(57)【要約】【課題】外科器具内のカートリッジの再使用を防止した外科器具を提供すること。【解決手段】外科器具は、制御ユニットと、トランスポンダを含むステープルカートリッジを含む。この制御ユニットは、第１の無線信号をトランスポンダに送信してこのトランスポンダから第２の無線信号を受信し、この第２の無線信号に基づいて、トランスポンダが第１の電子状態および第２の電子状態のうちの一方であることを決定するように構成されている。【選択図】図１
2008212638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外科器具において、
トランスポンダを含むステープルカートリッジと、
第１の無線信号を前記トランスポンダに送信し、かつ前記トランスポンダから第２の無線信号を受信して、この第２の無線信号に基づいて、前記トランスポンダが第１の電子状態および第２の電子状態のうちの一方であることを決定するための制御ユニットと、
を含む、外科器具。
【請求項２】
請求項１に記載の外科器具において、
前記第１の電子状態は、前記ステープルカートリッジの未発射状態を示し、
前記第２の電子状態は、前記ステープルカートリッジの発射済み状態を示す、外科器具。
【請求項３】
請求項２に記載の外科器具において、
エンドエフェクタ、
を含み、
このエンドエフェクタは、
内部に置かれたスレッドを含む前記ステープルカートリッジ、
物体を切断するための電気機械作動式切断器具であって、前記切断器具の作動が前記制御ユニットによって制御される、切断器具、
前記ステープルカートリッジを取外し可能に設置するための、長さ方向に延びた溝型部材、および、
前記溝型部材に旋回可能に取り付けられたアンビルであって、前記物体が前記アンビルと前記溝型部材との間に位置付けられる、アンビルと、
を含み、
前記切断器具が作動されると、前記スレッドは、前記切断器具によって係合されて、前記ステープルカートリッジの近位端部に位置する未発射位置から前記ステープルカートリッジの遠位端部に位置する発射済み位置まで前記ステープルカートリッジ内を長さ方向に駆動され、前記スレッドの前記未発射位置は、前記ステープルカートリッジの前記未発射状態に一致し、前記スレッドの前記発射済み位置は、前記ステープルカートリッジの前記発射済み状態に一致する、外科器具。
【請求項４】
請求項３に記載の外科器具において、
前記制御ユニットは、前記第１の電子状態と決定されると前記切断器具の作動を可能にし、前記第２の電子状態と決定されると前記切断器具の作動を防止する、外科器具。
【請求項５】
請求項４に記載の外科器具において、
前記制御ユニットは、前記切断器具の前記作動とほぼ同時に前記トランスポンダに第３の無線信号を送信する、外科器具。
【請求項６】
請求項５に記載の外科器具において、
前記トランスポンダは、少なくとも１つの構成要素を含み、この構成要素は、前記第３の無線信号に応答して前記トランスポンダによって電気的に変更され、前記トランスポンダを前記第１の電子状態から前記第２の電子状態に移行させる、外科器具。
【請求項７】
請求項６に記載の外科器具において、
前記少なくとも１つの構成要素はそれぞれ、電気作動式ヒューズ、熱作動式ヒューズ、コンデンサ、およびメモリデバイスからなる群から選択される、外科器具。
【請求項８】
請求項４に記載の外科器具において、
前記トランスポンダは、作動されると前記切断器具の運動に応答して電気的に変更される少なくとも１つの構成要素を含み、変更された前記少なくとも１つの構成要素は、前記トランスポンダを前記第１の電子状態から前記第２の電子状態に移行させる、外科器具。
【請求項９】
請求項８に記載の外科器具において、
前記少なくとも１つの構成要素はそれぞれ、機械作動式ヒューズ、およびスイッチからなる群から選択される、外科器具。
【請求項１０】
外科器具に用いるためのステープルカートリッジにおいて、
第１の電子状態から第２の電子状態に移行することができるトランスポンダ、
を含み、
前記第１の電子状態は、前記ステープルカートリッジの未発射状態を示し、
前記第２の電子状態は、前記ステープルカートリッジの発射済み状態を示す、外科器具。
【請求項１１】
外科器具において、
ステープルカートリッジを受容するためのエンドエフェクタと、
第１の無線信号を前記ステープルカートリッジ内に置かれたトランスポンダに送信し、かつ前記トランスポンダから第２の無線信号を受信して、この第２の無線信号に基づいて、前記トランスポンダが第１の電子状態および第２の電子状態のうちの一方であることを決定する制御ユニットと、
を含む、外科器具。
【発明の詳細な説明】
【開示の内容】
【０００１】
〔関連出願〕
本願は、参照して開示内容のすべてを本明細書に組み入れる以下に示す同時出願の米国特許出願に関連する。
１．ジェイ・ジョーダーノ（J. Giordano）らによる米国特許出願第１１／６５１７１５号（名称：「制御ユニットとトランスポンダとの間で無線通信を行う外科器具（SURGICAL INSTRUMENT WITH WIRELESS COMMUNICATION BETWEEN CONTROL UNIT AND SENSOR TRANSPONDERS）」）（代理人整理番号：０６０３３８／ＥＮＤ５９２３ＵＳＮＰ）
２．ジェイ・ジョーダーノ（J. Giordano）らによる米国特許出願第１１／６５１８０７号（名称：「制御ユニットと遠隔センサとの間で無線通信を行う外科器具（SURGICAL INSTRUMENT WITH WIRELESS COMMUNICATION BETWEEN CONTROL UNIT AND REMOTE SENSOR）」）（代理人整理番号：０６０３３９／ＥＮＤ５９２４ＵＳＮＰ）
３．ジェイ・ジョーダーノ（J. Giordano）らによる米国特許出願第１１／６５１８０６号（名称：「制御ユニットとエンドエフェクタとの間で通信するために素子を備えた外科器具（SURGICAL INSTRUMENT WITH ELEMENTS TO COMMUNICATE BETWEEN CONTROL UNIT AND END EFFECTOR）」）（代理人整理番号：０６０３４０／ＥＮＤ５９２５ＵＳＮＰ）
４．ジェイ・スウェイズ（J. Swayze）らによる米国特許出願第１１／６５１７７１号（名称：「滅菌後の外科器具のプログラミング（POST-STERILIZATION PROGRAMMING OF SURGICAL INSTRUMENTS）」）（代理人整理番号：０６０３４２／ＥＮＤ５９２７ＵＳＮＰ）
５．エフ・シェルトン（F. Shelton）らによる米国特許出願第１１／６５１７８８号（名称：「インターロックおよびこのインターロックを含む外科器具（INTERLOCK AND SURGICAL INSTRUMENT INCLUDING SAME）」）（代理人整理番号：０６０３４３／ＥＮＤ５９２８ＵＳＮＰ）
６．エフ・シェルトン（F. Shelton）らによる米国特許出願第１１／６５１７８５号（名称：「バッテリ性能を向上させた外科器具（SURGICAL INSTRUMENT WITH ENHANCED BATTERY PERFORMANCE）」）（代理人整理番号：０６０３４７／ＥＮＤ５９３１ＵＳＮＰ）
【０００２】
〔発明の背景〕
開示する発明は、一般的に、かつ様々な実施形態におけるステープルカートリッジから組織内にステープルを列状に留めると同時に、留められたステープル列間の組織を切断するように構成された外科ステープル留め／切断器具に関する。詳細には、開示する発明は、使用済みステープルカートリッジが器具内に存在する場合（またはステープルカートリッジが存在しない場合）に組織の切断を防止し、かつ外科器具の使用を所定回数のステープル留め動作および切断動作に制限する、電動式外科ステープル留め／切断器具に使用するための電子制御装置に関する。
【０００３】
〔発明の背景〕
内視鏡外科器具は、小さな切開部が術後の回復時間を短縮し合併症を低減するため、従来の開放外科装置よりも好まれる場合が多い。したがって、トロカールのカニューレによって所望の外科部位に遠位エンドエフェクタを正確に配置するのに適した様々な内視鏡外科器具の開発が著しく進展した。このような遠位エンドエフェクタは、診断効果または治療効果を果たすべく様々な方式で組織に係合する（例えば、エンドカッター、把持器、カッター、ステープラ、クリップアプライヤ、アクセス装置、薬物／遺伝子治療送達装置、および超音波、ＲＦ、レーザーなどを用いたエネルギー装置）。
【０００４】
既知の外科ステープラは、組織に長さ方向の切開部を作ると同時にその切開部の両側にステープルを列状に留めるエンドエフェクタを含む。エンドエフェクタは、器具が内視鏡や腹腔鏡に用いられる場合、カニューレの通路内を通過できる一対の協働するジョー部材を含む。一方のジョー部材は、横方向に離隔した少なくとも２列のステープルを有するステープルカートリッジを受容する。他方のジョー部材は、カートリッジ内のステープルの列に整合したステープル形成ポケットを有するアンビルを画定している。この器具は、複数の往復するくさびを含む。これらのくさびは、遠位側に駆動されると、ステープルカートリッジの開口を通過して、ステープルを支持しているドライバに係合し、ステープルをアンビルに向かって発射させる。
【０００５】
有利なことに、エンドエフェクタのデザインは、外科ステープラと共に再使用できるようにすることができる。例えば、ある患者には、一連の切断／ステープル留め動作が必要であろう。各動作のためのエンドエフェクタ全体の交換は、特にエンドエフェクタが繰返し動作のために頑丈で信頼性が高く作られている場合、経済的に効率が悪くなる傾向がある。このため、ステープルカートリッジは通常、使い捨て用に構成され、外科ステープラの各動作の前にエンドエフェクタ内に装着される。
【０００６】
内視鏡適用に適した外科ステープラの例が、閉じる動作と発射する動作を別個に行うエンドカッターを開示する、ノデル（Knodel）らによる米国特許第５，４６５，８９５号（名称：「外科ステープラ器具（SURGICAL STAPLER INSTRUMENT）」）に記載されている。したがって、医師は、発射の前に組織を位置付けるために組織に対してジョー部材を閉じることができる。医師は、ジョー部材が組織を適切に把持していると判断したら、装置によって１回の発射ストロークまたは複数回の発射ストロークで外科ステープラを発射することができる。外科ステープラを発射させて、組織の切断およびステープル留めを行うことができる。切断およびステープル留めを同時に行うことにより、切断およびステープル留めをそれぞれ行う異なる外科器具でそれらを順次行う場合に生じうる複雑さを防止することができる。
【０００７】
発射する前に組織に対して閉じることができる１つの具体的な利点は、医師が、十分な量の組織が対向するジョーの間に把持されたことを含め、切断のために所望の位置に達成されたことを、内視鏡によって確認することができることである。このように確認しない場合は、対向したジョーが、互いに近付きすぎて、特に遠位端部で圧迫され、切断された組織を有効にステープル留めすることができない。これとは反対に、クランプされた組織の量が過剰であると、詰まって不完全な発射となる。
【０００８】
ジョーを閉じて切断動作およびステープル留め動作を同時に行うために必要な作動力（すなわち、「発射させる力（force-to-fire）」またはＦＴＦ）が相当であるため、他の点では資格があっても必要なＦＴＦを生成できない操作者は、上記したような手動式切断／ステープル留め器具を利用することができない。したがって、発射させる力（ＦＴＦ）を低減するために電動式切断／ステープル留め器具が開発されてきた。このような器具は通常、切断／ステープル留め動作を行うために操作者が生成する力を補助するか、または代わりを果たすのに適したモータまたは他の作動機構を含む。
【０００９】
電動器具は、様々な利点を提供するが、ある種の条件下で器具の誤発射を防止するのが望ましい。例えば、ステープルカートリッジが装着されていない器具の発射、または使用済み（例えば、既に発射済み）ステープルカートリッジが装着された器具の発射は、出血を最小限にする同時のステープル留めが行われない組織の切断を生じさせうる。したがって、このような条件下での電動式エンドカッターの動作を防止するための電子制御装置またはインターロックは、今までは、未使用のステープルカートリッジがエンドエフェクタ内に装着されているかを決定するためにエンドエフェクタ内に置かれた能動電気回路を用いている。例えば、ボイアースキ（Boiarski）らによる米国特許第５，５２９，２３５号（名称：「外科ステープル留め器具用の識別装置（IDENTIFICATION DEVICE FOR SURGICAL STAPLING INSTRUMENT）」）に、発射動作と同時にヒューズに加えられる機械的な力または電流に応答して開となるヒューズを有し、ステープルカートリッジに一体化されたインターロック回路が開示されている。ヒューズの開の電気状態（open electrical state）は、使用済みステープルカートリッジを用いたその後の発射動作を防止するためにエンドエフェクタに対して外部に位置する配線による制御回路によって検出される。このように、ヒューズを開くことによりステープルカートリッジが使用不能になり、その再使用が防止される。
【００１０】
スエイズ（Swayze）らによる米国特許出願第１１／３４３，４３９号（名称：「電子インターロックおよび電子インターロックを含む外科器具（ELECTRONIC INTERLOCKS AND SURGICAL INSTRUMENT INCLUDING SAME）」）に、未使用のステープルカートリッジが装着されているか否かを決定するためにエンドエフェクタ内に置かれた電子センサを使用することが開示されている。このようなセンサは、ステープルカートリッジが装着されていない場合または使用済みステープルカートリッジが装着されている場合に作動力を生成するのに必要な電流が流れないようにする、モータまたは他の電動作動機構と直列に接続されたスイッチを含むことができる。
【００１１】
上記した電子制御装置は、器具の誤作動を防止するのに一般に有効であるが、エンドエフェクタ内に電子部品を置くことは、今までは、エンドエフェクタを、そのエンドエフェクタに対して外部に位置する他の電気部品（例えば、電源、モータ、制御回路など）に接続するために電気配線を必要としてきた。このような電気部品が、（上記参照文献と同様に）器具のハンドル内に置かれる場合、エンドエフェクタをハンドルに接続しているシャフトを介して電気配線の経路が定められる。しかしながら、このように電気配線の経路を定めることは、不便であり、器具の複雑さおよびコストが増大する。
【００１２】
未使用のステープルカートリッジが存在しない場合に器具の発射を防止するのに加えて、器具が行うことができる発射動作の回数を制限することが望ましいであろう。
【００１３】
したがって、配線によるエンドエフェクタの電子部品に関連した複雑さを回避すると共に誤発射（例えば、切断されてもステープル留めされない）を防止し、かつ器具の使用を所定回数の発射動作に制限する電動式切断／ステープル留め器具に用いるための電子制御装置が強く要望されている。
【００１４】
〔発明の概要〕
本願は、外科器具を開示する。一実施形態では、この外科器具は、制御ユニットおよび、トランスポンダを含むステープルカートリッジを含む。制御ユニットは、第１の無線信号をトランスポンダに送信し、このトランスポンダから第２の無線信号を受信して、この第２の無線信号に基づいて、トランスポンダが第１の電子状態および第２の電子状態のうちの一方であることを決定するように構成されている。
【００１５】
別の実施形態では、外科器具は、物体を切断するための移動可能な切断器具を含むエンドエフェクタと、この切断器具を作動させるために前記エンドエフェクタに結合されたモータとを含む。切断器具の各作動は、外科器具による発射動作に一致する。外科器具は、外科器具による発射動作の回数をカウントし、この発射動作の回数が所定数に等しくなると外科器具の少なくとも１つの構成要素を電子的に変更するために制御ユニットをさらに含む。この変更された少なくとも１つの構成要素は、所定回数を超えた外科器具による発射動作を防止する。
【００１６】
本願は、さらに、外科器具に使用するためのステープルカートリッジを開示する。ステープルカートリッジは、第１の電子状態から第２の電子状態へ切替え可能なトランスポンダを含む。第１の電子状態は、ステープルカートリッジの未発射状態を示し、第２の電子状態は、ステープルカートリッジの発射済み状態を示す。
【００１７】
〔詳細な説明〕
本発明の様々な実施形態を、添付の図面を参照しながら例として説明する。
【００１８】
本発明の様々な実施形態は、一般的に、少なくとも１つのトランスポンダ、および制御ユニットからこのトランスポンダに電力および／またはデータ信号を送信するための手段を有する外科器具に関する。本発明は、内視鏡または腹腔鏡外科器具などの、少なくとも１つのトランスポンダを含むあらゆるタイプの外科器具に用いることができるが、自由回転接合部などの外科器具の一部の特徴部がセンサへの配線接続の使用を妨げるか、または困難にする外科器具に特に有用である。システムの態様を説明する前に、本発明の実施形態を用いることができるあるタイプの外科器具、すなわち内視鏡ステープル留め／切断器具（すなわち、エンドカッター）を、まず一例として説明する。
【００１９】
図１および図２は、本発明の様々な実施形態に従った外科切断／締結器具１０を示している。例示されている実施形態は、内視鏡器具であり、一般に、本明細書に開示する器具１０の実施形態は、内視鏡外科切断／締結器具である。しかしながら、本発明の他の実施形態によると、本器具は、腹腔鏡器具などの非内視鏡外科切断／締結器具とすることができることを理解されたい。
【００２０】
図１および図２に示されている外科器具１０は、ハンドル１２、シャフト１４、および、関節動作ピボット１８でシャフト１４に旋回可能に接続された関節動作エンドエフェクタ１６を含む内視鏡を示している。エンドエフェクタ１６の正確な配置および向きは、（１）シャフト１４の自由回転接合部１９で閉鎖チューブ（図４および図５との関連でより詳細に後述する）を回転させてエンドエフェクタ１６を回転させるための回転ノブ１７、および（２）関節動作ピボット１８を中心にエンドエフェクタ１６を回転関節動作させるための関節動作制御部２０を含め、ハンドル１２に設けられた制御部によって容易に行うことができる。例示されている実施形態では、エンドエフェクタ１６は、組織をクランプ、切断、およびステープル留めするためのエンドカッターとして機能するように構成されているが、他の実施形態では、把持器、カッター、ステープラ、クリップアプライヤ、アクセス装置、薬物／遺伝子治療装置、および超音波、ＲＦ、またはレーザー装置などの他のタイプの外科装置のエンドエフェクタなどの様々なタイプのエンドエフェクタを用いることができる。
【００２１】
器具１０のハンドル１２は、エンドエフェクタ１６を作動させるための閉鎖トリガー２２および発射トリガー２４を含むことができる。様々な外科処置を対象としたエンドエフェクタを有する器具は、エンドエフェクタ１６を作動させるために、異なる数または種類のトリガーまたは他の適当な制御部を有することができることを理解されたい。エンドエフェクタ１６は、図示されているように、好ましくは細長いシャフト１４によってハンドル１２から離隔している。一実施形態では、外科器具１０の医師すなわち操作者が、関節動作制御部２０を用いてシャフト１４に対してエンドエフェクタ１６を関節動作させることができる。この詳細が、参照して開示内容を本明細書に組み入れる、ヒューイ（Hueil）らによる係属中の米国特許出願第１１/３２９，０２０号（名称：「関節動作エンドエフェクタを備えた外科器具（Surgical Instrument Having An Articulating End Effector）」）に開示されている。
【００２２】
エンドエフェクタ１６は、この例では、特に、ステープル溝型部材２６、およびアンビル２８などの旋回可能に並進可能なクランプ部材を含む。ステープル溝型部材２６とアンビル２８は、エンドエフェクタ１６内にクランプされた組織の効果的なステープル留めおよび切断を確実にする間隔で維持される。ハンドル１２は、ピストルグリップ３０を含む。医師が、閉鎖トリガー２２をピストルグリップ３０に向かって旋回させて(pivotally)引いて、エンドエフェクタ１６のステープル溝型部材２６に向かってアンビル２８をクランプすなわち閉じて、これによりアンビル２８と溝型部材２６との間に位置付けられた組織をクランプすることができる。発射トリガー２４は、閉鎖トリガー２２よりも外側に位置する。閉鎖トリガー２２が、詳細を後述するように閉鎖位置にロックされると、発射トリガー２４がピストルグリップ３０に向かって僅かに回転することができ、操作者が片手で操作することができる。次に、操作者が、発射トリガー２４をピストルグリップ３０に向かって旋回させて引いて、エンドエフェクタ１６内にクランプされた組織のステープル留めおよび切断を行うことができる。他の実施形態では、例えば、対向したジョーなどのアンビル２８以外の異なるタイプのクランプ部材を用いることができる。
【００２３】
本明細書で用いる用語「近位」および「遠位」は、器具１０のハンドル１２を把持している医師を基準に用いていることを理解されたい。したがって、エンドエフェクタ１６は、より近位側のハンドル１２に対して遠位側である。さらに、分かりやすくするために、「垂直」および「水平」などの空間用語を図面に対して用いることを理解されたい。しかしながら、外科器具は、様々な向きおよび位置で用いることができ、このような語は、限定および絶対的であることを意図するものではない。
【００２４】
まず、閉鎖トリガー２２を作動させることができる。医師が、エンドエフェクタ１６の位置付けに満足したら、医師は、閉鎖トリガー２２を、ピストルグリップ３０に近接した完全に閉じたロック位置まで引き戻すことができる。次に、発射トリガー２４を作動させることができる。以下により十分に説明するように、医師が圧力を除去すると、発射トリガー２４は、開位置（図１および図２を参照）に戻る。ハンドル１２の解除ボタン３２は、押下されると、ロックされた閉鎖トリガー２２を解除することができる。解除ボタン３２を用いた閉鎖トリガー２２のロックおよびロック解除の様々な構造が、参照して開示内容を本明細書に組み入れるシェルトン・ザ・フォース（Shelton, IV）らによる係属中の米国特許出願第１１／３４３，５７３号（名称：「荷重の力をフィードバックするモータ駆動式外科切断／締結器具（MOTOR-DRIVEN SURGICAL CUTTING AND FASTENING INSTRUMENT WITH LOADING FORCE FEEDBACK）」）に開示されている。
【００２５】
図３Ａは、様々な実施形態に従ったエンドエフェクタ１６の組立分解図である。図３Ｂは、図３Ａの切断器具の斜視図である。例示されている実施形態に示されているように、エンドエフェクタ１６は、上記した溝型部材２６およびアンビル２８に加えて、切断器具３４、溝型部材２６内に取外し可能に設置された（例えば、装着された）ステープルカートリッジ３８、ステープルカートリッジ３８内に置かれたスレッド３６、および螺旋ねじシャフト４０を含むことができる。
【００２６】
アンビル２８は、溝型部材２６の近位端部に接続されたピボット点４２で旋回させて開閉することができる。アンビル２８は、このアンビル２８を開閉するために機械閉鎖システム（詳細を後述）の構成要素内に挿入されるタブ４４をその近位端部に備えることもできる。閉鎖トリガー２２が作動する、すなわち器具１０の操作者によって引かれると、アンビル２８が、クランプすなわち閉位置にピボット点４２を中心に旋回することができる。エンドエフェクタ１６のクランプに満足したら、操作者は、詳細を後述するように、発射トリガー２４を作動させて、切断器具３４を溝型部材２６に沿って長さ方向に移動させることができる。
【００２７】
図示されているように、切断器具３４は、ステープルの成形および切断の際にアンビル２８を閉じた状態に維持するのを確認し、かつ助けるために、アンビル２８内のアンビルスロット４８内に挿入される上側ガイドピン４６を含む。溝型部材２６とアンビル２８との間の間隔は、切断器具３４によってさらに維持される。これは、切断器具３４の中間ピン５０が、溝型部材２６の上面に沿ってスライドすると共に、下部脚５２が、溝型部材２６の長さ方向の開口５４によって案内され、溝型部材２６の下面に沿って対向してスライドすることによる。上側ガイドピン４６と中間ピン５０との間の遠位側を向いた切断面５６が、クランプされた組織を切断すると共に、遠位側を向いた表面５８が、スレッド３６に係合してこのスレッド３６を、ステープルカートリッジ３８内をその近位端部に位置する未発射位置からステープルカートリッジ３８の遠位端部に位置する発射済み位置に次第に駆動することによって、ステープルカートリッジ３８を作動させる。スレッド３６が未発射位置にある場合、ステープルカートリッジ３８は、発射されていない、すなわち未使用の状態である。スレッド３６が発射済み位置にある場合、ステープルカートリッジ３８は、発射された、すなわち使用済みの状態である。ステープルカートリッジ３８の作動により、ステープルドライバ６０が上方にカム運動し、ステープル６２が、ステープルカートリッジ３８に形成された上方に開口したステープル孔６４から押し出される。続いて、ステープル６２は、アンビル２８のステープル成形下面６６に接触して成形される。ステープルカートリッジトレー６８が、底部から、ステープルカートリッジ３８の他の構成要素を包囲し、これらを所定の位置に保持する。ステープルカートリッジトレー６８は、溝型部材２６の長さ方向の開口５４の上に位置する後方に開口したスロット７０を含む。ステープルカートリッジ３８の下面および溝型部材２６の上面は、切断器具３４の遠位側および近位側への移動の際に、内部を中間ピン５０が通過する発射駆動スロット２００（図６）を形成する。スレッド３６は、ステープルカートリッジ３８と一体の構成要素とし、切断動作の後に切断器具３４が引き戻されても、スレッド３６が引き戻されないようにすることができる。参照して開示内容を本明細書に組み入れる、シュルトン・ザ・フォース（Shelton, IV）らによる米国特許第６，９７８，９２１号（名称：「Ｅビーム発射機構を含む外科ステープラ器具（SURGICAL STAPLING INSTRUMENT INCORPORATING AN E‐BEAM FIRING MECHANISM）」）に、このような２ストロークの切断／締結器具が詳細に開示されている。
【００２８】
本明細書に開示する外科器具１０の実施形態は、切断された組織をステープル留めするエンドエフェクタ１６を用いているが、他の実施形態では、切断された組織を締結またはシールするための異なる技術を用いることができることに留意されたい。例えば、切断された組織を閉じるためにＲＦエネルギーまたは接着剤を用いるエンドエフェクタも用いることができる。いずれも参照して本明細書に組み入れるイエーツ（Yates）らによる米国特許第５，７０９，６８０号（名称：「電気外科止血装置（Electrosurgical Hemostatic Device）」）、およびイエーツ（Yates）らによる米国特許第５，６８８，２７０号（名称：「凹型電極および／またはオフセット電極を備えた電気外科止血装置（Electrosurgical Hemostatic Device With Recessed And/Or Offset Electrodes）」）に、ＲＦエネルギーを用いて切断された組織を閉じる切断器具が開示されている。いずれも参照して本明細書に組み入れるモーガン（Morgan）らによる米国特許出願第１１／２６７，８１１号（名称：「薬剤を送達するように構成された外科ステープル留め器具（SURGICAL STAPLING INSTRUMENTS STRUCTURED FOR DELIVERY OF MEDICAL AGENTS）」）、およびシェルトン・ザ・フォース（Shelton, IV）らによる米国特許出願第１１／２６７，３８３号（名称：「薬剤をポンプを用いて送達するように構成された外科ステープル留め器具（SURGICAL STAPLING INSTRUMENTS STRUCTURED FOR PUMP-ASSISTED DELIVERY OF MEDICAL AGENTS）」）に、接着剤を用いて切断された組織を閉じる切断器具が開示されている。したがって、本明細書では、切断／ステープル留め動作などについて述べているが、これは例示的な実施形態であり、限定することを意図するものではないことを理解されたい。他の組織締結技術を用いることもできる。
【００２９】
図４および図５は、様々な実施形態に従ったエンドエフェクタ１６およびシャフト１４の組立分解図であり、図６は側面図である。例示されている実施形態に示されているように、シャフト１４は、近位閉鎖チューブ７２、およびピボットリンク７６によって旋回可能に連結された遠位閉鎖チューブ７４を含むことができる。遠位閉鎖チューブ７４は、詳細を後述するように、アンビル２８を開閉するためにこのアンビル２８のタブ４４が挿入される開口７８を含む。閉鎖チューブ７２、７４内に、近位スパインチューブ７９を置くことができる。近位スパインチューブ７９内に、かさ歯車組立体８４を介して第２（または遠位）駆動シャフト８２と連絡する第１の回転（または近位）駆動シャフト８０を置くことができる。第２の駆動シャフト８２は、螺旋ねじシャフト４０の近位駆動歯車８８に係合する駆動歯車８６に接続されている。垂直かさ歯車８４ｂが、近位スパインチューブ７９の遠位端部の開口９０内に位置し、かつその開口内で旋回することができる。遠位スパインチューブ９２を用いて、第２の駆動シャフト８２および駆動歯車８６、８８を囲むことができる。第１の駆動シャフト８０、第２の駆動シャフト８２、および関節動作組立体（例えば、かさ歯車組立体８４ａ〜８４ｃ）は、本明細書では、総称して「主駆動シャフト組立体」と呼ぶこともある。
【００３０】
ステープル溝型部材２６の遠位端部に位置付けられた軸受９４は、螺旋駆動ねじ４０が溝型部材２６に対して自由に回転できるように螺旋駆動ねじ４０を受容する。螺旋ねじシャフト４０は、この回転により、切断器具３４がステープル溝型部材２６内を遠位側または近位側（回転方向によって決まる）に移動するように、切断器具３４のねじ開口（不図示）に連結させることができる。したがって、詳細を後述するように、発射トリガー２４の作動によって第１の駆動シャフト８０が回転すると、かさ歯車組立体８４ａ〜８４ｃにより、第２の駆動シャフト８２が回転し、駆動歯車８６、８８の噛合によって螺旋ねじシャフト４０が回転して、切断器具３４が溝型部材２６に沿って長さ方向に移動し、エンドエフェクタ１６内にクランプされた全ての組織が切断される。スレッド３６は、例えばプラスチックから作られることができ、傾斜した遠位面を有することができる。スレッド３６が溝型部材２６を横断する際、その傾斜した遠位面がステープルドライバ６０を上方にカム運動させ、これにより、ステープルカートリッジ３８内のステープル６２を、クランプされた組織を通してアンビル２８のステープル成形下面６６に向かって押し上げるか、または駆動して、これにより、切断された組織をステープル留めすることができる。切断器具３４が引き戻されると、この切断器具３４とスレッド３６が係合解除され、溝型部材２６の遠位端部にスレッド３６が残置される。
【００３１】
図７〜図１０は、モータ駆動エンドカッター、特にそのハンドル１２の例示的な実施形態を例示している。この実施形態は、エンドエフェクタ１６内の切断器具３４の配置および荷重の力について操作者にフィードバックする。加えて、この実施形態は、操作者が発射トリガー２４を引く際の力を利用して装置に動力を供給することができる（いわゆる「動力補助」モード）。例示されている実施形態に示されているように、ハンドル１２は、互いにはめ込まれて一般的にはハンドル１２の外面を形成する下部外面部品９６、９８および上部外面部品１００、１０２を含む。バッテリ１０４を、ハンドル１２のピストルグリップ部分３０内に設けることができる。バッテリ１０４は、例えば、ＬｉＣｏＯ２またはＬｉＮｉＯ２などのリチウムイオン化学またはニッケル水素化学などを含む任意の適当な構造または化学に従って製造することができる。バッテリ１０４は、ハンドル１２のピストルグリップ部分３０の上部内に置かれたモータ１０６に電力を供給する。様々な実施形態によると、モータ１０６は、約５０００ＲＰＭ〜１００，０００ＲＰＭの最大回転速度を有するＤＣブラシ駆動モータとすることができる。モータ１０６は、第１のかさ歯車１１０および第２のかさ歯車１１２を含む９０度かさ歯車組立体１０８を駆動することができる。かさ歯車組立体１０８は、遊星歯車組立体１１４を駆動することができる。遊星歯車組立体１１４は、駆動シャフト１１８に接続されたピニオン歯車１１６を含むことができる。ピニオン歯車１１６は、駆動シャフト１２４を介して螺旋歯車ドラム１２２を駆動する、噛合するリング歯車１２０を駆動することができる。リング１２６を、螺旋歯車ドラム１２２に螺合させることができる。したがって、モータ１０６が回転すると、リング１２６が、間に置かれたかさ歯車組立体１０８、遊星歯車組立体１１４、およびリング歯車１２０によって螺旋歯車ドラム１２２に沿って移動する。
【００３２】
ハンドル１２は、いつ操作者が発射トリガー２４をハンドル１２のピストルグリップ部分３０に向かって引いて（または閉じて）エンドエフェクタ１６で切断／ステープル留め動作を行ったかを検出するために発射トリガー２４と通信するモータ運転センサ１２８も含むことができる。このセンサ１２８は、例えば、加減抵抗器すなわち可変抵抗器などの比例センサとすることができる。発射トリガー２４が引かれると、センサ１２８がこの動きを検出し、モータ１０６に供給される電圧（または電力）を示す電気信号を送信する。センサ１２８が可変抵抗器などである場合、モータ１０６の回転は、発射トリガー２４の運動量に通常は比例させることができる。すなわち、操作者が、発射トリガー２４をただ僅かに引いた、すなわち閉じた場合、モータ１０６の回転速度が比較的遅い。発射トリガー２４が、完全に引かれた、すなわち完全に閉じた位置に位置する場合、モータ１０６の回転速度が最大となる。言い換えれば、操作者が発射トリガー２４を強く引けば引く程、モータ１０６に供給される電圧が大きくなり、回転速度が大きくなる。別の実施形態では、例えば、制御ユニット（詳細を後述）は、モータ１０６を制御するために、センサ１２８からの入力に基づいてモータ１０６にＰＷＭ制御信号を出力することができる。
【００３３】
ハンドル１２は、発射トリガー２４の上部に近接した中間ハンドル部品１３０を含むことができる。ハンドル１２は、中間ハンドル部品１３０のポストと発射トリガー２４との間に接続された付勢ばね１３２も含むことができる。この付勢ばね１３２は、発射トリガー２４を完全な開位置に付勢することができる。このように、操作者が発射トリガー２４を解放すると、付勢ばね１３２により、発射トリガー２４が開位置に引っ張られて、センサ１２８の作動が停止し、モータ１０６の回転が停止される。さらに、操作者が発射トリガー２４を閉じる際にはいつも、付勢ばね１３２によって、操作者が閉鎖動作に対して抵抗を感じる。これにより、操作者が、モータ１０６による回転の程度についてのフィードバックを受ける。さらに、操作者が、発射トリガー２４を引くのを停止すると、センサ１２８に力がかからなくなって、モータ１０６が停止する。したがって、操作者は、エンドエフェクタ１６の配置を停止することができるため、切断／締結動作の制御の手段が得られる。
【００３４】
螺旋歯車ドラム１２２の遠位端部は、ピニオン歯車１３８に噛合するリング歯車１３６を駆動する遠位駆動シャフト１３４を含む。ピニオン歯車１３８は、主駆動シャフト組立体の第１の駆動シャフト８０に接続されている。このように、モータ１０６の回転により、主駆動シャフト組立体が回転し、上記したように、エンドエフェクタ１６が作動する。
【００３５】
螺旋歯車ドラム１２２に螺合したリング１２６は、スロットアーム１４４のスロット１４２内に置かれるポスト１４０を含むことができる。スロットアーム１４４は、ハンドル外面部品９６と９８との間に接続されたピボットピン１５０を収容する開口１４６をその反対側の端部１４８に有する。ピボットピン１５０はまた、発射トリガー２４の開口１５２および中間ハンドル部品１３０の開口１５４内に置かれる。
【００３６】
加えて、ハンドル１２は、モータ逆回転（またはストローク終了）センサ１５６およびモータ停止（またはストローク開始）センサ１５８を含むことができる。様々な実施形態では、モータ逆回転センサ１５６は、リング１２６が螺旋歯車ドラム１２２の遠位端部に達すると、螺旋歯車ドラム１２２に螺合したリング１２６がモータ逆回転センサ１５６に接触して閉じるように、螺旋歯車ドラム１２２の遠位端部に位置する通常は開いたリミットスイッチとすることができる。モータ逆回転センサ１５６は、閉じると、制御ユニットに信号を送信し、この制御ユニットが、モータ１０６の回転方向を逆転させる信号をモータ１０６に送信し、これにより、切断動作後にエンドエフェクタ１６の切断器具が引き戻される。
【００３７】
モータ停止センサ１５８は、例えば、通常は閉じたリミットスイッチとすることができる。様々な実施形態では、このセンサ１５８は、リング１２６が螺旋歯車ドラム１２２の近位端部に達するとリング１２６がスイッチ１５８を作動させるように、螺旋歯車ドラム１２２の近位端部に位置することができる。
【００３８】
動作の際、器具１０の操作者が発射トリガー２４を引き戻すと、センサ１２８が、発射トリガー２４の配備を検出して、制御ユニットに信号を送信し、この制御ユニットがモータ１０６に信号を送信し、モータ１０６が、例えば操作者が発射トリガー２４を引き戻した力に比例した速度で、順方向に回転する。モータ１０６の順方向回転により、遊星歯車組立体１１４の遠位端部のリング歯車１２０が回転し、これにより螺旋歯車ドラム１２２が回転し、螺旋歯車ドラム１２２に螺合したリング１２６がこの螺旋歯車ドラム１２２に沿って遠位側に移動する。螺旋歯車ドラム１２２の回転はまた、上記した主駆動シャフト組立体を駆動し、これによりエンドエフェクタ１６内で切断器具３４が配備される。すなわち、切断器具３４およびスレッド３６が溝型部材２６を長さ方向に移動して、エンドエフェクタ１６内にクランプされた組織を切断する。また、ステープル留め型エンドエフェクタが用いられている実施形態では、エンドエフェクタ１６のステープル留め動作も行われる。
【００３９】
エンドエフェクタ１６の切断／ステープル留め動作が完了するまでに、螺旋歯車ドラム１２２のリング１２６が、螺旋歯車ドラム１２２の遠位端部に到達しており、モータ逆回転センサ１５６が作動して、制御ユニットに信号を送信し、この制御ユニットがモータ１０６に信号を送信して、モータ１０６がその回転を逆にする。これにより、切断器具３４が引き戻され、螺旋歯車ドラム１２２のリング１２６が、螺旋歯車ドラム１２２の近位端部に戻る。
【００４０】
中間ハンドル部品１３０は、図８および図９に最もよく示されているように、スロットアーム１４４に係合する後部肩１６０を含む。中間ハンドル部品１３０はまた、発射トリガー２４に係合する前進運動ストッパー１６２も有する。スロットアーム１４４の運動は、上記したように、モータ１０６の回転によって制御されている。リング１２６が螺旋歯車ドラム１２２の近位端部から遠位端部に移動する際にスロットアーム１４４が反時計回りの方向に回転すると、中間ハンドル部品１３０は、反時計回りの方向に自由に回転する。したがって、操作者が発射トリガー２４を引くと、発射トリガー２４が中間ハンドル部品１３０の前進運動ストッパー１６２に係合して、中間ハンドル部品１３０が反時計回りの方向に回転する。しかしながら、スロットアーム１４４に係合している後部肩１６０により、中間ハンドル部品１３０は、スロットアーム１４４が許容する範囲で反時計回りの方向に回転することができるだけである。このように、何らかの理由でモータ１０６が回転を停止しなければならない場合、スロットアーム１４４の回転が停止し、中間ハンドル部品１３０がスロットアーム１４４によって反時計回りの方向に自由に回転できないため、操作者は、発射トリガー２４をさらに引くことができない。
【００４１】
図１１および図１２は、本発明の様々な実施形態に従ってモータ運転センサ１２８として用いることができる可変センサの状態を例示している。センサ１２８は、表面部分１６４、第１の電極（Ａ）１６６、第２の電極（Ｂ）１６８、およびこれらの電極１６６と１６８との間の圧縮性誘電体材料１７０（例えば、ＥＡＰ）を含むことができる。センサ１２８は、発射トリガー２４が引かれると表面部分１６４が発射トリガー２４に接触するように位置付けられることができる。したがって、発射トリガー２４が引かれると、図１２に示されているように、誘電体材料１７０が圧縮され、電極１６６と１６８が互いに近づく。電極１６６と１６８との間の距離「ｂ」が、電極１６６と１６８との間のインピーダンスに直接関連するため、この距離が大きくなればなるほどインピーダンスが大きくなり、この距離が小さくなればなるほどインピーダンスが小さくなる。このように、誘電体材料１７０が、発射トリガー２４が引かれる（図１２に力「Ｆ」として図示）ことで圧縮される程度が、電極１６６と１６８との間のインピーダンスに比例する。センサ１２８によるインピーダンスを適当な信号調節回路と共に用いて、例えば、モータ１０６の速度を比例制御することができる。
【００４２】
閉鎖トリガー２２を引いてエンドエフェクタ１６のアンビル２８を閉じる（またはクランプする）ための例示的な閉鎖システムの構成要素が、図７〜図１０に示されている。例示されている実施形態では、閉鎖システムは、閉鎖トリガー２２およびヨーク１７２の両方の整合した開口に挿入されたピン１７４によって閉鎖トリガー２２に接続されたヨーク１７２を含む。閉鎖トリガー２２の回転中心となるピボットピン１７６を、ピン１７４が閉鎖トリガー２２内に挿入される位置からずれた閉鎖トリガー２２の別の開口内に挿入する。したがって、閉鎖トリガー２２が引かれると、ヨーク１７２がピン１７４で取り付けられている閉鎖トリガー２２の上部が反時計回りの方向に回転する。ヨーク１７２の遠位端部が、ピン１７８によって第１の閉鎖ブラケット１８０に接続されている。第１の閉鎖ブラケット１８０は、第２の閉鎖ブラケット１８２に接続されている。閉鎖ブラケット１８０、１８２は、集合的に、これらブラケットの長さ方向の運動によって近位閉鎖チューブ７２が長さ方向に移動するように、近位閉鎖チューブ７２（図４を参照）の近位端部が設置され保持される開口を画定している。器具１０は、近位閉鎖チューブ７２内に置かれた閉鎖ロッド１８４も含む。閉鎖ロッド１８４は、窓１８６を含むことができ、この窓１８６の中には、この閉鎖ロッド１８４をハンドル１２に固定して接続するために、例示されている実施形態では下部外面部品９６などのハンドル外面部品の１つのポスト１８８が置かれる。このように、近位閉鎖チューブ７２は、閉鎖ロッド１８４に対して長さ方向に移動することができる。閉鎖ロッド１８４は、近位スパインチューブ７９のキャビティ１９２内に適合し、キャップ１９４（図４を参照）によってそのキャビティ１９２内部に保持される遠位カラー１９０も含むことができる。
【００４３】
動作の際、閉鎖トリガー２２が引かれてヨーク１７２が回転すると、閉鎖ブラケット１８０、１８２により、近位閉鎖チューブ７２が遠位側（すなわち、器具１０のハンドル１２から離れる方向）に移動し、これにより遠位閉鎖チューブ７４が遠位側に移動し、アンビル２８が、ピボット点４２を中心にクランプすなわち閉位置まで回転する。閉鎖トリガー２２がロック位置から解除されると、近位閉鎖チューブ７２が近位側にスライドし、これにより遠位閉鎖チューブ７４が近位側にスライドし、遠位閉鎖チューブ７４の開口７８内に挿入されているタブ４４によって、アンビル２８が、クランプされていない開位置までピボット点４２を中心に旋回する。このように、閉鎖トリガー２２を引いてロックすることにより、操作者は、組織をアンビル２８と溝型部材２６との間にクランプすることができ、切断／ステープル留め動作の後に、閉鎖トリガー２２をロック位置から解除して、組織のクランプを解除することができる。
【００４４】
詳細を後述する制御ユニットは、ストローク終了センサ１５６、ストローク開始センサ１５８、およびモータ運転センサ１２８からの出力を受信し、これらの入力に基づいてモータ１０６を制御することができる。例えば、閉鎖トリガー２２をロックした後に操作者が初めに発射トリガー２４を引くと、モータ運転センサ１２８が作動する。制御ユニットが、未使用のステープルカートリッジ３８がエンドエフェクタ１６内に存在すると判断すると、詳細を後述するように、制御ユニットがモータ１０６に制御信号を出力し、モータ１０６が順方向に回転する。エンドエフェクタ１６がストロークの最後に達すると、モータ逆回転センサ１５６が作動する。制御ユニットが、この出力をモータ逆回転センサ１５６から受信し、モータ１０６がその回転方向を逆にすることができる。切断器具３４が完全に引き戻されると、モータ停止センサスイッチ１５８が作動して、制御ユニットがモータ１０６を停止させる。
【００４５】
様々な実施形態によると、器具１０は、エンドエフェクタ１６内にトランスポンダを含むことができる。このトランスポンダは、通常は、エンドエフェクタ１６の１つ以上の状態を示す無線信号を送信するのに適したあらゆる装置とすることができる。ある実施形態では、例えば、制御ユニットから受信した無線信号に応答して、トランスポンダが制御ユニットに無線信号を送信することができる。このような実施形態では、制御ユニットにより送信される無線信号は「呼びかけ信号」と呼ばれ、トランスポンダによって送信される無線信号は、「応答信号」と呼ばれる。トランスポンダは、例えば、ステープルカートリッジ３８の状態（例えば、発射済み、または未発射）、アンビル２８の各位置（例えば、開または閉）、およびスレッド３６の各位置（例えば、近位または遠位）などの様々なエンドエフェクタの状態を変換するために、エンドエフェクタ１６内に位置する１つ以上のタイプのセンサ（例えば、位置センサ、変位センサ、圧力／荷重センサ、近接センサなど）と通信することができる。このような状態を決定するためのセンサの配置が、参照して開示内容を本明細書に組み入れる、前述した係属中の米国特許出願第１１／３４３，４３９号に開示されている。様々な実施形態に従うと、後述するように、トランスポンダは、動作電力が無線信号（呼びかけ信号）によって供給されるように受動装置とすることができる。他の実施形態では、トランスポンダは、エンドエフェクタ１６内に置かれた自蔵電源（例えば、バッテリ）によって電力供給を受ける能動装置とすることができる。トランスポンダおよび制御回路は、任意の適当なタイプの無線信号を用いて通信するように構成することができる。様々な実施形態に従うと、後述するように、例えば、トランスポンダおよび制御回路は、誘導効果によって生成される磁場を用いて無線信号を送信および受信することができる。トランスポンダおよび制御回路は、代わりに、電磁場（例えば、ＲＦ信号、光信号）、例えば、容量効果によって生成される電場を用いて無線信号を送受信することができることを理解されたい。エンドエフェクタ１６は、追加のトランスポンダであって、各トランスポンダがトランスポンダにデータを入力するための１つ以上の専用センサを有する、追加のトランスポンダを含むことができることをさらに理解されたい。
【００４６】
図１３は、様々な実施形態に従った制御ユニット１９６のブロック図である。図示されているように、制御ユニット１９６は、プロセッサ１９８および１つ以上のメモリユニット２００を含むことができる。制御ユニット１９６は、バッテリ１０４または器具１０内の他の適当な電源から電力供給を受けることができる。ある実施形態では、制御ユニット１９６は、磁場を介してトランスポンダに対して無線信号（例えば、呼びかけ信号や応答信号）を送受信するために誘導素子２０２（例えば、コイルまたはアンテナ）をさらに含むことができる。誘導素子２０２によって受信された信号は、復調器２０４によって復調され、デコーダ２０６によって復号されることができる。メモリ２００内に記憶された命令コードを実行することにより、プロセッサ１９８は、エンドエフェクタセンサの入力（復号された信号によって示されている）、および他の様々なセンサ（例えば、モータ運転センサ１２８、ストローク終了センサ１５６、およびストローク開始センサ１５８など）から受信した入力に基づいて、モータ１０６およびユーザーディスプレイ（不図示）などの器具１０の様々な構成要素を制御することができる。
【００４７】
制御ユニット１９６から出力される無線信号は、誘導素子２０２によって放射される交番磁界の形態にすることができる。制御ユニット１９６は、トランスポンダに送信される信号を符号化するためのエンコーダ２０８、適当な変調計画を用いて符号化されたデータに基づいて磁界を変調するための変調器２１０を含むことができる。制御ユニット１９６は、任意の適当な無線通信プロトコルおよび任意の適当な周波数（例えば、ＩＳＭ帯域や他のＲＦ帯域）を用いてトランスポンダと通信することができる。また、制御ユニット１９６は、トランスポンダから受信する応答信号の周波数範囲とは異なる周波数範囲で信号を送信することができる。加えて、唯１つのアンテナ（誘導素子２０２）が図１３に示されているが、他の実施形態では、制御ユニット１９６は、別個の受信アンテナおよび送信アンテナを有することができる。
【００４８】
様々な実施形態によると、制御ユニット１９６は、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、１つ以上の他のタイプの集積回路（例えば、ＲＦ受信機およびＰＷＭコントローラ）、ならびに／または個別受動素子を含むことができる。制御ユニット１９６はまた、システム・オン・チップ（ＳＯＣ）またはシステム・イン・パッケージ（ＳＩＰ）などとして具現することもできる。
【００４９】
図１４に示されているように、制御ユニット１９６を、器具１０のハンドル１２内に収容することができ、トランスポンダ２１２をエンドエフェクタ１６内に位置させることができる。トランスポンダ２１２に信号を送信してこのトランスポンダ２１２から信号を受信するために、制御ユニット１９６の誘導素子２０２を、回転接合部１９の遠位側のシャフト１４に位置付けられた第２の誘導素子（例えば、コイル）２１４に誘導結合することができる。第２の誘導素子２１４は、導電シャフト１４から電気的に絶縁されているのが好ましい。
【００５０】
第２の誘導素子２１４は、絶縁された導電ワイヤ２１６によって、好ましくは関節動作ピボット１８に対して遠位側に位置する、エンドエフェクタ１６に近接した遠位誘導素子（例えば、コイル）２１８に接続することができる。ワイヤ２１６は、導電ポリマーおよび／または金属（例えば、銅）から作られることができ、関節動作によって損傷を受けずに関節動作ピボット１８内を通過できるように十分な可撓性を有することができる。遠位誘導素子２１８は、例えば、エンドエフェクタ１６のステープルカートリッジ３８内のトランスポンダ２１２に誘導結合することができる。詳細を後述するように、トランスポンダ２１２は、遠位コイル２１８に誘導結合するためのアンテナ（またはコイル）、および無線信号を送受信するための関連した回路を含むことができる。
【００５１】
ある実施形態では、トランスポンダ２１２は、遠位誘導素子２１８から放射された磁界によって受動的に電力供給を受けることができる。十分な電力供給を受けると、トランスポンダ２１２は、（ｉ）このトランスポンダ２１２と遠位誘導素子２１８との間の誘導結合、（ｉｉ）ワイヤ２１６、および（ｉｉｉ）第２の誘導素子２１４と制御ユニット１９６との間の誘導結合によって、ハンドル１２内の制御ユニット１９６に対してデータを送信および／または受信することができる（例えば、磁界を変調させることによって）。したがって、制御ユニット１９６は、回転接合部１９などの複雑な機械接合部を通る配線による接続、および／または配線による接続を維持するのに困難なシャフト１４からエンドエフェクタ１６への配線による接続を用いることなく、エンドエフェクタ１６内のトランスポンダ２１２と通信することができる。加えて、誘導素子間の距離（例えば、（ｉ）トランスポンダ２１２と遠位誘導素子２１８、および（ｉｉ）第２の誘導素子２１４と制御ユニット１９６との間の間隔）が一定で既知であるため、誘導結合を、エネルギーの誘導伝送にとって最適にすることができる。また、比較的低い出力信号を用いて、器具１０の使用環境における他のシステムとの干渉を最小限にするために、この距離を比較的短くすることができる。
【００５２】
図１４の実施形態では、制御ユニット１９６の誘導素子２０２は、この制御ユニット１９６に比較的近接して位置している。他の実施形態によると、図１５に示されているように、制御ユニット１９６の誘導素子２０２は、この誘導素子２０２が第２の誘導素子２１４に近接して、このような実施形態の誘導結合の距離が短縮されるように、回転接合部１９に近接して位置付けられることができる。別法では、制御ユニット１９６（従って誘導素子２０２）は、間隔を短縮するために第２の誘導素子２１４に近接して位置付けられることができる。
【００５３】
他の実施形態では、２つよりも多いか、または少ない誘導結合を用いることができる。例えば、ある実施形態では、外科器具１０は、ハンドル１２内の制御ユニット１９６とエンドエフェクタ１６内のトランスポンダ２１２との間の１つの誘導結合を用いることで、誘導素子２１４、２１８およびワイヤ２１６を排除することができる。もちろん、このような実施形態では、ハンドル１２内の制御ユニット１９６とエンドエフェクタ１６内のトランスポンダ２１２との間の距離が大きくなるため、より強い信号が必要となるであろう。また、３つ以上の誘導結合を用いることもできる。例えば、外科器具１０が、配線による接続を維持するのが困難な多数の複雑な機械接合部を有する場合、このような各接合部を跨ぐために誘導結合を用いることができる。例えば、図１６に示されているように、回転接合部１９の遠位側の誘導素子２１４が、ワイヤ２１６によって関節動作ピボット１８の近位側の誘導素子２１８に接続され、ワイヤ２２２によって関節動作ピボット１８の遠位側の誘導素子２２４、２２６が接続された状態で、回転接合部１９の両側および関節動作ピボット１８の両側に誘導結合を用いることができる。この実施形態では、誘導素子２２６は、トランスポンダ２１２と通信することができる。
【００５４】
上記した実施形態では、誘導素子２０２、２１４、２１８、２２４、２２６のそれぞれは、フェライト磁心を含んでも含まなくても良い。加えて、誘導素子２１４、２１８、２２４、２２６は、器具１０の導電外側シャフト（またはフレーム）（例えば、閉鎖チューブ７２、７４）から絶縁され、ワイヤ２１６、２２２は、外側シャフト１４から絶縁されるのが好ましい。
【００５５】
図１７は、様々な実施形態に従ったトランスポンダ２１２を含むステープルカートリッジ３８の一部の底面図である。図示されているように、トランスポンダ２１２は、エポキシなどの適当な接着剤で、ステープルカートリッジ３８内にその遠位端部で保持されるか、または埋込まれることができる。
【００５６】
図１８は、様々な実施形態に従ったトランスポンダ２１２の回路図を例示している。図示されているように、トランスポンダ２１２は、誘導素子２５０（例えば、コイルまたはアンテナ）およびコンデンサ２５２を含む共振回路２４９を含むことができる。トランスポンダ２１２は、共振回路２４９に結合されたマイクロチップ２５４をさらに含むことができる。ある実施形態では、マイクロチップ２５４は、例えば、共振回路２４９の誘導素子２５０を介した制御ユニット１９６との通信を可能にするための回路を含むＲＦＩＤデバイスとすることができる。マイクロチップ２５４は、エンドエフェクタ１６内に置かれたセンサ２３５から離散信号またはアナログ信号の形態のデータを受信するための少なくとも１つのデータ入力を含むことができる。上記したように、センサ２３５は、エンドエフェクタの様々な状態を検出するために、例えば位置センサ、変位センサ、圧力／荷重センサ、近接センサなどを含むことができる。マイクロチップ２５４は、例えば、制御ユニット１９６から送信されたデータを記憶するための１つ以上の動的メモリデバイス２５５（例えば、フラッシュメモリデバイスなど）も含むことができる。マイクロチップ２５４は、例えば、ステープルカートリッジの識別番号、製造者情報、およびステープルカートリッジ３８の物理的な特性に関連した情報などの静的データを記憶するための１つ以上の動的メモリデバイス２５７（例えば、ライトワンスメモリデバイス）をさらに含むことができる。
【００５７】
遠位誘導素子２１８によって放射される交番磁界に応答して、トランスポンダ２１２の共振回路２４９が共振し、これにより、交流入力電圧がマイクロチップ２５４に印加される。共振回路２４９は、以下に示す式によって得られる共振周波数を有することができる。
【数１】
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但し、Ｌ１は、誘導素子２５０のインダクタンス値であり、Ｃ１は、コンデンサ２５２の容量値である。Ｌ１およびＣ１の値は、回路２４９の共振周波数が、遠位誘導素子２１８によって送信される磁界の周波数に等しくなるか、またはほぼ等しくなるように選択することができる。マイクロチップ２５４の回路は、マクロチップ２５４に電力を供給するのに十分なＤＣ電圧が得られるように交流入力電圧を整流および調整するための整流回路（不図示）を含むことができる。電力供給を受けると、マイクロチップ２５４は、センサ２３５から受け取ったデータおよびメモリデバイス２５５、２５７内に記憶されたデータに基づいて誘導素子２５０に選択的に負荷をかけ、磁界を変調して遠位誘導素子２１８を誘導素子２５０に結合することができる。磁界の変調は、遠位誘導素子２１８にかかる電圧を変調し、これにより、制御ユニット１９６の誘導素子２０２にかかる電圧を変調する。制御ユニット１９６は、誘導素子２０２にかかる電圧信号を復調および復号して、マイクロチップ２５４によって通信されたデータを引き出すことができる。制御ユニット１９６は、特に、ステープルカートリッジ３８が器具１０に適合しているか、およびエンドエフェクタの状態が発射動作を行うのに適しているかを検証するためにデータを処理することができる。データの検証の後、制御ユニット１９６は、発射動作を可能にすることができる。
【００５８】
様々な実施形態によると、共振回路２４９は、誘導素子２５０に直列に接続されたヒューズ２５６をさらに含むことができる。ヒューズ２５６が閉じる（例えば、伝導性である）と、誘導素子２５０が、共振回路２４９に電気的に結合され、トランスポンダ２１２が、遠位誘導素子２１８によって放射された交番磁界に応答して、上記した機能を果たすことができる。したがって、ヒューズ２５６の閉じた状態が、トランスポンダ２１２の使用可能状態に一致する。ヒューズ２５６が開く（例えば、非伝導性である）と、誘導素子２５０が、共振回路２４９から電気的に切断されるため、共振回路２４９がマイクロチップ２５４を作動させるために必要な電圧を生成するのが防止される。したがって、ヒューズ２５６の開状態は、トランスポンダ２１２の使用不能状態に一致する。図１８に示すヒューズ２５６の配置は、単なる一例であって、ヒューズ２５６は、このヒューズ２５６が開の時にトランスポンダ２１２が使用不能になる任意の方式で接続できることを理解されたい。
【００５９】
様々な実施形態によると、ヒューズ２５６は、器具１０の発射動作とほぼ同時に作動させることができる（例えば、閉から開に切り替わる）。例えば、ヒューズ２５６は、発射動作の直前、最中、または直後に作動させることができる。したがって、ヒューズ２５６の作動により、トランスポンダ２１２が、使用可能状態から使用不能状態に切り替わる。したがって、ステープルカートリッジ３８を再使用しようとしても、トランスポンダ２１２が、遠位誘導素子２１８によって送信された無線信号に応答してデータを通信することができない。このデータの非存在に基づいて、制御ユニット１９６は、トランスポンダ２１２が、ステープルカートリッジ３８の発射済みの状態を示す使用不能状態であることを決定し、発射動作が可能になるのを防止することができる。したがって、ヒューズ２５６の作動が、ステープルカートリッジ３８が発射済みの状態にある時にステープルカートリッジ３８の再使用を防止する。
【００６０】
ある実施形態では、ヒューズ２５６は、例えば、作動すると切断器具３４の運動に応答して開になる機械作動式ヒューズとすることができる。図１９に示されているように、例えば、ヒューズ２５６は、発射動作の際に切断器具３４が通過するステープルカートリッジ３８の長さ方向スロット２５８を横断して延びるワイヤ部分を含むことができる。器具１０が発射されると、切断器具３４の遠位側への移動によってヒューズ２５６が切断され、トランスポンダ２１２が使用不能状態になって再使用できなくなる。
【００６１】
他の実施形態によると、ヒューズ２５６は、電気作動式ヒューズとすることができる。例えば、トランスポンダ２１２からデータを受け取って、エンドエフェクタ１６が発射できる状態であることを確認してから、制御ユニット１９６は、ヒューズ２５６を流れる電流が、ヒューズ２５６を開にするのに十分であるように、トランスポンダ２１２に無線信号を送信することができる。ヒューズ２５６を開にするのに必要な無線信号の強度は、トランスポンダ２１２と通信するために用いられる無線信号の強度とは振幅、周波数、および継続時間が異なっていることを理解されたい。加えて、電気作動式ヒューズの代わりに他の電気作動式構成要素を用いてトランスポンダ２１２を使用不能にできることを理解されたい。例えば、制御ユニット１９６は、共振回路２５６で生成された電圧がコンデンサ２５２の定格電圧（voltage rating）を十分に超え、かつ／またはマイクロチップ２５４の回路を破壊するように、トランスポンダ２１２に無線信号を送信することができる。
【００６２】
電気作動式ヒューズを用いる代わりとして、ヒューズ２５６は、内部を流れる過度の電流によって生成される熱に応答して開になる熱作動式ヒューズ（例えば、サーマルカットオフヒューズ）とすることができる。
【００６３】
場合によっては、ステープルカートリッジ３８が発射済みの状態である時にトランスポンダ２１２と通信するのが望ましいであろう。このような場合、上記した実施形態に記載したようにトランスポンダ２１２を完全に使用不能にすることができない。図２０は、ステープルカートリッジ３８が発射済みの状態である時に制御ユニット１９６との無線通信を可能にするための、様々な実施形態に従ったトランスポンダ２１２の回路図である。図示されているように、トランスポンダ２１２の共振回路２４９は、コンデンサ２５２と並列の第２のコンデンサ２６０を含むことができる。ヒューズ２５６は、共振回路２４９の共振周波数がヒューズ２５６の開／閉状態によって決まるように、第２のコンデンサ２６０と直列に接続することができる。具体的には、ヒューズ２５６が閉の場合、共振周波数は、以下に示す式によって求めることができる。
【数２】
2008212638.tif 000004
但し、Ｃ２は第２のコンデンサ２６０の容量値である。したがって、ヒューズ２５６の閉の状態は、トランスポンダ２１２の第１の共振状態に一致する。ヒューズ２５６が開の場合、共振周波数は、以下に示す式によって求めることができる。
【数３】
2008212638.tif 000005
したがって、ヒューズ２５６の開の状態は、トランスポンダ２１２の第２の共振状態に一致する。上記した実施形態で説明したように、ヒューズ２５６は、発射動作とほぼ同時に機械的、電気的、または熱的に作動させることができる。制御ユニット１９６は、２つの共振周波数を区別することによってトランスポンダ２１２の共振状態（従って、ステープルカートリッジ３８の未発射／発射済み状態）を決定するように構成することができる。有利なことに、共振回路２５６（従って、マイクロチップ２５４）は、ヒューズ２５６が開になった後も動作を続けるため、制御ユニット１９６は、トランスポンダ２１２からデータを受け取り続けることができる。共振周波数を変更するためのヒューズ２５６の配置および第２のコンデンサ２６０の使用は、単なる例示であることを理解されたい。他の実施形態では、例えば、ヒューズ２５６は、このヒューズ２５６が開の時に誘導素子２５０のインダクタンス値が変動するように接続することができる（例えば、ヒューズ２５６が閉の時に誘導素子２５０の一部が短絡するようにヒューズ２５６を接続するなどして）。
【００６４】
様々な実施形態によると、トランスポンダの状態の切替えを行うために、スイッチをヒューズ２５６の代わりに用いることができる。例えば、図２１に示されているように、ステープルカートリッジ３８のステープルカートリッジトレー６８は、その近位端部に位置するスイッチ２６２（例えば、通常は開のリミットスイッチ）を含むことができる。スイッチ２６２は、スレッド３６が発射されていない位置にある場合に、スレッド３６がスイッチ２６２を閉（例えば、伝導性）の状態に維持するように取り付けられることができる。発射の動作中に、スレッド３６が未発射位置から発射済み位置に移動すると、スイッチ２６２が開（例えば、非伝導性）に切り替わるため、上記したようにトランスポンダ２１２の状態が替わる。他の実施形態では、スイッチ２６２は、スレッド３６が発射済み位置にくるとスイッチ２６２が開になるように、ステープルカートリッジトレー６８の遠位端部に取り付けられた、通常は閉のスイッチとすることができることを理解されたい。さらに、スイッチ２６２は、ステープルカートリッジ３８の近位端部または遠位端部に位置ており、スレッド３６が未発射位置および発射済み位置のそれぞれにある場合にスレッド３６によって適当に作動されうるように取り付けることができることを理解されたい。
【００６５】
共振回路２４９を使用不能にする／変更するために機械作動式ヒューズ２５６またはスイッチ２６２を接続する代わりに、これらの構成要素を、マイクロチップ２５４のデータ入力に接続することもできる。このように、機械作動式ヒューズ２５６またはスイッチ２６２の開／閉の状態は、エンドエフェクタの他の状態に一致するデータと同じ要領で制御ユニット１９６に送信することができる。
【００６６】
ヒューズ２５６およびスイッチ２６２の代わりに、本発明の実施形態は、トランスポンダ２１２の動的メモリデバイス２５５の可変データ値を用いることができる。例えば、動的メモリデバイス２５５は、トランスポンダ２１２の第１のデータ状態に一致する第１のデータ値（例えば、１の値を有するデータビット）を記憶することができる。第１のデータ値は、例えば、ステープルカートリッジ３８の製造の際に動的メモリデバイス２５５に書き込むことができる。したがって、第１のデータ状態は、ステープルカートリッジ３８の未発射の状態を示すことができる。トランスポンダ２１２の第１のデータ状態の決定に基づいて、制御ユニット１９６は、エンドエフェクタの状態が発射動作を行うのに適している場合は、器具１０の動作を可能にすることができる。発射動作とほぼ同時に、制御ユニット１９６は、第２のデータ値（例えば、０の値を有するデータビット）を含む無線信号をトランスポンダ２１２に送信することができる。第２のデータ値は、第１のデータ値が上書きされるように動的メモリデバイス２５５に記憶されて、トランスポンダ２１２を第１のデータ状態から第２のデータ状態に移行させることができる。したがって、第２のデータ状態は、ステープルカートリッジ３８の発射済みの状態を示すことができる。ステープルカートリッジ３８を再使用しようとすると、制御ユニット１９６は、トランスポンダ２１２が第２のデータ状態であると決定し、発射動作を可能にするのを防止する。
【００６７】
上記した実施形態のトランスポンダ２１２は、メモリデバイス２５５、２５７に記憶されたデータおよびセンサ２３５と無線通信するためにマイクロチップ２５４を含み、他の実施形態では、トランスポンダはマイクロチップ２５４を含まなくても良い。例えば、図２２は、誘導素子２５０、コンデンサ２５２、およびヒューズ２５６などの共振回路２４９の構成要素に類似した構成要素を有する共振回路の形態の「チップレス（chipless）」トランスポンダ２６４を例示している。加えて、トランスポンダ２６４は、構成要素２５０、２５２、２５６に直列に接続された１つ以上のセンサ２３５を含むことができる。ある実施形態では、図示されているように、各センサ２３５は、一致するエンドエフェクタの状態（例えば、アンビル２８の位置やスレッド３６の位置など）を検出するためにエンドエフェクタ１６内に取り付けられたリミットスイッチ（例えば、通常は開または通常は閉のリミットスイッチ）とすることができる。このような実施形態では、各リミットスイッチ２３５は、その検出された状態が発射動作に適合する場合は閉じた状態（例えば、伝導性）になり、共振回路を通じて電気的連続性が確立される。
【００６８】
各スイッチ２３５およびヒューズ２５６が閉じた状態の場合、共振回路は、遠位誘導素子２１８によって放射された磁界に応答して周波数ｆｒで共振する。したがって、ヒューズ２５６およびスイッチ２３５の閉じた状態は、特に、ステープルカートリッジ３８の未発射の状態を示すトランスポンダ２６４の使用可能状態に一致する。制御ユニット１９６は、（例えば、共振回路による磁界負荷（magnetic field loading）の検出により）共振を検出して使用可能状態を判定し、この時点で、制御ユニット１９６が、器具１０の動作を可能にすることができる。切断器具３４の作動とほぼ同時に、ヒューズ２５６は、上記したように機械的、電気的、または熱的に作動して、トランスポンダ２６４を、ステープルカートリッジ３８の発射済みの状態を示す使用不能状態に移行させることができる。ステープルカートリッジ３８を交換しないで次の発射動作を行おうとすると、制御ユニット１９６は、放射された磁界に応答した、検出された共振非存在に基づいて使用不能状態を決定する。この場合、制御ユニット１９６は、発射動作が行われるのを防止する。
【００６９】
図２３は、誘導素子２５０、第１のコンデンサ２５２、第２のコンデンサ２６０、および第２のコンデンサ２６０に直列に接続されたヒューズ２５６を含む共振回路の形態のチップレストランスポンダ２６４の別の実施形態を例示している。ヒューズ２５６は、上記した実施形態と同様に、発射動作とほぼ同時に機械的、電気的、または熱的に作動することができる。トランスポンダ２６４は、共振回路の第３のコンデンサ２６６と直列に接続された１つ以上のセンサ２３５（例えば、リミットスイッチ）をさらに含むことができる。したがって、各スイッチ２３５およびヒューズ２５６が閉の状態にある場合、共振回路は、遠位誘導素子２１８によって放射された磁界に応答して周波数ｆｒ１で共振する。ｆｒ１は、以下の式で表すことができる。
【数４】
2008212638.tif 000006
スイッチ２３５のうち１つが開で、ヒューズ２３５が閉の場合は、共振周波数はｆｒ２である。ｆｒ２は、以下の式で表すことができる。
【数５】
2008212638.tif 000007
各スイッチ２３５が閉で、ヒューズ２５６が開の場合は、共振周波数はｆｒ３である。ｆｒ３は、以下の式で表すことができる。
【数６】
2008212638.tif 000008
スイッチ２３５およびヒューズ２５６が開の場合は、共振周波数はｆｒ４である。ｆｒ４は、以下の式で表すことができる。
【数７】
2008212638.tif 000009
ヒューズ２５６およびスイッチ２３５の閉の状態は、トランスポンダ２６４の第１の共振状態（例えば、共振周波数ｆｒ１）に一致し、ヒューズ２５６の開の状態は、第２の共振周波数（例えば、共振周波数ｆｒ３またはｆｒ４）に一致する。容量値Ｃ１、Ｃ２、およびＣ３は、共振周波数ｆｒ１、ｆｒ２、ｆｒ３、およびｆｒ４が異なるように選択することができる。制御ユニット１９６は、共振周波数を区別してトランスポンダ２６６の第１の状態または第２の状態（従って、ステープルカートリッジ３８の未発射の状態または発射済みの状態）を決定し、適宜、器具１０の動作を可能にするかまたは防止するように構成されうる。制御ユニット１９６は、ヒューズ２５６の閉の状態およびスイッチ２３５のうちいずれかの開の状態に一致するトランスポンダ２６４の第３の状態を決定するように構成されうる。このような場合、制御ユニット１９６は、エンドエフェクタの状態によってスイッチ２３５の開が閉になるまで、発射動作を防止するように動作することができる。
【００７０】
図２４は、上記した器具１０の実施形態と共に実施できる外科器具内のステープルカートリッジの再使用を防止する方法のフローチャートである。ステップ３００で、第１の無線信号がトランスポンダ２１２、２６４に送信され、ステップ３０５で、トランスポンダ２１２、２６４から第２の無線信号が受信され、トランスポンダ２１２、２６４が第１の電子状態および第２の電子状態のうちの一方であることを、第２の無線信号に基づいて決定することができる。ある実施形態では、既に説明したように、無線信号を、誘導効果によって生成される磁気信号とすることができる。別法では、電界および電磁界を用いることもできる。トランスポンダ２１２、２６４の状態は、ステープルカートリッジ３８の状態を示す。ある実施形態では、例えば、トランスポンダの第１および第２の状態はそれぞれ、ステープルカートリッジ３８の未発射の状態および発射済みの状態を示すことができる。
【００７１】
ステップ３１０で、第１の電子状態（未発射のステープルカートリッジの状態を示す）と決定されると、ステップ３１５で、切断器具３４が使用可能となる。器具１０が使用可能になると、操作者は、準備ができたら発射動作を開始することができる。
【００７２】
ステップ３２０で、トランスポンダ２１２、２６４は、切断器具３４の作動とほぼ同時に、第１の電子状態から第２の電子状態に移行させることができる。したがって、ステップ３００で、ステープルカートリッジ３８を再使用しようとすると、ステップ３１０で、トランスポンダ２１２、２６４の第２の電子状態（発射済みのステープルカートリッジの状態を示す）が決定され、結果として、ステップ３２５で発射動作が防止される。
【００７３】
有利なことに、上記した実施形態は、使用済みステープルカートリッジ３８がエンドエフェクタ１６内に存在する（またはステープルカートリッジ３８が存在しない）場合は、器具１０の動作を防止して、ステープル留めが同時に行われない組織の切断を防止する。このような状況で器具１０の動作を防止するのに加えて、器具１０を用いて発射動作が所定回数行われた後、器具１０の動作を防止するのが望ましい場合もあろう。例えば、器具１０の使用により、その様々な構成要素（例えば、切断器具３４やバッテリ１０４など）が動作寿命を超えないように、発射動作の回数を制限する必要があろう。
【００７４】
様々な実施形態によると、発射動作の回数の制限は、例えば、プロセッサ１９８内に含められたカウンタ（不図示）を用いて制御ユニット１９６によって行うことができる。カウンタは、制御ユニット１９６が受信する１つ以上のセンサ入力（例えば、ストローク終了センサ１５６、ストローク開始センサ１５８、モータ運転センサ１２８から受信する入力など）によって示される各発射動作の度に増分することができる。各発射動作の後、プロセッサ１９８は、カウンタの内容と所定回数とを比較することができる。この所定回数は、例えば、器具の製造の際にプロセッサ１９８のメモリ２００に記憶されることができ、器具１０が行うことができる発射動作の最大数を表す。所定回数は、特に、様々な器具構成要素の動作寿命および／または器具１０が使用される医療処置の予想される要求に基づいて決定することができる。カウントされた発射動作の回数が所定回数に等しくなると、制御ユニット１９６は、器具１０によるさらなる発射動作を防止するように構成することができる。制御ユニット１９６が、モータ１０６の回転を直接または間接的に制御する（例えば、モータ運転センサ１２８からの入力に応答したＰＷＭ信号出力を介して）実施形態では、メモリ２００に記憶されている命令コードにより、プロセッサ１９８が、モータの動作に必要な電力および／または制御信号のさらなる出力を防止することができる。
【００７５】
他の実施形態では、制御ユニット１９６は、モータの動作に必要な電子構成要素を使用不能にして、所定回数を超える発射動作を防止することができる。例えば、図２５に示されているように、制御ユニット１９６は、リード線２６８を介してモータ１０６に接続することができ、このリード線２６８の１つは電気的に作動されたヒューズ２７０を含む。最後の発射動作（例えば、発射動作の回数が所定回数に等しい場合）の後に切断器具３４を引き戻すと、制御ユニット１９６は、ヒューズ２７０が開になる（例えば、非伝導性になる）ようにモータ１０６に加えられる電流を増大させ、さらなるモータ動作を防止する。図示されているヒューズ２７０の配置は単なる例示であって、ヒューズ２７０は、同じ効果が得られるように他の方法で接続できることを理解されたい。例えば、ヒューズ２７０は、器具１０のバッテリ１０４と電気的構成要素との間に接続することができる。このような実施形態では、発射動作の回数が所定回数と等しくなると、制御ユニット１９６は、ヒューズ２７０が開となるようにヒューズ２７０を短絡させて、電気的構成要素からの電力を取り除くことができる。
【００７６】
ヒューズ２７０の代わりとして、制御ユニット１９６の離散出力によって制御可能なスイッチ（例えば、リレー接触部）を用いることができることを理解されたい。加えて、制御ユニット１９６は、ヒューズ以外のモータ動作に必要な１つ以上の構成要素（例えば、コンデンサやトランジスタなど）に過度の電圧および／または電流を加えて、これらの構成要素を電子的に使用不能にするように構成することができることを理解されたい。このような構成要素は、制御ユニット１９６の内部または外部に位置させることができる。
【００７７】
器具の使用を制限する上記した実施形態は、プロセッサ１９８内のカウンタを用いているが、他の実施形態は、発射動作の度にカウンタが１回増分するように器具１０の構成要素（例えば、発射トリガー２４）に適当に結合された機械入力を有する電子機械カウンタを用いることができることを理解されたい。このカウンタは、発射動作のカウント数が、カウンタ内に保存された所定数を超えると閉（または開）となる一連の電気接点を含むことができる。このような電気接点は、制御ユニット１９６への入力としての役割を果たすことができ、プロセッサ１９８は、電気接点の状態に基づいて器具の動作を可能または不能にするようにプログラムすることができる。別法では、電気接点は、カウントが所定回数を超えるとモータ１０６への電力が遮断されるように器具の他の構成要素（例えば、バッテリ１０４やモータ１０６）に接続することができる。
【００７８】
上記した実施形態では、バッテリ１０４は、器具１０の発射動作に必要な電力（少なくとも一部）を供給する。したがって、この器具は、いわゆる「動力補助」装置と呼ぶことができる。このような動力補助装置のさらなる詳細および別の実施形態は、参照して本明細書に組み入れる、上述した係属中の米国特許出願第１１／３４３，５７３号に開示されている。しかしながら、器具１０は必ずしも、動力補助装置とする必要はなく、本発明の特徴を利用できる１タイプの装置の一例にすぎないことに留意されたい。例えば、器具１０は、バッテリ１０４によって電力が供給され、かつ制御ユニット１９６によって制御されるユーザーディスプレイ（ＬＣＤまたはＬＥＤディスプレイなど）を含むことができる。エンドエフェクタ１６内のトランスポンダ２１２、２６４からのデータを、このようなディスプレイに表示することができる。
【００７９】
別の実施形態では、器具１０のシャフト１４は、例えば、近位閉鎖チューブ７２および遠位閉鎖チューブ７４を含み、全体として、トランスポンダ２１２、２６４に信号を放射し、かつトランスポンダ２１２、２６４から放射される信号を受信することで、制御ユニット１９６のアンテナの一部として機能することができる。このように、エンドエフェクタ１６内のトランスポンダ２１２、２６４へ（およびトランスポンダから）の信号は、器具１０のシャフト１４を介して送信することができる。
【００８０】
近位閉鎖チューブ７２は、プラスチックなどの非導電材料から作られることができる下部および上部外面部品９６、９８によって、その近位端部で接地することができる。近位閉鎖チューブ７２および遠位閉鎖チューブ７４内の駆動シャフト組立体の構成要素（第１の駆動シャフト８０および第２の駆動シャフト８２を含む）は、同様にプラスチックなどの非導電材料から作られることができる。さらに、エンドエフェクタ１６の構成要素（アンビル２８および溝型部材２６など）は、アンテナの一部として機能しうるように、遠位閉鎖チューブ７４に電気的に結合する（すなわち、直接または間接的に電気接触させる）ことができる。さらに、トランスポンダ２１２、２６４は、アンテナとして機能するシャフト１４およびエンドエフェクタ１６の構成要素から電気的に絶縁されるように位置づけられることができる。例えば、上記したように、トランスポンダ２１２、２６４は、プラスチックなどの非導電材料から作られうるステープルカートリッジ３８内に位置付けられることができる。アンテナとして機能するシャフト１４の遠位端部（遠位閉鎖チューブ７４の遠位端部など）およびエンドエフェクタ１６の各部をトランスポンダ２１２、２６４に比較的近接させることができるため、送信する信号の出力を、器具１０の使用環境における他のシステムとの干渉が最小限にされるか、または低減されるように制御することができる。
【００８１】
このような実施形態では、図２２に示されているように、制御ユニット１９６は、導電リンク２７２（例えばワイヤ）によって近位閉鎖チューブ７２などの器具１０のシャフト１４に電気的に結合することができる。したがって、閉鎖チューブ７２、７４などの外側シャフト１４の各部は、トランスポンダ２１２、２６４に信号を送信し、かつトランスポンダ２１２、２６４から送信される信号を受信することで、制御ユニット１９６のアンテナの一部として機能することができる。制御ユニット１９６が受信した信号は、上記したように、復調器２０４で復調し、デコーダ２０６で復号することができる。
【００８２】
エンドエフェクタ１６内のトランスポンダ２１２、２６４へ（またはトランスポンダから）データ信号を送信するために、リンク２７２が、制御ユニット１９６を、遠位閉鎖チューブ７４に電気的に接続できる近位閉鎖チューブ７２などの器具１０のシャフト１４の構成要素に接続することができる。遠位閉鎖チューブ７４は、プラスチックステープルカートリッジ３８内に位置付けられうるトランスポンダ２１２、２６４から電気的に絶縁されるのが好ましい。上記したように、溝型部材２６およびアンビル２８などのエンドエフェクタ１６の構成要素は、導電性とし、同様にアンテナの一部として機能するように遠位閉鎖チューブ７４と電気的に接触させることができる。
【００８３】
シャフト１４が制御ユニット１９６のアンテナとして機能する場合、制御ユニット１９６は、配線による接続を用いずに、エンドエフェクタ１６内のトランスポンダ２１２、２６４と通信することができる。加えて、シャフト１４とトランスポンダ２１２、２６４との間の距離が一定で既知であるため、出力レベルを最適化し、器具１０の使用環境における他のシステムとの干渉を最小限にすることができる。
【００８４】
別の実施形態では、シャフト１４および／またはエンドエフェクタ１６の構成要素は、トランスポンダ２１２、２６４のためのアンテナとして機能することができる。このような実施形態では、トランスポンダ２１２、２６４は、シャフト１４（近位閉鎖チューブ７２に電気的に接続することができる遠位閉鎖チューブ７４など）に電気的に接続され、制御ユニット１９６は、このシャフト１４から絶縁されている。例えば、トランスポンダ２１２、２６４は、エンドエフェクタ１６の導電要素（溝型部材２６など）に接続することができ、この導電要素は、シャフトの導電要素（例えば、閉鎖チューブ７２、７４など）に接続することができる。別法では、エンドエフェクタ１６は、トランスポンダ２１２、２６４を遠位閉鎖チューブ７４に接続するワイヤ（不図示）を含むことができる。
【００８５】
切断型外科器具に関して本発明の様々な実施形態を説明してきたが、他の実施形態では、本明細書に開示する本発明の外科器具は、切断型外科器具でなくても良く、むしろセンサトランスポンダを含むあらゆるタイプの外科器具に用いることができることに留意されたい。例えば、本発明の外科器具は、非切断内視鏡器具、把持器、ステープラ、クリップアプライヤ、アクセス装置、薬物／遺伝子治療送達装置、および超音波、ＲＦ、レーザーなどを用いたエネルギー装置とすることができる。加えて、本発明は、例えば、腹腔鏡器具に用いることができる。本発明はまた、従来の内視鏡器具および開放外科器具、ならびにロボット支援外科手術に用いることもできる。
【００８６】
本明細書に開示する装置は、１回の使用で廃棄するように設計するか、または複数回使用するように設計することができる。しかしながら、いずれの場合も、この装置は、少なくとも１回使用した後に再使用するために再調整することができる。この再調整には、装置の分解ステップ、続く特定の部品の洗浄または交換ステップ、そしてその後の再組立ステップの任意の組合せを含むことができる。具体的には、この装置は、分解してから、装置の任意の数の特定の部品を、任意の組合せで選択的に交換または除去することができる。特定の部品の洗浄および／または交換の際に、本装置は、次の使用のために、再調整設備で、または外科手術の直前に手術チームによって再組立てすることができる。当業者であれば、装置の再調整は、分解、洗浄／交換、および再組立のために様々な技術を用いることができることを理解できよう。このような技術の使用および得られる再調製された装置は、本明細書の範囲内である。
【００８７】
特定の開示された実施形態に関連して本発明を説明してきたが、これらの実施形態に対して様々な改良および変更を加えることができる。例えば、様々なタイプのエンドエフェクタを用いることができる。また、特定の構成要素の材料を開示したが、他の材料を用いることもできる。上記した説明および添付の特許請求の範囲は、このような全ての改良および変更を含むものとする。
【００８８】
参照して本明細書に組み入れると述べた全ての特許文献、刊行物、または他の開示資料の全てまたは一部は、組み入れる資料が、本明細書に開示した定義、記載、または他の開示資料に相反しない程度に組み入れるものとする。したがって、必要な範囲で、ここに明確に記載した開示は、参照して本明細書に組み入れる全ての反する資料に対して優先されるものである。参照して本明細書に組み入れると述べたが、ここに開示する定義、記載、または他の開示資料に相反する全ての資料またはその一部は、組み入れる資料と本開示資料との間に対立が起こらない範囲で組み入れるものとする。
【００８９】
〔実施の態様〕
（１）外科器具において、
トランスポンダを含むステープルカートリッジと、
第１の無線信号を前記トランスポンダに送信し、かつ前記トランスポンダから第２の無線信号を受信して、この第２の無線信号に基づいて、前記トランスポンダが第１の電子状態および第２の電子状態のうちの一方であることを決定するための制御ユニットと、
を含む、外科器具。
（２）実施態様（１）に記載の外科器具において、
前記第１の電子状態は、前記ステープルカートリッジの未発射状態を示し、
前記第２の電子状態は、前記ステープルカートリッジの発射済み状態を示す、外科器具。
（３）実施態様（２）に記載の外科器具において、
エンドエフェクタ、
を含み、このエンドエフェクタは、
内部に置かれたスレッドを含む前記ステープルカートリッジ、
物体を切断するための電気機械作動式切断器具であって、前記切断器具の作動が前記制御ユニットによって制御される、切断器具、
前記ステープルカートリッジを取外し可能に設置するための、長さ方向に延びた溝型部材、および、
前記溝型部材に旋回可能に取り付けられたアンビルであって、前記物体が前記アンビルと前記溝型部材との間に位置付けられる、アンビル、
を含み、
前記切断器具が作動されると、前記スレッドは、前記切断器具によって係合されて、前記ステープルカートリッジの近位端部に位置する未発射位置から前記ステープルカートリッジの遠位端部に位置する発射済み位置まで前記ステープルカートリッジ内を長さ方向に駆動され、前記スレッドの前記未発射位置は、前記ステープルカートリッジの前記未発射状態に一致し、前記スレッドの前記発射済み位置は、前記ステープルカートリッジの前記発射済み状態に一致する、外科器具。
（４）実施態様（３）に記載の外科器具において、
前記制御ユニットは、前記第１の電子状態と決定されると前記切断器具の作動を可能にし、前記第２の電子状態と決定されると前記切断器具の作動を防止する、外科器具。
（５）実施態様（４）に記載の外科器具において、
前記制御ユニットは、前記切断器具の前記作動とほぼ同時に前記トランスポンダに第３の無線信号を送信する、外科器具。
【００９０】
（６）実施態様（５）に記載の外科器具において、
前記トランスポンダは、少なくとも１つの構成要素を含み、この構成要素は、前記第３の無線信号に応答して前記トランスポンダによって電気的に変更され、前記トランスポンダを前記第１の電子状態から前記第２の電子状態に移行させる、外科器具。
（７）実施態様（６）に記載の外科器具において、
前記少なくとも１つの構成要素はそれぞれ、電気作動式ヒューズ、熱作動式ヒューズ、コンデンサ、およびメモリデバイスからなる群から選択される、外科器具。
（８）実施態様（４）に記載の外科器具において、
前記トランスポンダは、作動されると前記切断器具の運動に応答して電気的に変更される少なくとも１つの構成要素を含み、変更された前記少なくとも１つの構成要素は、前記トランスポンダを前記第１の電子状態から前記第２の電子状態に移行させる、外科器具。
（９）実施態様（８）に記載の外科器具において、
前記少なくとも１つの構成要素はそれぞれ、機械作動式ヒューズ、およびスイッチからなる群から選択される、外科器具。
（１０）外科器具に用いるためのステープルカートリッジにおいて、
第１の電子状態から第２の電子状態に移行することができるトランスポンダ、
を含み、
前記第１の電子状態は、前記ステープルカートリッジの未発射状態を示し、
前記第２の電子状態は、前記ステープルカートリッジの発射済み状態を示す、外科器具。
【００９１】
（１１）実施態様（１０）に記載のステープルカートリッジにおいて、
前記外科器具の切断器具によって係合されるように、前記ステープルカートリッジ内に置かれたスレッド、
を含み、
このスレッドは、前記切断器具によって係合されると、前記ステープルカートリッジの近位端部に位置する未発射位置から前記ステープルカートリッジの遠位端部に位置する発射済み位置まで前記ステープルカートリッジ内を長さ方向に駆動され、前記スレッドの前記未発射位置は、前記ステープルカートリッジの前記未発射状態に一致し、前記スレッドの前記発射済み位置は、前記ステープルカートリッジの前記発射済み状態に一致する、ステープルカートリッジ。
（１２）実施態様（１０）に記載のステープルカートリッジにおいて、
前記トランスポンダは、前記第１の電子状態であると、前記外科器具によって送信される無線信号に応答して第１の無線信号を送信する、ステープルカートリッジ。
（１３）実施態様（１２）に記載のステープルカートリッジにおいて、
前記トランスポンダは、前記第２の電子状態にあると、前記外科器具によって送信される前記無線信号に応答して第２の無線信号を送信する、ステープルカートリッジ。
（１４）実施態様（１２）に記載のステープルカートリッジにおいて、
前記トランスポンダは、前記第２の電子状態にあると、前記外科器具によって生成される無線信号に応答しない、ステープルカートリッジ。
（１５）実施態様（１０）に記載のステープルカートリッジにおいて、
前記トランスポンダは、前記外科器具によって送信される無線信号に応答して前記トランスポンダによって電気的に変更される少なくとも１つの構成要素を含み、
変更された前記少なくとも１つの構成要素は、前記トランスポンダを前記第１の電子状態から前記第２の電子状態に移行させる、ステープルカートリッジ。
【００９２】
（１６）実施態様（１５）に記載のステープルカートリッジにおいて、
前記少なくとも１つの構成要素はそれぞれ、電気作動式ヒューズ、熱作動式ヒューズ、コンデンサ、およびメモリデバイスからなる群から選択される、ステープルカートリッジ。
（１７）実施態様（１１）に記載のステープルカートリッジにおいて、
前記トランスポンダは、作動されると前記切断器具の運動に応答して電気的に変更される少なくとも１つの構成要素を含み、
変更された前記少なくとも１つの構成要素は、前記トランスポンダを前記第１の電子状態から前記第２の電子状態に移行させる、ステープルカートリッジ。
（１８）実施態様（１７）に記載のステープルカートリッジにおいて、
前記少なくとも１つの構成要素はそれぞれ、機械作動式ヒューズ、およびスイッチからなる群から選択される、ステープルカートリッジ。
（１９）外科器具において、
ステープルカートリッジを受容するためのエンドエフェクタと、
第１の無線信号を前記ステープルカートリッジ内に置かれたトランスポンダに送信し、かつ前記トランスポンダから第２の無線信号を受信して、この第２の無線信号に基づいて、前記トランスポンダが第１の電子状態および第２の電子状態のうちの一方であることを決定する制御ユニットと、
を含む、外科器具。
（２０）実施態様（１９）に記載の外科器具において、
前記第１の電子状態は、前記ステープルカートリッジの未発射状態を示し、
前記第２の電子状態は、前記ステープルカートリッジの発射済み状態を示す、外科器具。
【００９３】
（２１）実施態様（２０）に記載の外科器具において、
前記エンドエフェクタは、
物体を切断するための電気機械作動式切断器具であって、前記切断器具の作動が前記制御ユニットによって制御される、切断器具と、
前記ステープルカートリッジを取外し可能に設置するための、長さ方向に延びた溝型部材と、
前記溝型部材に旋回可能に取り付けられたアンビルであって、前記物体が前記アンビルと前記溝型部材との間に位置付けられる、アンビルと、
を含み、
前記外科器具は、作動されると前記ステープルカートリッジのスレッドに係合して、前記スレッドを、前記ステープルカートリッジの近位端部に位置する未発射位置から前記ステープルカートリッジの遠位端部に位置する発射済み位置まで前記ステープルカートリッジ内を長さ方向に駆動し、前記スレッドの前記未発射位置は、前記ステープルカートリッジの前記未発射状態に一致し、前記スレッドの前記発射済み位置は、前記ステープルカートリッジの前記発射済み状態に一致する、外科器具。
（２２）実施態様（２１）に記載の外科器具において、
前記制御ユニットは、前記第１の電子状態と決定されると前記切断器具の作動を可能にし、前記第２の電子状態と決定されると前記切断器具の作動を防止する、外科器具。
（２３）実施態様（２２）に記載の外科器具において、
前記制御ユニットは、前記切断器具の作動とほぼ同時に前記トランスポンダに第３の無線信号を送信し、
前記第３の無線信号は、前記トランスポンダを前記第１の電子状態から前記第２の電子状態に移行させる、外科器具。
（２４）実施態様（２２）に記載の外科器具において、
前記切断器具は、作動されると、前記トランスポンダを前記第１の電子状態から前記第２の電子状態に移行させる、外科器具。
（２５）外科器具内のステープルカートリッジの再使用を防止する方法において、
前記ステープルカートリッジ内に置かれたトランスポンダに第１の無線信号を送信するステップと、
前記トランスポンダから第２の無線信号を受信して、この第２の無線信号に基づいて、前記トランスポンダが第１の電子状態および第２の電子状態のうちの一方であることを決定するステップと、
前記第１の電子状態と決定されると、前記外科器具の切断器具の作動を可能にするステップと、
前記切断器具の作動とほぼ同時に、前記トランスポンダを前記第１の電子状態から前記第２の電子状態に移行させるステップと、
を含む、方法。
【００９４】
（２６）実施態様（２５）に記載の方法において、
前記第２の電子状態であると決定されると、前記切断器具の作動を防止するステップ、
を含む、方法。
（２７）実施態様（２５）に記載の方法において、
前記トランスポンダを移行させるステップは、第３の無線信号を前記トランスポンダに送信して前記トランスポンダの少なくとも１つの構成要素を電気的に変更するステップを含む、方法。
（２８）実施態様（２５）に記載の方法において、
前記トランスポンダを移行させるステップは、前記切断器具が作動されるとその運動に応答して前記トランスポンダの少なくとも１つの構成要素を電気的に変更するステップを含む、方法。
（２９）外科器具を処理する方法において、
外科器具を入手するステップであって、
前記外科器具が、
ステープルカートリッジを受容するためのエンドエフェクタ、ならびに、
前記ステープルカートリッジ内に置かれたトランスポンダに第１の無線信号を送信し、かつ前記トランスポンダから第２の無線信号を受信し、この第２の無線信号に基づいて、前記トランスポンダが第１の電子状態および第２の電子状態のうちの一方であることを決定するための制御ユニット、
を含む、
ステップと、
前記外科器具を滅菌するステップと、
前記外科器具を滅菌容器内に保管するステップと、
を含む、方法。
（３０）外科器具において、
物体を切断するために移動可能な切断器具を含むエンドエフェクタと、
前記切断器具を作動させるために前記エンドエフェクタに結合されたモータであって、前記切断器具の各作動が前記外科器具による発射動作に一致する、モータと、
前記外科器具による発射動作の回数をカウントし、かつ前記発射動作の回数が所定数に等しくなると前記外科器具の少なくとも１つの構成要素を電気的に変更するための制御ユニットであって、変更された前記少なくとも１つの構成要素は、前記所定回数を超えた前記外科器具による発射動作を防止する、制御ユニットと、
を含む、外科器具。
【００９５】
（３１）実施態様（３０）に記載の外科器具において、
前記少なくとも１つの構成要素はそれぞれ、機械作動式ヒューズ、およびスイッチからなる群から選択される、外科器具。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の様々な実施形態に従った外科器具の斜視図である。
【図２】本発明の様々な実施形態に従った外科器具の斜視図である。
【図３Ａ】本発明の様々な実施形態に従ったエンドエフェクタの組立分解図である。
【図３Ｂ】図３Ａの切断器具の斜視図である。
【図４】本発明の様々な実施形態に従った外科器具のシャフトの組立分解図である。
【図５】本発明の様々な実施形態に従った外科器具のエンドエフェクタおよびシャフトの組立分解図である。
【図６】本発明の様々な実施形態に従ったエンドエフェクタの側面図である。
【図７】本発明の様々な実施形態に従った外科器具のハンドルの組立分解図である。
【図８】本発明の様々な実施形態に従ったハンドルの一部の斜視図である。
【図９】本発明の様々な実施形態に従ったハンドルの一部の斜視図である。
【図１０】本発明の様々な実施形態に従ったハンドルの側面図である。
【図１１】本発明の様々な実施形態に従って用いることができる比例センサを例示する図である。
【図１２】本発明の様々な実施形態に従って用いることができる比例センサを例示する図である。
【図１３】本発明の様々な実施形態に従った制御ユニットのブロック図である。
【図１４】本発明の様々な実施形態に従った外科器具の斜視図である。
【図１５】本発明の様々な実施形態に従った外科器具の斜視図である。
【図１６】本発明の様々な実施形態に従った外科器具の斜視図である。
【図１７】様々な実施形態に従ったステープルカートリッジの一部の底面図である。
【図１８】様々な実施形態に従ったトランスポンダの回路図である。
【図１９】様々な実施形態に従ったステープルカートリッジの一部の底面図である。
【図２０】様々な実施形態に従ったトランスポンダの回路図である。
【図２１】様々な実施形態に従ったステープルカートリッジトレーの斜視図である。
【図２２】様々な実施形態に従ったトランスポンダの回路図である。
【図２３】様々な実施形態に従ったトランスポンダの回路図である。
【図２４】様々な実施形態に従った外科器具内のステープルカートリッジの再使用を防止するための方法のフローチャートである。
【図２５】様々な実施形態に従ったモータの作動を防止するための回路のブロック図である。
【図２６】本発明の様々な実施形態に従った外科器具の斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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】
2008212638.tif 000034
【図２５】
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【図２６】
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【外国語明細書】
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