整するように構成されている。レーザベースの非接触センサモジュールは、例えば、レーザ光パルスを送信し、手術室の外壁に反射するレーザ光パルスを受信し、送信されたパルスの位相を受信したパルスと比較して、手術室のサイズを判定し、かつＢｌｕｅｔｏｏｔｈペアリング距離限界を調整することによって手術室を走査する。
【０２３６】
コンピュータシステム２１０は、プロセッサ２４４とネットワークインターフェース２４５とを備える。プロセッサ２４４は、システムバスを介して、通信モジュール２４７、ストレージ２４８、メモリ２４９、不揮発性メモリ２５０、及び入力／出力インターフェース２５１に連結される。システムバスは、９ビットバス、業界標準アーキテクチャ（ＩＳＡ）、マイクロチャネルアーキテクチャ（ＭＳＡ）、拡張ＩＳＡ（ＥＩＳＡ）、インテリジェントドライブエレクトロニクス（ＩＤＥ）、ＶＥＳＡローカルバス（ＶＬＢ）、周辺デバイス相互接続（ＰＣＩ）、ＵＳＢ、アドバンスドグラフィックスポート（ＡＧＰ）、パーソナルコンピュータメモリカード国際協会バス（ＰＣＭＣＩＡ）、小型計算機システム・インターフェース（ＳＣＳＩ）、又は任意の他の独自バス（proprietary bus）が挙げられるがこれらに限定されない任意の様々なバスアーキテクチャを用いる、メモリバス若しくはメモリコントローラ、ペリフェラルバス若しくは外部バス、及び／又はローカルバスを含むいくつかのタイプのバス構造（複数可）のうちのいずれかであっってもよい。
【０２３７】
プロセッサ２４４は、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＡＲＭ  Ｃｏｒｔｅｘの商品名で知られているものなど、任意のシングルコア又はマルチコアプロセッサであってもよい。一態様では、プロセッサは、例えば、その詳細が製品データシートで入手可能である、最大４０ＭＨｚの２５６ＫＢのシングルサイクルフラッシュメモリ若しくは他の不揮発性メモリのオンチップメモリ、性能を４０ＭＨｚ超に改善するためのプリフェッチバッファ、３２ＫＢのシングルサイクルシリアルランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、ＳｔｅｌｌａｒｉｓＷａｒｅ（登録商標）ソフトウェアを搭載した内部読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、２ＫＢの電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、及び／又は、１つ若しくは２つ以上のパルス幅変調（ＰＷＭ）モジュール、１つ若しくは２つ以上の直交エンコーダ入力（ＱＥＩ）アナログ、１２個のアナログ入力チャネルを備える１つ若しくは２つ以上の１２ビットアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）を含む、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから入手可能なＬＭ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲ  ＡＲＭ  Ｃｏｒｔｅｘ−Ｍ４Ｆプロセッサコアであってもよい。
【０２３８】
一態様では、プロセッサ２４４は、同じくＴｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＨｅｒｃｕｌｅｓ  ＡＲＭ  Ｃｏｒｔｅｘ  Ｒ４の商品名で知られるＴＭＳ５７０及びＲＭ４ｘなどの２つのコントローラ系ファミリーを含む安全コントローラを含んでもよい。安全コントローラは、拡張性のある性能、接続性、及びメモリの選択肢を提供しながら、高度な集積型安全機構を提供するために、中でも特に、ＩＥＣ６１５０８及びＩＳＯ２６２６２の安全限界用途専用に構成されてもよい。
【０２３９】
システムメモリとしては、揮発性メモリ及び不揮発性メモリが挙げられる。起動中などにコンピュータシステム内の要素間で情報を転送するための基本ルーチンを含む基本入出力システム（ＢＩＯＳ）は、不揮発性メモリに記憶される。例えば、不揮発性メモリとしては、ＲＯＭ、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、電気的プログラマブルＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ、又はフラッシュメモリが挙げられ得る。揮発性メモリとしては、外部キャッシュメモリとして機能するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）が挙げられる。更に、ＲＡＭは、ＳＲＡＭ、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、ダブルデータレートＳＤＲＡＭ（ＤＤＲ  ＳＤＲＡＭ）、エンハンスドＳＤＲＡＭ（ＥＳＤＲＡＭ）、シンクリンクＤＲＡＭ（ＳＬＤＲＡＭ）、及びダイレクトランバスＲＡＭ（ＤＲＲＡＭ）などの多くの形態で利用可能である。
【０２４０】
コンピュータシステム２１０はまた、取り外し可能／取り外し不可能な揮発性／不揮発性コンピュータストレージ媒体、例えばディスクストレージなどを含む。ディスクストレージとしては、磁気ディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、テープドライブ、Ｊａｚドライブ、Ｚｉｐドライブ、ＬＳ−６０ドライブ、フラッシュメモリカード、又はメモリスティックのようなデバイスが挙げられるが、これらに限定されない。加えて、ディスクストレージは、ストレージ媒体を、独立して、又はコンパクトディスクＲＯＭデバイス（ＣＤ−ＲＯＭ）、コンパクトディスク記録可能ドライブ（ＣＤ−Ｒドライブ）、コンパクトディスク書き換え可能ドライブ（ＣＤ−ＲＷドライブ）、若しくはデジタル多用途ディスクＲＯＭドライブ（ＤＶＤ−ＲＯＭ）などの光ディスクドライブが挙げられるがこれらに限定されない他のストレージ媒体との組み合わせで含むことができる。ディスクストレージデバイスのシステムバスへの接続を容易にするために、取り外し可能な又は取り外し不可能なインターフェースが用いられてもよい。
【０２４１】
コンピュータシステム２１０は、好適な動作環境で説明されるユーザと基本コンピュータリソースとの間で媒介として機能するソフトウェアを含むことを理解されたい。このようなソフトウェアとしてはオペレーティングシステムが挙げられる。ディスクストレージ上に記憶され得るオペレーティングシステムは、コンピュータシステムのリソースを制御及び割り当てするように機能する。システムアプリケーションは、システムメモリ内又はディスクストレージ上のいずれかに記憶されたプログラムモジュール及びプログラムデータを介して、オペレーティングシステムによるリソース管理を活用する。本明細書に記載される様々な構成要素は、様々なオペレーティングシステム又はオペレーティングシステムの組み合わせで実装することができることを理解されたい。
【０２４２】
ユーザは、Ｉ／Ｏインターフェース２５１に連結された入力デバイス（複数可）を介してコンピュータシステム２１０にコマンド又は情報を入力する。入力デバイスとしては、マウス、トラックボール、スタイラス、タッチパッドなどのポインティングデバイス、キーボード、マイクロフォン、ジョイスティック、ゲームパッド、サテライト・ディッシュ、スキャナ、ＴＶチューナカード、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ウェブカメラなどが挙げられるが、これらに限定されない。これら及び他の入力デバイスは、インターフェースポート（複数可）を介し、システムバスを通してプロセッサに接続する。インターフェースポート（複数可）としては、例えば、シリアルポート、パラレルポート、ゲームポート、及びＵＳＢが挙げられる。出力デバイス（複数可）は、入力デバイス（複数可）と同じ種類のポートのうちのいくつかを使用する。したがって、例えば、ＵＳＢポートを使用して、コンピュータシステムに入力を提供し、またコンピュータシステムからの情報を出力デバイスに出力してもよい。出力アダプタは、特別なアダプタを必要とする出力デバイスの中でもとりわけ、モニタ、ディスプレイ、スピーカ、及びプリンタなどのいくつかの出力デバイスが存在することを示すために提供される。出力アダプタとしては、例示としてのものであり限定するものではないが、出力デバイスとシステムバスとの間の接続手段を提供するビデオ及びサウンドカードが挙げられる。遠隔コンピュータ（複数可）などの他のデバイス及び／又はデバイスのシステムは、入力及び出力機能の両方を提供することに留意されたい。
【０２４３】
コンピュータシステム２１０は、クラウドコンピュータ（複数可）などの１つ若しくは２つ以上の遠隔コンピュータ又はローカルコンピュータへの論理接続を使用するネットワーク化環境で動作することができる。遠隔クラウドコンピュータ（複数可）は、パーソナルコンピュータ、サーバ、ルータ、ネットワークＰＣ、ワークステーション、マイクロプロセッサベースの機器、ピアデバイス、又は他の一般的なネットワークノードなどであり得、典型的には、コンピュータシステムに関して説明される要素の多く又は全てを含む。簡潔にするために、遠隔コンピュータ（複数可）と共にメモリストレージデバイスのみが示される。遠隔コンピュータ（複数可）は、ネットワークインターフェースを介してコンピュータシステムに論理的に接続され、続いて、通信接続を介して物理的に接続される。ネットワークインターフェースは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）及びワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）などの通信ネットワークを包含する。ＬＡＮ技術としては、光ファイバ分散データインターフェース（ＦＤＤＩ）、銅線分散データインターフェース（ＣＤＤＩ）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ／ＩＥＥＥ８０２．３、Ｔｏｋｅｎ  Ｒｉｎｇ／ＩＥＥＥ８０２．５などが挙げられる。ＷＡＮ技術としては、ポイントツーポイントリンク、統合サービスデジタルネットワーク（ＩＳＤＮ）及びその変形などの回路交換ネットワーク、パケット交換ネットワーク、並びにデジタル加入者回線（ＤＳＬ）が挙げられるがこれらに限定されない。
【０２４４】
様々な態様では、図３３のコンピュータシステム２１０、図９〜図１０の撮像モジュール２３８、及び／又は可視化システム２０８、及び／又はプロセッサモジュール２３２は、画像プロセッサ、画像処理エンジン、媒体プロセッサ、又はデジタル画像の処理に使用される任意の専用デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を含んでもよい。画像プロセッサは、単一命令複数データ（ＳＩＭＤ）、又は複数命令複数データ（ＭＩＭＤ）技術を用いた並列コンピューティングを使用して速度及び効率を高めることができる。デジタル画像処理エンジンは、様々なタスクを実施することができる。画像プロセッサは、マルチコアプロセッサアーキテクチャを備えるチップ上のシステムであってもよい。
【０２４５】
通信接続（複数可）とは、ネットワークインターフェースをバスに接続するために用いられるハードウェア／ソフトウェアを指す。例示の明瞭さのために通信接続はコンピュータシステム内部に示されているが、通信接続はコンピュータシステム２１０の外部にあってもよい。例示のみを目的として、ネットワークインターフェースへの接続に必要なハードウェア／ソフトウェアとしては、通常の電話グレードモデム、ケーブルモデム、及びＤＳＬモデムを含むモデム、ＩＳＤＮアダプタ、並びにイーサネットカードなどの内部及び外部技術が挙げられる。
【０２４６】
図３４は、本開示の一態様による、ＵＳＢネットワークハブ３００デバイスの一態様の機能ブロック図を示す。図示した態様では、ＵＳＢネットワークハブデバイス３００は、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製ＴＵＳＢ２０３６集積回路ハブを採用する。ＵＳＢネットワークハブ３００は、ＵＳＢ２．０規格に準拠する、上流ＵＳＢ送受信ポート３０２及び最大３つの下流ＵＳＢ送受信ポート３０４、３０６、３０８を提供するＣＭＯＳデバイスである。上流ＵＳＢ送受信ポート３０２は、差動データプラス（ＤＰ０）入力とペアリングされた差動データマイナス（ＤＭ０）入力を含む差動ルートデータポートである。３つの下流ＵＳＢ送受信ポート３０４、３０６、３０８は、各ポートが差動データマイナス（ＤＭ１〜ＤＭ３）出力とペアリングした差動データプラス（ＤＰ１〜ＤＰ３）出力を含む差動データポートである。
【０２４７】
ＵＳＢネットワークハブ３００デバイスは、マイクロコントローラの代わりにデジタル状態マシンを備えて実装され、ファームウェアのプログラミングを必要としない。完全準拠したＵＳＢ送受信機が、上流ＵＳＢ送受信ポート３０２及び全ての下流ＵＳＢ送受信ポート３０４、３０６、３０８の回路に統合される。下流ＵＳＢ送受信ポート３０４、３０６、３０８は、ポートに取り付けられたデバイスの速度に応じてスルーレートを自動的に設定することによって、最高速度及び低速のデバイスの両方をサポートする。ＵＳＢネットワークハブ３００デバイスは、バスパワーモード又はセルフパワーモードのいずれかで構成されてもよく、電力を管理するためのハブパワー論理３１２を含む。
【０２４８】
ＵＳＢネットワークハブ３００デバイスは、シリアルインターフェースエンジン３１０（ＳＩＥ）を含む。ＳＩＥ３１０は、ＵＳＢネットワークハブ３００ハードウェアのフロントエンドであり、ＵＳＢ仕様書の第８章に記載されているプロトコルの大部分を取り扱う。ＳＩＥ３１０は、典型的には、トランザクションレベルまでのシグナリングを理解する。これが取り扱う機能としては、パケット認識、トランザクションの並べ替え、ＳＯＰ、ＥＯＰ、ＲＥＳＥＴ、及びＲＥＳＵＭＥ信号の検出／生成、クロック／データ分離、非ゼロ復帰逆転（ＮＲＺＩ）データ符号化／復号化及びビットスタッフィング、ＣＲＣ生成及びチェック（トークン及びデータ）、パケットＩＤ（ＰＩＤ）の生成、及びチェック／復号化、並びに／又はシリアル・パラレル／パラレル・シリアル変換が挙げられ得る。３１０はクロック入力３１４を受信し、ポート論理回路３２０、３２２、３２４を介して上流ＵＳＢ送受信ポート３０２と下流ＵＳＢ送受信ポート３０４、３０６、３０８との間の通信を制御するためにサスペンド／レジューム論理並びにフレームタイマ３１６回路及びハブリピータ回路３１８に連結される。ＳＩＥ３１０は、シリアルＥＥＰＲＯＭインターフェース３３０を介してシリアルＥＥＰＲＯＭからコマンドを制御するためのインターフェース論理を介してコマンドデコーダ３２６に連結される。
【０２４９】
様々な態様では、ＵＳＢネットワークハブ３００は、最大６つの論理層（階層）内に構成された１２７個の機能を単一のコンピュータに接続することができる。更に、ＵＳＢネットワークハブ３００は、通信及び電力分配の両方を提供する標準化された４本のワイヤケーブルを使用して全ての周辺機器に接続することができる。電力構成は、バスパワーモード及びセルフパワーモードである。ＵＳＢネットワークハブ３００は、個々のポート電力管理又は連動ポート電力管理のいずれかを備えるバスパワーハブ、及び個々のポート電力管理又は連動ポート電力管理のいずれかを備えるセルフパワーハブの、電力管理の４つのモードをサポートするように構成されてもよい。一態様では、ＵＳＢケーブル、ＵＳＢネットワークハブ３００を使用して、上流ＵＳＢ送受信ポート３０２はＵＳＢホストコントローラにプラグ接続され、下流ＵＳＢ送受信ポート３０４、３０６、３０８はＵＳＢに互換性のあるデバイスを接続するために露出される、といった具合である。
【０２５０】
外科用器具のハードウェア
図３５は、本開示の１つ又は２つ以上の態様による、外科用器具又はツールの制御システム４７０の論理図を示す。システム４７０は制御回路を備える。制御回路は、プロセッサ４６２及びメモリ４６８を備えるマイクロコントローラ４６１を含む。例えば、センサ４７２、４７４、４７６のうちの１つ又は２つ以上が、プロセッサ４６２にリアルタイムなフィードバックを提供する。モータドライバ４９２によって駆動されるモータ４８２は、長手方向に移動可能な変位部材を動作可能に連結して、Ｉビームナイフ要素を駆動する。追跡システム４８０は、長手方向に移動可能な変位部材の位置を判定するように構成されている。位置情報は、長手方向に移動可能な駆動部材の位置、並びに発射部材、発射バー、及びＩビームナイフ要素の位置を判定するようにプログラム又は構成され得るプロセッサ４６２に提供される。追加のモータが、Ｉビームの発射、閉鎖管の移動、シャフトの回転、及び関節運動を制御するために、ツールドライバインターフェースに提供されてもよい。ディスプレイ４７３は、器具の様々な動作条件を表示し、データ入力のためのタッチスクリーン機能を含んでもよい。ディスプレイ４７３上に表示された情報は、内視鏡撮像モジュールを介して取得された画像とオーバーレイさせることができる。
【０２５１】
一態様では、マイクロコントローラ４６１は、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＡＲＭ  Ｃｏｒｔｅｘの商品名で知られているものなど、任意のシングルコア又はマルチコアプロセッサであってもよい。一態様では、主マイクロコントローラ４６１は、例えば、その詳細が製品データシートで入手可能である、最大４０ＭＨｚの２５６ＫＢのシングルサイクルフラッシュメモリ若しくは他の不揮発性メモリのオンチップメモリ、性能を４０ＭＨｚ超に改善するためのプリフェッチバッファ、３２ＫＢのシングルサイクルＳＲＡＭ、ＳｔｅｌｌａｒｉｓＷａｒｅ（登録商標）ソフトウェアを搭載した内部ＲＯＭ、２ＫＢのＥＥＰＲＯＭ、１つ若しくは２つ以上のＰＷＭモジュール、１つ若しくは２つ以上のＱＥＩアナログ、及び／又は１２個のアナログ入力チャネルを備える１つ若しくは２つ以上の１２ビットＡＤＣを含む、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから入手可能なＬＭ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲ  ＡＲＭ  Ｃｏｒｔｅｘ−Ｍ４Ｆプロセッサコアであってもよい。
【０２５２】
一態様では、マイクロコントローラ４６１は、同じくＴｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＨｅｒｃｕｌｅｓ  ＡＲＭ  Ｃｏｒｔｅｘ  Ｒ４の商品名で知られるＴＭＳ５７０及びＲＭ４ｘなどの２つのコントローラ系ファミリーを含む安全コントローラを含んでもよい。安全コントローラは、拡張性のある性能、接続性、及びメモリの選択肢を提供しながら、高度な集積型安全機構を提供するために、中でも特に、ＩＥＣ６１５０８及びＩＳＯ２６２６２の安全限界用途専用に構成されてもよい。
【０２５３】
マイクロコントローラ４６１は、ナイフ及び関節運動システムの速度及び位置に対する精密制御など、様々な機能を実施するようにプログラムされてもよい。一態様では、マイクロコントローラ４６１は、プロセッサ４６２及びメモリ４６８を含む。電動モータ４８２は、ギアボックス、及び関節運動又はナイフシステムへの機械的連結部を備えたブラシ付き直流（ＤＣ）モータであってもよい。一態様では、モータドライバ４９２は、Ａｌｌｅｇｒｏ  Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃから入手可能なＡ３９４１であってもよい。他のモータドライバを、絶対位置決めシステムを備える追跡システム４８０で使用するために容易に置き換えることができる。絶対位置決めシステムの詳細な説明は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる「ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＡＮＤ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」と題する２０１７年１０月１９日公開の米国特許出願公開第２０１７／０２９６２１３号に記載されている。
【０２５４】
マイクロコントローラ４６１は、変位部材及び関節運動システムの速度及び位置に対する正確な制御を提供するようにプログラムされてもよい。マイクロコントローラ４６１は、マイクロコントローラ４６１のソフトウェア内で応答を計算するように構成されてもよい。計算された応答は、実際のシステムの測定された応答と比較されて「観測された」応答が得られ、これが実際のフィードバックの判定に用いられる。観測された応答は、シミュレーションによる応答の滑らかで連続的な性質と、測定による応答とのバランスを取る好適な調整された値であり、これはシステムに及ぼす外部の影響を検出することができる。
【０２５５】
一態様では、モータ４８２は、モータドライバ４９２によって制御されてもよく、外科用器具又はツールの発射システムによって使用され得る。様々な形態において、モータ４８２は、例えば、約２５，０００ＲＰＭの最大回転速度を有するブラシ付きＤＣ駆動モータであってもよい。別の構成において、モータ４８２はブラシレスモータ、コードレスモータ、同期モータ、ステッピングモータ、又は任意の他の好適な電気モータを含んでよい。モータドライバ４９２は、例えば、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を含むＨブリッジドライバを備えてもよい。モータ４８２は、外科用器具又はツールに制御電力を供給するために、ハンドルアセンブリ又はツール筐体に解除可能に装着された電源アセンブリによって給電され得る。電源アセンブリは、外科用器具又はツールに給電するための電源として使用され得る、直列に接続された多数の電池セルを含み得る電池を含んでもよい。特定の状況下では、電源アセンブリの電池セルは、交換可能及び／又は再充電可能であってよい。少なくとも１つの例では、電池セルは、電源アセンブリに連結可能かつ電源アセンブリから分離可能であり得るリチウムイオン電池であり得る。
【０２５６】
モータドライバ４９２は、Ａｌｌｅｇｒｏ  Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃから入手可能なＡ３９４１であってもよい。Ａ３９４１  ４９２は、特にブラシ付きＤＣモータなどの誘導負荷を目的として設計された外部Ｎチャネルパワー金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）と共に使用するためのフルブリッジコントローラである。ドライバ４９２は、固有の電荷ポンプレギュレータを備え、これは、完全（＞１０Ｖ）ゲート駆動を７Ｖまでの電池電圧に提供し、Ａ３９４１が５．５Ｖまでの低減ゲート駆動で動作することを可能にする。ＮチャネルＭＯＳＦＥＴに必要な上記の電池供給電圧を与えるために、ブートストラップコンデンサが用いられてもよい。ハイサイド駆動用の内部電荷ポンプにより、ＤＣ（１００％デューティサイクル）動作が可能となる。フルブリッジは、ダイオード又は同期整流を用いて高速又は低速減衰モードで駆動され得る。低速減衰モードにおいて、電流の再循環は、ハイサイドのＦＥＴによっても、ローサイドのＦＥＴによっても可能である。電力ＦＥＴは、レジスタで調節可能なデッドタイムによって、シュートスルーから保護される。統合診断は、低電圧、温度過昇、及びパワーブリッジの異常を指示するものであり、ほとんどの短絡状態下でパワーＭＯＳＦＥＴを保護するように構成され得る。他のモータドライバを、絶対位置決めシステムを備えた追跡システム４８０で使用するために容易に置換することができる。
【０２５７】
追跡システム４８０は、本開示の一態様による位置センサ４７２を備える制御されたモータ駆動回路構成を備える。絶対位置決めシステム用の位置センサ４７２は、変位部材の位置に対応する固有の位置信号を提供する。一態様では、変位部材は、ギア減速機アセンブリの対応する駆動ギアと噛合係合するための駆動歯のラックを備える長手方向に移動可能な駆動部材を表す。他の態様では、変位部材は、駆動歯のラックを含むように適合及び構成され得る発射部材を表す。更に別の態様では、変位部材は、発射バー又はＩビームを表し、それらの各々は、駆動歯のラックを含むように適合及び構成され得る。それに応じて、本明細書で使用されるとき、変位部材という用語は、駆動部材、発射部材、発射バー、Ｉビーム、又は変位され得る任意の要素など、外科用器具又はツールの任意の移動可能な部材を総称して指すために使用される。一態様では、長手方向に移動可能な駆動部材は、発射部材、発射バー、及びＩビームに連結される。したがって、絶対位置決めシステムは、実際には、長手方向に移動可能な駆動部材の直線変位を追跡することによって、Ｉビームの直線変位を追跡することができる。様々な他の態様では、変位部材は、直線変位を測定するのに好適な任意の位置センサ４７２に連結されてもよい。したがって、長手方向移動可能な駆動部材、発射部材、発射バー、若しくはＩビーム、又はこれらの組み合わせは、任意の好適な線形変位センサに連結され得る。直線変位センサは、接触式又は非接触式変位センサを含んでよい。直線変位センサは、線形可変差動変圧器（linear variable differential transformers、ＬＶＤＴ）、差動可変磁気抵抗型変換器（differential variable reluctance transducers、ＤＶＲＴ）、スライドポテンショメータ、移動可能な磁石及び一連の直線上に配置されたホール効果センサを備える磁気感知システム、固定された磁石及び一連の移動可能な直線上に配置されたホール効果センサを備える磁気感知システム、移動可能な光源及び一連の直線上に配置された光ダイオード若しくは光検出器を備える光学検出システム、固定された光源及び一連の移動可能な直線上に配置された光ダイオード若しくは光検出器を備える光学検出システム、又はこれらの任意の組み合わせを含んでもよい。
【０２５８】
電動モータ４８２は、変位部材上の駆動歯のセット又はラックと噛合係合で装着されるギアアセンブリと動作可能にインターフェースする回転式シャフトを含んでもよい。センサ素子は、位置センサ４７２素子の１回転が、変位部材のいくらかの直線長手方向並進に対応するように、ギアアセンブリに動作可能に連結されてもよい。ギアリング及びセンサ機構を、ラックピニオン機構によって直線アクチュエータに、又はスパーギア若しくは他の接続によって回転アクチュエータに接続することができる。電源は、絶対位置決めシステムに電力を供給し、出力インジケータは、絶対位置決めシステムの出力を表示することができる。変位部材は、ギア減速機アセンブリの対応する駆動ギアと噛合係合するために、その上に形成された駆動歯のラックを備える長手方向に移動可能な駆動部材を表す。変位部材は、長手方向に移動可能な発射部材、発射バー、Ｉビーム、又はこれらの組み合わせを表す。
【０２５９】
位置センサ４７２に関連付けられたセンサ素子の１回転は、変位部材の長手方向直線変位ｄ１に相当し、ｄ１は、変位部材に連結したセンサ素子の１回転した後で、変位部材が点「ａ」から点「ｂ」まで移動する長手方向の直線距離である。センサ機構は、位置センサ４７２が変位部材のフルストロークに対して１回以上の回転を完了する結果をもたらすギアの減速を介して接続されてもよい。位置センサ４７２は、変位部材のフルストロークに対して複数回の回転を完了することができる。
【０２６０】
位置センサ４７２の２回以上の回転に対する固有の位置信号を提供するために、一連のスイッチ（ここでｎは１より大きい整数である）が、単独で用いられても、ギアの減速との組み合わせで用いられてもよい。スイッチの状態はマイクロコントローラ４６１にフィードバックされ、マイクロコントローラ４６１は論理を適用して、変位部材の長手方向の直線変位ｄ１＋ｄ２＋．．．ｄｎに対応する一意の位置信号を判定する。位置センサ４７２の出力はマイクロコントローラ４６１に提供される。センサ機構の位置センサ４７２は、位置信号又は値の固有の組み合わせを出力する、磁気センサ、電位差計などのアナログ回転センサ、又はアナログホール効果素子のアレイを備えてもよい。
【０２６１】
位置センサ４７２は、例えば、磁界の全磁界又はベクトル成分を測定するか否かに基づいて分類される磁気センサなどの、任意の数の磁気感知素子を備えてもよい。両タイプの磁気センサを生産するために用いられる技術は、物理学及び電子工学の多数の側面を含んでいる。磁界の感知に用いられる技術としては、とりわけ、探りコイル、フラックスゲート、光ポンピング、核摂動（nuclear precession）、ＳＱＵＩＤ、ホール効果、異方性磁気抵抗、巨大磁気抵抗、磁気トンネル接合、巨大磁気インピーダンス、磁歪／圧電複合材、磁気ダイオード、磁気トランジスタ、光ファイバ、磁気光学、及び微小電気機械システムベースの磁気センサが挙げられる。
【０２６２】
一態様では、絶対位置決めシステムを備える追跡システム４８０の位置センサ４７２は、磁気回転絶対位置決めシステムを備える。位置センサ４７２は、Ａｕｓｔｒｉａ  Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，ＡＧから入手可能なＡＳ５０５５ＥＱＦＴシングルチップ磁気回転位置センサとして実装されてもよい。位置センサ４７２は、マイクロコントローラ４６１と連携して絶対位置決めシステムを提供する。位置センサ４７２は、低電圧低電力の構成要素であり、磁石の上方に位置する位置センサ４７２の領域に、４つのホール効果素子を含む。更に、高解像度ＡＤＣ及びスマート電力管理コントローラがチップ上に設けられている。加算、減算、ビットシフト、及びテーブル参照演算のみを必要とする、双曲線関数及び三角関数を計算する簡潔かつ効率的なアルゴリズムを実装するために、桁毎法（digit-by-digit method）及びボルダーアルゴリズム（Volder’s algorithm）としても知られる、座標回転デジタルコンピュータ（ＣＯＲＤＩＣ）プロセッサが設けられる。角度位置、アラームビット、及び磁界情報は、シリアル周辺インターフェース（ＳＰＩ）インターフェースなどの標準的なシリアル通信インターフェースを介してマイクロコントローラ４６１に伝送される。位置センサ４７２は、１２ビット又は１４ビットの解像度を提供する。位置センサ４７２は、小型のＱＦＮ１６ピン４×４×０．８５ｍｍパッケージで提供されるＡＳ５０５５チップであってもよい。
【０２６３】
絶対位置決めシステムを備える追跡システム４８０は、ＰＩＤ、状態フィードバック、及び適応コントローラなどのフィードバックコントローラを備えてもよく、かつ／又はこれを実装するようにプログラムされてもよい。電源が、フィードバックコントローラからの信号を、システムへの物理的入力、この場合は電圧へと変換する。他の例としては、電圧、電流、及び力のＰＷＭが挙げられる。位置センサ４７２によって測定される位置に加えて、物理的システムの物理パラメータを測定するために、他のセンサ（複数可）が設けられてもよい。いくつかの態様では、他のセンサ（複数可）としては、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＳＴＡＰＬＥ  ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ  ＴＩＳＳＵＥ  ＴＨＩＣＫＮＥＳＳ  ＳＥＮＳＯＲ  ＳＹＳＴＥＭ」と題する２０１６年５月２４日発行の米国特許第９，３４５，４８１号、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＳＴＡＰＬＥ  ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ  ＴＩＳＳＵＥ  ＴＨＩＣＫＮＥＳＳ  ＳＥＮＳＯＲ  ＳＹＳＴＥＭ」と題する２０１４年９月１８日公開の米国特許出願公開第２０１４／０２６３５５２号、及びその全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ  ＦＯＲ  ＡＤＡＰＴＩＶＥ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＯＦ  ＭＯＴＯＲ  ＶＥＬＯＣＩＴＹ  ＯＦ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＡＮＤ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」と題する２０１７年６月２０日出願の米国特許出願第１５／６２８，１７５号に記載されているものなどのセンサ機構を挙げることができる。デジタル信号処理システムでは、絶対位置決めシステムはデジタルデータ取得システムに連結され、ここで絶対位置決めシステムの出力は有限の解像度及びサンプリング周波数を有する。絶対位置決めシステムは、計算された応答を測定された応答に向けて駆動する加重平均及び理論制御ループなどのアルゴリズムを用いて、計算された応答を測定された応答と組み合わせるために、比較及び組み合わせ回路を備え得る。入力を知ることによって物理的システムの状態及び出力がどうなるかを予測するために、物理的システムの計算された応答は、質量、慣性、粘性摩擦、誘導抵抗などの特性を考慮に入れる。
【０２６４】
絶対位置決めシステムは、モータ４８２が単に前方又は後方に経た工程の数をカウントしてデバイスアクチュエータ、駆動バー、ナイフなどの位置を推定する従来の回転エンコーダで必要となり得るような、変位部材をリセット（ゼロ又はホーム）位置へ後退又は前進させることなく、器具の電源投入時に変位部材の絶対位置を提供する。
【０２６５】
例えば、歪みゲージ又は微小歪みゲージなどのセンサ４７４は、例えば、アンビルに適用される閉鎖力を示すことができる、クランプ動作中にアンビルに及ぼされる歪みの振幅などのエンドエフェクタの１つ又は２つ以上のパラメータを測定するように構成されている。測定された歪みは、デジタル信号に変換されて、プロセッサ４６２に提供される。センサ４７４の代わりに、又はこれに加えて、例えば、負荷センサなどのセンサ４７６が、閉鎖駆動システムによってアンビルに印加される閉鎖力を測定することができる。例えば、負荷センサなどのセンサ４７６は、外科用器具又はツールの発射ストローク中にＩビームに印加される発射力を測定することができる。Ｉビームは、楔形スレッドと係合するように構成されており、楔形スレッドは、ステープルドライバを上向きにカム作用して、ステープルを押し出してアンビルと変形接触させるように構成されている。Ｉビームはまた、Ｉビームを発射バーによって遠位に前進させる際に組織を切断するために使用することができる、鋭利な切刃を含む。あるいは、モータ４８２による電流引き込みを測定するために、電流センサ４７８を用いることができる。発射部材を前進させるのに必要な力は、例えば、モータ４８２によって引き込まれる電流に相当し得る。測定された力は、デジタル信号に変換されて、プロセッサ４６２に提供される。
【０２６６】
一形態では、歪みゲージセンサ４７４を使用して、エンドエフェクタによって組織に加えられる力を測定することができる。治療される組織に対するエンドエフェクタによる力を測定するために、歪みゲージをエンドエフェクタに連結することができる。エンドエフェクタによって把持された組織に印加される力を測定するためのシステムは、例えば、エンドエフェクタの１つ又は２つ以上のパラメータを測定するように構成された微小歪みゲージなどの歪みゲージセンサ４７４を備える。一態様では、歪みゲージセンサ４７４は、クランプ動作中にエンドエフェクタのジョー部材に及ぼされる歪みの振幅又は大きさを測定することができ、これは組織の圧縮を示すことができる。測定された歪みはデジタル信号に変換されて、マイクロコントローラ４６１のプロセッサ４６２に提供される。負荷センサ４７６は、例えば、アンビルとステープルカートリッジとの間に捕捉された組織を切断するために、ナイフ要素を操作するのに用いられる力を測定することができる。磁界センサは、捕捉された組織の厚さを測定するために用いることができる。磁界センサの測定値もデジタル信号に変換されて、プロセッサ４６２に提供され得る。
【０２６７】
センサ４７４、４７６によってそれぞれ測定される、組織の圧縮、組織の厚さ、及び／又はエンドエフェクタを組織上で閉鎖するのに必要な力の測定値は、発射部材の選択された位置、及び／又は発射部材の速度の対応する値を特性決定するために、マイクロコントローラ４６１によって使用することができる。一例では、メモリ４６８は、評価の際にマイクロコントローラ４６１によって用いることができる技術、等式及び／又はルックアップテーブルを記憶することができる。
【０２６８】
外科用器具又はツールの制御システム４７０はまた、図８〜図１１に示されるようにモジュール式通信ハブと通信するための有線又は無線通信回路を備えてもよい。
【０２６９】
図３６は、本開示の一態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された制御回路５００を示す。制御回路５００は、本明細書に記載される様々なプロセスを実装するように構成することができる。制御回路５００は、少なくとも１つのメモリ回路５０４に連結された１つ又は２つ以上のプロセッサ５０２（例えば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ）を備えるマイクロコントローラを備えることができる。メモリ回路５０４は、プロセッサ５０２によって実行されると、本明細書に記載される様々なプロセスを実装するための機械命令をプロセッサ５０２に実行させる、機械実行可能命令を記憶する。プロセッサ５０２は、当該技術分野で既知の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５０４は、揮発性及び不揮発性のストレージ媒体を含むことができる。プロセッサ５０２は、命令処理ユニット５０６及び演算ユニット５０８を含んでもよい。命令処理ユニットは、本開示のメモリ回路５０４から命令を受信するように構成されてもよい。
【０２７０】
図３７は、本開示の一態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された組み合わせ論理回路５１０を示す。組み合わせ論理回路５１０は、本明細書に記載される様々なプロセスを実装するように構成することができる。組み合わせ論理回路５１０は、入力５１４で外科用器具又はツールと関連付けられたデータを受信し、組み合わせ論理５１２によってデータを処理し、出力５１６を提供するように構成された組み合わせ論理５１２を含む有限状態マシンを含み得る。
【０２７１】
図３８は、本開示の一態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された順序論理回路５２０を示す。順序論理回路５２０又は組み合わせ論理５２２は、本明細書に記載される様々なプロセスを実装するように構成することができる。順序論理回路５２０は、有限状態マシンを含んでもよい。順序論理回路５２０は、例えば、組み合わせ論理５２２、少なくとも１つのメモリ回路５２４、及びクロック５２９を含んでもよい。少なくとも１つのメモリ回路５２４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。特定の例では、順序論理回路５２０は、同期式又は非同期式であってもよい。組み合わせ論理５２２は、入力５２６から外科用器具又はツールと関連付けられたデータを受信し、組み合わせ論理５２２によってデータを処理し、出力５２８を提供するように構成されている。他の態様では、回路は、プロセッサ（例えば、図３６のプロセッサ５０２）と、本明細書の様々なプロセスを実装する有限状態マシンと、の組み合わせを含んでもよい。他の態様では、有限状態マシンは、組み合わせ論理回路（例えば図３７の組み合わせ論理回路５１０）と順序論理回路５２０の組み合わせを含むことができる。
【０２７２】
図３９は、様々な機能を実施するために起動され得る複数のモータを備える外科用器具又はツールを示す。特定の例では、第１のモータを起動させて第１の機能を実行することができ、第２のモータを起動させて第２の機能を実行することができ、第３のモータを起動させて第３の機能を実行することができ、第４のモータを起動させて第４の機能を実行することができる、といった具合である。特定の例では、ロボット外科用器具６００の複数のモータは個々に起動されて、エンドエフェクタにおいて発射運動、閉鎖運動、及び／又は関節運動を生じさせることができる。発射運動、閉鎖運動、及び／又は関節運動は、例えばシャフトアセンブリを介してエンドエフェクタに伝達することができる。
【０２７３】
特定の例では、外科用器具システム又はツールは発射モータ６０２を含んでもよい。発射モータ６０２は、具体的にはＩビーム要素を変位させるために、モータ６０２によって発生した発射運動をエンドエフェクタに伝達するように構成することができる、発射モータ駆動アセンブリ６０４に動作可能に連結されてもよい。特定の例では、モータ６０２によって発生する発射運動によって、例えば、ステープルをステープルカートリッジから、エンドエフェクタによって捕捉された組織内へと配備し、かつ／又はＩビーム要素の切刃を前進させて、捕捉された組織を切断してもよい。Ｉビーム要素は、モータ６０２の方向を逆転させることによって後退させられ得る。
【０２７４】
特定の例では、外科用器具又はツールは閉鎖モータ６０３を含んでもよい。閉鎖モータ６０３は、具体的には閉鎖管を変位させてアンビルを閉鎖し、アンビルとステープルカートリッジとの間で組織を圧縮するためにモータ６０３によって生成された閉鎖運動をエンドエフェクタに伝達するように構成され得る、閉鎖モータ駆動アセンブリ６０５と動作可能に連結されてもよい。閉鎖運動によって、例えば、エンドエフェクタが開放構成から接近構成へと遷移して組織を捕捉することができる。エンドエフェクタは、モータ６０３の方向を逆転させることによって開放位置に遷移され得る。
【０２７５】
特定の例では、外科用器具又はツールは、例えば、１つ又は２つ以上の関節運動モータ６０６ａ、６０６ｂを含んでもよい。モータ６０６ａ、６０６ｂは、モータ６０６ａ、６０６ｂによって生成された関節運動をエンドエフェクタに伝達するように構成され得る、対応する関節運動モータ駆動アセンブリ６０８ａ、６０８ｂに動作可能に連結され得る。特定の例では、関節運動によって、例えば、エンドエフェクタがシャフトに対して関節運動することができる。
【０２７６】
上述したように、外科用器具又はツールは、様々な独立した機能を実施するように構成され得る複数のモータを含んでもよい。特定の例では、外科用器具又はツールの複数のモータは、他のモータが停止した状態を維持している間に、独立して又は別個に起動させて、１つ又は２つ以上の機能を実施することができる。例えば、関節運動モータ６０６ａ、６０６ｂを起動させて、発射モータ６０２が停止した状態を維持している間に、エンドエフェクタを関節運動させることができる。あるいは、発射モータ６０２を起動させて、関節運動モータ６０６が停止している間に、複数のステープルを発射させ、及び／又は刃先を前進させることができる。更に、閉鎖モータ６０３は、本明細書の以下により詳細に記載されるように、閉鎖管及びＩビーム要素を遠位に前進させるために、発射モータ６０２と同時に起動されてもよい。
【０２７７】
特定の例では、外科用器具又はツールは、外科用器具又はツールの複数のモータと共に用いることができる、共通の制御モジュール６１０を含んでもよい。特定の例では、共通の制御モジュール６１０は、一度に複数のモータのうちの１つに対応することができる。例えば、共通の制御モジュール６１０は、ロボット外科用器具の複数のモータに対して個々に連結及び分離が可能であってもよい。特定の例では、外科用器具又はツールの複数のモータは、共通の制御モジュール６１０などの１つ又は２つ以上の共通の制御モジュールを共有してもよい。特定の例では、外科用器具又はツールの複数のモータは、共通の制御モジュール６１０に独立してかつ選択的に係合することができる。特定の例では、共通の制御モジュール６１０は、外科用器具又はツールの複数のモータのうち一方との連携から、外科用器具又はツールの複数のモータのうちもう一方との連携へと選択的に切り替えることができる。
【０２７８】
少なくとも１つの例では、共通の制御モジュール６１０は、関節運動モータ６０６ａ、６０６ｂとの動作可能な係合と、発射モータ６０２又は閉鎖モータ６０３のいずれかとの動作可能な係合と、の間で選択的に切り替えることができる。少なくとも１つの実施例では、図３９に示されるように、スイッチ６１４は、複数の位置及び／又は状態間を移動又は遷移させることができる。例えば、第１の位置６１６では、スイッチ６１４は、共通の制御モジュール６１０を発射モータ６０２と電気的に連結してもよく、第２の位置６１７では、スイッチ６１４は、共通の制御モジュール６１０を閉鎖モータ６０３と電気的に連結してもよく、第３の位置６１８ａでは、スイッチ６１４は、共通の制御モジュール６１０を第１の関節運動モータ６０６ａと電気的に連結してもよく、第４の位置６１８ｂでは、スイッチ６１４は、共通の制御モジュール６１０を第２の関節運動モータ６０６ｂと電気的に連結してもよい。特定の例では、同時に、別個の共通の制御モジュール６１０を、発射モータ６０２、閉鎖モータ６０３、及び関節運動モータ６０６ａ、６０６ｂと電気的に連結してもよい。特定の例では、スイッチ６１４は、機械的スイッチ、電気機械的スイッチ、固体スイッチ、又は任意の好適な切り替え機構であってもよい。
【０２７９】
モータ６０２、６０３、６０６ａ、６０６ｂのそれぞれは、モータのシャフト上の出力トルクを測定するためのトルクセンサを備えてもよい。エンドエフェクタ上の力は、ジョーの外側の力センサによって、又はジョーを作動させるモータのトルクセンサなどによって、任意の従来の方法で感知されてもよい。
【０２８０】
様々な例では、図３９に示されるように、共通の制御モジュール６１０は、１つ又は２つ以上のＨブリッジＦＥＴを備え得るモータドライバ６２６を備えてもよい。モータドライバ６２６は、例えば、マイクロコントローラ６２０（「コントローラ」）からの入力に基づいて、電源６２８から共通の制御モジュール６１０に連結されたモータへと伝達された電力を変調してもよい。特定の例では、上述したように、例えば、モータが共通の制御モジュール６１０に連結されている間にマイクロコントローラ６２０を用いて、モータによって引き込まれる電流を判定することができる。
【０２８１】
特定の例では、マイクロコントローラ６２０は、マイクロプロセッサ６２２（「プロセッサ」）と、１つ又は２つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体又はメモリユニット６２４（「メモリ」）と、を含んでもよい。特定の例では、メモリ６２４は、様々なプログラム命令を記憶することができ、それが実行されると、プロセッサ６２２に、本明細書に記載される複数の機能及び／又は計算を実施させることができる。特定の例では、メモリユニット６２４のうちの１つ又は２つ以上が、例えば、プロセッサ６２２に連結されてもよい。
【０２８２】
特定の例では、電源６２８を用いて、例えばマイクロコントローラ６２０に電力を供給してもよい。特定の例では、電源６２８は、例えばリチウムイオン電池などの電池（又は「電池パック」若しくは「パワーパック」）を含んでもよい。特定の例では、電池パックは、外科用器具６００に電力を供給するため、ハンドルに解除可能に装着されるように構成されてもよい。直列で接続された多数の電池セルを、電源６２８として使用してもよい。特定の例では、電源６２８は、例えば、交換可能及び／又は再充電可能であってもよい。
【０２８３】
様々な例では、プロセッサ６２２は、モータドライバ６２６を制御して、共通の制御モジュール６１０に連結されたモータの位置、回転方向、及び／又は速度を制御することができる。特定の例では、プロセッサ６２２は、モータドライバ６２６に信号伝達して、共通の制御モジュール６１０に連結されたモータを停止及び／又は無効化することができる。用語「プロセッサ」は、本明細書で使用されるとき、任意の好適なマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、又は、コンピュータの中央処理デバイス（ＣＰＵ）の機能を１つの集積回路又は最大で数個の集積回路上で統合した他の基本コンピューティングデバイスを含むと理解されるべきである。プロセッサは、デジタルデータを入力として受理し、メモリに記憶された命令に従ってそのデータを処理し、結果を出力として提供する、多目的のプログラマブルデバイスである。これは、内部メモリを有するので、逐次的デジタル論理の一例である。プロセッサは、二進数法で表される数字及び記号で動作する。
【０２８４】
一例では、プロセッサ６２２は、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＡＲＭ  Ｃｏｒｔｅｘの商品名で知られているものなど、任意のシングルコア又はマルチコアプロセッサであってもよい。特定の例では、マイクロコントローラ６２０は、例えばＴｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから入手可能なＬＭ  ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲであってもよい。少なくとも１つの実施例では、Ｔｅｘａｓ  ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓのＬＭ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲは、製品データシートで容易に利用可能な特性の中でもとりわけ、最大４０ＭＨｚの２５６ＫＢのシングルサイクルフラッシュメモリ若しくは他の不揮発性メモリのオンチップメモリ、性能を４０ＭＨｚ超に改善するためのプリフェッチバッファ、３２ＫＢのシングルサイクルＳＲＡＭ、ＳｔｅｌｌａｒｉｓＷａｒｅ（登録商標）ソフトウェアを搭載した内部ＲＯＭ、２ＫＢのＥＥＰＲＯＭ、１つ又は２つ以上のＰＷＭモジュール、１つ又は２つ以上のＱＥＩアナログ、１２個のアナログ入力チャネルを備える１つ又は２つ以上の１２ビットＡＤＣを含むＡＲＭ  Ｃｏｒｔｅｘ−Ｍ４Ｆプロセッサコアである。他のマイクロコントローラが、モジュール４４１０と共に使用するのに容易に代用されてもよい。したがって、本開示は、この文脈に限定されるべきではない。
【０２８５】
特定の例では、メモリ６２４は、共通の制御モジュール６１０に連結可能な外科用器具６００のモータをそれぞれ制御するためのプログラム命令を含んでもよい。例えば、メモリ６２４は、発射モータ６０２、閉鎖モータ６０３、及び関節運動モータ６０６ａ、６０６ｂを制御するためのプログラム命令を含んでもよい。このようなプログラム命令は、プロセッサ６２２に、外科用器具又はツールのアルゴリズム又は制御プログラムからの入力に従って、発射機能、閉鎖機能、及び関節運動機能を制御させることができる。
【０２８６】
特定の例では、例えば、センサ６３０などの１つ又は２つ以上の機構及び／又はセンサを用いて、特定の設定で使用すべきプログラム命令をプロセッサ６２２に警告することができる。例えば、センサ６３０は、エンドエフェクタの発射、閉鎖、及び関節運動に関連するプログラム命令を使用するようにプロセッサ６２２に警告することができる。特定の例では、センサ６３０は、例えば、スイッチ６１４の位置を感知するために用いることができる位置センサを備えてもよい。したがって、プロセッサ６２２は、例えば、センサ６３０を介してスイッチ６１４が第１の位置６１６にあることを検出すると、エンドエフェクタのＩビームの発射と関連付けられたプログラム命令を使用することができ、プロセッサ６２２は、例えば、センサ６３０を介してスイッチ６１４が第２の位置６１７にあることを検出すると、アンビルの閉鎖と関連付けられたプログラム命令を使用することができ、プロセッサ６２２は、例えば、センサ６３０を介してスイッチ６１４が第３の位置６１８ａ又は第４の位置６１８ｂにあることを検出すると、エンドエフェクタの関節運動と関連付けられたプログラム命令を使用することができる。
【０２８７】
図４０は、本開示の一態様による、本明細書に記載される外科用ツールを操作するように構成されたロボット外科用器具７００の概略図である。ロボット外科用器具７００は、単一又は複数の関節運動駆動連結部のいずれかを用いて、変位部材の遠位／近位並進、閉鎖管の遠位／近位変位、シャフトの回転、及び関節運動を制御するようにプログラム又は構成されてもよい。一態様では、外科用器具７００は、発射部材、閉鎖部材、シャフト部材、又は１つ若しくは２つ以上の関節運動部材を個別に制御するようにプログラム又は構成されてもよい。外科用器具７００は、モータ駆動式の発射部材、閉鎖部材、シャフト部材、又は１つ若しくは２つ以上の関節運動部材を制御するように構成された制御回路７１０を備える。
【０２８８】
一態様では、ロボット外科用器具７００は、複数のモータ７０４ａ〜７０４ｅを介して、エンドエフェクタ７０２のアンビル７１６及びＩビーム７１４（鋭い切刃を含む）部分、取り外し可能なステープルカートリッジ７１８、シャフト７４０、並びに１つ又は２つ以上の関節運動部材７４２ａ、７４２ｂを制御するように構成された制御回路７１０を備える。位置センサ７３４は、Ｉビーム７１４の位置フィードバックを制御回路７１０に提供するように構成されてもよい。他のセンサ７３８は、制御回路７１０にフィードバックを提供するように構成されてもよい。タイマ／カウンタ７３１は、制御回路７１０にタイミング及びカウント情報を提供する。モータ７０４ａ〜７０４ｅを動作させるためにエネルギー源７１２が設けられてもよく、電流センサ７３６はモータ電流フィードバックを制御回路７１０に提供する。モータ７０４ａ〜７０４ｅは、開ループ又は閉ループフィードバック制御において制御回路７１０によって個別に操作することができる。
【０２８９】
一態様では、制御回路７１０は、１つ又は２つ以上のマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、又はプロセッサ若しくは複数のプロセッサに１つ又は２つ以上のタスクを実施させる命令を実行するための他の好適なプロセッサを備えてもよい。一態様では、タイマ／カウンタ７３１は、経過時間又はデジタルカウントなどの出力信号を制御回路７１０に提供して位置センサ７３４によって判定されたＩビーム７１４の位置をタイマ／カウンタ７３１の出力と相関させ、その結果、制御回路７１０は、Ｉビーム７１４が開始位置に対して特定の位置にあるときの、開始位置又は時間（ｔ）に対する特定の時間（ｔ）におけるＩビーム７１４の位置を判定することができる。タイマ／カウンタ７３１は、経過時間を測定するか、外部イベントを計数するか、又は外部イベントの時間を測定するように構成されてよい。
【０２９０】
一態様では、制御回路７１０は、１つ又は２つ以上の組織状態に基づいてエンドエフェクタ７０２の機能を制御するようにプログラムされてもよい。制御回路７１０は、本明細書に記載されるように、直接的又は間接的のいずれかで厚さなどの組織状態を感知するようにプログラムされてもよい。制御回路７１０は、組織状態に基づいて発射制御プログラム又は閉鎖制御プログラムを選択するようにプログラムされてもよい。発射制御プログラムは、変位部材の遠位運動を記述することができる。様々な組織状態をより良好に処理するために様々な発射制御プログラムを選択することができる。例えば、より厚い組織が存在する場合、制御回路７１０は、変位部材をより低速で、かつ／又はより低電力で並進させるようにプログラムされてもよい。より薄い組織が存在する場合、制御回路７１０は、変位部材をより高速で、かつ／又はより高電力で並進させるようにプログラムされてもよい。閉鎖制御プログラムは、アンビル７１６によって組織に印加される閉鎖力を制御し得る。他の制御プログラムは、シャフト７４０及び関節運動部材７４２ａ、７４２ｂの回転を制御する。
【０２９１】
一態様では、制御回路７１０は、モータ設定点信号を発生させることができる。モータ設定値信号は、様々なモータコントローラ７０８ａ〜７０８ｅに提供されてもよい。モータコントローラ７０８ａ〜７０８ｅは、本明細書で説明するように、モータ７０４ａ〜７０４ｅにモータ駆動信号を提供してモータ７０４ａ〜７０４ｅを駆動するように構成された１つ又は２つ以上の回路を備えてもよい。いくつかの実施例では、モータ７０４ａ〜７０４ｅはブラシ付きＤＣ電動モータであってもよい。例えば、モータ７０４ａ〜７０４ｅの速度は、それぞれのモータ駆動信号に比例してもよい。いくつかの実施例では、モータ７０４ａ〜７０４ｅはブラシレスＤＣ電動モータであってもよく、それぞれのモータ駆動信号は、モータ７０４ａ〜７０４ｅの１つ又は２つ以上の固定子巻線に提供されるＰＷＭ信号を含んでもよい。また、いくつかの実施例では、モータコントローラ７０８ａ〜７０８ｅは省略されてもよく、制御回路７１０がモータ駆動信号を直接生成してもよい。
【０２９２】
一態様では、制御回路７１０は、最初に、モータ７０４ａ〜７０４ｅのそれぞれを、変位部材のストロークの第１の開ループ部分では開ループ構成で動作させてもよい。ストロークの開ループ部分の間のロボット外科用器具７００の応答に基づいて、制御回路７１０は、閉ループ構成の発射制御プログラムを選択してもよい。器具の応答としては、開ループ部分の間の変位部材の並進距離、開ループ部分の間に経過する時間、開ループ部分の間にモータ７０４ａ〜７０４ｅのうちの１つに提供されるエネルギー、モータ駆動信号のパルス幅の合計などが挙げられ得る。開ループ部分の後で、制御回路７１０は、変位部材ストロークの第２の部分に対して選択された発射制御プログラムを実施してもよい。例えば、ストロークの閉ループ部分の間、制御回路７１０は、変位部材の位置を記述する並進データに基づいてモータ７０４ａ〜７０４ｅのうちの１つを閉ループ式に変調して、変位部材を一定速度で並進させてもよい。
【０２９３】
一態様では、モータ７０４ａ〜７０４ｅは、エネルギー源７１２から電力を受け取ることができる。エネルギー源７１２は、主交流電源、電池、超コンデンサ、又は任意の他の好適なエネルギー源によって駆動されるＤＣ電源であってもよい。モータ７０４ａ〜７０４ｅは、それぞれの伝達装置７０６ａ〜７０６ｅを介して、Ｉビーム７１４、アンビル７１６、シャフト７４０、関節運動７４２ａ、及び関節運動７４２ｂなどの個々の移動可能な機械的要素に機械的に連結されてもよい。伝達装置７０６ａ〜７０６ｅは、モータ７０４ａ〜７０４ｅを可動機械的要素に連結するための１つ又は２つ以上のギア又は他の連結構成要素を含んでもよい。位置センサ７３４は、Ｉビーム７１４の位置を感知し得る。位置センサ７３４は、Ｉビーム７１４の位置を示す位置データを発生させることができる任意の種類のセンサであってもよく、又はそれを含んでもよい。いくつかの実施例では、位置センサ７３４は、Ｉビーム７１４が遠位及び近位に並進すると一連のパルスを制御回路７１０に提供するように構成されたエンコーダを含んでもよい。制御回路７１０は、パルスを追跡してＩビーム７１４の位置を判定してもよい。例えば、近接センサを含む他の好適な位置センサが使用されてもよい。他の種類の位置センサは、Ｉビーム７１４の運動を示す他の信号を提供することができる。また、いくつかの実施例では、位置センサ７３４は省略されてもよい。モータ７０４ａ〜７０４ｅのいずれかがステッパモータである場合、制御回路７１０は、モータ７０４が実行するように指示された工程の数及び方向を合計することによって、Ｉビーム７１４の位置を追跡することができる。位置センサ７３４は、エンドエフェクタ７０２内、又は器具の任意の他の部分に位置することができる。モータ７０４ａ〜７０４ｅのそれぞれの出力は、力を感知するためのトルクセンサ７４４ａ〜７４４ｅを含み、駆動シャフトの回転を感知するエンコーダを有する。
【０２９４】
一態様では、制御回路７１０は、エンドエフェクタ７０２のＩビーム７１４部分などの発射部材を駆動するように構成されている。制御回路７１０はモータ制御部７０８ａにモータ設定値を提供し、モータ制御部７０８ａはモータ７０４ａに駆動信号を提供する。モータ７０４ａの出力シャフトは、トルクセンサ７４４ａに連結される。トルクセンサ７４４ａは、Ｉビーム７１４に連結された伝達装置７０６ａに連結される。伝達装置７０６ａは、エンドエフェクタ７０２の長手方向軸線に沿って遠位及び近位へのＩビーム７１４の移動を制御するための回転要素及び発射部材などの移動可能な機械的要素を備える。一態様では、モータ７０４ａは、第１のナイフ駆動ギア及び第２のナイフ駆動ギアを含むナイフギア減速セットを含むナイフギアアセンブリに連結されてもよい。トルクセンサ７４４ａは、制御回路７１０に発射力フィードバック信号を提供する。発射力信号は、Ｉビーム７１４を発射又は変位させるために必要な力を表す。位置センサ７３４は、発射ストロークに沿ったＩビーム７１４の位置又は発射部材の位置を、フィードバック信号として制御回路７１０に提供するように構成されてもよい。エンドエフェクタ７０２は、制御回路７１０にフィードバック信号を提供するように構成された追加のセンサ７３８を含んでもよい。使用準備が整ったら、制御回路７１０は、モータ制御部７０８ａに発射信号を提供することができる。発射信号に応答して、モータ７０４ａは、発射部材をエンドエフェクタ７０２の長手方向軸線に沿って、近位のストローク開始位置からストローク開始位置の遠位にあるストローク終了位置まで遠位方向に駆動することができる。発射部材が遠位に並進すると、遠位端に位置付けられた切断要素を備えるＩビーム７１４は、遠位に前進して、ステープルカートリッジ７１８とアンビル７１６との間に位置する組織を切断する。
【０２９５】
一態様では、制御回路７１０は、エンドエフェクタ７０２のアンビル７１６部分などの閉鎖部材を駆動するように構成されている。制御回路７１０は、モータ７０４ｂに駆動信号を提供するモータ制御部７０８ｂにモータ設定点を提供する。モータ７０４ｂの出力シャフトは、トルクセンサ７４４ｂに連結される。トルクセンサ７４４ｂは、アンビル７１６に連結された伝達装置７０６ｂに連結される。伝達装置７０６ｂは、開放位置及び閉鎖位置からのアンビル７１６の移動を制御するための回転要素及び閉鎖部材などの移動可能な機械的要素を含む。一態様では、モータ７０４ｂは、閉鎖スパーギアと噛合係合して支持される閉鎖減速ギアセットを含む閉鎖ギアアセンブリに連結される。トルクセンサ７４４ｂは、制御回路７１０に閉鎖力フィードバック信号を提供する。閉鎖力フィードバック信号は、アンビル７１６に印加される閉鎖力を表す。位置センサ７３４は、閉鎖部材の位置をフィードバック信号として制御回路７１０に提供するように構成されてもよい。エンドエフェクタ７０２内の追加のセンサ７３８は、閉鎖力フィードバック信号を制御回路７１０に提供することができる。枢動可能なアンビル７１６は、ステープルカートリッジ７１８の反対側に位置付けられる。使用準備が整うと、制御回路７１０は、モータ制御部７０８ｂに閉鎖信号を提供することができる。閉鎖信号に応答して、モータ７０４ｂは、閉鎖部材を前進させて、アンビル７１６とステープルカートリッジ７１８との間で組織を把持する。
【０２９６】
一態様では、制御回路７１０は、エンドエフェクタ７０２を回転させるためにシャフト７４０などのシャフト部材を回転させるように構成されている。制御回路７１０は、モータ７０４ｃに駆動信号を提供するモータ制御部７０８ｃにモータ設定点を提供する。モータ７０４ｃの出力シャフトは、トルクセンサ７４４ｃに連結される。トルクセンサ７４４ｃは、シャフト７４０に連結された伝達装置７０６ｃに連結される。伝達装置７０６ｃは、シャフト７４０の時計回り又は反時計回りの回転を３６０度まで及びそれを超えて制御するために回転要素などの移動可能な機械的要素を備える。一態様では、モータ７０４ｃは、ツール装着プレート上に動作可能に支持された回転ギアアセンブリによって動作可能に係合されるように、近位閉鎖管の近位端上に形成された（又はこれに取り付けられた）管状ギアセグメントを含む回転伝達装置アセンブリに連結される。トルクセンサ７４４ｃは、制御回路７１０に回転力フィードバック信号を提供する。回転力フィードバック信号は、シャフト７４０に印加される回転力を表す。位置センサ７３４は、閉鎖部材の位置をフィードバック信号として制御回路７１０に提供するように構成されてもよい。シャフトエンコーダなどの追加のセンサ７３８が、シャフト７４０の回転位置を制御回路７１０に提供してもよい。
【０２９７】
一態様では、制御回路７１０は、エンドエフェクタ７０２を関節運動させるように構成されている。制御回路７１０は、モータ７０４ｄに駆動信号を提供するモータ制御部７０８ｄにモータ設定点を提供する。モータ７０４ｄの出力シャフトは、トルクセンサ７４４ｄに連結される。トルクセンサ７４４ｄは、関節運動部材７４２ａに連結された伝達装置７０６ｄに連結される。伝達装置７０６ｄは、エンドエフェクタ７０２の±６５°の関節運動を制御するための関節運動要素などの移動可能な機械的要素を備える。一態様では、モータ７０４ｄは、関節運動ナットに連結され、関節運動ナットは、遠位スパイン部分の近位端部分上で回転可能に軸支され、遠位スパイン部分の近位端部分上で関節運動ギアアセンブリによって回転可能に駆動される。トルクセンサ７４４ｄは、制御回路７１０に関節運動力フィードバック信号を提供する。関節運動力フィードバック信号は、エンドエフェクタ７０２に適用される関節運動力を表す。関節運動エンコーダなどのセンサ７３８は、エンドエフェクタ７０２の関節運動位置を制御回路７１０に提供してもよい。
【０２９８】
別の態様では、ロボット外科システム７００の関節運動機能は、２つの関節運動部材、又は連結部７４２ａ、７４２ｂを含んでもよい。これらの関節運動部材７４２ａ、７４２ｂは、２つのモータ７０８ｄ、７０８ｅによって駆動されるロボットインターフェース（ラック）上の個別のディスクによって駆動される。個別の発射モータ７０４ａが提供されると、ヘッドが運動していないときにヘッドに抵抗保持運動及び負荷を提供するために、かつヘッドが関節運動しているときに関節運動を提供するために、関節運動連結部７４２ａ、７４２ｂのそれぞれは他の連結部に対して拮抗的に駆動され得る。関節運動部材７４２ａ、７４２ｂは、ヘッドが回転するときに固定された半径でヘッドに取り付けられる。したがって、ヘッドが回転すると、プッシュプル連結部の機械効率は変化する。この機械効率の変化は、他の関節運動連結部の駆動システムでより顕著であり得る。
【０２９９】
一態様では、１つ又は２つ以上のモータ７０４ａ〜７０４ｅは、ギアボックス、及び発射部材、閉鎖部材、又は関節運動部材への機械的連結部を備えるブラシ付きＤＣモータを備えてもよい。別の例としては、変位部材、関節運動連結部、閉鎖管、及びシャフトなどの可動機械的要素を動作させる電動モータ７０４ａ〜７０４ｅが挙げられる。外部影響とは、組織、周囲体、及び物理系上の摩擦などのものの、測定されていない予測不可能な影響である。こうした外部影響は、電動モータ７０４ａ〜７０４ｅの１つに反して作用する障害（drag）と呼ばれることがある。障害などの外部影響は、物理系の動作を物理系の所望の動作から逸脱させることがある。
【０３００】
一態様では、位置センサ７３４は、絶対位置決めシステムとして実装されてもよい。一態様では、位置センサ７３４は、Ａｕｓｔｒｉａ  Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，ＡＧから入手可能なＡＳ５０５５ＥＱＦＴシングルチップ磁気回転位置センサとして実装される磁気回転絶対位置決めシステムを備えてもよい。位置センサ７３４は、制御回路７１０と連係して絶対位置決めシステムを提供することができる。位置は、磁石の上方に位置し、加算、減算、ビットシフト、及びテーブル参照演算のみを必要とする、双曲線関数及び三角関数を計算する簡潔かつ効率的なアルゴリズムを実装するために設けられた、桁毎法及びボルダーアルゴリズムとしても知られるＣＯＲＤＩＣプロセッサに連結された、複数のホール効果素子を含み得る。
【０３０１】
一態様では、制御回路７１０は、１つ又は２つ以上のセンサ７３８と通信してもよい。センサ７３８は、エンドエフェクタ７０２上に位置付けられ、ロボット外科用器具７００と共に動作して、間隙距離対時間、組織圧縮対時間、及びアンビル歪み対時間などの様々な導出パラメータを測定するように適合されてもよい。センサ７３８は、磁気センサ、磁界センサ、歪みゲージ、ロードセル、圧力センサ、力センサ、トルクセンサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光学センサ、及び／又はエンドエフェクタ７０２の１つ又は２つ以上のパラメータを測定するための任意の他の好適なセンサを備えてもよい。センサ７３８は、１つ又は２つ以上のセンサを含み得る。センサ７３８は、分割された電極を使用して組織の位置を判定するために、ステープルカートリッジ７１８のデッキ上に位置していてもよい。トルクセンサ７４４ａ〜７４４ｅは、とりわけ、発射力、閉鎖力、及び／又は関節運動力などの力を感知するように構成されてもよい。したがって、制御回路７１０は、（１）遠位閉鎖管によって経験される閉鎖負荷及びその位置、（２）ラックにある発射部材及びその位置、（３）ステープルカートリッジ７１８のどの部分がその上に組織を有しているか、及び（４）両方の関節運動ロッド上の負荷及び位置を感知することができる。
【０３０２】
一態様では、１つ又は２つ以上のセンサ７３８は、把持状態の間のアンビル７１６における歪みの大きさを測定するように構成された、微小歪みゲージなどの歪みゲージを備えてもよい。歪みゲージは、歪みの大きさに伴って振幅が変動する電気信号を提供する。センサ７３８は、アンビル７１６とステープルカートリッジ７１８との間で圧縮された組織の存在によって発生した圧力を検出するように構成された圧力センサを備えてもよい。センサ７３８は、アンビル７１６とステープルカートリッジ７１８との間に位置する組織部分のインピーダンスを検出するように構成されてもよく、このインピーダンスは、それらの間に位置する組織の厚さ及び／又は充満度を示す。
【０３０３】
一態様では、センサ７３８は、とりわけ、１つ又は２つ以上のリミットスイッチ、電気機械デバイス、固体スイッチ、ホール効果デバイス、磁気抵抗（ＭＲ）デバイス、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）デバイス、磁力計として実装されてもよい。他の実装形態では、センサ７３８は、とりわけ光センサ、ＩＲセンサ、紫外線センサなどの光の影響下で動作する固体スイッチとして実装されてもよい。更に、スイッチは、トランジスタ（例えば、ＦＥＴ、接合ＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ、双極など）などの固体デバイスであってもよい。他の実装形態では、センサ７３８は、とりわけ、導電体非含有スイッチ、超音波スイッチ、加速度計、及び慣性センサを含んでもよい。
【０３０４】
一態様では、センサ７３８は、閉鎖駆動システムによってアンビル７１６に及ぼされる力を測定するように構成され得る。例えば、１つ又は２つ以上のセンサ７３８は、閉鎖管によってアンビル７１６に印加される閉鎖力を検出するために、閉鎖管とアンビル７１６との間の相互作用点に位置してもよい。アンビル７１６に対して及ぼされる力は、アンビル７１６とステープルカートリッジ７１８との間に捕捉された組織部分が経験する組織圧縮を表すものであり得る。１つ又は２つ以上のセンサ７３８を、閉鎖駆動システムに沿って様々な相互作用点に位置付けて、閉鎖駆動システムによりアンビル７１６に印加される閉鎖力を検出することができる。１つ又は２つ以上のセンサ７３８は、制御回路７１０のプロセッサによるクランプ動作中にリアルタイムでサンプリングされてもよい。制御回路７１０は、リアルタイムのサンプル測定値を受信して時間ベースの情報を提供及び分析し、アンビル７１６に印加される閉鎖力をリアルタイムで評価する。
【０３０５】
一態様では、電流センサ７３６を用いて、モータ７０４ａ〜７０４ｅのそれぞれによって引き込まれる電流を測定することができる。Ｉビーム７１４などの移動可能な機械的要素のいずれかを前進させるのに必要な力は、モータ７０４ａ〜７０４ｅのうちの１つによって引き込まれる電流に対応する。力はデジタル信号に変換されて、制御回路７１０に提供される。制御回路７１０は、器具の実際のシステムの応答をコントローラのソフトウェアでシミュレートするように構成され得る。変位部材を作動させて、エンドエフェクタ７０２内のＩビーム７１４を目標速度又はその付近で移動させることができる。ロボット外科用器具７００は、フィードバックコントローラを含むことができ、フィードバックコントローラは、例えば、ＰＩＤ、状態フィードバック、線形二次（ＬＱＲ）、及び／又は適応コントローラが挙げられるがこれらに限定されない任意のフィードバックコントローラのうちのいずれか１つであってもよい。ロボット外科用器具７００は、フィードバックコントローラからの信号を、例えば、ケース電圧、ＰＷＭ電圧、周波数変調電圧、電流、トルク、及び／又は力などの物理的入力に変換するための電源を含むことができる。更なる詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１７年６月２９日出願の「ＣＬＯＳＥＤ  ＬＯＯＰ  ＶＥＬＯＣＩＴＹ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ  ＦＯＲ  ＲＯＢＯＴＩＣ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」と題する米国特許出願第１５／６３６，８２９号に開示されている。
【０３０６】
図４１は、本開示の一態様による、変位部材の遠位並進を制御するようにプログラムされた外科用器具７５０のブロック図を示す。一態様では、外科用器具７５０は、Ｉビーム７６４などの変位部材の遠位並進を制御するようにプログラムされる。外科用器具７５０は、アンビル７６６、Ｉビーム７６４（鋭い切断縁部を含む）、及び取り外し可能なステープルカートリッジ７６８を備え得るエンドエフェクタ７５２を備える。
【０３０７】
Ｉビーム７６４などの直線変位部材の位置、移動、変位、及び／又は並進は、絶対位置決めシステム、センサ機構、及び位置センサ７８４によって測定することができる。Ｉビーム７６４が長手方向に移動可能な駆動部材に連結されているため、Ｉビーム７６４の位置は、位置センサ７８４を用いる長手方向に移動可能な駆動部材の位置を測定することによって判定することができる。したがって、以下の説明では、Ｉビーム７６４の位置、変位、及び／又は並進は、本明細書に記載される位置センサ７８４によって達成され得る。制御回路７６０は、Ｉビーム７６４などの変位部材の並進を制御するようにプログラムされてもよい。いくつかの実施例では、制御回路７６０は、１つ若しくは２つ以上のマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、又はプロセッサ若しくは複数のプロセッサに、記載される方法で変位部材、例えばＩビーム７６４を制御させる命令を実行するための他の好適なプロセッサを備えてもよい。一態様では、タイマ／カウンタ７８１は、経過時間又はデジタルカウントなどの出力信号を制御回路７６０に提供して、位置センサ７８４によって判定されたＩビーム７６４の位置をタイマ／カウンタ７８１の出力と相関させ、その結果、制御回路７６０は、開始位置に対する特定の時間（ｔ）におけるＩビーム７６４の位置を判定することができる。タイマ／カウンタ７８１は、経過時間を測定するか、外部イベントを計数するか、又は外部イベントの時間を測定するように構成されてよい。
【０３０８】
制御回路７６０は、モータ設定値信号７７２を発生させてもよい。モータ設定値信号７７２は、モータコントローラ７５８に提供されてもよい。モータコントローラ７５８は、本明細書に記載されるように、モータ７５４にモータ駆動信号７７４を提供してモータ７５４を駆動するように構成された１つ又は２つ以上の回路を備えてもよい。いくつかの実施例では、モータ７５４は、ブラシ付きＤＣ電動モータであってもよい。例えば、モータ７５４の速度は、モータ駆動信号７７４に比例してもよい。いくつかの例では、モータ７５４はブラシレスＤＣ電動モータであってもよく、モータ駆動信号７７４は、モータ７５４の１つ又は２つ以上の固定子巻線に提供されるＰＷＭ信号を含んでもよい。また、いくつかの実施例では、モータコントローラ７５８は省略されてもよく、制御回路７６０がモータ駆動信号７７４を直接生成してもよい。
【０３０９】
モータ７５４は、エネルギー源７６２から電力を受信することができる。エネルギー源７６２は、電池、超コンデンサ、又は任意の他の好適なエネルギー源であってもよく、あるいはそれを含んでもよい。モータ７５４は、伝達装置７５６を介してＩビーム７６４に機械的に連結され得る。伝達装置７５６は、モータ７５４をＩビーム７６４に連結するための１つ若しくは２つ以上のギア又は他の連結構成要素を含んでもよい。位置センサ７８４は、Ｉビーム７６４の位置を感知し得る。位置センサ７８４は、Ｉビーム７６４の位置を示す位置データを生成することができる任意の種類のセンサであってもよく、又はそれを含んでもよい。いくつかの実施例では、位置センサ７８４は、Ｉビーム７６４が遠位及び近位に並進すると一連のパルスを制御回路７６０に提供するように構成されたエンコーダを含んでもよい。制御回路７６０は、パルスを追跡してＩビーム７６４の位置を判定してもよい。例えば近接センサを含む他の好適な位置センサが使用されてもよい。他の種類の位置センサは、Ｉビーム７６４の運動を示す他の信号を提供することができる。また、いくつかの実施例では、位置センサ７８４は省略されてもよい。モータ７５４がステッパモータである場合、制御回路７６０は、モータ７５４が実行するように指示された工程の数及び方向を合計することによって、Ｉビーム７６４の位置を追跡することができる。位置センサ７８４は、エンドエフェクタ７５２内、又は器具の任意の他の部分に位置することができる。
【０３１０】
制御回路７６０は、１つ又は２つ以上のセンサ７８８と通信することができる。センサ７８８は、エンドエフェクタ７５２上に位置付けられ、外科用器具７５０と共に動作して、間隙距離対時間、組織圧縮対時間、及びアンビル歪み対時間などの様々な導出パラメータを測定するように適合され得る。センサ７８８は、磁気センサ、磁界センサ、歪みゲージ、圧力センサ、力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光学センサ、及び／又はエンドエフェクタ７５２の１つ若しくは２つ以上のパラメータを測定するための任意の他の好適なセンサを備え得る。センサ７８８は、１つ又は２つ以上のセンサを含み得る。
【０３１１】
１つ又は２つ以上のセンサ７８８は、クランプ状態の間のアンビル７６６における歪みの大きさを測定するように構成された、微小歪みゲージなどの歪みゲージを備えてもよい。歪みゲージは、歪みの大きさに伴って振幅が変動する電気信号を提供する。センサ７８８は、アンビル７６６とステープルカートリッジ７６８との間で圧縮された組織の存在によって発生した圧力を検出するように構成された圧力センサを備えてもよい。センサ７８８は、アンビル７６６とステープルカートリッジ７６８との間に位置する組織部分のインピーダンスを検出するように構成されてもよく、このインピーダンスは、それらの間に位置する組織の厚さ及び／又は充満度を示す。
【０３１２】
センサ７８８は、閉鎖駆動システムによりにより、アンビル７６６上に及ぼされる力を測定するように構成されてよい。例えば、１つ又は２つ以上のセンサ７８８は、閉鎖管によってアンビル７６６に印加される閉鎖力を検出するために、閉鎖管とアンビル７６６との間の相互作用点に位置してもよい。アンビル７６６に対して及ぼされる力は、アンビル７６６とステープルカートリッジ７６８との間に捕捉された組織部分が経験する組織圧縮を表すものであり得る。１つ又は２つ以上のセンサ７８８を、閉鎖駆動システムに沿って様々な相互作用点に位置付けて、閉鎖駆動システムによりアンビル７６６に印加される閉鎖力を検出することができる。１つ又は２つ以上のセンサ７８８は、制御回路７６０のプロセッサによるクランプ動作中にリアルタイムでサンプリングされてもよい。制御回路７６０は、リアルタイムのサンプル測定値を受信して時間ベースの情報を提供及び分析し、アンビル７６６に印加される閉鎖力をリアルタイムで評価する。
【０３１３】
モータ７５４によって引き込まれる電流を測定するために、電流センサ７８６を用いることができる。Ｉビーム７６４を前進させるのに必要な力は、モータ７５４によって引き込まれる電流に相当する。力はデジタル信号に変換されて、制御回路７６０に提供される。
【０３１４】
制御回路７６０は、器具の実際のシステムの応答をコントローラのソフトウェアでシミュレートするように構成され得る。変位部材を作動させて、エンドエフェクタ７５２内のＩビーム７６４を目標速度又はその付近で移動させることができる。外科用器具７５０は、フィードバックコントローラを含むことができ、フィードバックコントローラは、例えば、ＰＩＤ、状態フィードバック、ＬＱＲ、及び／又は適応コントローラが挙げられるがこれらに限定されない任意のフィードバックコントローラのうちのいずれか１つであってもよい。外科用器具７５０は、フィードバックコントローラからの信号を、例えば、ケース電圧、ＰＷＭ電圧、周波数変調電圧、電流、トルク、及び／又は力などの物理的入力に変換するための電源を含むことができる。
【０３１５】
外科用器具７５０の実際の駆動システムは、ギアボックス、並びに関節運動及び／又はナイフシステムへの機械的リンクを備えるブラシ付きＤＣモータによって、変位部材、切断部材、又はＩビーム７６４を駆動するように構成されている。別の例は、相互交換可能なシャフトアセンブリの、例えば変位部材及び関節運動ドライバを動作させる電気モータ７５４である。外部影響とは、組織、周囲体、及び物理系上の摩擦などのものの、測定されていない予測不可能な影響である。こうした外部影響は、電気モータ７５４に反して機能する障害と呼ばれることがある。障害などの外部影響は、物理系の動作を物理系の所望の動作から逸脱させることがある。
【０３１６】
様々な例示的な態様は、モータ駆動の外科用ステープル留め及び切断器具を有するエンドエフェクタ７５２を備える外科用器具７５０を対象とする。例えば、モータ７５４は、エンドエフェクタ７５２の長手方向軸線に沿って遠位及び近位に変位部材を駆動してもよい。エンドエフェクタ７５２は、枢動可能なアンビル７６６と、使用のために構成されている場合は、アンビル７６６の反対側に位置付けられたステープルカートリッジ７６８とを備えてもよい。臨床医は、本明細書に記載されるように、アンビル７６６とステープルカートリッジ７６８との間に組織を把持してもよい。器具７５０を使用する準備が整った場合、臨床医は、例えば器具７５０のトリガを押すことによって発射信号を提供してもよい。発射信号に応答して、モータ７５４は、変位部材をエンドエフェクタ７５２の長手方向軸線に沿って、近位のストローク開始位置からストローク開始位置の遠位にあるストローク終了位置まで遠位に駆動することができる。変位部材が遠位に並進するにつれて、遠位端に位置付けられた切断要素を有するＩビーム７６４は、ステープルカートリッジ７６８とアンビル７６６との間の組織を切断することができる。
【０３１７】
様々な実施例で、外科用器具７５０は、１つ又は２つ以上の組織状態に基づいて、例えば、Ｉビーム７６４などの変位部材の遠位並進を制御するようにプログラムされた制御回路７６０を備えてもよい。制御回路７６０は、本明細書に記載されるように、直接的又は間接的のいずれかで厚さなどの組織状態を感知するようにプログラムされてもよい。制御回路７６０は、組織状態に基づいて発射制御プログラムを選択するようにプログラムされてもよい。発射制御プログラムは、変位部材の遠位運動を記述することができる。様々な組織状態をより良好に処理するために様々な発射制御プログラムを選択することができる。例えば、より厚い組織が存在する場合、制御回路７６０は、変位部材をより低速で、かつ／又はより低電力で並進させるようにプログラムされてもよい。より薄い組織が存在する場合、制御回路７６０は、変位部材をより高速で、かつ／又はより高電力で並進させるようにプログラムされてもよい。
【０３１８】
いつくかの実施例では、制御回路７６０は、最初に、モータ７５４を、変位部材のストロークの第１の開ループ部分に対する開ループ構成で動作させてもよい。ストロークの開ループ部分の間の器具７５０の応答に基づいて、制御回路７６０は、発射制御プログラムを選択してもよい。器具の応答としては、開ループ部分の間の変位部材の並進距離、開ループ部分の間に経過する時間、開ループ部分の間にモータ７５４に提供されるエネルギー、モータ駆動信号のパルス幅の合計などが挙げられ得る。開ループ部分の後、制御回路７６０は、変位部材ストロークの第２の部分に対して、選択された発射制御プログラムを実施してもよい。例えば、ストロークの閉ループ部分の間、制御回路７６０は、変位部材の位置を記述する並進データに基づいてモータ７５４を閉ループ式に変調して、変位部材を一定速度で並進させてもよい。更なる詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１７年９月２９日出願の「ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ  Ａ  ＤＩＳＰＬＡＹ  ＯＦ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」と題する米国特許出願第１５／７２０，８５２号に開示されている。
【０３１９】
図４２は、本開示の一態様による、様々な機能を制御するように構成された外科用器具７９０の概略図である。一態様では、外科用器具７９０は、Ｉビーム７６４などの変位部材の遠位並進を制御するようにプログラムされる。外科用器具７９０は、アンビル７６６と、Ｉビーム７６４と、ＲＦカートリッジ７９６（破線で示す）と交換することができる着脱可能なステープルカートリッジ７６８と、を備え得るエンドエフェクタ７９２を備える。
【０３２０】
一態様では、センサ７８８は、とりわけ、リミットスイッチ、電気機械デバイス、固体スイッチ、ホール効果デバイス、ＭＲデバイス、ＧＭＲデバイス、磁力計として実装されてもよい。他の実装形態では、センサ６３８は、とりわけ光センサ、ＩＲセンサ、紫外線センサなどの光の影響下で動作する固体スイッチであってもよい。更に、スイッチは、トランジスタ（例えば、ＦＥＴ、接合ＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ、双極など）などの固体デバイスであってもよい。他の実装形態では、センサ７８８は、とりわけ、導電体非含有スイッチ、超音波スイッチ、加速度計、及び慣性センサを含んでもよい。
【０３２１】
一態様では、位置センサ７８４は、Ａｕｓｔｒｉａ  Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，ＡＧから入手可能なＡＳ５０５５ＥＱＦＴシングルチップ磁気回転位置センサとして実装される磁気回転絶対位置決めシステムを備える絶対位置決めシステムとして実装されてもよい。位置センサ７８４は、制御回路７６０と連係して絶対位置決めシステムを提供することができる。位置は、磁石の上方に位置し、加算、減算、ビットシフト、及びテーブル参照演算のみを必要とする、双曲線関数及び三角関数を計算する簡潔かつ効率的なアルゴリズムを実装するために設けられた、桁毎法及びボルダーアルゴリズムとしても知られるＣＯＲＤＩＣプロセッサに連結された、複数のホール効果素子を含み得る。
【０３２２】
一態様では、Ｉビーム７６４は、上に組織切断刃を動作可能に支持するナイフ本体を備えるナイフ部材として実装されてもよく、アンビル係合タブ又は特徴部及びチャネル係合特徴部又は足部を更に含んでよい。一態様では、ステープルカートリッジ７６８は、標準的な（機械式）外科用締結具カートリッジとして実装されてもよい。一態様では、ＲＦカートリッジ７９６は、ＲＦカートリッジとして実装されてもよい。これら、及び他のセンサ機構は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ  ＦＯＲ  ＡＤＡＰＴＩＶＥ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＯＦ  ＭＯＴＯＲ  ＶＥＬＯＣＩＴＹ  ＯＦ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＡＮＤ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」と題する２０１７年６月２０日出願の同一出願の米国特許出願第１５／６２８，１７５号に記載されている。
【０３２３】
Ｉビーム７６４などの直線変位部材の位置、移動、変位、及び／又は並進は、絶対位置決めシステム、センサ機構、及び位置センサ７８４として表される位置センサにより、測定可能である。Ｉビーム７６４が長手方向に移動可能な駆動部材に連結されているため、Ｉビーム７６４の位置は、位置センサ７８４を用いる長手方向に移動可能な駆動部材の位置を測定することによって判定することができる。したがって、以下の説明では、Ｉビーム７６４の位置、変位、及び／又は並進は、本明細書に記載される位置センサ７８４によって達成され得る。制御回路７６０は、本明細書に記載されるように、閉鎖部材７６４などの変位部材の並進を制御するようにプログラムされてもよい。いくつかの実施例では、制御回路７６０は、１つ若しくは２つ以上のマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、又はプロセッサ若しくは複数のプロセッサに、記載される方法で変位部材、例えばＩビーム７６４を制御させる命令を実行するための他の好適なプロセッサを備えてもよい。一態様では、タイマ／カウンタ７８１は、経過時間又はデジタルカウントなどの出力信号を制御回路７６０に提供して、位置センサ７８４によって判定されたＩビーム７６４の位置をタイマ／カウンタ７８１の出力と相関させ、その結果、制御回路７６０は、開始位置に対する特定の時間（ｔ）におけるＩビーム７６４の位置を判定することができる。タイマ／カウンタ７８１は、経過時間を測定するか、外部イベントを計数するか、又は外部イベントの時間を測定するように構成されてよい。
【０３２４】
制御回路７６０は、モータ設定値信号７７２を生成してもよい。モータ設定値信号７７２は、モータコントローラ７５８に提供されてもよい。モータコントローラ７５８は、本明細書に記載するように、モータ７５４にモータ駆動信号７７４を提供してモータ７５４を駆動するように構成された１つ又は２つ以上の回路を備えてもよい。いくつかの実施例では、モータ７５４は、ブラシ付きＤＣ電動モータであってもよい。例えば、モータ７５４の速度は、モータ駆動信号７７４に比例してもよい。いくつかの例では、モータ７５４はブラシレスＤＣ電動モータであってもよく、モータ駆動信号７７４は、モータ７５４の１つ又は２つ以上の固定子巻線に提供されるＰＷＭ信号を含んでもよい。また、いくつかの実施例では、モータコントローラ７５８は省略されてもよく、制御回路７６０がモータ駆動信号７７４を直接生成してもよい。
【０３２５】
モータ７５４は、エネルギー源７６２から電力を受信することができる。エネルギー源７６２は、電池、超コンデンサ、又は任意の他の好適なエネルギー源であってもよく、あるいはそれを含んでもよい。モータ７５４は、伝達装置７５６を介してＩビーム７６４に機械的に連結され得る。伝達装置７５６は、モータ７５４をＩビーム７６４に連結するための１つ若しくは２つ以上のギア又は他の連結構成要素を含んでもよい。位置センサ７８４は、Ｉビーム７６４の位置を感知し得る。位置センサ７８４は、Ｉビーム７６４の位置を示す位置データを生成することができる任意の種類のセンサであってもよく、又はそれを含んでもよい。いくつかの実施例では、位置センサ７８４は、Ｉビーム７６４が遠位及び近位に並進すると一連のパルスを制御回路７６０に提供するように構成されたエンコーダを含んでもよい。制御回路７６０は、パルスを追跡してＩビーム７６４の位置を判定してもよい。例えば近接センサを含む他の好適な位置センサが使用されてもよい。他の種類の位置センサは、Ｉビーム７６４の運動を示す他の信号を提供することができる。また、いくつかの実施例では、位置センサ７８４は省略されてもよい。モータ７５４がステッパモータである場合、制御回路７６０は、モータが実行するように指示された工程の数及び方向を合計することによって、Ｉビーム７６４の位置を追跡することができる。位置センサ７８４は、エンドエフェクタ７９２内、又は器具の任意の他の部分に位置することができる。
【０３２６】
制御回路７６０は、１つ又は２つ以上のセンサ７８８と通信することができる。センサ７８８は、エンドエフェクタ７９２上に位置付けられ、外科用器具７９０と共に動作して、間隙距離対時間、組織圧縮対時間、及びアンビル歪み対時間などの様々な導出パラメータを測定するように適合され得る。センサ７８８は、磁気センサ、磁界センサ、歪みゲージ、圧力センサ、力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光学センサ、及び／又はエンドエフェクタ７９２の１つ若しくは２つ以上のパラメータを測定するための任意の他の好適なセンサを備え得る。センサ７８８は、１つ又は２つ以上のセンサを含み得る。
【０３２７】
１つ又は２つ以上のセンサ７８８は、クランプ状態の間のアンビル７６６における歪みの大きさを測定するように構成された、微小歪みゲージなどの歪みゲージを備えてもよい。歪みゲージは、歪みの大きさに伴って振幅が変動する電気信号を提供する。センサ７８８は、アンビル７６６とステープルカートリッジ７６８との間で圧縮された組織の存在によって発生した圧力を検出するように構成された圧力センサを備えてもよい。センサ７８８は、アンビル７６６とステープルカートリッジ７６８との間に位置する組織部分のインピーダンスを検出するように構成されてもよく、このインピーダンスは、それらの間に位置する組織の厚さ及び／又は充満度を示す。
【０３２８】
センサ７８８は、閉鎖駆動システムにより、アンビル７６６上に及ぼされる力を測定するように構成されてよい。例えば、１つ又は２つ以上のセンサ７８８は、閉鎖管によってアンビル７６６に印加される閉鎖力を検出するために、閉鎖管とアンビル７６６との間の相互作用点に位置してもよい。アンビル７６６に対して及ぼされる力は、アンビル７６６とステープルカートリッジ７６８との間に捕捉された組織部分が経験する組織圧縮を表すものであり得る。１つ又は２つ以上のセンサ７８８を、閉鎖駆動システムに沿って様々な相互作用点に位置付けて、閉鎖駆動システムによりアンビル７６６に印加される閉鎖力を検出することができる。１つ又は２つ以上のセンサ７８８は、制御回路７６０のプロセッサ部分によるクランプ動作中にリアルタイムでサンプリングされてもよい。制御回路７６０は、リアルタイムのサンプル測定値を受信して時間ベースの情報を提供及び分析し、クランプアーム７６６に印加される閉鎖力をリアルタイムで評価する。
【０３２９】
モータ７５４によって引き込まれる電流を測定するために、電流センサ７８６を用いることができる。Ｉビーム７６４を前進させるのに必要な力は、モータ７５４によって引き込まれる電流に相当する。力はデジタル信号に変換されて、制御回路７６０に提供される。
【０３３０】
ＲＦエネルギー源７９４はエンドエフェクタ７９２に連結され、ＲＦカートリッジ７９６が、ステープルカートリッジ７６８の代わりにエンドエフェクタ７９２にロードされるときに、ＲＦカートリッジ７９６に適用される。制御回路７６０は、ＲＦエネルギーのＲＦカートリッジ７９６への送達を制御する。
【０３３１】
更なる詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１７年６月２８日出願の「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＹＳＴＥＭ  ＣＯＵＰＬＡＢＬＥ  ＷＩＴＨ  ＳＴＡＰＬＥ  ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ  ＡＮＤ  ＲＡＤＩＯ  ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ  ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ，ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＯＦ  ＵＳＩＮＧ  ＳＡＭＥ」と題する米国特許出願第１５／６３６，０９６号に開示されている。
【０３３２】
発生器ハードウェア
図４３は、他の利点の中でも、インダクタの同調を提供するように構成された発生器８００の簡略ブロック図である。発生器８００の追加の詳細は、その開示がその全体が参考として本明細書に組み込まれる、「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ  ＦＯＲ  ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ  ＡＮＤ  ＥＬＥＣＴＲＯＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する２０１５年６月２３日出願の米国特許第９，０６０，７７５号に記載されている。発生器８００は、電力変圧器８０６を介して非絶縁段階８０４と通信する患者絶縁段階８０２を備えてもよい。電力変圧器８０６の二次巻線８０８は、絶縁段階８０２内に収容され、例えば、超音波外科用器具、ＲＦ電気外科用器具、並びに単独又は同時に送達可能な超音波及びＲＦエネルギーモードを含む多機能外科用器具などの異なる外科用器具に駆動信号を送達するために駆動信号出力部８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃを画定するためのタップ構成（例えば、センタタップ又は非センタタップ構成）を備え得る。具体的には、駆動信号出力部８１０ａ、８１０ｃは、超音波駆動信号（例えば、４２０Ｖの二乗平均根（root-mean-square、ＲＭＳ）駆動信号）を超音波外科用器具に出力してもよく、駆動信号出力部８１０ｂ、８１０ｃは、電力変圧器８０６のセンタタップに対応する駆動出力部８１０ｂにより、ＲＦ電気外科用駆動信号（例えば、１００ＶのＲＭＳ駆動信号）をＲＦ電気外科用器具に出力してもよい。
【０３３３】
特定の形態では、超音波及び電気外科用の駆動信号は、別個の外科用器具に、及び／又は超音波エネルギー及び電気外科用エネルギーの両方を組織に送達する能力を有する多機能外科用器具などの単一の外科用器具に、同時に提供されてもよい。専用の電気外科用器具及び／又は複合多機能超音波／電気外科用器具のどちらかへと提供される電気外科用信号は、治療用又は治療量以下のレベルの信号のどちらかであり、治療量以下の信号は、例えば、組織又は器具状態をモニタして、発生器へとフィードバックを提供することに使用され得る、と理解されよう。例えば、超音波及びＲＦ信号は、以下でより詳細に考察されるように、所望の出力信号を外科用器具に提供するために、単一の出力ポートを有する発生器から別個に又は同時に送達され得る。したがって、発生器は、超音波エネルギー及び電気外科用ＲＦエネルギーを組み合わせて、複合エネルギーを多機能超音波／電気外科用器具に送達することができる。双極電極は、エンドエフェクタの一方又は両方のジョーの上に配置することができる。一方のジョーは、同時に働く、電気外科用ＲＦエネルギーに加えて超音波エネルギーによって駆動されてもよい。超音波エネルギーが組織を切開するために用いられてもよい一方で、電気外科用ＲＦエネルギーは、血管封止に用いられてもよい。
【０３３４】
非絶縁段階８０４は、電力変圧器８０６の一次巻線８１４に接続された出力部を有する電力増幅器８１２を備えてもよい。ある特定の形態では、電力増幅器８１２は、プッシュプル増幅器を備えてもよい。例えば、非絶縁段階８０４は、対応するアナログ信号を電力増幅器８１２の入力に続いて供給するデジタル−アナログ変換器（digital-to-analog converter、ＤＡＣ）回路８１８に、デジタル出力を供給するための論理デバイス８１６を更に備えてもよい。特定の形態では、論理デバイス８１６は、数ある論理回路の中で、例えば、プログラマブルゲートアレイ（ＰＧＡ）、ＦＰＧＡ、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ）を備えてもよい。したがって、論理デバイス８１６は、ＤＡＣ回路８１８を介して電力増幅器８１２の入力を制御することにより、駆動信号出力部８１０ａ、８１０ｂ、８１０Ｃで出現する駆動信号の多くのパラメータ（例えば、周波数、波形、波形振幅）のうちのいずれかを、制御することができる。特定の形態では、また以下で考察されるように、論理デバイス８１６、プロセッサ（例えば、以下で考察されるＤＳＰ）と共に、多くのＤＳＰベースの及び／又は他の制御アルゴリズムを実施して、発生器８００によって出力される駆動信号のパラメータを制御することができる。
【０３３５】
電力は、スイッチモードレギュレータ８２０、例えば電力変換器によって、電力増幅器８１２の電力レールに供給され得る。ある特定の形態では、スイッチモードレギュレータ８２０は、例えば、調整可能なバックレギュレータを備えてもよい。非絶縁段階８０４は、第１のプロセッサ８２２を更に備えてもよく、この第１のプロセッサは、一形態では、例えば、Ａｎａｌｏｇ  Ｄｅｖｉｃｅｓ（Ｎｏｒｗｏｏｄ，ＭＡ）から入手可能なＡｎａｌｏｇ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ＡＤＳＰ−２１４６９  ＳＨＡＲＣ  ＤＳＰなどのＤＳＰプロセッサを備えてもよいが、様々な形態において、任意の好適なプロセッサが用いられてもよい。特定の形態では、ＤＳＰプロセッサ８２２は、電力増幅器８１２からＤＳＰプロセッサ８２２がＡＤＣ回路８２４を介して受信する、電圧フィードバックデータに応答するスイッチ−モードレギュレータ８２０の動作を制御し得る。一形態では、例えば、ＤＳＰプロセッサ８２２は、電力増幅器８１２によって増幅された信号（例えば、ＲＦ信号）の波形エンベロープを、ＡＤＣ回路８２４を介して入力として受信し得る。次いで、ＤＳＰプロセッサ８２２は、電力増幅器８１２に供給されるレール電圧が、増幅された信号の波形エンベロープを追跡するように、スイッチ−モードレギュレータ８２０（例えば、ＰＷＭ出力）を制御し得る。波形エンベロープに基づいて、電力増幅器８１２のレール電圧を動的に変調することにより、電力増幅器８１２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。
【０３３６】
特定の形態では、論理デバイス８１６は、ＤＳＰプロセッサ８２２と共に、直接デジタルシンセサイザ制御スキームなどのデジタル合成回路を実装して、発生器８００によって出力される駆動信号の波形形状、周波数及び／又は振幅を制御してもよい。一形態では、例えば、論理デバイス８１６は、ＦＰＧＡ内に埋め込まれてもよい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制御アルゴリズムを実装してもよい。この制御アルゴリズムは、超音波変換器などの超音波変換器が、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で特に有用である。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８００よって出力される駆動信号の波形は、出力駆動回路内に存在する様々な歪み源（例えば、電力変圧器８０６、電力増幅器８１２）によって影響されるため、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、ＤＳＰプロセッサ８２２によって実行されるエラー制御アルゴリズムなどのアルゴリズムに入力されることができ、これは動的な、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好適に事前に歪ませる又は修正することによって、歪みを補償する。一形態では、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との間の誤差に基づいてもよく、誤差は、サンプルごとに決定される。このようにして、予め歪ませたＬＵＴサンプルは、駆動回路により処理される場合、超音波変換器を最適に駆動するために、所望の波形形状（例えば、正弦波）を有する動作ブランチ駆動信号を生じ得る。そのような形態では、ＬＵＴ波形サンプルは、したがって、駆動信号の所望の波形を表すのではなく、歪み効果を考慮した際の、動作分岐駆動信号の所望の波形を最終的に生成するために必要な波形を表す。
【０３３７】
非絶縁段階８０４は、発生器８００によって出力される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８３０、８３２を介して電力変圧器８０６の出力部に連結された第１のＡＤＣ回路８２６及び第２のＡＤＣ回路８２８を更に備え得る。特定の形態では、ＡＤＣ回路８２６、８２８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、毎秒８０メガサンプル（ＭＳＰＳ））でサンプリングするように構成され得る。一形態では、例えば、ＡＤＣ回路８２６、８２８のサンプリング速度は、駆動信号のおよそ２００ｘ（周波数による）のオーバーサンプリングを可能にし得る。特定の形態では、ＡＤＣ回路８２６、８２８のサンプリング動作は、双方向マルチプレクサを介し、入力電圧及び電流信号を受信する単一のＡＤＣ回路によって実施され得る。発生器８００の形態での高速サンプリングの使用は、とりわけ、動作ブランチを通って流れる複素電流の計算（これは、上述のＤＤＳベースの波形形状制御を実施するために、特定の形態で使用され得る）、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、及び高精度での実電力消費の計算を可能にし得る。ＡＤＣ回路８２６、８２８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、論理デバイス８１６によって受信かつ処理され得（例えば、先着順処理方式（ＦＩＦＯ）バッファ、マルチプレクサなど）、例えば、ＤＳＰプロセッサ８２２による、以後の読み出しのために、データメモリに格納されてもよい。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。特定の形態では、これは、電圧及び電流のフィードバックデータ対が得られる場合に、論理デバイス８１６によって出力された対応するＬＵＴサンプルに基づき、又は別の方法でこれに関連して、記憶された各電圧及び電流のフィードバックデータ対が索引され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。
【０３３８】
特定の形態では、電圧及び電流の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されてもよい。例えば、一形態では、電圧及び電流のフィードバックデータは、インピーダンス相を決定するために使用されてもよい。駆動信号の周波数はその後、判定されたインピーダンス相とインピーダンス相設定点（例えば、０°）との間の差を最小化又は低減するように制御されてもよく、したがって高調波歪みの効果を最小化又は低減し、これに対応してインピーダンス相測定正確性を向上させる。相インピーダンス及び周波数制御信号の決定は、例えば、ＤＳＰプロセッサ８２２に実装されてもよく、周波数制御信号は、論理デバイス８１６によって実装されるＤＤＳ制御アルゴリズムへの入力として供給される。
【０３３９】
別の形態では、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点で維持するために監視されてもよい。電流振幅設定値は、直接指定されてもよく、又は指定された電圧振幅及び電力設定値に基づいて間接的に判定されてもよい。特定の形態では、電流振幅の制御は、例えば、ＤＳＰプロセッサ８２２内の比例−積分−微分（ＰＩＤ）制御アルゴリズムといった、制御アルゴリズムによって実行され得る。駆動信号の電流振幅を好適に制御するために、制御アルゴリズムにより制御される変数には、例えば、論理デバイス８１６に記憶されるＬＵＴ波形サンプルのスケーリング、及び／又はＤＡＣ回路８３４を介したＤＡＣ回路８１８（これは電力増幅器８１２に入力を供給する）のフルスケール出力電圧が挙げられ得る。
【０３４０】
非絶縁段階８０４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、第２のプロセッサ８３６を更に含んでもよい。一形態では、ＵＩプロセッサ８３６は、例えば、Ａｔｍｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｓａｎ  Ｊｏｓｅ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）から入手可能な、ＡＲＭ  ９２６ＥＪ−Ｓコアを有するＡｔｍｅｌ  ＡＴ９１ＳＡＭ９２６３プロセッサを含んでもよい。プロセッサ８３６によってサポートされるＵＩ機能の例としては、聴覚的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、ＵＳＢインターフェースを介して）、フットスイッチとの通信、入力デバイス（例えば、タッチスクリーンディスプレイ）との通信、並びに出力デバイス（例えば、スピーカ）との通信を挙げることができる。ＵＩプロセッサ８３６は、ＤＳＰプロセッサ８２２及び論理デバイス８１６（例えば、ＳＰＩバス）と通信し得る。ＵＩプロセッサ８３６は、ＵＩ機能性を主にサポートしてもよいが、特定の形態では、ＵＩプロセッサ８３６はまた、ＤＳＰプロセッサ８２２と協調して、危険の緩和を実現してもよい。例えば、ＵＩプロセッサ８３６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、フットスイッチ入力、温度サンサ入力）の様々な態様を監視するようにプログラムされてもよく、かつ誤った状態が検出される際に、発生器８００の駆動出力を無効化することができる。
【０３４１】
特定の形態では、ＤＳＰプロセッサ８２２及びＵＩプロセッサ８３６の両方は、例えば、発生器８００の動作状態を判定かつ監視してもよい。ＤＳＰプロセッサ８２２に関し、発生器８００の動作状態は、例えば、どの制御及び／又は診断プロセスがＤＳＰプロセッサ８２２によって実装されるかを表してもよい。ＵＩプロセッサ８３６に関し、発生器８００の動作状態は、例えば、ＵＩ（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表し得る。ＤＳＰプロセッサ８２２及びＵＩプロセッサ８３６はそれぞれ、発生器８００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、認識かつ評価してもよい。ＤＳＰプロセッサ８２２は、この関係におけるマスタとして機能し、動作状態間の遷移が生じるときを判定してもよい。ＵＩプロセッサ８３６は、動作状態間の有効な遷移を認識してもよく、また特定の遷移が適切であるかを確認してもよい。例えば、ＤＳＰプロセッサ８２２が、ＵＩプロセッサ８３６に特定の状態へと遷移するように命令すると、ＵＩプロセッサ８３６は、要求される遷移が有効であることを検証してもよい。要求される状態間の遷移がＵＩプロセッサ８３６によって無効であると判定される場合、ＵＩプロセッサ８３６は、発生器８００を故障モードにしてもよい。
【０３４２】
非絶縁段階８０４は、入力デバイスを監視するためのコントローラ８３８（例えば、発生器８００をオン及びオフするために使用される容量タッチセンサ、容量タッチスクリーン）を更に含むことができる。特定の形態では、コントローラ８３８は、少なくとも１つのプロセッサ及び／又はＵＩプロセッサ８３６と通信する他のコントローラデバイスを含んでもよい。一形態では、例えば、コントローラ８３８は、１つ又は２つ以上の容量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Ｍｅｇ１６８  ８ビットコントローラ）を含み得る。一形態では、コントローラ８３８は、容量タッチスクリーンからのタッチデータの獲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）を含み得る。
【０３４３】
特定の形態では、発生器８００が「電力オフ」状態にあるとき、コントローラ８３８は、（例えば、以下で考察される電源８５４などの、発生器８００の電源からのラインを介して）動作電力を受信し続けてもよい。このようにして、コントローラ８３８は、発生器８００をオン及びオフにするための入力デバイス（例えば、発生器８００の前側パネルに配置された容量タッチセンサ）を監視し続けることができる。発生器８００が電源オフ状態にあるとき、コントローラ８３８は、ユーザによる「オン／オフ」入力デバイス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８５４の１つ又は２つ以上のＤＣ／ＤＣ電圧変換器８５６の動作を有効化する）。その結果、コントローラ８３８は、発生器８００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８００が電源オン状態にあるときに「オン／オフ」入力デバイスの起動が検出されれば、コントローラ８３８は発生器８００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。例えば、特定の形態では、コントローラ８３８は、「オン／オフ」入力デバイスの起動をＵＩプロセッサ８３６に報告してもよく、これは、順次、発生器８００の電源オフ状態への遷移のために必要なプロセスシーケンスを実行する。この形態では、コントローラ８３８は、発生器８００の電源オン状態が確立された後に、発生器８００から電力を除去するための別個の能力を有さないことがある。
【０３４４】
特定の形態では、コントローラ８３８は、ユーザに電源オン又は電源オフシーケンスが開始されたことを警告するために、発生器８００に可聴又は他の感覚的フィードバックを提供させてもよい。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。
【０３４５】
特定の形態では、絶縁段階８０２は、例えば、外科用器具の制御回路（例えば、ハンドピーススイッチを含む制御回路）と、例えば論理デバイス８１６、ＤＳＰプロセッサ８２２及び／又はＵＩプロセッサ８３６などの非絶縁段階８０４の構成要素との間の、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８４０を含んでもよい。器具インターフェース回路８４０は、例えば、ＩＲベースの通信リンクなどの、段階８０２と８０４との間の好適な度合いの電気的絶縁を維持する通信リンクを介し、非絶縁段階８０４の構成要素と情報を交換し得る。例えば、非絶縁段階８０４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８４０に電力を供給することができる。
【０３４６】
一形態では、器具インターフェース回路８４０は、信号調整回路８４４と通信している論理デバイス８４２（例えば、論理回路、プログラマブル論理回路、ＰＧＡ、ＦＰＧＡ、ＰＬＤ）を含み得る。信号調整回路８４４は、同一の周波数を有する双極呼掛け信号を生成するために、論理回路８４２から周期信号（例えば、２ｋＨｚ方形波）を受信するように構成されてもよい。呼掛け信号は、例えば、差動増幅器によって供給される双極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８００を外科用器具に接続するケーブル内の導電ペアを使用して）外科用器具制御回路に通信され、制御回路の状態又は構成を判定するために監視されてもよい。制御回路は、多数のスイッチ、レジスタ、及び／又はダイオードを備えてもよく、制御回路の状態又は構成が１つ又は２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つ又は２つ以上の特性（例えば、振幅、整流）を修正してもよい。例えば、一形態では、信号調整回路８４４は、呼掛け信号が通過する経路から生じる制御回路の入力にわたって出現する電圧信号のサンプルを生成するため、ＡＤＣ回路を備えてもよい。論理回路８４２（又は、非絶縁段階８０４の構成要素）はその後、ＡＤＣ回路サンプルに基づく制御回路の状態又は構成を判定し得る。
【０３４７】
一形態では、器具インターフェース回路８４０は、第１のデータ回路インターフェース８４６を含んで、論理回路８４２（又は器具インターフェース回路８４０の他の要素）と、外科用器具内に配設されるか又は別の方法で関連付けられた第１のデータ回路と、の間の情報交換を可能にしてもよい。特定の形態では、例えば、第１のデータ回路は、発生器８００を有する特定の外科用器具種類又はモデルとインターフェース接続させるために、外科用器具ハンドピースに一体的に取り付けられたケーブル内、又はアダプタ内に配設されてもよい。第１のデータ回路は、任意の好適な方法で実装されてもよく、例えば、第１のデータ回路に関して本明細書に記載されたものを含む任意の好適なプロトコルに従って、発生器と通信してもよい。特定の形態では、第１のデータ回路は、ＥＥＰＲＯＭデバイスなどの、不揮発性記憶デバイスを含み得る。特定の形態では、第１のデータ回路インターフェース８４６は、論理回路８４２とは別個に実施されてもよく、また好適な回路（例えば、個別の論理デバイス、プロセッサ）を備え、論理回路８４２と第１のデータ回路との間の通信を可能にし得る。他の形態では、第１のデータ回路インターフェース８４６は、論理回路８４２と一体であり得る。
【０３４８】
特定の形態では、第１のデータ回路は、第１のデータ回路が関連している特定の外科用器具に関する情報を記憶し得る。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。この情報は、器具インターフェース回路８４０によって（例えば、論理回路８４２によって）読み取られ、出力デバイスを介したユーザへの提供のため、及び／又は発生器８００の機能又は動作の制御のために、非絶縁段階８０４の構成要素（例えば、論理デバイス８１６、ＤＳＰプロセッサ８２２、及び／又はＵＩプロセッサ８３６）に転送され得る。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８４６を介して内部に記憶させるために、（例えば、論理回路８４２を使用して）第１のデータ回路に通信され得る。そのような情報は、例えば、外科用器具が使用された最新の手術数並びに／又はその使用の日付及び／若しくは時間を含んでもよい。
【０３４９】
先で考察されるように、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であり得る（例えば、多機能外科用器具は、ハンドピースから取り外し可能であり得る）。そのような場合、従来の発生器は、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が制限されている場合がある。しかし、この問題に対処するために、外科用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性を欠く発生器との後方互換性を保つように外科用器具を設計することは、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。本明細書で考察される器具の形態は、既存の外科用器具に実装されてもよいデータ回路を経済的に使用し、外科用器具と最新の発生器プラットフォームとの適合性を維持するための設計変更を最小限にすることによってこれらの懸念に対処する。
【０３５０】
更に、発生器８００の形態は、器具ベースのデータ回路との通信を可能にしてもよい。例えば、発生器８００は、器具（例えば、多機能外科用器具）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。いくつかの形態では、第２のデータ回路は、本明細書に記載される第１のデータ回路のものと類似した多くのものに実装される。器具インターフェース回路８４０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８４８を含むことができる。一形態では、第２のデータ回路インターフェース８４８は、トライステートデジタルインターフェースを含んでもよいが、他のインターフェースも使用されてもよい。ある特定の形態では、第２のデータ回路は、一般にデータを送信及び／又は受信するための任意の回路であってもよい。一形態では、例えば、第２のデータ回路は、第２のデータ回路が関連付けられた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。
【０３５１】
いくつかの形態では、第２のデータ回路は、関連する超音波トランスデューサ、エンドエフェクタ、又は超音波駆動システムの電気的及び／又は超音波的特性に関する情報を記憶してもよい。例えば、第１のデータ回路は、本明細書に記載されたように、バーンイン周波数スロープを示してもよい。追加的に又は代替的に、第２のデータ回路インターフェース８４８を介して内部に記憶させるために、第２のデータ回路に任意の種類の情報を通信してもよい（例えば、論理回路８４２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。ある特定の形態では、第２のデータ回路は、１つ又は２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してもよい。特定の形態では、第２のデータ回路は、発生器８００からデータを受信し、その受信したデータに基づいてユーザに指標（例えば、発光ダイオード指標又は他の可視指標）を提供し得る。
【０３５２】
特定の形態では、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８４８は、論理回路８４２と第２のデータ回路との間の通信が、この目的のための追加的な導体（例えば、ハンドピースを発生器８００に接続するケーブルの専用導体）の提供を必要とせずにもたらされ得るように、構成され得る。一形態では、例えば、使用される導体のうちの１つが、信号調整回路８４４からハンドピース内の制御回路へ呼掛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ワンワイヤ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、元来必要とされる場合がある外科用器具への設計変更又は修正は、最小化されるか又は低減される。更に、一般的な物理的チャネル上で実施される異なる種類の通信を周波数帯域分離することができるため、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しない発生器にとって「不可視」であり、したがって、外科用器具の後方互換性を可能にする。
【０３５３】
特定の形態では、絶縁段階８０２は、ＤＣ電流が患者を通るのを防止するために、駆動信号出力部８１０ｂ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８５０−１を含んでもよい。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。一形態では、第２のブロッキングコンデンサ８５０−２は、ブロッキングコンデンサ８５０−１と直列で提供され得、例えば、ブロッキングコンデンサ８５０−１と８５０−２との間の点からの電流漏洩が、漏洩電流により誘発される電圧をサンプリングするために、ＡＤＣ回路８５２によって監視される。サンプルは、例えば、論理回路８４２によって受信されてもよい。（電圧サンプルによって示されるような）漏出電流の変化に基づいて、発生器８００は、ブロッキングコンデンサ８５０−１、８５０−２のうちの少なくとも１つが故障したときを判定してもよく、したがって、単一の故障点を有する単一コンデンサ設計に勝る利益を提供する。
【０３５４】
特定の形態では、非絶縁段階８０４、好適な電圧及び電流でＤＣ電力を送達するための電源８５４を含み得る。電源は、例えば、４８ＶＤＣシステム電圧を送達するための、４００Ｗ電源を含み得る。電源８５４は、電源の出力を受信して発生器８００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出力を発生させるための１つ又は２つ以上のＤＣ／ＤＣ電圧変換器８５６を更に備えることができる。コントローラ８３８と関連して上で考察されるように、ＤＣ／ＤＣ電圧変換器８５６のうちの１つ又は２つ以上は、ユーザによる「オン／オフ」入力デバイスの起動がコントローラ８３８によって検出されたときにコントローラ８３８から入力を受信し、ＤＣ／ＤＣ電圧変換器８５６の動作又は起動を有効化してもよい。
【０３５５】
図４４は、発生器８００（図４３）の一形態である発生器９００の一例を示す。発生器９００は、複数のエネルギーモダリティを外科用器具に送達するように構成されている。発生器９００は、エネルギーを外科用器具に送達するためのＲＦ信号及び超音波信号を単独で又は同時にのいずれかで提供する。ＲＦ信号及び超音波信号は、単独で、又は組み合わせて提供されてもよく、また同時に提供されてもよい。上述したように、少なくとも１つの発生器出力部は、単一のポートを通して複数のエネルギーモダリティ（例えば、とりわけ超音波、双極若しくは単極ＲＦ、不可逆及び／若しくは可逆電気穿孔法、並びに／又はマイクロ波エネルギー）を送達することができ、これらの信号は、組織を治療するために個別に又は同時にエンドエフェクタに送達することができる。
【０３５６】
発生器９００は、波形発生器９０４に連結されたプロセッサ９０２を備える。プロセッサ９０２及び波形発生器９０４は、プロセッサ９０２に連結されたメモリに記憶された情報（開示を明瞭にするために示されず）に基づいて、様々な信号波形を発生するように構成されている。波形に関連するデジタル情報は、デジタル入力をアナログ出力に変換するために１つ又は２つ以上のＤＡＣ回路を含む波形発生器９０４に提供される。アナログ出力は、信号調節及び増幅のために、増幅器１１０６に供給される。増幅器９０６の調節され増幅された出力は、電力変圧器９０８に連結される。信号は、電力変圧器９０８を横断して患者絶縁側にある二次側に連結される。第１のエネルギーモダリティの第１の信号は、ＥＮＥＲＧＹ１及びＲＥＴＵＲＮと標識された端子間の外科用器具に提供される。第２のエネルギーモダリティの第２の信号は、コンデンサ９１０にわたって連結され、ＥＮＥＲＧＹ２及びＲＥＴＵＲＮと標識された端子間の外科用器具に提供される。２つを超えるエネルギーモダリティが出力されてもよく、したがって添え字「ｎ」は、最大ｎ個のＥＮＥＲＧＹｎ端子が提供され得ることを表示するために使用することができ、このｎは、１超の正の整数であることが理解されよう。最大「ｎ」個のリターンパス（ＲＥＴＵＲＮｎ）が、本開示の範囲から逸脱することなく提供されてもよいことも理解されよう。
【０３５７】
第１の電圧感知回路９１２は、ＥＮＥＲＧＹ１及びＲＥＴＵＲＮ経路と標識された端子にわたって連結され、それらの間の出力電圧を測定する。第２の電圧感知回路９２４は、ＥＮＥＲＧＹ２及びＲＥＴＵＲＮ経路と標識された端子にわたって連結され、それらの間の出力電圧を測定する。電流感知回路９１４は、いずれかのエネルギーモダリティの出力電流を測定するために、図示される電力変圧器９０８の二次側のＲＥＴＵＲＮ区間と直列に配設される。異なるリターンパスが各エネルギーモダリティに対して提供される場合、別個の電流感知回路が、各リターン区間で提供されねばならない。第１の電圧感知回路９１２及び第２の電圧感知回路９２４の出力が対応の絶縁変圧器９１６、９２２に提供され、電流感知回路９１４の出力は、別の絶縁変圧器９１８に提供される。電力変圧器９０８の一次側（非患者絶縁側）上における絶縁変圧器９１６、９２８、９２２の出力は、１つ又は２つ以上のＡＤＣ回路９２６に提供される。ＡＤＣ回路９２６のデジタル化された出力は、更なる処理及び計算のためにプロセッサ９０２に提供される。出力電圧及び出力電流のフィードバック情報は、外科用器具に提供される出力電圧及び電流を調整するために、またいくつかあるパラメータの中で出力インピーダンスを計算するために使用することができる。プロセッサ９０２と患者絶縁回路との間の入力／出力通信は、インターフェース回路９２０を通して提供される。センサもまた、インターフェース回路９２０を介してプロセッサ９０２と電気通信してもよい。
【０３５８】
一態様では、インピーダンスは、ＥＮＥＲＧＹ１／ＲＥＴＵＲＮと標識された端子にわたって連結された第１の電圧感知回路９１２又はＥＮＥＲＧＹ２／ＲＥＴＵＲＮと標識された端子にわたって連結された第２の電圧感知回路９２４を、電力変圧器９０８の二次側のＲＥＴＵＲＮ区間と直列に配設された電流感知回路９１４の出力で割ることによって、プロセッサ９０２により判定されてもよい。第１の電圧感知回路９１２及び第２の電圧感知回路９２４の出力は、個別の絶縁変圧器９１６、９２２に提供され、電流感知回路９１４の出力は、別の絶縁変圧器９１６に提供される。ＡＤＣ回路９２６からのデジタル化された電圧及び電流感知測定値は、インピーダンスを計算するためにプロセッサ９０２に提供される。一例として、第１のエネルギーモダリティＥＮＥＲＧＹ１は、超音波エネルギーであってもよく、第２のエネルギーモダリティＥＮＥＲＧＹ２は、ＲＦエネルギーであってもよい。それでも、超音波エネルギーモダリティ及び双極又は単極ＲＦエネルギーモダリティに加えて、他のエネルギーモダリティには、数ある中でも不可逆並びに／又は可逆電気穿孔法及び／若しくはマイクロ波エネルギーが挙げられる。また、図４４に例示された例は、単一のリターンパス（ＲＥＴＵＲＮ）が２つ以上のエネルギーモダリティに提供され得ることを示しているが、他の態様では、複数のリターンパスＲＥＴＵＲＮｎが、各エネルギーモダリティＥＮＥＲＧＹｎに提供されてもよい。したがって、本明細書に記載されるように、超音波変換器のインピーダンスは、第１の電圧感知回路９１２の出力を電流感知回路９１４で割ることによって測定されてもよく、組織のインピーダンスは、第２の電圧感知回路９２４の出力を電流感知回路９１４で割ることによって測定されてもよい。
【０３５９】
図４４に示されるように、少なくとも１つの出力ポートを含む発生器９００は、実施される組織の処置の種類に応じて、電力を、例えば、とりわけ、超音波、双極若しくは単極ＲＦ、不可逆及び／若しくは可逆電気穿孔法、並びに／又はマイクロ波エネルギーなどの１つ又は２つ以上のエネルギーモダリティの形態でエンドエフェクタに提供するために単一の出力部を有し、かつ複数のタップを有する電力変圧器９０８を備えることができる。例えば、発生器９００は、単極又は双極ＲＦ電気外科用電極のいずれかを用いて、超音波変換器を駆動するために高電圧かつ低電流で、組織封止のためのＲＦ電極を駆動するために低電圧かつ高電流で、又はスポット凝固のための凝固波形で、エネルギーを送達することができる。発生器９００からの出力波形は、周波数を外科用器具のエンドエフェクタに提供するために、誘導、切り替え、又はフィルタリングされ得る。超音波トランスデューサの発生器９００の出力部への接続部は、好ましくは、図４４に示したＥＮＥＲＧＹ１と標識された出力部とＲＥＴＵＲＮと標識された出力部との間に位置するであろう。一実施例では、ＲＦ双極電極の発生器９００の出力部への接続部は、好ましくは、ＥＮＥＲＧＹ２と標識された出力部とＲＥＴＵＲＮと標識された出力部との間に位置するであろう。単極出力の場合、好ましい接続部は、ＥＮＥＲＧＹ２出力部及びＲＥＴＵＲＮ出力部に接続された好適なリターンパッドへの活性電極（例えば、ペンシル型又は他のプローブ）であろう。
【０３６０】
更なる詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ  ＦＯＲ  ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ  ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ  ＦＯＲ  ＤＩＧＩＴＡＬＬＹ  ＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧ  ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ  ＳＩＧＮＡＬ  ＷＡＶＥＦＯＲＭＳ  ＡＮＤ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ」と題する２０１７年３月３０日公開の米国特許出願公開第２０１７／００８６９１４号に開示されている。
【０３６１】
本説明全体で使用される用語「無線」及びその派生語は、非固体媒体を介して変調電磁放射線の使用を通じてデータを通信し得る回路、デバイス、システム、方法、技術、通信チャネルなどを説明するために使用されてもよい。この用語は、関連するデバイスがいかなる有線も含まないことを意味するものではないが、一部の態様では、それらは存在しない可能性がある。通信モジュールは、Ｗｉ−Ｆｉ（ＩＥＥＥ８０２．１１ファミリー）、ＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ８０２．１６ファミリー）、ＩＥＥＥ８０２．２０、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）、Ｅｖ−ＤＯ、ＨＳＰＡ＋、ＨＳＤＰＡ＋、ＨＳＵＰＡ＋、ＥＤＧＥ、ＧＳＭ、ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＤＥＣＴ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、これらのイーサネット派生物、のみならず３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ、及びそれ以降と指定される任意の他の無線及び有線プロトコルが挙げられるがこれらに限定されない多数の無線又は有線通信規格又はプロトコルのうちのいずれかを実装してもよい。コンピューティングモジュールは、複数の通信モジュールを含んでもよい。例えば、第１の通信モジュールは、Ｗｉ−Ｆｉ及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどの短距離無線通信専用であってもよく、第２の通信モジュールは、ＧＰＳ、ＥＤＧＥ、ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ、ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥ、Ｅｖ−ＤＯなどの長距離無線通信専用であってもよい。
【０３６２】
本明細書で使用するとき、プロセッサ又は処理ユニットは、いくつかの外部データソース、通常はメモリ又は何らかの他のデータストリーム上で動作を実行する電子回路である。この用語は、本明細書では、多くの専用「プロセッサ」を組み合わせたシステム又はコンピュータシステム（特にシステムオンチップ（ＳｏＣ））内の中央プロセッサ（中央処理ユニット）を指すために使用される。
【０３６３】
本明細書で使用するとき、チップ上のシステム又はシステムオンチップ（ＳｏＣ又はＳＯＣ）は、コンピュータ又は他の電子システムの全ての構成要素を統合する集積回路（「ＩＣ」又は「チップ」としても知られる）である。これは、デジタル、アナログ、混合信号、及び多くの場合は高周波数機能を、全て単一の基材上に含むことができる。ＳｏＣは、マイクロコントローラ（又はマイクロプロセッサ）を、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）、Ｗｉ−Ｆｉモジュール、又はコプロセッサなどの最新の周辺デバイスと統合する。ＳｏＣは、内蔵メモリを含んでもよく、含まなくてもよい。
【０３６４】
本明細書で使用するとき、マイクロコントローラ又はコントローラは、マイクロプロセッサを周辺回路及びメモリと統合するシステムである。マイクロコントローラ（又はマイクロコントローラユニットのＭＣＵ）は、単一の集積回路上の小型コンピュータとして実装されてもよい。これはＳｏＣと同様であってもよく、ＳｏＣは、その構成要素の１つとしてマイクロコントローラを含み得る。マイクロコントローラは、１つ又は２つ以上のコア処理ユニット（ＣＰＵ）と共にメモリ及びプログラム可能な入力／出力周辺機器を収容することができる。強誘電性のＲＡＭ、ＮＯＲフラッシュ、又はＯＴＰ  ＲＯＭの形態のプログラムメモリ、及び少量のＲＡＭもまた、チップ上にしばしば含まれる。マイクロコントローラは、パーソナルコンピュータ又は様々な個別のチップで構成された他の汎用用途で使用されるマイクロプロセッサとは対照的に、組み込み型用途用に採用され得る。
【０３６５】
本明細書で使用するとき、コントローラ又はマイクロコントローラという用語は、周辺デバイスとインターフェースするスタンドアロンＩＣ又はチップデバイスであってもよい。これは、そのデバイスの動作（及びデバイスとの接続）を管理する外部デバイス上のコンピュータ又はコントローラの２つの部分間の連結部であってもよい。
【０３６６】
本明細書で説明されるプロセッサ又はマイクロコントローラはいずれも、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＡＲＭ  Ｃｏｒｔｅｘの商品名で知られているものなど、任意のシングルコア又はマルチコアプロセッサであってもよい。一態様では、プロセッサは、例えば、その詳細が製品データシートで入手可能である、最大４０ＭＨｚの２５６ＫＢのシングルサイクルフラッシュメモリ若しくは他の不揮発性メモリのオンチップメモリ、性能を４０ＭＨｚ超に改善するためのプリフェッチバッファ、３２ＫＢのシングルサイクルシリアルランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、ＳｔｅｌｌａｒｉｓＷａｒｅ（登録商標）ソフトウェアを搭載した内部読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、２ＫＢの電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、１つ又は２つ以上のパルス幅変調（ＰＷＭ）モジュール、１つ又は２つ以上の直交エンコーダ入力（ＱＥＩ）アナログ、１２個のアナログ入力チャネルを備える１つ又は２つ以上の１２ビットアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）を含む、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから入手可能なＬＭ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲ  ＡＲＭ  Ｃｏｒｔｅｘ−Ｍ４Ｆプロセッサコアであってもよい。
【０３６７】
一態様では、プロセッサは、同じくＴｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＨｅｒｃｕｌｅｓ  ＡＲＭ  Ｃｏｒｔｅｘ  Ｒ４の商品名で知られるＴＭＳ５７０及びＲＭ４ｘなどの２つのコントローラ系ファミリーを含む安全コントローラを含んでもよい。安全コントローラは、拡張性のある性能、接続性、及びメモリの選択肢を提供しながら、高度な集積型安全機構を提供するために、中でも特に、ＩＥＣ６１５０８及びＩＳＯ２６２６２の安全限界用途専用に構成されてもよい。
【０３６８】
モジュール式デバイスは、外科用ハブ内に受容可能な（例えば図３及び図９に関連して説明される）モジュールと、対応する外科用ハブと接続又はペアリングするために様々なモジュールに接続され得る外科用デバイス又は器具と、を含む。モジュール式デバイスとしては、例えば、インテリジェント外科用器具、医療用撮像デバイス、吸引／灌注デバイス、排煙器、エネルギー発生器、ベンチレータ、吸入器、及びディスプレイが挙げられる。本明細書に記載されるモジュール式デバイスは、制御アルゴリズムによって制御することができる。制御アルゴリズムは、モジュール式デバイス自体上で、特定のモジュール式デバイスがペアリングされる外科用ハブ上で、又はモジュール式デバイス及び外科用ハブの両方の上で（例えば、分散コンピューティングアーキテクチャを介して）、実行され得る。いくつかの例示では、モジュール式デバイスの制御アルゴリズムは、モジュール式デバイス自体によって（すなわち、モジュール式デバイス内の、モジュール式デバイス上の、又はモジュール式デバイスに接続されたセンサによって）感知されたデータに基づいてデバイスを制御する。このデータは、手術中の患者（例えば、組織特性又は注入圧）又はモジュール式デバイス自体（例えば、前進するナイフの速度、モータ電流、又はエネルギーレベル）に関連し得る。例えば、外科用ステープル留め及び切断器具の制御アルゴリズムは、ナイフが前進する際にナイフが遭遇する抵抗に基づき、器具のモータが組織を貫いてそのナイフを駆動させる速度を制御することができる。
【０３６９】
状況認識
状況認識は、データベース及び／又は器具から受信したデータから外科処置に関連する情報を判定又は推定するための、外科システムのいくつかの態様の能力である。情報は、実行される処置の種類、手術される組織の種類、又は処置の対象である体腔を含むことができる。外科処置に関連するコンテキスト情報により、外科システムは、例えば、それが接続されて外科処置の過程で外科医にコンテキスト上の情報又は提案を提供する、モジュール式デバイス（例えば、ロボットアーム及び／又はロボット外科用ツール）を制御する方法を改善することができる。
【０３７０】
ここで図４５を参照すると、例えば、外科用ハブ１０６又は２０６などのハブの状況認識を示す時間線５２００が示されている。時間線５２００は例示的な外科処置、及び外科用ハブ１０６、２０６が、外科処置の各工程でデータソースから受信したデータから導き出すことができるコンテキスト情報である。時間線５２００は、手術室を設置することから開始し、患者を術後回復室に移送することで終了する肺区域切除手術の過程で、看護師、外科医、及び他の医療関係者によって取られるであろう典型的な工程を示す。
【０３７１】
状況認識外科用ハブ１０６、２０６は、外科処置の過程全体にわたって、医療関係者が外科用ハブ１０６、２０６とペアリングされたモジュール式デバイスを使用する度に生成されるデータを含むデータをデータソースから受信する。外科用ハブ１０６、２０６は、ペアリングされたモジュール式デバイス及び他のデータソースからこのデータを受信して、任意の所与の時間に処置のどの工程が実施されているかなどの新しいデータが受信されると、進行中の処置に関する推定（すなわち、コンテキスト情報）を継続的に導出することができる。外科用ハブ１０６、２０６の状況認識システムは、例えば、レポートを生成するために処置に関するデータを記録する、医療関係者によって取られている工程を検証する、特定の処置工程に関連し得るデータ又はプロンプトを（例えば、ディスプレイスクリーンを介して）提供する、コンテキストに基づいてモジュール式デバイスを調節する（例えば、モニタを起動する、医療用撮像デバイスの視界（ＦＯＶ）を調節する、又は超音波外科用器具若しくはＲＦ電気外科用器具のエネルギーレベルを変更するなど）、及び上記の任意の他のこうした動作を行うことが可能である。
【０３７２】
この例示的な処置における第１の工程５２０２として、病院職員は、病院の電子医療記録（Electronic Medical Record、ＥＭＲ）データベースから患者のＥＭＲを読み出す。ＥＭＲにおける選択された患者データに基づいて、外科用ハブ１０６、２０６は、実行される処置が胸郭処置であることを判定する。
【０３７３】
第２の工程５２０４では、職員は、処置のために入来する医療用品をスキャンする。外科用ハブ１０６、２０６は、スキャンされた用品を様々な種類の処置で利用される用品のリストと相互参照し、用品の組み合わせ（mix of supplies）が胸郭処置に対応することを確認する。更に、外科用ハブ１０６、２０６はまた、処置が楔形処置ではないと判定することができる（入来する用品が、胸郭楔形処置に必要な特定の用品を含まないか、又は別の点で胸郭楔形処置に対応していないかのいずれかであるため）。
【０３７４】
第３の工程５２０６では、医療関係者は、外科用ハブ１０６、２０６に通信可能に接続されたスキャナを介して患者のバンドをスキャンする。続いて、外科用ハブ１０６、２０６は、スキャンされたデータに基づいて患者の識別情報を確認することができる。
【０３７５】
第４の工程５２０８では、医療スタッフが補助機器をオンにする。利用される補助機器は、外科処置の種類及び外科医によって使用される技術に従って変わり得るが、この例示的な場合では、これらとしては、排煙器、吸入器、及び医療用撮像デバイスが挙げられる。起動されると、モジュール式デバイスである補助機器は、その初期化プロセスの一部として、モジュール式デバイスの特定の近傍内に位置する外科用ハブ１０６、２０６と自動的にペアリングすることができる。続いて、外科用ハブ１０６、２０６は、この術前又は初期化段階中にそれとペアリングされるモジュール式デバイスの種類を検出することによって、外科処置に関するコンテキスト情報を導出することができる。この特定の実施例では、外科用ハブ１０６、２０６は、ペアリングされたモジュール式デバイスのこの特定の組み合わせに基づいて、外科処置がＶＡＴＳ手術であると判定する。患者のＥＭＲからのデータの組み合わせ、手術に用いられる医療用品のリスト、及びハブに接続するモジュール式デバイスの種類に基づいて、外科用ハブ１０６、２０６は、外科チームが実施する特定の処置を概ね推定することができる。外科用ハブ１０６、２０６が、何の特定の処置が実施されているかを知ると、続いて外科用ハブ１０６、２０６は、メモリから、又はクラウドからその処置の工程を読み出して、次に接続されたデータソース（例えば、モジュール式デバイス及び患者監視デバイス）からその後受信したデータを相互参照して、外科処置のどの工程を外科チームが実行しているかを推定することができる。
【０３７６】
第５の工程５２１０では、職員は、ＥＫＧ電極及び他の患者監視デバイスを患者に取り付ける。ＥＫＧ電極及び他の患者監視デバイスは、外科用ハブ１０６、２０６とペアリングすることができる。外科用ハブ１０６、２０６が患者監視デバイスからデータの受信を開始すると、外科用ハブ１０６、２０６は患者が手術室にいることを確認する。
【０３７７】
第６の工程５２１２では、医療関係者は患者に麻酔を誘発する。外科用ハブ１０６、２０６は、例えば、ＥＫＧデータ、血圧データ、ベンチレータデータ、又はこれらの組み合わせを含む、モジュール式デバイス及び／又は患者監視デバイスからのデータに基づいて、患者が麻酔下にあることを推定することができる。第６の工程５２１２が完了すると、肺区域切除手術の術前部分が完了し、手術部分が開始する。
【０３７８】
第７の工程５２１４では、操作されている患者の肺が虚脱される（換気が対側肺に切り替えられる間に）。外科用ハブ１０６、２０６は、例えば、患者の肺が虚脱されたことをベンチレータデータから推定することができる。外科用ハブ１０６、２０６は、患者の肺が虚脱したのを検出したことを、処置の予期される工程（事前にアクセス又は読み出すことができる）と比較することができるため、処置の手術部分が開始したことを推定して、それによって肺を虚脱させることがこの特定の処置における第１の手術工程であると判定することができる。
【０３７９】
第８の工程５２１６では、医療用撮像デバイス（例えば、スコープ）が挿入され、医療用撮像デバイスからのビデオ映像が開始される。外科用ハブ１０６、２０６は、医療用撮像デバイスへの接続を通じて医療用撮像デバイスデータ（すなわち、ビデオ又は画像データ）を受信する。医療用撮像デバイスデータを受信すると、外科用ハブ１０６、２０６は、外科処置の腹腔鏡部分が開始したことを判定することができる。更に、外科用ハブ１０６、２０６は、実施されている特定の処置が、肺葉切除とは対照的に区域切除術であると判定することができる（処置の第２の工程５２０４で受信したデータに基づいて、楔形処置は外科用ハブ１０６、２０６によって既に割り引かれていることに留意されたい）。医療用撮像デバイス１２４（図２５）からのデータは、患者の解剖学的構造の可視化に関して配向されている医療用撮像デバイスの角度を判定することによる、利用されている（すなわち、起動されており、外科用ハブ１０６、２０６とペアリングされている）数又は医療用撮像デバイスを監視することによる、及び利用されている可視化デバイスの種類を監視することによる、ことを含む多くの異なる方法の中から実施されている処置の種類に関するコンテキスト情報を判定するために利用され得る。例えば、ＶＡＴＳ肺葉切除術を実施するための１つの技術は、カメラを患者の胸腔の前下方角部の横隔膜上方に配置し、一方、ＶＡＴＳ区域切除術を実施するための１つの技術は、カメラを、区域裂に対して前肋間位置に配置する。例えば、パターン認識又は機械学習技術を使用して、状況認識システムは、患者の解剖学的構造の可視化に基づいて、医療用撮像デバイスの位置を認識するように訓練され得る。別の例として、ＶＡＴＳ肺葉切除術を実施するための１つの技術は単一の医療用撮像デバイスを利用するが、ＶＡＴＳ区域切除術を実施するための別の技術は、複数のカメラを利用する。更に別の例として、ＶＡＴＳ区域切除術を実施するための１つの技術は、区域裂を可視化するために赤外線光源（可視化システムの一部として外科用ハブに通信可能に連結され得る）を使用し、これはＶＡＴＳ肺葉切除術では使用されない。医療用撮像デバイスからのこのデータのいずれか又は全てを追跡することによって、外科用ハブ１０６、２０６は、実行中の特定の種類の外科処置、及び／又は特定の種類の外科処置に使用されている技術を判定することができる。
【０３８０】
第９の工程５２１８で、外科チームは、処置の切開工程を開始する。外科用ハブ１０６、２０６は、エネルギー器具が発射されていることを示すＲＦ又は超音波発生器からのデータを受信するため、外科医が患者の肺を切開して分離するプロセスにあると推定することができる。外科用ハブ１０６、２０６は、受信されたデータを外科処置の読み出しされた工程と相互参照して、プロセスのこの時点（すなわち、先で考察された処置の工程が完了した後）で発射されているエネルギー器具が切開工程に対応していると判定することができる。特定の例では、エネルギー器具は、ロボット外科システムのロボットアームに取り付けられたエネルギーツールであり得る。
【０３８１】
第１０の工程５２２０で、外科チームは、処置の結紮工程に進む。外科用ハブ１０６、２０６は、器具が発射されていることを示す外科用ステープル留め及び切断器具からのデータを受信するため、外科医が動脈及び静脈を結紮していると推定することができる。前工程と同様に、外科用ハブ１０６、２０６は、外科用ステープル留め及び切断器具からのデータの受信を、読み出しされたプロセス内の工程と相互参照することによって、この推定を導出することができる。特定の例では、外科用器具は、ロボット外科システムのロボットアームに取り付けられた外科用ツールであり得る。
【０３８２】
第１１の工程５２２２では、処置の区域切除部分が実施される。外科用ハブ１０６、２０６は、そのカートリッジからのデータを含む外科用ステープル留め及び切断器具からのデータに基づいて、外科医が実質組織を横切開していると推定することができる。カートリッジのデータは、例えば、器具によって発射されるステープルのサイズ又は種類に対応することができる。異なる種類のステープルが異なる種類の組織に利用されているため、カートリッジのデータは、ステープル留め及び／又は横切開されている組織の種類を示すことができる。この場合、発射されるステープルの種類は実質組織（又は他の同様の組織種）に用いられ、これにより、外科用ハブ１０６、２０６は、処置の区域切除部分が実行されていると推定することができる。
【０３８３】
続いて第１２の工程５２２４で、結節切開工程が実行される。外科用ハブ１０６、２０６は、ＲＦ又は超音波器具が発射されていることを示す発生器から受信したデータに基づいて、外科チームが結節を切開し、漏れ試験を実施していると推定することができる。この特定の処置の場合、実質組織が横切開された後に用いられるＲＦ又は超音波器具は結節切開工程に対応しており、この結節切開工程により外科用ハブ１０６、２０６がこの推定を行うことが可能となる。異なる器具が特定の作業に対してより良好に適合するため、外科医は、処置中の特定の工程に応じて、定期的に外科用ステープル留め／切断器具と外科用エネルギー（すなわち、ＲＦ又は超音波）器具との間で交互に切り替えることに留意されたい。したがって、ステープル留め／切断器具及び外科用エネルギー器具が使用される特定のシーケンスは、外科医が処置のどの工程を実施中であるかを示すことができる。更に、特定の例では、外科処置中の１つ又は２つ以上の工程にロボットツールを使用することができ、かつ／又は外科処置中の１つ又は２つ以上の工程にハンドヘルド外科用器具を使用することができる。外科医（複数可）は、例えば、ロボットツールとハンドヘルド外科用器具とを順に交代させることができ、かつ／又は、例えば、デバイスを同時に使用することができる。第１２の工程５２２４が完了すると、切開部が閉鎖され、処置の術後部分が開始する。
【０３８４】
第１３の工程５２２６では、患者の麻酔が逆転される。外科用ハブ１０６、２０６は、例えば、ベンチレータデータに基づいて（すなわち、患者の呼吸速度が増加し始める）、患者が麻酔から覚醒しつつあると推定することができる。
【０３８５】
最後に、第１４の工程５２２８は、医療関係者が患者から様々な患者監視デバイスを除去することである。したがって、外科用ハブ１０６、２０６は、ハブがＥＫＧ、ＢＰ、及び患者監視デバイスからの他のデータを喪失したとき、患者が回復室に移送されていると推定することができる。この例示的な処置の説明から分かるように、外科用ハブ１０６、２０６と通信可能に連結された各種データソースから受信されたデータに基づいて、外科用ハブ１０６、２０６は、所与の外科処置の各工程が発生しているときを判定又は推定することができる。
【０３８６】
状況認識については、開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する２０１７年１２月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６１１，３４１号で更に記載されている。特定の例では、例えば本明細書で開示される様々なロボット外科システムを含むロボット外科システムの動作は、その状況認識、及び／若しくはその構成要素からのフィードバックに基づいて、並びに／又はクラウド１０４からの情報に基づいて、ハブ１０６、２０６によって制御され得る。
【実施例】
【０３８７】
本明細書に記載される主題の様々な態様は、以下の番号付けされた実施例において記載される。
【０３８８】
実施例１．外科用排出システムであって、排煙デバイスであって、ポンプと、ポンプに動作可能に連結されたモータと、を含む、排煙デバイスと、通信回路と、通信回路を通じて排煙デバイスと通信するフィルタデバイスと、を備え、フィルタデバイスが、複数のフィルタ構成要素を含み、複数のフィルタ構成要素が、流体フィルタ、微粒子フィルタ、及び炭フィルタのうちの少なくとも１つを含む、複数のフィルタ要素と、複数のフィルタセンサと、を備え、通信回路が、複数のフィルタ構成要素を認証することと、複数のフィルタ構成要素のうちの少なくとも１つの残存寿命を検証することと、複数のフィルタ構成要素から出力されたパラメータを更新することと、複数のフィルタ構成要素から出力されたエラーを記録することと、を行うように構成されている。
【０３８９】
実施例２．通信回路が、通信回路によって識別され得るフィルタ構成要素の数又は種類を制限するように更に構成されている、実施例１に記載の外科用排出システム。
【０３９０】
実施例３．通信回路が、認証の結果に基づいて、複数のフィルタ構成要素を有効化又は無効化するように更に構成されている、実施例１及び２に記載の外科用排出システム。
【０３９１】
実施例４．通信回路が、フィルタ構成要素情報を使用することによって複数のフィルタ構成要素を認証する、実施例１〜３のいずれか１つに記載の外科用排出システム。
【０３９２】
実施例５．フィルタ構成要素情報が、複数のフィルタ構成要素の製品種類、製品名、一意のデバイス識別子、製品商標、シリアル番号、及び構成パラメータのうちの少なくとも１つを含む、実施例４に記載の外科用排出システム。
【０３９３】
実施例６．フィルタデバイスが、複数のフィルタ構成要素から出力されたパラメータを通信回路に送信する前に、パラメータを暗号化するように構成されている、実施例１〜５のいずれか１つに記載の外科用排出システム。
【０３９４】
実施例７．暗号化されたパラメータを受信すると、通信回路が、暗号化されたパラメータを復号化する、実施例６に記載の外科用排出システム。
【０３９５】
実施例８．通信デバイスが、マスタデバイスとして機能し、フィルタデバイスが、スレーブデバイスとして機能し、マスタデバイスとスレーブデバイスとの間の通信が、認証プロセスを実施するときに、マスタデバイスからスレーブデバイスに一方向性である、実施例１〜７のいずれか１つに記載の外科用排出システム。
【０３９６】
実施例９．通信回路を通じた排煙デバイスとフィルタデバイスとの間の通信のための方法であって、方法が、通信回路によって、フィルタデバイス内の複数のフィルタ構成要素を認証することであって、複数のフィルタ構成要素が、流体フィルタ、微粒子フィルタ、及び炭フィルタのうちの少なくとも１つを含む複数のフィルタ要素と、複数のフィルタセンサと、を含む、認証することと、通信回路によって、複数のフィルタ構成要素のうちの少なくとも１つの残存寿命を検証することと、通信回路によって、複数のフィルタ構成要素から出力されたパラメータを更新することと、通信回路によって、複数のフィルタ構成要素から出力されたエラーを記録することと、を含み、排煙デバイスが、ポンプと、ポンプに動作可能に連結されたモータと、を含む、方法。
【０３９７】
実施例１０．通信回路によって識別され得るフィルタ構成要素の数又は種類を制限することを更に含む、実施例９に記載の方法。
【０３９８】
実施例１１．通信回路によって、認証の結果に基づいて複数のフィルタ構成要素を有効化又は無効化することを更に含む、実施例９に記載の方法。
【０３９９】
実施例１２．通信回路が、フィルタ構成要素情報を使用することによって複数のフィルタ構成要素を認証する、実施例９〜１１のいずれか１つに記載の方法。
【０４００】
実施例１３．フィルタ構成要素情報が、複数のフィルタ構成要素の製品種類、製品名、一意のデバイス識別子、製品商標、シリアル番号、及び構成パラメータのうちの少なくとも１つを含む、実施例１２に記載の方法。
【０４０１】
実施例１４．複数のフィルタ構成要素から出力されたパラメータを通信回路に送信する前に、フィルタデバイスによって、パラメータを暗号化することを更に含む、実施例９〜１３のいずれか１つに記載の方法。
【０４０２】
実施例１５．暗号化されたパラメータを受信すると、通信回路によって、暗号化されたパラメータを復号化することを更に含む、実施例１４に記載の方法。
【０４０３】
実施例１６．通信デバイスが、マスタデバイスとして機能し、フィルタデバイスが、スレーブデバイスとして機能し、マスタデバイスとスレーブデバイスとの間の通信が、認証工程を実施するときに、マスタデバイスからスレーブデバイスに一方向性である、実施例９〜１５のいずれか１つに記載の方法。
【０４０４】
実施例１７．プロセッサと、プロセッサに連結されたメモリと、を備える、外科用ハブであって、メモリが、実施例９〜１６のいずれか１つに記載の方法を実施するためにプロセッサによって実行可能な命令を記憶している、外科用ハブ。
【０４０５】
実施例１８．コンピュータ可読命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体であって、実行されると、マシンに、実施例９〜１６のいずれか１つに記載の方法を実施させる、非一時的コンピュータ可読媒体。
【０４０６】
実施例１９．プロセッサ、及びプロセッサに連結されたメモリを備える外科用ハブであって、メモリが、フィルタデバイス内の複数のフィルタ構成要素を認証することであって、複数のフィルタ構成要素が、流体フィルタ、微粒子フィルタ、及び炭フィルタのうちの少なくとも１つを含む、複数のフィルタ要素と、複数のフィルタセンサと、を含む、認証することと、複数のフィルタ構成要素のうちの少なくとも１つの残存寿命を検証することと、複数のフィルタ構成要素から出力されたパラメータを更新することと、複数のフィルタ構成要素から出力されたエラーを記録することと、を行うための、プロセッサによって実行可能な命令を記憶している、外科用ハブ。
【０４０７】
実施例２０．メモリが、識別され得るフィルタ構成要素の数又は種類を制限するための、プロセッサによって実行可能な更なる命令を記憶している、実施例１９に記載の外科用ハブ。
【０４０８】
実施例２１．メモリが、認証の結果に基づいて、複数のフィルタ構成要素を有効化又は無効化するための、プロセッサによって実行可能な更なる命令を記憶している、実施例１９及び２０のいずれか１つに記載の外科用ハブ。
【０４０９】
実施例２２．複数のフィルタ構成要素が、複数のフィルタ構成要素の製品種類、製品名、一意のデバイス識別子、製品商標、シリアル番号、及び構成パラメータのうちの少なくとも１つを含むフィルタ構成要素情報を使用することによって認証される、実施例１９〜２１のいずれか１つに記載の外科用ハブ。
【０４１０】
いくつかの形態が例示及び説明されてきたが、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、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。
【０４１１】
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つ若しくは２つ以上の機能及び／又は動作を含む限り、当業者に理解されたいこととして、そのようなブロック図、フローチャート、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、又はこれらの事実上の任意の組み合わせによって、個々にかつ／又は集合的に実装することができる。当業者には、本明細書で開示される形態のうちのいくつかの態様の全部又は一部が、１台以上のコンピュータ上で稼働する１つ又は２つ以上のコンピュータプログラムとして（例えば、１台以上のコンピュータシステム上で稼働する１つ又は２つ以上のプログラムとして）、１つ又は２つ以上のプロセッサ上で稼働する１つ又は２つ以上のプログラムとして（例えば、１つ又は２つ以上のマイクロプロセッサ上で稼働する１つ又は２つ以上のプログラムとして）、ファームウェアとして、又はこれらの実質的に任意の組み合わせとして集積回路上で等価に実現することができ、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ことが理解されよう。更に、当業者には理解されることとして、本明細書に記載した主題の機構は、多様な形式で１つ又は２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種類にかかわらず用いられる。
【０４１２】
様々な開示された態様を実行するように論理をプログラムするために使用される命令は、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、キャッシュ、フラッシュメモリ、又は他のストレージなどのシステム内メモリに記憶され得る。更に、命令は、ネットワークを介して、又は他のコンピュータ可読媒体によって分配され得る。したがって、機械可読媒体としては、機械（例えば、コンピュータ）によって読み出し可能な形態で情報を記憶又は送信するための任意の機構が挙げられ得るが、フロッピーディスケット、光ディスク、コンパクトディスク、読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、並びに磁気光学ディスク、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、磁気若しくは光カード、フラッシュメモリ、又は、電気的、光学的、音響的、若しくは他の形態の伝播信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号など）を介してインターネットを介した情報の送信に使用される有形機械可読ストレージに限定されない。したがって、非一時的コンピュータ可読媒体としては、機械（例えば、コンピュータ）によって読み出し可能な形態で電子命令又は情報を記憶又は送信するのに好適な任意の種類の有形機械可読媒体が挙げられる。
【０４１３】
本明細書の任意の態様で使用されるとき、用語「制御回路」は、例えば、ハードワイヤード回路、プログラマブル回路（例えば、１つ又は２つ以上の個々の命令処理コアを含むコンピュータプロセッサ、処理ユニット、プロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロコントローラユニット、コントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、プログラマブル論理機構（ＰＬＤ）、プログラマブル論理アレイ（ＰＬＡ）、又はフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ））、状態機械回路、プログラマブル回路によって実行される命令を記憶するファームウェア、及びこれらの任意の組み合わせを指すことができる。制御回路は、集合的に又は個別に、例えば、集積回路（ＩＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、システムオンチップ（ＳｏＣ）、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、サーバ、スマートフォンなどの、より大きなシステムの一部を形成する回路として具現化され得る。したがって、本明細書で使用するとき、「制御回路」としては、少なくとも１つの個別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つの特定用途向け集積回路を有する電気回路、コンピュータプログラムによって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によって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によって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（例えば、ランダムアクセスメモリの形態）を形成する電気回路、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−電気機器）を形成する電気回路が挙げられるが、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こ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。
【０４１４】
本明細書の任意の態様で使用される場合、用語「論理」は、前述の動作のいずれかを実行するように構成されたアプリケーション、ソフトウェア、ファームウェア、及び／又は回路を指し得る。ソフトウェアは、非一時的コンピュータ可読記憶媒体上に記録されたソフトウェアパッケージ、コード、命令、命令セット、及び／又はデータとして具現化されてもよい。ファームウェアは、メモリデバイス内のコード、命令、若しくは命令セット、及び／又はハードコードされた（例えば、不揮発性の）データとして具現化されてもよい。
【０４１５】
本明細書の任意の態様で使用するとき、用語「構成要素」、「システム」、「モジュール」などは、ハードウェア、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせ、ソフトウェア、又は実行中のソフトウェアのどちらかであるコンピュータ関連エンティティを指すことができる。
【０４１６】
本明細書の任意の態様で使用するとき、「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、転送、結合、比較、及び別様に操作されることが可能な電気又は磁気信号の形態を採ることができる物理量及び／又は論理状態の操作を指す。これらの信号を、ビット、値、要素、記号、文字、用語、番号など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好都合な標識である。
【０４１７】
ネットワークとしては、パケット交換ネットワークが挙げられ得る。通信デバイスは、選択されたパケット交換ネットワーク通信プロトコルを使用して、互いに通信することができる。１つの例示的な通信プロトコルとしては、伝送制御プロトコル／インターネットプロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）を使用して通信を可能にすることができるイーサネット通信プロトコルを挙げることができる。イーサネットプロトコルは、Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ（ＩＥＥＥ）によって発行された２００８年１２月発行の表題「ＩＥＥＥ８０２．３  Ｓｔａｎｄａｒｄ」、及び／又は本規格の後のバージョンのイーサネット規格に準拠するか、又は互換性があり得る。代替的に又は追加的に、通信デバイスは、Ｘ．２５通信プロトコルを使用して互いに通信することができる。Ｘ．２５通信プロトコルは、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｕｎｉｏｎ−Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ  Ｓｅｃｔｏｒ（ＩＴＵ−Ｔ）によって公布された規格に準拠するか、又は互換性があり得る。代替的に又は追加的に、通信デバイスは、フレームリレー通信プロトコルを使用して互いに通信することができる。フレームリレー通信プロトコルは、Ｃｏｎｓｕｌｔａｔｉｖｅ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ  ｆｏｒ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｌｅｇｒａｐｈ  ａｎｄ  Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ（ＣＣＩＴＴ）及び／又はｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ（ＡＮＳＩ）によって公布された規格に準拠するか、又は互換性があり得る。代替的に又は追加的に、送受信機は、非同期転送モード（ＡＴＭ）通信プロトコルを使用して互いに通信することが可能であり得る。ＡＴＭ通信プロトコルは、ＡＴＭ  Ｆｏｒｕｍによって「ＡＴＭ−ＭＰＬＳ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｉｎｔｅｒｗｏｒｋｉｎｇ２．０」と題する２００１年８月に公開されたＡＴＭ規格及び／又は本規格の後のバージョンに準拠するか、又は互換性があり得る。当然のことながら、異なる及び／又は後に開発されたコネクション型ネットワーク通信プロトコルは、本明細書で等しく企図される。
【０４１８】
別段の具体的な定めがない限り、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」、「計算する」、「算出する」、「決定する」、「表示する」などの用語を使用する考察は、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計算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。
【０４１９】
１つ又は２つ以上の構成要素が、本明細書中で、「ように構成されている（configured to）」、「ように構成可能である（configurable to）」、「動作可能である／ように動作する（operable/operative to）」、「適合される／適合可能である（adapted/adaptable）」、「ことが可能である（able to）」、「準拠可能である／準拠する（conformable/conformed to）」などと言及され得る。当業者は、「ように構成されている」は、一般に、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除き、アクティブ状態の構成要素及び／又は非アクティブ状態の構成要素及び／又はスタンドバイ状態の構成要素を包含し得ることを理解するであろう。
【０４２０】
「近位」及び「遠位」という用語は、本明細書では、外科用器具のハンドル部分を操作する臨床医を基準として使用される。「近位」という用語は、臨床医に最も近い部分を指し、「遠位」という用語は、臨床医から離れた位置にある部分を指す。便宜上及び明確性のために、「垂直」、「水平」、「上」、及び「下」などの空間的用語が、本明細書において図面に対して使用され得ることが更に理解されよう。しかしながら、外科用器具は、多くの向き及び位置で使用されるものであり、これらの用語は限定的及び／又は絶対的であることを意図したものではない。
【０４２１】
当業者は、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「オープンな」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）ことを理解するであろう。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。
【０４２２】
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、典型的には、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つ若しくは３つ以上の選択的な用語を表わ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。
【０４２３】
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、様々な動作のフロー図がシーケンス（複数可）で示されているが、様々な動作は、例示されたもの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、割り込み、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。
【０４２４】
「一態様」、「態様」、「例示」、「一例示」などへの任意の参照は、その態様に関連して記載される特定の機構、構造、又は特性が少なくとも１つの態様に含まれると意味することは特記に値する。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語句「一態様では」、「態様では」、「例示では」、及び「一例示では」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つ又は２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。
【０４２５】
本明細書で参照され、かつ／又は任意の出願データシートに列挙される任意の特許出願、特許、非特許刊行物、又は他の開示資料は、組み込まれる資料が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、参考として本明細書に組み込まれてい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。
【０４２６】
要約すると、本明細書に記載した構想を用いる結果として得られる多くの利益が記載されてきた。１つ又は２つ以上の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つ又は２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。
【０４２７】
〔実施の態様〕
（１）  外科用排出システムであって、
排煙デバイスであって、
ポンプと、
前記ポンプに動作可能に連結されたモータと、を含む、排煙デバイスと、
通信回路と、
前記通信回路を通じて前記排煙デバイスと通信するフィルタデバイスと、を備え、前記フィルタデバイスが、複数のフィルタ構成要素を含み、前記複数のフィルタ構成要素が、
流体フィルタ、微粒子フィルタ、及び炭フィルタのうちの少なくとも１つを含む、複数のフィルタ要素と、
複数のフィルタセンサと、を備え、
前記通信回路が、
前記複数のフィルタ構成要素を認証することと、
前記複数のフィルタ構成要素のうちの少なくとも１つの残存寿命を検証することと、
前記複数のフィルタ構成要素から出力されたパラメータを更新することと、
前記複数のフィルタ構成要素から出力されたエラーを記録することと、を行うように構成されている、外科用排出システム。
（２）  前記通信回路が、前記通信回路によって識別され得るフィルタ構成要素の数又は種類を制限するように更に構成されている、実施態様１に記載の外科用排出システム。
（３）  前記通信回路が、前記認証の結果に基づいて、前記複数のフィルタ構成要素を有効化又は無効化するように更に構成されている、実施態様１に記載の外科用排出システム。
（４）  前記通信回路が、フィルタ構成要素情報を使用することによって、前記複数のフィルタ構成要素を認証する、実施態様１に記載の外科用排出システム。
（５）  前記フィルタ構成要素情報が、前記複数のフィルタ構成要素の製品種類、製品名、一意のデバイス識別子、製品商標、シリアル番号、及び構成パラメータのうちの少なくとも１つを含む、実施態様４に記載の外科用排出システム。
【０４２８】
（６）  前記フィルタデバイスが、前記複数のフィルタ構成要素から出力された前記パラメータを前記通信回路に送信する前に、前記パラメータを暗号化するように構成されている、実施態様１に記載の外科用排出システム。
（７）  暗号化された前記パラメータを受信すると、前記通信回路が、前記暗号化されたパラメータを復号化する、実施態様６に記載の外科用排出システム。
（８）  前記通信デバイスが、マスタデバイスとして機能し、前記フィルタデバイスが、スレーブデバイスとして機能し、前記マスタデバイスと前記スレーブデバイスとの間の通信が、前記認証プロセスを実施するときに、前記マスタデバイスから前記スレーブデバイスに一方向性である、実施態様１に記載の外科用排出システム。
（９）  通信回路を通じた排煙デバイスとフィルタデバイスとの間の通信のための方法であって、
前記通信回路によって、前記フィルタデバイス内の複数のフィルタ構成要素を認証することであって、前記複数のフィルタ構成要素が、
流体フィルタ、微粒子フィルタ、及び炭フィルタのうちの少なくとも１つを含む複数のフィルタ要素と、
複数のフィルタセンサと、を含む、認証することと、
前記通信回路によって、前記複数のフィルタ構成要素のうちの少なくとも１つの残存寿命を検証することと、
前記通信回路によって、前記複数のフィルタ構成要素から出力されたパラメータを更新することと、
前記通信回路によって、前記複数のフィルタ構成要素から出力されたエラーを記録することと、を含み、
前記排煙デバイスが、
ポンプと、
前記ポンプに動作可能に連結されたモータと、を含む、方法。
（１０）  前記通信回路によって識別され得るフィルタ構成要素の数又は種類を制限することを更に含む、実施態様９に記載の方法。
【０４２９】
（１１）  前記通信回路によって、前記認証の結果に基づいて前記複数のフィルタ構成要素を有効化又は無効化することを更に含む、実施態様９に記載の方法。
（１２）  前記通信回路が、フィルタ構成要素情報を使用することによって前記複数のフィルタ構成要素を認証する、実施態様９に記載の方法。
（１３）  前記フィルタ構成要素情報が、前記複数のフィルタ構成要素の製品種類、製品名、一意のデバイス識別子、製品商標、シリアル番号、及び構成パラメータのうちの少なくとも１つを含む、実施態様１２に記載の方法。
（１４）  前記複数のフィルタ構成要素から出力された前記パラメータを前記通信回路に送信する前に、前記フィルタデバイスによって、前記パラメータを暗号化することを更に含む、実施態様９に記載の方法。
（１５）  暗号化された前記パラメータを受信すると、前記通信回路によって、前記暗号化されたパラメータを復号化することを更に含む、実施態様１４に記載の方法。
【０４３０】
（１６）  前記通信デバイスが、マスタデバイスとして機能し、前記フィルタデバイスが、スレーブデバイスとして機能し、前記マスタデバイスと前記スレーブデバイスとの間の通信が、前記認証プロセスを実行するときに、前記マスタデバイスから前記スレーブデバイスに一方向性である、実施態様９に記載の方法。
（１７）  プロセッサと、前記プロセッサに連結されたメモリと、を備える、外科用ハブであって、前記メモリが、
フィルタデバイス内の複数のフィルタ構成要素を認証することであって、前記複数のフィルタ構成要素が、
流体フィルタ、微粒子フィルタ、及び炭フィルタのうちの少なくとも１つを含む、複数のフィルタ要素と、
複数のフィルタセンサと、を含む、認証することと、
前記複数のフィルタ構成要素のうちの少なくとも１つの残存寿命を検証することと、
前記複数のフィルタ構成要素から出力されたパラメータを更新することと、
前記複数のフィルタ構成要素から出力されたエラーを記録することと、を行うための、前記プロセッサによって実行可能な命令を記憶している、外科用ハブ。
（１８）  前記メモリが、識別され得るフィルタ構成要素の数又は種類を制限するための、前記プロセッサによって実行可能な更なる命令を記憶している、実施態様１７に記載の外科用ハブ。
（１９）  前記メモリが、前記認証の結果に基づいて、前記複数のフィルタ構成要素を有効化又は無効化するための、前記プロセッサによって実行可能な更なる命令を記憶している、実施態様１７に記載の外科用ハブ。
（２０）  前記複数のフィルタ構成要素が、前記複数のフィルタ構成要素の製品種類、製品名、一意のデバイス識別子、製品商標、シリアル番号、及び構成パラメータのうちの少なくとも１つを含むフィルタ構成要素情報を使用することによって認証される、実施態様１７に記載の外科用ハブ。
【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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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【国際調査報告】
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