(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
手術用器具であって、
可動性発射部材を備えるエンドエフェクタと、
前記発射部材を作動させるための電動モータと、
前記モータを制御するためのモータ制御回路と、を備え、前記モータ制御回路が、
前記モータに電力供給するための、前記モータに接続された電源と、
電荷蓄積装置と、
制御手段であって、
第１の場合、前記電源で前記モータに電力供給するために前記電動モータを前記電源に接続し、
第２の場合、前記電源で前記モータに電力供給するために前記電動モータを前記電源に接続し、同時に前記電荷蓄積装置を充電するために前記電荷蓄積装置を前記電源に前記モータと直列ではなく接続し、
第３の場合、前記電源及び前記電荷蓄積装置で前記電動モータに電力供給するために前記電荷蓄積装置を前記電源に直列に接続し、
第４の場合、前記モータに電力供給せずに、前記電荷蓄積装置を充電するために、前記電荷蓄積装置を前記電源に接続する、制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記電源及び前記電荷蓄積装置に接続されたスイッチング回路を備え、前記スイッチング回路が、
閉じられたときに、前記電源の陽端子から前記電荷蓄積装置の第１の端子への電流路を提供する、第１のスイッチ（Ｓｄ）と、
閉じられたときに、前記電源の前記陽端子から前記電荷蓄積装置の第２の端子への電流路を提供する、第２のスイッチ（Ｓａ）と、
閉じられたときに、前記電源の陰端子から前記電荷蓄積装置の前記第２の端子への電流路を提供する、第３のスイッチ（Ｓｃ）と、
第４のスイッチ（Ｓｅ）であって、閉じられたときに、前記電荷蓄積装置の前記第１の端子から前記モータへの電流路を提供し、前記第１のスイッチ（Ｓｄ）も閉じられたときに、前記電源の前記陽端子から前記モータへの電流路を提供する、第４のスイッチ（Ｓｅ）と、
閉じられたときに、前記電源の前記陽端子から前記モータへの電流路を提供する、第５のスイッチ（Ｓｂ）と、を備え、
前記第１の場合、前記第１のスイッチ（Ｓｄ）および前記第４のスイッチ（Ｓｅ）は閉じられており、前記第２のスイッチ（Ｓａ）および前記第３のスイッチ（Ｓｃ）は開かれており、
前記第２の場合、前記第１のスイッチ（Ｓｄ）、前記第３のスイッチ（Ｓｃ）、及び、前記第４のスイッチ（Ｓｅ）は閉じられており、前記第２のスイッチ（Ｓａ）は開かれており、
前記第３の場合、前記第２のスイッチ（Ｓａ）および前記第４のスイッチ（Ｓｅ）は閉じられており、前記第１のスイッチ（Ｓｄ）および前記第３のスイッチ（Ｓｃ）は開かれており、
前記第４の場合、前記第１のスイッチ（Ｓｄ）および前記第３のスイッチ（Ｓｃ）は閉じられており、前記第２のスイッチ（Ｓａ）および前記第４のスイッチ（Ｓｅ）は開かれている、手術用器具。
【請求項２】
手術用器具であって、
可動性発射部材を備えるエンドエフェクタと、
前記発射部材を作動させるための電動モータと、
前記モータを制御するためのモータ制御回路と、を備え、前記モータ制御回路が、
前記モータに電力供給するための、前記モータに接続された電源と、
電荷蓄積装置と、
制御手段であって、
第１の場合、前記電源で前記モータに電力供給するために前記電動モータを前記電源に接続し、
第２の場合、前記電源で前記モータに電力供給するために前記電動モータを前記電源に接続し、同時に前記電荷蓄積装置を充電するために前記電荷蓄積装置を前記電源に前記モータと直列ではなく接続し、
第３の場合、前記電源及び前記電荷蓄積装置で前記電動モータに電力供給するために前記電荷蓄積装置を前記電源に直列に接続し、
第４の場合、前記モータに電力供給せずに、前記電荷蓄積装置を充電するために、前記電荷蓄積装置を前記電源に接続する、制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記電源及び前記電荷蓄積装置に接続されたスイッチング回路を備え、前記スイッチング回路が、
閉じられたときに、前記電源の陽端子から前記電荷蓄積装置の第１の端子への電流路を提供する、第１のスイッチ（Ｓｄ）と、
閉じられたときに、前記電源の前記陽端子から前記電荷蓄積装置の第２の端子への電流路を提供する、第２のスイッチ（Ｓａ）と、
閉じられたときに、前記電源の陰端子から前記電荷蓄積装置の前記第２の端子への電流路を提供する、第３のスイッチ（Ｓｃ）と、
第４のスイッチ（Ｓｅ）であって、閉じられたときに、前記電荷蓄積装置の前記第１の端子から前記モータへの電流路を提供し、前記第１のスイッチ（Ｓｄ）も閉じられたときに、前記電源の前記陽端子から前記モータへの電流路を提供する、第４のスイッチ（Ｓｅ）と、
閉じられたときに、前記電源の前記陽端子から前記モータへの電流路を提供する、第５のスイッチ（Ｓｂ）と、を備え、
前記第１の場合、前記第２のスイッチ（Ｓａ）および前記第３のスイッチ（Ｓｃ）は開かれており、前記第１のスイッチ（Ｓｄ）および前記第４のスイッチ（Ｓｅ）の内の少なくとも１つは閉じられており、前記第５のスイッチ（Ｓｂ）は閉じられており、
前記第２の場合、前記第３のスイッチ（Ｓｃ）および前記第４のスイッチ（Ｓｅ）は閉じられており、前記第２のスイッチ（Ｓａ）は開かれており、前記第１のスイッチ（Ｓｄ）および前記第５のスイッチ（Ｓｂ）の内の少なくとも１つは閉じられており、
前記第３の場合、前記第２のスイッチ（Ｓａ）および前記第４のスイッチ（Ｓｅ）は閉じられており、前記第１のスイッチ（Ｓｄ）、前記第３のスイッチ（Ｓｃ）、及び、前記第５のスイッチ（Ｓｂ）は開かれており、
前記第４の場合、前記第１のスイッチ（Ｓｄ）および前記第３のスイッチ（Ｓｃ）は閉じられており、前記第２のスイッチ（Ｓａ）、前記第４のスイッチ（Ｓｅ）、及び、前記第５のスイッチ（Ｓｂ）は開かれている、手術用器具。
【請求項３】
前記電荷蓄積装置が、キャパシタを含む、請求項１または２に記載の手術用器具。
【請求項４】
前記電荷蓄積装置が、ウルトラキャパシタを含む、請求項３に記載の手術用器具。
【請求項５】
前記電源が、複数の直列に接続された電池セルを備える、請求項１または２に記載の手術用器具。
【請求項６】
第１の状態では前記電源の全てを前記モータに、そして第２の状態では前記電源の部分集合を前記モータに接続するための、前記電源に接続された電源選択スイッチを更に備える、請求項５に記載の手術用器具。
【請求項７】
前記エンドエフェクタが、円形切断エンドエフェクタを含む、請求項１または２に記載の手術用切断及び締結器具。
【請求項８】
前記エンドエフェクタが、線状切断エンドエフェクタを含む、請求項１または２に記載の手術用切断及び締結器具。
【請求項９】
前記モータ制御回路が、前記電源から前記モータに供給される電流を変化させるための、前記電源に接続された電流制御回路を更に備え、これにより前記モータが、少なくとも、
前記切断器具の切断ストローク周期の第１部分のための第１の低電力動作モードと、
前記切断器具の前記切断ストローク周期の第２部分のための第２の高電力動作モードと、を有する、請求項１または２に記載の手術用器具。
【請求項１０】
前記モータが、少なくとも２つの巻線を備え、
前記モータ制御回路が、前記少なくとも２つの巻線を直列又は並列に選択的に接続するためのものである、請求項１または２に記載の手術用器具。
【請求項１１】
前記可動性発射部材が、切断器具及びステープルドライバのうちの少なくとも１つを備える、請求項１または２に記載の手術用器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１１年２月７日出願の同一所有者の係属中の米国特許出願第１３／０２１，８７６号（発明の名称「Ｍｏｔｏｒｉｚｅｄ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ」、Ｄａｖｉｄ  Ｃ．Ｙａｔｅｓ、Ｔｈｏｍａｓ  Ｗ．Ｈｕｉｔｅｍａ、Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ  Ｅ．Ｓｈｅｌｔｏｎ，ＩＶ、及びＢｒｅｔｔ  Ｅ．Ｓｗｅｎｓｇａｒｄ、米国特許公開第ＵＳ−２０１１／０１２５１７７−Ａ１号）から３５  Ｕ．Ｓ．Ｃ．§  １２０にしたがって優先権を主張する一部継続特許出願であり、当該出願は、２００８年９月２３日出願の同一所有者の米国特許出願第１２／２３５，９７２号（発明の名称「Ｍｏｔｏｒｉｚｅｄ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ」、Ｄａｖｉｄ  Ｃ．Ｙａｔｅｓ、Ｔｈｏｍａｓ  Ｗ．Ｈｕｉｔｅｍａ、Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ  Ｅ．Ｓｈｅｌｔｏｎ，ＩＶ、及びＢｒｅｔｔ  Ｅ．Ｓｗｅｎｓｇａｒｄ、米国特許公開第ＵＳ−２０１０／００７６４７５−Ａ１号）から３５  Ｕ．Ｓ．Ｃ．§  １２０にしたがって優先権を主張する継続特許出願であり、これらの出願の全開示は、参照により本明細書に援用される。
【背景技術】
【０００２】
手術用ステープラーは、組織に縦方向切開を作ると同時に、その切開の向かい合う側部にステープルラインを取り付けるために、先行技術で使用されてきた。かかる器具は一般的に、協働する１対のジョー部材を含み、これは、この器具が内視鏡又は腹腔鏡での適用を目的としている場合、カニューレ通路を通過することができる。ジョー部材の一方は、少なくとも２列の横方向に離間した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。もう一方のジョー部材は、カートリッジ内のステープルの列と整列したステープル成形ポケットを有するアンビルを画定する。このような器具は典型的に、往復運動する複数のくさび型部を含み、この複数のくさび型部は、遠位方向に駆動されると、ステープルカートリッジの開口部を通過し、ステープルを支持するドライバに係合して、アンビルに向けてステープルを発射する。
【０００３】
内視鏡用途のために好適な手術用ステープラーの例は、公開済み米国特許出願公開第２００４／０２３２１９６  Ａ１号（発明の名称「Ｓｕｒｇｉｃａｌ  ｓｔａｐｌｉｎｇ  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  ｈａｖｉｎｇ  ｓｅｐａｒａｔｅ  ｄｉｓｔｉｎｃｔ  ｃｌｏｓｉｎｇ  ａｎｄ  ｆｉｒｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍｓ」）に記載されており、当該出願の開示内容は、参照により本明細書に援用される。使用の際、臨床医は、発射の前に組織を位置づけるために、組織上へステープラーのジョー部材を閉じることができる。ジョー部材が組織を適切に把持しているといったん臨床医が判断したら、臨床医は手術用ステープラーを発射することにより、組織を切断及びステープル留めすることができる。同時に行われる切断及びステープル留めステップにより、それぞれ切断のみ及びステープル留めのみを行う異なる手術用ツールにより、このような動作を順次行うときに起こり得る、複雑さが回避される。
【０００４】
また、モータが切断器具に電力供給する、モータ電動手術用切断及び締結器具は、先行技術で既知であり、例えば公開済み米国出願公開第２００７／０１７５９６２  Ａ１号（発明の名称「Ｍｏｔｏｒ−ｄｒｉｖｅｎ  ｓｕｒｇｉｃａｌ  ｃｕｔｔｉｎｇ  ａｎｄ  ｆａｓｔｅｎｉｎｇ  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  ｗｉｔｈ  ｔａｃｔｉｌｅ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｆｅｅｄｂａｃｋ」）に記載されており、当該出願は、参照により本明細書に援用される。この参考文献では、ハンドル中の電池が、モータに電力供給するために使用される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一般的な一態様では、本発明の実施形態は、モータ付き手術用器具を目的とする。この器具は、内視鏡用器具、例えば線状エンドカッター若しくは円形カッター、又は腹腔鏡用器具であってよい。器具は、エンドエフェクタ内に締め付けられた組織を締結するための、ステープル及び／又はＲＦ電極からなる場合がある。
【０００６】
本明細書に開示されるいくつかの実施形態は、モータで電力供給されるコードレスの器具に関する。一実施形態では、器具は、必要なときに電動モータに追加の電力を提供する、電池とは別個の電荷蓄積装置を備える。電荷蓄積装置は、最初に電池により充電することができる。次いで、電荷蓄積装置は、電荷蓄積装置からの余分の電力が必要とされるときまで、オフラインにされてもよい。そのとき、電荷蓄積装置は、モータに追加の電力を提供するために電池と直列に接続される。
【０００７】
別の実施形態では、モータは、少なくとも２つの巻線を備える場合がある。１つの動作モードでは、巻線は直列に接続され、別の動作モードでは、巻線は並列に接続される。巻線が直列に接続されている場合、モータは高速低トルク出力を有することができる。巻線が並列に接続されている場合、モータは低速高トルク出力を有することができる。このように、例えば、器具が多数のモータを有しなければならないことはなく、モータは両方の動作モードを示すことができる。
【０００８】
更に別の実施形態では、器具は、モータに電気的に動力を与えるために、取替可能な（可能性として再充電可能な）電池パックを利用する。電池パックは、複数の電池セルを備えてよい。第１の組の電池セルは、電池パック内で直列に接続されてよく、第２の組の電池セルは、電池パック内で直列に接続されてよいが、電池パック内で、第１の組は第２の組と直列に接続されない。むしろ、器具は、例えば、電池パックが器具内に据え付けられるか又は置かれたときに第１の組を第２の組と直列に接続する、ハンドル内に接続された電池セルを備えてよい。
【０００９】
本発明のこれらの及び他の利益は、以下の説明から明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の様々な実施形態が、例として以下の図と共に本明細書において記載される。
【図１】本発明の様々な実施形態による手術用切断及び締結器具の斜視図である。
【図２】本発明の様々な実施形態による手術用切断及び締結器具の斜視図である。
【図３】本発明の様々な実施態様による器具のエンドエフェクタ及びシャフトの分解組立図である。
【図４】本発明の様々な実施態様による器具のエンドエフェクタ及びシャフトの分解組立図である。
【図５】本発明の様々な実施態様による器具のエンドエフェクタ及びシャフトの分解組立図である。
【図６】本発明の様々な実施形態による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よる器具のハンドルの分解組立図である。
【図８】本発明の様々な実施形態によるハンドルの部分斜視図である。
【図９】本発明の様々な実施形態によるハンドルの部分斜視図である。
【図１０】本発明の様々な実施形態による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よる器具に使用されている回路の概略図である。
【図１２】本発明の様々な実施形態による器具のモータに電力供給するために使用される回路の概略図である。
【図１３】本発明の様々な実施形態による器具のモータに電力供給するために使用される回路の概略図である。
【図１４】本発明の様々な実施形態による器具のモータに電力供給するために使用される回路の概略図である。
【図１５】本発明の様々な実施形態による充電管理回路を示すブロック図である。
【図１６】本発明の様々な実施形態による充電器基部を示すブロック図である。
【図１７】本発明の様々な実施形態による器具のモータに電力供給するために使用される回路の概略図である。
【図１８】電池の典型的な電力曲線を示す。
【図１９Ａ】本発明の様々な実施形態による器具で使用される回路の概略図である。
【図１９Ｂ】本発明の様々な実施形態による器具で使用される回路の概略図である。
【図１９Ｃ】本発明の様々な実施形態による器具で使用される回路の概略図である。
【図２０】本発明の様々な実施形態による器具で使用される回路の概略図である。
【図２１】本発明の様々な実施形態による器具の図である。
【図２２】本発明の様々な実施形態による電池パックの図である。
【図２３】本発明の様々な実施形態による器具の図である。
【図２４】本発明の様々な実施形態による電池パックの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１及び図２は、本発明の様々な実施形態による手術用切断及び締結器具１０を表わす。図に示した実施形態は内視鏡用器具であり、概して、本願で述べる器具１０の実施形態は内視鏡用の手術用切断及び締結器具である。しかしながら、本発明の他の実施形態により、この器具は、非内視鏡的手術用切断及び締結器具、例えば、腹腔鏡用器具であってもよいことに留意すべきである。
【００１２】
図１及び２に示される手術用器具１０は、ハンドル６、シャフト８、及び関節運動軸１４においてシャフト８に旋回可能に接続された関節運動式エンドエフェクタ１２を備える。関節運動制御部１６がハンドル６に隣接して設けられることにより、関節運動軸１４を中心としたエンドエフェクタ１２の回転運動が可能となっている。図示された実施形態では、エンドエフェクタ１２は組織を締め付け、切断し、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、捕捉器具、カッター、ステープラー、クリップアプライヤー、アクセス装置、薬物／遺伝子治療用装置、超音波、ＲＦ又はレーザー装置などの、他の種類の手術用装置のエンドエフェクタなどの、様々な種類のエンドエフェクタが使用され得る。ＲＦ装置についてのさらなる詳細は、′３１２特許で見ることができる。
【００１３】
器具１０のハンドル６は、エンドエフェクタ１２を作動させるための閉鎖トリガー１８及び発射トリガー２０を有し得る。異なる外科的作業を行うことを目的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１２を動作させるための異なる数又は種類のトリガー又は他の適切な制御機器を有し得る点は理解されるであろう。このエンドエフェクタ１２は、好ましくは細長いシャフト８によってハンドル６から分離されて示されている。一実施形態では、臨床医又は器具１０の操作者は、関節運動制御装置１６を利用することによって、エンドエフェクタ１２をシャフト８に対して関節運動させることができ、これは、公開済み米国特許出願公開第２００７／０１５８３８５  Ａ１号（発明の名称「Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｈａｖｉｎｇ  Ａｎ  Ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｎｇ  Ｅｎｄ  Ｅｆｆｅｃｔｏｒ」、Ｇｅｏｆｆｒｅｙ  Ｃ．Ｈｕｅｉｌら）により詳細に説明されており、当該出願は、参照により本明細書に援用される。
【００１４】
この例では、エンドエフェクタ１２は、エンドエフェクタ１２内に締め付けられた組織を効果的にステープル留め及び切断するのを確実にする間隔に維持される、ステープル溝２２、及びアンビル２４のような旋回可能に並進可能なクランプ部材を特に有している。ハンドル６はピストル把持部２６を有し、臨床医がピストル把持部２６の方向に閉鎖トリガー１８を旋回させて引き寄せてアンビル２４をエンドエフェクタ１２のステープル溝２２の方向に締め付ける又は閉じることによって、アンビル２４と溝２２との間に位置付けられた組織を締め付ける。発射トリガー２０は、閉鎖トリガー１８の更に外側に設けられている。下記に更に述べるように、閉鎖トリガー１８が閉鎖位置にロックされると、発射トリガー２０はピストル把持部２６に向かってわずかに回転することができ、操作者が片手で発射トリガー２０に達することができるようになる。次いで操作者が発射トリガー２０をピストル把持部１２の方向に旋回させて引き寄せることによって、エンドエフェクタ１２内に締め付けられた組織をステープル留め及び切断することができる。他の実施形態では、アンビル２４以外に、例えば対向するジョーなどの異なる種類の締め付け部材を使用することができる。
【００１５】
「近位の」及び「遠位の」という用語は、本願では器具１０のハンドル６を把持する臨床医に関して用いられる点は認識されるであろう。したがって、エンドエフェクタ１２は、より近位のハンドル６に対して遠位となる。便宜上、また説明を明確にするため、本願では「垂直」及び「水平」といった空間的な用語を図面に対して使用する点も更に認識されるであろう。しかしながら、手術用器具は、多くの配向及び位置で使用され、これらの用語は、限定的及び絶対的であることを意図していない。
【００１６】
閉鎖トリガー１８を最初に作動させることができる。臨床医がエンドエフェクタ１２の位置決めに満足したら、臨床医は、閉鎖トリガー１８を、ピストル把持部２６に近接した、完全に閉じたロック位置まで引き戻すことができる。次に、発射トリガー２０を作動させることができる。下記により完全に述べるように、発射トリガー２０は、臨床医が圧力を除くと開放位置（図１及び２に示される）に戻る。ハンドル６の解除ボタンは、押し込まれると、ロックされた閉鎖トリガー１８を解放することができる。解放ボタンは、様々な形態で、例えば図７で示されるスライド解放ボタン１６０又は公開済み米国特許出願第２００７／０１７５５９５５  Ａ１号で説明される機構のいずれかとして実装されることができ、当該出願は、参照により本明細書に援用される。
【００１７】
図３は、異なる実施形態によるエンドエフェクタ１２の分解図である。例示された実施形態に示されるように、エンドエフェクタ１２は、既に言及された溝２２及びアンビル２４に加えて、切断器具３２、橇状部材３３、溝２２内に取り外し可能に位置するステープルカートリッジ３４、及び螺旋状のねじシャフト３６を含み得る。切断器具３２は、例えばナイフであり得る。アンビル２４は、溝２２の近位端部に接続された旋回点２５において旋回可能に開閉することができる。アンビル２４は、アンビル２４を開閉するために機械的閉鎖システム（下記に詳述する）の要素に挿入されるタブ２７を、最近端に更に有してもよい。閉鎖トリガー１８が作動される、すなわち器具１０の使用者によって引き込まれると、アンビル２４は、締め付けられた又は閉じた位置へと旋回点２５を中心として旋回し得る。エンドエフェクタ１２の締め付けが充分である場合、操作者が発射トリガー２０を作動させることができ、これにより、下記により詳細に説明するように、ナイフ３２及び橇状部材３３が溝２２に沿って長手方向に移動してエンドエフェクタ１２内に締め付けられた組織を切断する。橇状部材３３が溝２２に沿って動くことにより、ステープルカートリッジ３４のステープルが切断された組織を通じて閉じたアンビル２４に対して打ちこまれ、アンビル２４がステープルを折り曲げて切断組織を締結する。異なる実施形態において、橇状部材３３はカートリッジ３４と一体の構成要素であってもよい。参照によりその内容が本願に援用される、米国特許第６，９７８，９２１号、発明の名称「Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｓｔａｐｌｉｎｇ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇ  Ａｎ  Ｅ−Ｂｅａｍ  Ｆｉｒｉｎｇ  Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ」は、かかる２ストロークの切断及び締結器具についてより詳細に記載している。ナイフ３２が切断動作後に後退する際に橇状部材３３が後退しないよう、橇状部材３３はカートリッジ３４の一部分とすることができる。
【００１８】
本明細書に記載される器具１０の実施形態は、切断された組織をステープル留めするエンドエフェクタ１２を使用しているが、他の実施形態では、切断された組織を締結又は密閉するための異なる技術が用いられ得ることに注意されたい。例えば、切断された組織を締結するためにＲＦエネルギー又は接着剤を使用するエンドエフェクタを使用することも可能である。参照により本明細書に援用される、Ｙａｔｅｓらの「Ｅｌｅｃｔｒｏｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｈｅｍｏｓｔａｔｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ」と題された米国特許第５，７０９，６８０号、及びＹａｔｅｓらの「Ｅｌｅｃｔｒｏｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｈｅｍｏｓｔａｔｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ  ｗｉｔｈ  Ｒｅｃｅｓｓｅｄ  ａｎｄ／ｏｒ  Ｏｆｆｓｅｔ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ」と題された米国特許第５，６８８，２７０号は、切断された組織を密閉するためにＲＦエネルギーを用いる内視鏡用切断器具を開示する。公開済み米国特許出願公開第２００７／０１０２４５３  Ａ１号（Ｊｅｒｏｍｅ  Ｒ．Ｍｏｒｇａｎら）及び公開済み米国特許出願公開第２００７／０１０２４５２  Ａ１号（Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ  Ｅ．Ｓｈｅｌｔｏｎ，ＩＶら）は、切断された組織を締結するために接着剤を使用する、内視鏡用切断器具を開示し、当該出願も、参照により本明細書に援用される。したがって、本願の説明文は下記に述べるような切断／ステープル留め動作などに関するものであるが、これは例示的な実施形態であって限定を目的としたものではないことを認識されたい。他の組織締結技術を用いることもできる。
【００１９】
図４及び５は、様々な実施形態によるエンドエフェクタ１２及びシャフト８の分解図であり、図６は側面図である。図の実施形態に示されるように、シャフト８は、旋回連結要素４４によって旋回可能に連結された近位閉鎖管４０及び遠位閉鎖管４２を有し得る。遠位閉鎖管４２は開口部４５を有しており、下記に詳述するように開口部４５内にアンビル２４のタブ２７が挿入されることでアンビル２４が開閉される。閉鎖管４０、４２の内部には近位側脊柱管４６が配置され得る。近位側脊柱管４６の内部には、ベベルギアアセンブリ５２を介して第２の（又は近位側）駆動シャフト５０と連動した主回転（又は近位側）駆動シャフト４８が配置され得る。第２の駆動シャフト５０は、螺旋状ねじシャフト３６の近位側駆動ギア５６と噛み合う駆動ギア５４に接続されている。垂直ベベルギア５２ｂは近位側脊柱管４６の遠位端の開口部５７内に位置し、開口部５７内で旋回し得る。遠位スパイン管５８は、第２の駆動シャフト５０及び駆動ギア５４、５６を収容するために用いられてもよい。主駆動シャフト４８、第２の駆動シャフト５０、及び関節アセンブリ（例えば、ベベルギアアセンブリ５２ａ〜ｃ）は本願ではまとめて「主駆動シャフトアセンブリ」と呼ぶ場合がある。
【００２０】
ステープル溝２２の遠位端に配置されたベアリング３８が螺旋状駆動ねじ３６を受容することにより、螺旋状駆動ねじ３６は溝２２に対して自由に回転することが可能である。螺旋状ねじシャフト３６がナイフ３２の螺着開口部（図に示されていない）と干渉することにより、シャフト３６の回転によってナイフ３２がステープル溝２２内で遠位方向又は近位方向に（回転方向に応じて）並進運動する。したがって、発射トリガー２０の作動によって主駆動シャフト４８が（下記により詳しく説明するように）回転させられると、ベベルギアアセンブリ５２ａ〜ｃが第２の駆動シャフト５０を回転させ、これにより、駆動ギア５４、５６の係合により螺旋状ねじシャフト３６が回転し、これによりナイフ駆動部材３２が溝２２に沿って長手方向に移動してエンドエフェクタ内に締め付けられた任意の組織を切断する。橇状部材３３は例えばプラスチックで形成されてもよく、傾斜した遠位面を有し得る。橇状部材３３が溝２２を通って動く際、傾斜した前面がステープルカートリッジ内のステープルを、締め付けられた組織を貫通してアンビル２４に対して押し上げる、すなわち打ち込むことができる。アンビル２４がステープルを折り曲げることによって、切断された組織をステープル留めする。ナイフ３２が後退すると、ナイフ３２と橇状部材３３とが係合解除し、これにより橇状部材３３は溝２２の遠位端に残される。
【００２１】
図７〜１０は、モータ駆動エンドカッターの例示的な実施形態を図示する。図示された実施形態は、エンドエフェクタ内における切断器具の配置及び負荷力に関するユーザーフィードバックを提供する。更に、本実施形態は、発射トリガー２０を後退させる際に使用者により与えられる力を利用することで装置に電力を供給することができる（いわゆる「パワーアシスト」モード）。図示された実施形態に示されるように、ハンドル６は、互いに嵌合して、通常はハンドル６の外面を形成する外部下方側面部材５９、６０及び外部上方側面部材６１、６２を有する。リチウムイオン電池などの電池６４をハンドル６のピストル把持部２６に配することができる。電池６４は、ハンドル６のピストル把持部２６の上方部分に配置されている電動モータ６５に電力を供給する。様々な実施形態によると、直列に接続された、いくつかの電池セルが、モータ６５に電力供給するために使用される場合がある。
【００２２】
モータ６５は、負荷なしで、およそ２５，０００ＲＰＭの最大回転数を有するブラシ付き駆動モータであってよい。他の実施形態では、モータ６５は、ブラシレスモータ、コードレスモータ、同期モータ、ステッパーモータ、又は任意の他の好適な電動モータを含んでよい。モータ６４は、第１ベベルギア６８及び第２ベベルギア７０を含む９０°ベベルギアアセンブリ６６を駆動することができる。ベベルギアアセンブリ６６は、遊星ギアアセンブリ７２を駆動することができる。遊星ギアアセンブリ７２は、駆動シャフト７６に接続されたピニオンギア７４を含み得る。ピニオンギア７４は、駆動シャフト８２を介して螺旋状ギアドラム８０を駆動する、嵌合するリングギア７８を駆動することができる。リング８４を螺旋状ギアドラム８０上に螺着することができる。したがって、モータ６５が回転するとき、リング８４が、挿置されたベベルギアアセンブリ６６、遊星ギアアセンブリ７２、及びリングギア７８によって、螺旋状ギアドラム８０に沿って移動される。
【００２３】
ハンドル６は、操作者によってハンドル６のピストル把持部２６の方向に発射トリガー２０が引き込まれた（又は「閉じられた」）ことを検知することによってエンドエフェクタ１２による切断／ステープル留め動作を作動させる、発射トリガー２０と連絡している運行モータセンサー１１０を更に有してもよい。センサー１１０は、例えば、加減抵抗器又は可変抵抗器などの、比例センサーであってよい。発射トリガー２０が引かれると、センサー１１０がこの運動を検出し、モータ６５に供給される電圧（又は電力）を示す電気信号を送る。センサー１１０が可変抵抗器又はそれに類するものである場合には、モータ６５の回転は発射トリガー２０の運動量に概ね比例したものとなり得る。すなわち、操作者がわずかに発射トリガー２０を引く、又は閉じるだけでは、モータ６５の回転は比較的低い。発射トリガー２０が完全に引き込まれる（又は完全に閉鎖した位置となる）場合には、モータ６５の回転は最大となる。別の言い方をすれば、使用者が発射トリガー２０を強く引くほど、モータ６５に加えられる電圧が大きくなり、回転速度が大きくなる。
【００２４】
ハンドル６は発射トリガー２０の上方部分に隣接して中間ハンドル部材１０４を有し得る。ハンドル６は、中間ハンドル部材１０４の支柱と発射トリガー２０との間に接続された付勢バネ１１２を更に有し得る。付勢バネ１１２は発射トリガー２０を完全に開いた位置に付勢することができる。これにより、操作者が発射トリガー２０を解放すると付勢バネ１１２が発射トリガー２０を開いた位置へと引っ張り、これによりセンサー１１０の作動が解除され、モータ６５の回転が停止する。更に、付勢バネ１１２により、使用者は発射トリガー２０を閉じるたびに閉鎖動作に対する抵抗を感じるため、モータ６５によって与えられる回転量に関するフィードバックが使用者に与えられる。更に、操作者は、発射トリガー２０の後退を停止することによりセンサー１００から力を取り除き、これによりモータ６５を停止させることができる。このようにして、使用者はエンドエフェクタ１２の展開を停止することが可能であり、これにより切断／締結動作の制御手段が操作者に与えられる。
【００２５】
螺旋状ギアドラム８０の遠位端は、ピニオンギア１２４と嵌合するリングギア１２２を駆動する遠位駆動シャフト１２０を含む。ピニオンギア１２４は主駆動シャフトアセンブリの主駆動シャフト４８に接続されている。これにより、上記に述べたようにモータ６５の回転が主駆動シャフトアセンブリを回転させることでエンドエフェクタ１２が作動する。
【００２６】
螺旋状ギアドラム８０に螺着されたリング８４は、スロット付きアーム９０のスロット８８内に配置された支柱８６を有し得る。スロット付きアーム９０は、ハンドルの外部側面部材５９、６０の間に接続される旋回ピン９６を受容する開口部９２を反対側の端部９４に有する。旋回ピン９６はまた、発射トリガー２０の開口部１００及び中間ハンドル部材１０４の開口部１０２に通して配置される。
【００２７】
更に、ハンドル６は、逆動モータ（又はストローク終端センサー）１３０及び停止モータ（又はストローク開始）センサー１４２を有し得る。様々な実施形態では、逆動モータセンサー１３０は、螺旋状ギアドラム８０の遠位端に位置するリミットスイッチであってよく、これにより螺旋状ギアドラム８０に螺着されたリング８４が螺旋状ギアドラム８０の遠位端に達すると、リング８４が逆動モータセンサー１３０と接触してこれを作動させる。逆動モータセンサー１３０は、起動されると、モータ６５に信号を送り、その回転方向を逆にし、これによりエンドエフェクタ１２のナイフ３２が切断動作後に引っ込められる。停止モータセンサー１４２は、例えば、常時閉路式リミットスイッチであってよい。様々な実施形態では、停止モータセンサー１４２を螺旋状ギアドラム８０の近位端に位置してもよく、リング８４は、螺旋状ギアドラム８０の近位端に達すると、スイッチ１４２を作動させる。
【００２８】
動作時には、器具１０の操作者が発射トリガー２０を引き戻すと、センサー１１０は、発射トリガー２０が配置されたことを検出してモータ６５に信号を送ることにより、例えば、操作者が発射トリガー２０を引き戻す強さに比例した速度で、モータ６５を順方向に回転させる。モータ６５の順方向の回転により、遊星ギアアセンブリ７２の遠位端のリングギア７８が回転し、これにより螺旋状ギアドラム８０が回転し、螺旋状ギアドラム８０に螺着されたリング８４が螺旋状ギアドラム８０に沿って遠位に動く。螺旋状ギアドラム８０の回転により、上記に述べたように主駆動シャフトアセンブリも駆動され、これによりエンドエフェクタ１２のナイフ３２が展開される。すなわち、ナイフ３２及び橇状部材３３が長手方向に溝２２を通って移動することにより、エンドエフェクタ１２内に締め付けられた組織を切断する。更に、ステープラー型のエンドエフェクタが用いられる実施形態では、エンドエフェクタ１２のステープル留め動作が引き起こされる。
【００２９】
エンドエフェクタ１２の切断／ステープル留め動作が完了するまでには、螺旋状ギアドラム８０上のリング８４は螺旋状ギアドラム８０の遠位端に達し、これにより逆動モータセンサー１３０が作動してモータ６５に信号を送ることによりモータ６５の回転を逆転させる。これによりナイフ３２が後退するとともに、螺旋状ギアドラム８０上のリング８４が螺旋状ギアドラム８０の近位端へと戻る。
【００３０】
中間ハンドル部材１０４は、図８及び９に最も分かりやすく示されるようにスロット付きアーム９０と係合する後方肩部１０６を有している。中間ハンドル部材１０４は更に、発射トリガー２０と係合する前方運動停止部１０７を有している。スロット付きアーム９０の運動は、上記に説明したようにモータ６５の回転によって制御される。リング８４が螺旋状ギアドラム８０の近位端から遠位端に移動するにしたがってスロット付きアーム９０が反時計回りに回転すると、中間ハンドル部材１０４は反時計回りに自由に回転できるようになる。これにより、使用者が発射トリガー２０を引くと、発射トリガー２０は中間ハンドル部材１０４の前方運動停止部１０７と係合し、中間ハンドル部材１０４を反時計回りに回転させる。しかしながら後方肩部１０６がスロット付きアーム９０と係合するため、中間ハンドル部材１０４はスロット付きアーム９０によって許容される範囲内で反時計回りに回転できるだけである。これにより、何らかの理由によってモータ６５の回転が停止した場合、スロット付きアーム９０は回転を停止し、スロット付きアーム９０のために中間ハンドル部材１０４が反時計回りに自由に回転できなくなるため、使用者は発射トリガー２０を更に引くことができなくなる。
【００３１】
閉鎖トリガー１８を後退させることによってエンドエフェクタ１２のアンビル２４を閉じる（又は締め付ける）ための代表的な閉鎖システムの要素が、更に図７〜１０に示されている。例示された実施形態では、クロージャシステムは、ピン２５１によりクロージャトリガー１８に接続されたヨーク２５０を含み、ピン２５１は、クロージャトリガー１８及びヨーク２５０両方の位置合わせされた開口部を通して挿入される。旋回ピン２５２は、これを中心として閉鎖トリガー１８が旋回するものであり、閉鎖トリガー１８にピン２５１が挿通される位置とはオフセットして閉鎖トリガー１８に設けられた別の開口部に挿通されている。したがって、閉鎖トリガー１８が後退させられると、ピン２５１を介してヨーク２５０が取り付けられた閉鎖トリガー１８の上側部分が反時計回りに回転する。ヨーク２５０の遠位端はピン２５４を介して第１の閉鎖ブラケット２５６に接続されている。第１の閉鎖ブラケット２５６は第２の閉鎖ブラケット２５８に接続される。閉鎖ブラケット２５６、２５８は、閉鎖ブラケット２５６、２５８の長手方向の運動が近位閉鎖管４０（図４を参照）による長手方向の運動を生じさせるように近位閉鎖管４０の近位端が内部に配置、保持される開口部を共に形成する。器具１０は更に、近位閉鎖管４０の内部に配置される閉鎖ロッド２６０を有している。閉鎖ロッド２６０は、図示された実施形態の外部下方側面部材５９のようなハンドル外部部材の１つの支柱２６３が内部に配置されることにより閉鎖ロッド２６０をハンドル６に固定的に接続する窓２６１を含み得る。これにより、近位閉鎖管４０は閉鎖ロッド２６０に対して長手方向に動くことが可能となっている。閉鎖ロッド２６０は、近位側脊柱管４６内のキャビティー２６９に嵌合してキャップ２７１によりキャビティー２６９内に保持される遠位側カラー２６７を更に有し得る（図４を参照）。
【００３２】
動作時には、閉鎖トリガー１８が後退させられることによりヨーク２５０が回転すると、閉鎖ブラケット２５６、２５８によって近位閉鎖管４０が遠位（すなわち、器具１０のハンドル端部から離れる方向）に動き、これにより遠位閉鎖管４２が遠位方向に動くと、アンビル２４が旋回点２５を中心として締め付け位置、すなわち閉鎖位置へと回転する。閉鎖トリガー１８がロック位置から解除されると、近位閉鎖管４０が近位にスライドし、これにより遠位閉鎖管４２が近位にスライドし、遠位閉鎖管４２の窓４５にタブ２７が挿入されていることによってアンビル２４が旋回点２５を中心として開いた位置、すなわち非締め付け位置へと回転する。これにより、操作者は、閉鎖トリガー１８を後退させかつロックすることによってアンビル２４と溝２２との間で組織を締め付け、切断／ステープル留め動作後にはロック位置から閉鎖トリガー２０を解除することによって組織を解放することができる。
【００３３】
モータ付き手術用器具の追加の構成は、公開済み米国出願公開第２００７／０１７５９６２  Ａ１号（発明の名称「Ｍｏｔｏｒ−ｄｒｉｖｅｎ  ｓｕｒｇｉｃａｌ  ｃｕｔｔｉｎｇ  ａｎｄ  ｆａｓｔｅｎｉｎｇ  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  ｗｉｔｈ  ｔａｃｔｉｌｅ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｆｅｅｄｂａｃｋ」）に開示されており、当該出願は、参照によりその全体が本明細書に援用される。
【００３４】
図１１は、本発明の様々な実施形態によるモータ制御回路の概略図である。様々な実施形態では、モータ制御回路は、例えば、プロセッサ、メモリ、マイクロコントローラ、時間回路等などの１つ以上の集積回路（ＩＣ）を有する。他の実施形態では、モータ制御回路は、いずれのＩＣを備えなくてもよい。ＩＣを含む手術用器具を滅菌することは困難であり、複雑であり、かつ費用がかかることが多いため、このような非ＩＣモータ制御回路は、好都合であり得る。
【００３５】
閉鎖トリガー１８をロックした後に、操作者が最初に発射トリガー２０を引き入れると、センサー１１０が起動され（又はセンサー１１０がスイッチである場合、閉じられ）、電流がセンサー１１０を通して流れることが可能となる。常時開路式逆モータセンサースイッチ１３０が開いている（つまりエンドエフェクタのストロークの終端に達していない）場合、電流は、単極双投リレー１３２に流れる。逆モータセンサースイッチ１３０が閉じていない場合、リレー１３２のコイル１３４には電圧が印加されず、したがって、リレー１３２は、その電圧が印加されていない状態にある。
【００３６】
また、図１１に示されるように、回路は、リレー１３２と直列に接続された並列の素子と並列に接続された抵抗素子１４４及びスイッチ１４６を含んでよい。抵抗素子１４４及びスイッチ１４６はまた、電源６４にも接続されている。スイッチ１４６は、切断器具位置センサー１５０に応答する制御回路１４８によって制御され得る。様々な実施形態によると、切断器具３２が、（ｉ）そのストロークの開始に非常に近い場合、及び（ｉｉ）そのストロークの終端に非常に近い場合に、制御回路１４８は、スイッチ１４６を開くことができる。例えば、切断器具位置センサー１５０により判断されたときに、切断器具３２が（ｉ）そのストロークの開始点から０．００３ｃｍ（０．００１インチ）、及び（ｉｉ）そのストロークの終端から０．００３ｃｍ（０．００１インチ）にあるとき、制御回路はスイッチを開くことができる。スイッチ１４６が開くことで、電流が抵抗素子１４４を通じて流れ、次いでリレー１３２、リレー１３８、運行モータセンサースイッチ１１０を通じ、モータ６５まで流れる。抵抗素子１４４を通じ流れる電流は、モータ６５に供給される電流の大きさを減らし、これによってモータ６５により供給される電力を低減する。したがって、切断器具３２が、（ｉ）そのストロークの開始に非常に近い場合、又は（ｉｉ）そのストロークの終端に非常に近い場合に、モータ６５から供給される電力が低減される。逆に、一旦切断器具３２がストロークの開始点又は終端点から十分に遠くに移動すると、制御回路１４８がスイッチ１４６を閉じて、これによって抵抗素子１４４を短絡させ、これによってモータ６５への電流を増加させ、したがって、モータによって供給される電力を増加させる。
【００３７】
様々な実施形態によると、電気回路は、電源を断たれたときに、モータ６５の電気的動作が開始されるようにリレー１３２からの電流がそこを通過するインターロック回路１３７を集合的に形成するロックアウトセンサースイッチ１３６ａ〜ｄを更に含む。それぞれのロックアウトセンサースイッチ１３６ａ〜ｄは、それぞれの対応する状態の有無に応答して、開かれた（すなわち、非導電性）スイッチ状態又は閉じられた（すなわち、導電性）スイッチ状態を維持するよう構成され得る。器具１０が発射されたときに存在する場合、対応する状態のいずれも、不十分な切断及びステープル留め動作及び／又は器具１０への損傷をもたらし得る。ロックアウトセンサースイッチ１３６ａ〜ｄが応答し得る状態としては、例えば（ａ）溝２２内にステープルカートリッジ３４がない状態、（ｂ）消耗された（例えば、先に発射された）ステープルカートリッジ３４が溝２２内に存在する状態、及び（ｃ）溝２２に対してアンビル２４が開かれた（ないしは別の方法で不十分に閉じられた）位置にある状態、が挙げられる。構成部材の摩耗などのロックアウトセンサースイッチ１３６ａ〜ｄが応答し得る他の状態は、器具１０によって生じる発射動作の積算回数に基づいて推定され得る。結果的に、様々な実施形態では、これら状態のいずれかが存在する場合、対応するロックアウトセンサースイッチ１３６ａ〜ｄがスイッチ開状態を維持し、したがって、モータ６５の動作を開始するために必要とされる電流の通過を防止する。様々な実施形態では、全ての状態が修復された後にのみ、ロックアウトセンサー１３６ａ〜ｄによる電流の通過が可能となる。上述の状態は、単に例として提示されたものであり、器具１０の動作に悪影響を及ぼす他の状態に応答するための追加的ロックアウトセンサースイッチが提供されてもよいことが認識されるであろう。１つ以上の上述の状態が存在しないか又は無関係であるような実施形態については、ロックアウトセンサースイッチの数が、描かれているものより少ない場合もあることも同様に理解されたい。
【００３８】
図１１に示されるように、ロックアウトセンサースイッチ１３６ａは、ステープルカートリッジ３４が溝２２によってその適切な受け入れに対応する位置にあるとき、スイッチ閉状態が維持されるように、常時開路式スイッチ構成を用いて実装され得る。ステープルカートリッジ３４が溝２２内に据え付けられていないか、又は不適切に据え付けられた（例えば、誤って配置された）とき、ロックアウトセンサースイッチ１３６ａは、スイッチ開状態を維持する。ロックアウトセンサースイッチ１３６ｂが常時開路式スイッチ構成を用いて実装され得ることで、消耗されていないステープルカートリッジ３４（すなわち、非発射位置の橇状部材３３を有するステープルカートリッジ３４）が溝２２内に存在する場合のみ、スイッチ閉状態が維持される。溝２２内の消耗したステープルカートリッジ３４の存在が、ロックアウトセンサースイッチ１３６ｂにスイッチ開状態を維持させる。ロックアウトセンサースイッチ１３６ｃが、常時開路式スイッチ構成を用いて実装され得ることで、アンビル２４が溝２２に対して閉位置にある場合に、スイッチ閉状態が維持される。ロックアウトセンサースイッチ１３６ｃは、遅延特性により制御され得、ここにおいてスイッチ閉状態は、アンビル２４が所定の時間閉位置にあった後だけ、維持される。
【００３９】
ロックアウトセンサースイッチ１３６ｄが、常時閉路式スイッチ構成を用いて実装され得ることで、器具１０によって生じる発射の積算回数が所定の回数未満である場合だけ、スイッチ閉状態が維持される。ロックアウトセンサースイッチ１３６ｄは、器具１０により実行される発射動作の積算回数の計数表示を維持し、所定の回数に対して計数を比較し、かつこの比較に基づいて、ロックアウトセンサースイッチ１３６ｄのスイッチ状態を制御するように構成された計数器１３９に連通し得る。図１１で別個に示されているが、一般的な装置を形成するために、計数器１３９は、ロックアウトセンサースイッチ１３６ｄと一体化されてもよいことが理解されよう。好ましくは、計数器１３９は電子素子として実装され、この電子素子は、それにもたらされた別個の電気信号の移行に基づいて維持された計数を増加するための入力を有する。機械的な入力（例えば、発射トリガー２０の後退）に基づいて計数を維持するために構成される機械的な計数器が代わりに用いられてもよいことを理解されたい。電子素子として実装される場合、それぞれの発射動作について１回切り替わる電気回路内に存在する任意の別個の信号が、計数器１３９入力に使用され得る。図１１に示されるように、例えば、ストローク終端センサー１３０の作動からもたらされる別個の電気信号が利用されてもよい。計数器１３９は、維持された計数が計数器１３９内に保存された所定の回数未満である場合にスイッチ閉状態が維持されるように、ロックアウトセンサースイッチ１３６ｄのスイッチ状態を制御し得る。維持された計数が所定の回数と等しい場合に、計数器１３９は、ロックアウトセンサースイッチ１３６ｄをスイッチ開状態に維持させて、これによって、そこを通る電流の通過を防止する。計数器１３９によって保存される所定の回数は、要求に応じて選択的に調節され得ることを理解されたい。様々な実施形態によると、計数器３０４は、ＬＣＤディスプレイなどの外部のディスプレイ（図示せず）と連通し得、これは器具１０と一体となって、維持された計数又は所定の回数と維持された計数との差のいずれかを使用者に示すためのものである。
【００４０】
様々な実施形態によると、インターロック回路１３７は、ロックアウトセンサースイッチ１３６ａ〜ｄの少なくとも１つの状態を表示するための、器具１０の使用者が視認できる１つ以上の指示器を備えてもよい。このような指示器についてのさらなる詳細は、公開済み米国特許出願公開第２００７／０１７５９５６号（発明の名称「Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｌｏｃｋｏｕｔｓ  ａｎｄ  ｓｕｒｇｉｃａｌ  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  ｓａｍｅ」）に見出すことができ、当該出願は、参照によりその全体が本明細書に援用される。本願はまた、ロックアウトセンサースイッチ１３６ａ〜ｄに関する装着配置及び構成の例を包含する。
【００４１】
図示した実施形態では、ロックアウトセンサースイッチ１３６ａ〜ｄが集合的にスイッチ閉状態を維持する場合、単極単投リレー１３８が励磁される。リレー１３８が励磁されると、電流がリレー１３８を通じ、運行モータスイッチセンサー１１０を通じ、かつ双極双投リレー１４０を介してモータ６５に流れ、これによりモータ６５に電力が供給されてモータ６５は順方向に回転する。様々な実施形態によると、一旦励磁されると、リレー１３２が励磁されるまで、リレー１３８の出力がリレー１３８を励磁された状態で維持するために、たとえ１つ以上のインターロックセンサースイッチ１３６ａ〜ｄがスイッチ開状態を継続的に維持しようと、インターロック回路１３７は、一旦始動したモータ１６５の動作を防止するよう機能しない。しかしながら、他の実施形態では、一旦始動したモータ１６５の動作を持続させるために、１つ以上のロックアウトセンサースイッチ１３６ａ〜ｄがスイッチ閉状態を維持せねばならぬように、インターロック回路１３７とリレー１３８を接続することが必要であるか、さもなくば望ましい場合がある。
【００４２】
順方向のモータの回転は、リング８４を遠位に移動させるので、これによって、様々な実施形態では、停止モータセンサースイッチ１４２を非作動状態にする。スイッチ１４２は通常は閉じられているために、スイッチ１４２に接続されたソレノイド１４１が励磁され得る。ソレノイド１４１は、従来のプッシュタイプのソレノイドであり得、励磁されると、プランジャ（図示せず）を軸方向に伸ばす。プランジャの伸張は、閉鎖トリガー１８を後退した位置に保持するよう動作することが可能であり、故に、発射動作が進行すると同時に（すなわち、スイッチ１４２が作動されていない間に）アンビル２４が開くことを防止する。ソレノイド１４１が遮断された際に、プランジャが後退されることで、閉鎖トリガー１８の手動での解放が可能である。
【００４３】
エンドエフェクタ１２がストロークの終端に達すると、逆動モータセンサー１３０が起動することによってスイッチ１３０が閉じてリレー１３２が励磁される。これによりリレー１３２は励磁状態（図１１には示されていない）となり、電流はインターロック回路１３７及び運行モータセンサースイッチ１１０を迂回し、代わりに常時閉路式双極双投リレー１４０及び戻ってモータ６５の双方に流れるが、この場合はリレー１４０を介してモータ６５の回転方向を逆転させるように流れる。停止モータセンサースイッチ１４２は常時閉路式であるため、電流はリレー１３２に戻ってスイッチ１４２が開くまでリレー１３２を励磁状態に保つ。ナイフ３２が完全に後退すると、停止モータセンサースイッチ１４２が起動され、スイッチ１４２を開かせることによって、モータ６５の電力を取り去り、かつソレノイド１４１の電源を切る。
【００４４】
他の実施形態では、他の代替策を、切断ストローク周期中のある特定の期間中にモータ６５に供給される電流を制限するために使用することができる。他の実施形態は、米国特許出願第１２／２３５，７８２号に記載され、当該出願は、参照によりその全体が本明細書に援用される。
【００４５】
いくつかの場合、出力トルクを増大させるためにモータ６５に電流の一時的な増大を提供することは有益であり得る。図１９Ａは、様々な実施形態による、モータ６５に一時的な増大を提供するための回路の実施形態を示す。図１９Ａの回路が、電源６４に接続された電荷蓄積装置１０００を追加として含むことを除いては、この回路は、図１１で示される回路と同様である。電荷蓄積装置１０００は、キャパシタなどの、充電を保存することができる任意の装置であってよい。例えば、電荷蓄積装置１０００は、ウルトラキャパシタ（スーパーキャパシタと呼ばれることもある）を含んでよい。スイッチ１１０が発射トリガー２０の後退のために閉じられたときなどの、モータ６５が最初にオンにされたとき、スイッチＳ１は閉じられる場合があり、これにより電池６４は、上記に説明されるようにモータ６５に電力供給することができる。加えて、また、スイッチＳ３は、抵抗器Ｒを介して電荷蓄積装置１０００を充電するために短期間（「充電期間」）だけ閉じられてもよい。例えば、様々な実施形態によると、スイッチＳ３は、１〜１０ＲＣ時定数の間、閉じられる場合があり、ここでＲは抵抗器Ｒの抵抗であり、Ｃは電荷蓄積装置１０００の静電容量である。
【００４６】
電荷蓄積装置１０００の充電は、正常動作状態中は使用されないままであってよいが、臨床医がモータ６５からの追加の出力トルクを必要とする処置の時がおとずれた場合、電荷蓄積装置１０００は電池６４と直列に置かれ得る。これは、例えばスイッチＳ１を開き、スイッチＳ２を閉じること（Ｓ３は充電期間後に開いたまま）により行うことができる。スイッチＳ２が閉じられると、電荷蓄積装置１０００は、電池６４と直列に接続され、これによりモータ６５に追加の電流を供給する。
【００４７】
電荷蓄積装置１０００を必要とする状態は、多くの方法で検出することができる。例えば、発射トリガー２０に接続された可変抵抗器又はバネが存在していてよい。発射トリガーが、ある特定の点を超えて又は閾値レベルを超える力で後退されたとき、電荷蓄積装置１０００は、電池６４に直列に接続され得る。加えて又は代替として、ハンドル６は、電荷蓄積装置１０００を電池６４と直列に接続するために、臨床医が起動させることができる外部スイッチ（示されていない）を備えてよい。
【００４８】
電荷蓄積装置１０００は、図１１に関連して上記に説明される電流制限装置と共に、又は電流制限装置なしで使用することができる。
【００４９】
図１９Ｂは、様々な実施形態による、モータ６５に電流の一時的な増大を提供するための、図１９Ａで示される回路の代替の回路の実施形態を示す。この回路のいくつかの配置では、電池６４単独で、モータ６５に電力供給することができる。例えば、スイッチＳｂが閉じられると、スイッチ１１０が閉じられていることと組み合わせて、電池６４のみからモータ６５へ電力を提供することができる。残りのスイッチＳａ、Ｓｃ、Ｓｄ、及びＳｅは、開いたままであり得る。別の例としては、スイッチＳｄ及びＳｅが閉じられると、スイッチ１１０が閉じられていることと組み合わせて、電池６４のみからモータ６５へ電力を提供することができる。残りのスイッチＳａ、Ｓｃ、及びＳｂは、開いたままであり得る。更に別の例としては、スイッチＳｂ、Ｓｄ、及びＳｅが閉じられると、スイッチ１１０が閉じられていることと組み合わせて、電池６４のみからモータ６５へ電力を提供することができる。残りのスイッチＳａ及びＳｃは、開いたままであり得る。この回路のいくつかの配置では、電池６４は、モータ６５に電力供給することなく、電荷蓄積装置１０００を充電することができる。例えば、スイッチＳｃ及びＳｄが閉じられると、モータ６５に電力供給することなく、電荷蓄積装置１０００を充電することができる。残りのスイッチＳａ、Ｓｂ、及びＳｅは、開いたままであり得る。この回路のいくつかの配置では、電池６４は、モータ６５への電力供給と、電荷蓄積装置１０００の充電とを同時に行うことができる。例えば、スイッチＳｃ、Ｓｄ、及びＳｅが閉じられると、スイッチ１１０が閉じられていることと組み合わせて、電荷蓄積装置１０００の充電と、モータ６５への電力供給とを同時に行うことができる。残りのスイッチＳａ及びＳｂは、開いたままであり得る。別の例としては、スイッチＳｂ、Ｓｃ、及びＳｅが閉じられると、スイッチ１１０が閉じられていることと組み合わせて、電荷蓄積装置１０００の充電と、モータ６５への電力供給とを同時に行うことができる。残りのスイッチＳａ及びＳｄは、開いたままであり得る。別の例としては、スイッチＳｂ、Ｓｃ、Ｓｄ、及びＳｅが閉じられると、スイッチ１１０が閉じられていることと組み合わせて、電荷蓄積装置１０００の充電と、モータ６５への電力供給とを同時に行うことができる。残りのスイッチＳａは、開いたままであり得る。この回路のいくつかの配置では、電池６４及び充電された電荷蓄積装置１０００は、直列に連結されて、モータ６５に電力供給することができる。例えば、スイッチＳａ及びＳｅが閉じられると、スイッチ１１０が閉じられていることと組み合わせて、電池６４及び電荷蓄積装置１０００をモータ６５と直列に連結することができる。残りのスイッチＳｂ、Ｓｃ、及びＳｄは、開いたままであり得る。
【００５０】
図１９Ｃは、様々な実施形態による、モータ６５に電流の一時的な増大を提供するための、図１９Ａ及び１９Ｂで示される回路の代替の回路の実施形態を示す。この回路のいくつかの配置では、電池６４単独で、モータ６５に電力供給することができる。例えば、スイッチＳｄ及びＳｅが閉じられると、スイッチ１１０が閉じられていることと組み合わせて、電池６４のみからモータ６５へ電力を提供することができる。残りのスイッチＳａ及びＳｃは、開いたままであり得る。この回路のいくつかの配置では、電池６４は、モータ６５に電力供給することなく、電荷蓄積装置１０００を充電することができる。例えば、スイッチＳｃ及びＳｄが閉じられると、モータ６５に電力供給することなく、電荷蓄積装置１０００を充電することができる。残りのスイッチＳａ及びＳｅは、開いたままであり得る。この回路のいくつかの配置では、電池６４は、モータ６５への電力供給と、電荷蓄積装置１０００の充電とを同時に行うことができる。例えば、スイッチＳｃ、Ｓｄ、及びＳｅが閉じられると、スイッチ１１０が閉じられていることと組み合わせて、電荷蓄積装置１０００の充電と、モータ６５への電力供給とを同時に行うことができる。残りのスイッチＳａは、開いたままであり得る。この回路のいくつかの配置では、電池６４及び充電された電荷蓄積装置１０００は、直列に連結されて、モータ６５に電力供給することができる。例えば、スイッチＳａ及びＳｅが閉じられると、スイッチ１１０が閉じられていることと組み合わせて、電池６４及び電荷蓄積装置１０００をモータ６５と直列に連結することができる。残りのスイッチＳｃ及びＳｄは、開いたままであり得る。
【００５１】
器具１０の使用中のある時点に、モータ６５を高速であるが比較的低いトルク出力で運転することが有利である場合がある。別の時点では、モータ６５を高いトルク出力であるが低速にさせることが望ましい場合がある。様々な実施形態によると、この機能性は、図２０で示されるように、多数の（例えば、２つ以上の）巻線を有するモータ６５で達成することができる。図示される実施形態では、モータは、２つの巻線を有する。第１の巻線１２００は、巻線半体（又は部分）１２０１及び１２０２を有してよい。第２の巻線１２０４は、巻線半体（又は部分）１２０６及び１２０８を有してよい。この例のモータ６５は、双極駆動回路１２１０を有する６又は８本のリード線モータであってよい（例えば図１１及び１２を参照のこと）。高速低トルクモードが所望されるとき、２組の巻線は直列に接続される場合がある。このモードでは、図２０で示されるように、スイッチＳ１及びＳ４が閉じられ、スイッチＳ２、Ｓ３、Ｓ５、及びＳ６が開かれる。低速高トルクモードが所望されるとき、２組の巻線は並列に接続される場合がある。このモードでは、スイッチＳ１及びＳ４が開かれ、スイッチＳ２、Ｓ３、Ｓ５、及びＳ６が閉じられる。２つのモード間で移行する能力は、追加の可動部品を伴わずに、２速度伝送を効果的に引き起こす。このことは、同じモータが、同時にではないが、高速及び高トルク出力の両方を生成することも可能にする。この構成の利点は、複数のモータの使用が回避されることである。加えて、モータ６５は、並列モードでは余分のトルクを、直列モードでは余分の速度を生成することができるため、いくつかの歯車装置を省略することが可能である場合がある。加えて、より多数の動作モードが実現され得るように、追加の巻線を使用することができる。例えば、直列及び並列巻線接続の複数の組み合わせのための巻線があってよい。また、いくつかの巻線は、モータの状態などを感知するために使用することができる。
【００５２】
様々な実施形態によると、図２１に示されるように、ハンドル６は、外部モータモード選択スイッチ１２２０を備える場合がある。スイッチ１２２０を用いることにより、器具１０の操作者は、モータ６５が高速低トルクモードであるか、又は低速高トルクモードであるかを選択することができる。また、センサー入力に基づいてモータモードを自動的に切り換えるスイッチング回路などの、他のスイッチング回路は、動作モード間でモータ６５をトグルで切り換えるために使用することができる。
【００５３】
上記に説明されるモータ付き内視鏡用器具のうちの１つなどのモータ付き手術用器具では、又はモータ付き円形カッター器具では、モータは、直列に接続されたいくつかの電池セルにより電力供給され得る。更に、ある特定の状況では、電池セルの総数のうちの一部でモータに電力供給することが望ましい場合がある。例えば、図１２に示されるように、モータ６５は、直列に接続された６個の電池セル３１０を備えるパワーパック２９９により電力供給される場合がある。電池セル３１０は、例えば、３ボルトのリチウム電池セル、例えばＣＲ  １２３Ａ電池セルであってよいが、他の実施形態では、異なる種類の電池セル（異なる電圧レベル及び／又は異なる化学的性質の電池セルを含む）を使用することができる。６個の３ボルト電池セル３１０が直列に接続されてモータ６５に電力供給する場合、モータ６５に電力供給するために使用可能な合計電圧は、１８ボルトであり得る。電池セル３１０は、再充電可能な又は再充電可能でない電池セルを含んでよい。
【００５４】
このような実施形態では、最も重い負荷下で、モータ６５への入力電圧が、約９〜１０ボルトまで下がる場合がある。この動作状態では、パワーパック２９９は、モータ６５に最大電力を送達している。したがって、図１２に示されるように、回路は、モータ６５が、（１）全ての電池セル３１０、又は（２）電池セル３１０のうちの一部、のいずれかにより電力供給されることを選択的に可能にするスイッチ３１２を含んでよい。図１２に示されるように、適切な選択により、スイッチ３１２は、モータ６５が６個全ての電池セル又はこれらの電池セルのうちの４個により電力供給されるのを可能にすることができる。このように、スイッチ３１２は、１８ボルト（６個全ての電池セル３１０を用いるとき）又は１２ボルト（第２の電池セルのうちの４個を使用するなど）のいずれかで、モータ６５に電力供給するために使用することができる。様々な実施形態では、モータ６５に電力供給するために使用される一部の電池セルに関する、電池セルの数の設計選択は、モータ６５が最も重い負荷について最大出力で動作するときに必要とする電圧に基づいてよい。
【００５５】
スイッチ３１２は、例えば電気機械スイッチ、例えばマイクロスイッチであってよい。他の実施形態では、スイッチ３１２は、固体状態スイッチ、例えばトランジスタで実装することができる。プッシュボタンスイッチなどの、第２のスイッチ３１４は、電力がモータ６５に全て適用されるかどうかを制御するために使用することができる。また、正／逆スイッチ３１６は、モータ６５が順方向又は逆方向に回転するかどうかを制御するために使用することができる。正／逆スイッチ３１６は、双極双投スイッチ、例えば図１１に示されるリレー１４０で実装することができる。
【００５６】
動作中、器具１０の使用者は、スイッチ３１２の位置を制御するある種のスイッチ制御、例えば、トグルスイッチ、機械てこスイッチ、又はカムなどの位置依存スイッチ（示されていない）などを用いることにより、所望の電力レベルを選択することができる。次いで、使用者は、第２のスイッチ３１４を起動させて、選択された電池セル３１０をモータ６５に接続することができる。加えて、図１２に示される回路は、他の種類のモータ付き手術用器具、例えば円形カッター及び／又は腹腔鏡用器具のモータに電力供給するために使用することができる。円形カッターについてのさらなる詳細は、公開済み米国特許出願公開第２００６／００４７３０７  Ａ１号及び同第２００７／０２６２１１６  Ａ１号に見出すことができ、当該出願は参照により本明細書に援用される。
【００５７】
他の実施形態では、図１３に示されるように、一次電源３４０、例えば電池セル、例えばＣＲ２又はＣＲ１２３Ａ電池セルは、いくつかの二次蓄積装置３４２を充電するために使用することができる。一次電源３４０は、１つ又はいくつかの直列に接続された電池セルを備えてよく、これらは好ましくは図示される実施形態では取替可能である。二次蓄積装置３４２は、例えば、再充電可能な電池セル、及び／又はスーパーキャパシタ（「ウルトラキャパシタ」又は「電気化学二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）」としても知られる）を備えてよい。スーパーキャパシタは、通常の電解コンデンサと比べると非常に高いエネルギー密度（典型的には大容量電解コンデンサのおよそ数千倍）を有する電気化学キャパシタである。
【００５８】
一次電源３４０は、二次蓄積装置３４２を充電することができる。一旦十分に充電されると、一次電源３４０は、除去することができ、二次蓄積装置３４２を、処置又は手術中にモータ６５に電力供給するために使用することができる。蓄積装置３４２は、様々な状況で、充電するために約１５〜３０分間かかる場合がある。スーパーキャパシタは、従来の電池と比較して非常に速く充電及び放電することができる特性を有する。加えて、電池は、限られた数の充電／放電周期についてのみ良好であるが、スーパーキャパシタは、多くの場合、ときには数千万周期にわたって、繰り返して充電／放電することができる。スーパーキャパシタを二次蓄積装置３４２として使用する実施形態については、スーパーキャパシタは、炭素ナノチューブ、導電性ポリマー（例えば、ポリアセン）、又は炭素エーロゲルを含む場合がある。
【００５９】
図１４に示されるように、充電管理回路３４４は、いつ二次蓄積装置３４２が十分に充電されたかを決定するために使用することができる。充電管理回路３４４は、指示器、例えば１つ以上のＬＥＤ、ＬＣＤディスプレイなどを含んでよく、この指示器は、二次蓄積装置３４２が十分に充電されたとき、器具１０の使用者に警告するように起動される。
【００６０】
一次電源３４０、二次蓄積装置３４２、及び充電管理回路３４４は、器具１０のハンドル６のピストル把持部２６の、又は器具１０の別の部品の、パワーパックの部品であってよい。パワーパックは、ピストル把持部２６から取り外し可能であってよく、この場合、器具１０が手術に使用される予定であるとき、パワーパックは、例えば手術を支援する外回り看護師により、ピストル把持部２６（又は他の実施形態による器具の他の位置）に無菌的に挿入されてよい。パワーパックの挿入後、看護師は、器具１０の使用前のある特定の期間、例えば３０分間、取替可能な一次電源３４０をパワーパック内に置いて、二次蓄積装置３４２を充電することができる。二次蓄積装置３４２が充電されると、充電管理回路３４４は、パワーパックが使用の準備ができている状態であることを示すことができる。この時点で、取替可能な一次電源３４０は、除去してよい。手術中、器具１０の使用者は、次いで、例えばスイッチ３１４を起動することにより、モータ６５を起動することができ、これにより二次蓄積装置３４２が、モータ６５に電力供給する。したがって、モータ６５に電力供給するためにいくつかの使い捨て電池を有する代わりに、１つの使い捨て電池（一次電源３４０として）を、このような実施形態で使用することができ、二次蓄積装置３４２は再利用可能であり得る。しかしながら、代替の実施形態では、二次蓄積装置３４２は、再充電可能ではない及び／又は再利用可能ではない場合があることに留意すべきである。二次蓄積装置３４２は、図１２と関連して上記に説明されるセル選択スイッチ３１２と共に使用することができる。
【００６１】
また、充電管理回路３４４は、二次蓄積装置３４２にどのくらい充電が残っているかを示す、指示器（例えば、ＬＥＤ又はＬＣＤディスプレイ）を含んでよい。このように、外科医（又は器具１０の他の使用者）は、器具１０に関連する処置の過程を通してどのくらい充電が残っているかを確認することができる。
【００６２】
充電管理回路３４４は、図１５に示されるように、二次蓄積装置３４２にわたり電荷を測定するための電荷メータ３４５を備える場合がある。また、充電管理回路３４４は、不揮発性メモリ３４６、例えばフラッシュ又はＲＯＭメモリ、及び１つ以上のプロセッサ３４８を備える場合がある。プロセッサ（複数可）３４８は、メモリ３４６を制御するためにメモリに接続することができる。加えて、プロセッサ（複数可）３４８は、電荷メータ３４５の読取り値を読み取り、ないしは電荷メータ３４５を制御するために、電荷メータ３４５に接続されることができる。加えて、プロセッサ（複数可）３４８は、充電管理回路３４４のＬＥＤ又は他の出力装置を制御することができる。プロセッサ（複数可）３４８は、メモリ３４６に器具１０のパラメータを保存することができる。パラメータは、器具１０に据え付けられ又は使用され得る様々なセンサーにより感知される器具の動作パラメータ、例えば発射の数、関連する力のレベル、エンドエフェクタ１２の対向するジョー間の圧縮間隙の距離、関節運動量などを含んでよい。加えて、メモリ３４６に保存されるパラメータは、充電管理回路３４４が読み取り、保存し得る、器具１０の様々な構成要素のＩＤ値を含んでよい。このようなＩＤを有する構成要素は、取替可能な構成要素、例えばステープルカートリッジ３４であってよい。ＩＤは、例えば充電管理回路３４４がＲＦＩＤトランスポンダ３５０を介して読み取るＲＦＩＤであってよい。ＲＦＩＤトランスポンダ３５０は、ＲＦＩＤタグを含む、器具の構成要素、例えばステープルカートリッジ３４からＲＦＩＤを読み取ることができる。ＩＤ値を、読み取り、メモリ３４６に保存し、プロセッサ３４８によりメモリ３４６又は充電管理回路と関連付けられた別の記憶装置に保存されている容認できるＩＤ値のリストと比較して、例えば、読み取りＩＤ値と関連付けられる取り外し可能／取替可能な構成要素が信頼できるか及び／又は適切であるかどうかを決定することができる。様々な実施形態によると、プロセッサ３４８が、読み取りＩＤ値と関連付けられた取り外し可能／取替可能な構成要素が信頼できないと決定した場合、充電管理回路３４４は、例えばパワーパックからの電力がモータ６５に送達されることを防ぐスイッチ（示されていない）を開くことにより、器具１０によるパワーパックの使用を防ぐことができる。様々な実施形態によると、構成要素が信頼できる及び／又は適切であるかどうかを決定するためにプロセッサ３４８が評価し得る様々なパラメータには、データコード、構成要素モデル／タイプ、製造業者、地域情報、及び以前の誤差コードが含まれる。
【００６３】
また、充電管理回路３４４は、上記に示されるものなどの、別の装置と通信するためのｉ／ｏインターフェース３５２を備えてよい。このように、メモリ３４６に保存されたパラメータは、別の装置にダウンロードされ得る。ｉ／ｏインターフェース３５２は、例えば、有線又は無線インターフェースであってよい。
【００６４】
前述のように、パワーパックは、二次蓄積装置３４２、充電管理回路３４４、及び／又はｆ／ｒスイッチ３１６を備える場合がある。様々な実施形態によると、図１６に示されるように、パワーパック２９９は、とりわけパワーパックの二次蓄積装置３４２を充電し得る充電器基部３６２に接続されることができる。充電器基部３６２は、充電器基部３６２をパワーパック２９９に無菌的に接続することによりパワーパック２９９に接続することができ、一方でパワーパックは、器具１０に据え付けられる。パワーパックが取り外し可能である他の実施形態では、充電器基部３６２は、器具１０からパワーパック２９９を取り除き、それを充電器基部３６２に接続することにより、パワーパック２９９に接続することができる。このような実施形態について、充電器基部３６２が、二次蓄積装置３４２を十分に充電した後、パワーパック２９９は、器具１０内に無菌的に据え付けられることができる。
【００６５】
図１６に示されるように、充電器基部３６２は、二次蓄積装置３４２を充電するための電源３６４を備える場合がある。充電器基部３６２の電源３６４は、例えば、電池（若しくはいくつかの直列に接続された電池）、又は例えば電力主要部からの交流電力を直流に変換する交流直流変換回路、あるいは二次蓄積装置３４２を充電するための任意の他の好適な電源であってよい。また、充電器基部３６２は、二次蓄積装置３４２の充電状態を示すための指示器装置、例えばＬＥＤ、ＬＣＤディスプレイなどを備える場合がある。
【００６６】
加えて、図１６に示されるように、充電器基部３６２は、１つ以上のプロセッサ３６６、１つ以上のメモリユニット３６８、及びｉ／ｏインターフェース３７０、３７２を備える場合がある。第１のｉ／ｏインターフェース３７０を通して、充電器基部３６２は、（パワーパックのｉ／ｏインターフェース３５２を介して）パワーパック２９９と通信することができる。このように、例えば、パワーパック２９９のメモリ３４６に保存されたデータは、充電器基部３６２のメモリ３６８にダウンロードされ得る。このようにして、プロセッサ３６６は、充電管理回路３４４からダウンロードされた、取り外し可能／取替可能な構成要素についてのＩＤ値を評価して、構成要素の信頼性及び適合性を決定することができる。また、充電管理回路３４４からダウンロードされた動作パラメータは、メモリ３６８に保存され、次いで、その後、例えば器具１０が関連する手術が行われる病院システム、外科医院、器具の販売者、器具の製造業者等が評価及び分析するために、第２のｉ／ｏインターフェース３７２を介して別のコンピュータ装置にダウンロードすることができる。
【００６７】
また、充電器基部３６２は、二次蓄積装置３４２にわたり電荷を測定するための電荷メータ３７４を備える場合がある。電荷メータ３７４は、プロセッサ（複数可）３６６と通信する場合があり、そのためプロセッサ（複数可）３６６は、高性能を確実にするために使用するパワーパック２９９の適合性をリアルタイムで決定することができる。
【００６８】
別の実施形態では、図１７に示されるように、電池回路は、電力節約器３１０によりモータ６５に供給される電力を制御するための電力調節器３２０を備える場合がある。また、電力調節器３２０は、パワーパック２９９の部品であってよく、又は別個の構成要素であってもよい。上述のように、モータ６５は、ブラシ付きモータであってよい。ブラシ付きモータのスピードは、概して、適用された入力電圧に比例する。電力調節器３２０は、モータ６５に高度に調節された出力電圧を提供することができ、そのためモータ６５は、一定（又は実質的に一定）スピードで動作するであろう。様々な実施形態によると、電力調節器３２０は、図１７の例で示されるように、スイッチモード電力変換装置、例えば昇降圧コンバータを備える場合がある。このような昇降圧コンバータ３２０は、電力スイッチ３２２、例えばＦＥＴ、整流器３２、誘導子３２６、及びキャパシタ３２８を備える場合がある。電力スイッチ３２２がオンであるとき、入力電圧源（例えば、電源３１０）は、この状態でエネルギーを保存する誘導子３２６に直接的に接続される。この状態で、キャパシタ３２８は、出力負荷（例えば、モータ６５）にエネルギーを供給する。電力スイッチ３２０がオフ状態であるとき、誘導子３２６は、出力負荷（例えば、モータ６５）及びキャパシタ３２８に接続され、そのためエネルギーは誘導子３２６からキャパシタ３２８及び負荷６５に移される。制御回路３３０は、電力スイッチ３２２を制御することができる。制御回路３３０は、デジタル及び／又はアナログ制御ループを使用することができる。加えて、他の実施形態では、制御回路３３０は、主制御装置（示されていない）から通信リンク、例えば直列又は並列デジタルデータバスを介して制御情報を受信することができる。電力調節器３２０の出力の電圧設定点は、例えば、開回路電圧の２分の１に設定することができ、この点で供給源から入手可能な最大電力が使用可能となる。
【００６９】
他の実施形態では、線形又はスイッチモード電力変換装置を含む、様々な電力変換装置トポロジーを使用することができる。使用され得る他のスイッチモードトポロジーは、フライバック、順方向、降圧、昇圧、及びＳＥＰＩＣを含む。電力調節器３２０の設定点電圧は、電池セルのうちのいくつがモータ６５に電力供給するために使用されているかにより変化し得る。加えて、電力調節器３２０は、図１３に示される二次蓄積装置３４２と共に使用することができる。更に、正逆スイッチ３１６は、図１７では別個に示されているが、電力調節器３２０に組み込むことができる。
【００７０】
電池は典型的に、理想的な電圧源及びソース抵抗としてモデル化することができる。理想的なモデルについて、供給源及び負荷抵抗が適合したとき、最大電力が負荷装置に運ばれる。図１８は、電池の典型的な電力曲線を示す。電池回路が開かれたとき、電池の両端電圧は（その開回路値で）高く、電池から引き出される電流は０である。電池から送達される電力も０である。より多くの電流が電池から引き出されると、電池の両端電圧は減少する。電池により送達される電力は、電流と電圧との積である。電力は、開回路電圧未満の電圧レベルの周囲でそのピークに達する。図１８に示されるように、ほとんどの電池化学で、その化学的性質若しくは正の温度係数（ＰＴＣ）のために、又は電池保護装置のために、より高い電流での電圧／電力の急激な下降がある。
【００７１】
特に、処置中にモータ６５に電力供給するために電池（又は複数の電池）を用いる実施形態について、制御回路３３０は、出力電圧をモニターし、電池が電力曲線の「左」又は電力増大側で動作するように調節器３２０の設定点を制御することができる。電池がピーク電力レベルに達した場合、制御回路３３０は、より少ない合計電力が電池から要求されるように、調節器の設定点を変える（例えば、下げる）ことができる。次いで、モータ６５は、減速することになる。このようにして、パワーパックからの需要は、ピークの利用可能な電力をめったに超えず、処置中の電力欠乏状態を避けることができる。
【００７２】
加えて、他の実施形態によると、電池から引き出される電力は、電池セル内の化学反応が回復する時間を有し得るように最適化され、これにより電池から使用可能な電流及び電力を最適化することができる。パルス負荷では、電池は典型的に、パルスの終端に向かうパルスの始めに、より多くの電力を提供する。これは、いくつかの要因、例えば（１）ＰＴＣがパルス中にその抵抗を変化させつつあってよいこと、（２）電池の温度が変化しつつあってよいこと、及び（３）電気化学反応速度が、陰極の電解質の枯渇のために変化しつつあり、新しい電解質の拡散速度は反応速度を制限すること、によるものである。様々な実施形態によると、制御回路３３０は、変換装置３２０を、それが電池からより低い電流を引き出して、それが再びパルス駆動される前に電池が回復することを可能にするように、制御することができる。
【００７３】
上述のように、様々な実施形態によると、電池パック２９９は、多数の電池セル３１０を備える場合がある。図２２は、６個の電池セル３１０を伴う実施形態を示す。電池セル３１０は、例えばリチウム一次電池であってよい。様々な実施形態によると、電池パック２９９は、内部で接続された電池セルの一部のみを有する場合がある。例えば、図２２に示されるように、セル３１０ａはセル３１０ｂに接続され、セル３１０ｃはセル３１０ｄに接続され、セル３１０ｅはセル３１０ｆに接続される。しかしながら、セル３１０ｂはセル３１０ｃに電池パック内で内部接続されず、セル３１０ｄはセル３１０ｅに電池パック内で内部接続されない。このような実施形態では、器具１０のハンドル６は、電池パック２９９が器具１０に物理的に挿入されたときにのみセル３１０を直列に接続する電池セル接続子１３００を備える場合がある。例えば、接続子１３００は、正の出力端子１３０２、セル３１０ｂをセル３１０ｃに直列に接続する接続子１３０４、セル３１０ｄをセル３１０ｅに接続する接続子１３０６、及び負の出力端子１３０８を備えてよい。
【００７４】
図２３は、取替可能で取り外し可能な電池パック２９９が器具１０のハンドル６内に据え付けられている、器具１０の実施形態を示す。図２３に示されるように、電池セル接続子１３００は、電池パック２９９がハンドル６に挿入されたときに電池セル接続子１３００が必要な電池セル接続を行うように、ハンドル６内に統合することができる。
【００７５】
もちろん、他の実施形態では、異なる数の内部セル及び異なる数の内部接続されたセルを有する電池パックを使用することができる。例えば、図２４は、６個のセル３１０ａ〜ｆを有し、２組の３個のセル（セル３１０ａ〜ｃ及びセル３１０ｄ〜ｆ）が共に接続されている実施形態を示す。
【００７６】
本明細書において開示される装置は、１回の使用の後に処分されるような設計とするか、又は複数回使用されるような設計とすることができる。しかしながら、いずれの場合も、装置は、少なくとも１回の使用後、再使用のために再調整され得る。再調整には、装置の分解工程、その後の洗浄工程又は特定の部品の交換工程、及びその後の再組立工程の任意の組み合わせが含まれ得る。具体的には、装置は、分解可能であり、装置の任意の数の特定の部品又は部材を、任意の組み合わせで選択的に交換又は取り外しをすることができる。個々の部材の洗浄及び／又は交換に際し、装置は、その後の使用のために、再調整施設において、あるいは、手術処置の直前に手術チームによって、再度組み立てることができる。当業者は、装置の再調整に、分解、洗浄／交換、及び再組み立てのための種々の技術を使用できることを理解するであろう。このような技術の使用、及びその結果として得られる再調整された装置は、全て、本出願の範囲内にある。
【００７７】
好ましくは、本明細書に記載された発明の様々な実施形態は、手術の前に処理される。初めに、新しい又は使用済みの器具を入手し、必要に応じて洗浄する。次に、器具を消毒することができる。１つの滅菌技術では、器具は、ＴＹＶＥＫシートで覆われた熱成形プラスチックシェルなど、閉じられ密閉された容器に入れられる。次いで容器及び器具を、ガンマ線、Ｘ線、又は高エネルギー電子線などの、容器を貫入することができる放射線野の中に置く。この放射線によって器具上及び容器内の細菌が殺菌される。消毒された器具は、その後、無菌容器内で保管することができる。密閉容器は、医療施設において開封されるまで器具を無菌状態に保つ。
【００７８】
装置を滅菌することが好ましい。これは、β線又はγ線照射、エチレンオキシド、蒸気及び他の方法などの、当業者に既知のあらゆる方法により行うことができる。
【００７９】
幾つかの実施形態の記載により本発明が説明され、例示的な実施形態がかなり詳細に記載されているが、出願人は、添付された請求範囲をそのような詳細に制限するか、又は何らかの方法で限定する意図はない。当業者には、更なる利点及び修正が容易に明らかとなるであろう。本発明の様々な実施形態は、異なる形成された（最終）高さを有するステープルを得るために単一のカートリッジ内で異なる寸法のステープルを使用する必要がある従来のステープル留め方法に対する大幅な改善を示している。
【００８０】
したがって、本発明は内視鏡処置及び装置に関して説明されてきた。しかしながら、本願における「内視鏡」などの用語の使用は、内視鏡チューブ（すなわち、トロカール）との組み合わせにおいてのみ使用される手術用ステープラー及び切断器具に、本発明を限定するものとして解釈されてはならない。それどころか、本発明は、限定はされないが開腹処置とともに腹腔鏡的処置などの、アクセスが制限される任意の処置においてその用途を見出すと考えられている。更に、本発明の様々なステープルカートリッジの実施形態の特有かつ新規な態様は、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、他の形態のステープラー装置と組み合わせて使用される場合にその有用性を見出し得るものである。
【００８１】
〔実施の態様〕
（１）  手術用器具であって、
可動性発射部材を備えるエンドエフェクタと、
前記発射部材を作動させるための電動モータと、
前記モータを制御するためのモータ制御回路と、を備え、前記モータ制御回路が、
前記モータに電力供給するための、前記モータに接続された電源と、
電荷蓄積装置と、
前記電源及び前記電荷蓄積装置に接続されたスイッチング回路と、を備え、前記スイッチング回路が、
前記電荷蓄積装置を充電するために、前記電荷蓄積装置を直列ではなく前記電源に一時的に接続するための第１のスイッチと、
前記電荷蓄積装置を前記電源と直列に選択的に接続して前記モータに追加の電力を提供するための第２のスイッチであって、前記第１のスイッチが前記電荷蓄積装置を前記電源に一時的に接続しているときに、前記第２のスイッチが前記電荷蓄積装置を前記電源と直列に選択的に接続しない、第２のスイッチと、を備える、手術用器具。
（２）  前記電荷蓄積装置が、キャパシタを含む、実施態様１に記載の手術用器具。
（３）  前記電荷蓄積装置が、ウルトラキャパシタを含む、実施態様２に記載の手術用器具。
（４）  前記電源が、複数の直列に接続された電池セルを備える、実施態様１に記載の手術用器具。
（５）  第１の状態では前記電源の全てを前記モータに、そして第２の状態では前記電源の部分集合を前記モータに接続するための、前記電源に接続された電源選択スイッチを更に備える、実施態様４に記載の手術用器具。
【００８２】
（６）  前記エンドエフェクタが、円形切断エンドエフェクタを含む、実施態様１に記載の手術用切断及び締結器具。
（７）  前記エンドエフェクタが、線状切断エンドエフェクタを含む、実施態様１に記載の手術用切断及び締結器具。
（８）  前記モータ制御回路が、前記電源から前記モータに供給される電流を変化させるための、前記電源に接続された電流制御回路を更に備え、これにより前記モータが、少なくとも、
前記切断器具の切断ストローク周期の第１部分のための第１の低電力動作モードと、
前記切断器具の前記切断ストローク周期の第２部分のための第２の高電力動作モードと、を有する、実施態様１に記載の手術用器具。
（９）  前記モータが、少なくとも２つの巻線を備え、
前記モータ制御回路が、前記少なくとも２つの巻線を直列又は並列に選択的に接続するためのものである、実施態様１に記載の手術用器具。
（１０）  前記可動性発射部材が、切断器具及びステープルドライバのうちの少なくとも１つを備える、実施態様１に記載の手術用器具。
【００８３】
（１１）  手術用器具であって、
可動性発射部材を備えるエンドエフェクタと、
前記発射部材を作動させるための電動モータと、
前記モータを制御するためのモータ制御回路と、を備え、前記モータ制御回路が、
陰端子及び陽端子を備える電源と、
電荷蓄積装置第１の端子及び第２の端子であって、前記電荷蓄積装置が、前記第１及び第２の端子を介して電圧電位で充電可能であるように構成される、電荷蓄積装置第１の端子及び第２の端子と、
前記電源及び前記電荷蓄積装置に接続されたスイッチング回路と、を備え、前記スイッチング回路が、
閉じられたときに、前記電源の前記陽端子から前記モータへの電流路を提供する、第１のスイッチと、
閉じられたときに、前記電池の前記陽端子から前記電荷蓄積装置の前記第１の端子への電流路を提供する、第２のスイッチと、
閉じられたときに、前記電源の前記陰端子から前記電荷蓄積装置の前記第２の端子への電流路を提供する、第３のスイッチと、を備える、手術用器具。
（１２）  前記第１のスイッチが閉じられ、前記第２のスイッチが開かれ、前記第３のスイッチが開かれたときに、前記スイッチング回路が、前記電源で前記モータに電力供給する、実施態様１１に記載の手術用器具。
（１３）  前記第１のスイッチが閉じられ、前記第２のスイッチが開かれ、前記第３のスイッチが閉じられたときに、前記スイッチング回路が、前記電源で前記モータに電力供給し、同時に前記電圧電位まで前記電荷蓄積装置を充電する、実施態様１１に記載の手術用器具。
（１４）  前記第１のスイッチが開かれ、前記第２のスイッチが閉じられ、前記第３のスイッチが開かれたときに、前記スイッチング回路が、前記電荷蓄積装置を前記電源に直列に接続し、前記モータに前記電源及び前記電荷蓄積装置で電力供給する、実施態様１１に記載の手術用器具。
（１５）  前記電荷蓄積装置が、キャパシタを含む、実施態様１１に記載の手術用器具。
【００８４】
（１６）  前記電荷蓄積装置が、ウルトラキャパシタを含む、実施態様１５に記載の手術用器具。
（１７）  前記可動性発射部材が、切断器具及びステープルドライバのうちの少なくとも１つを備える、実施態様１１に記載の手術用器具。
（１８）  手術用器具であって、
可動性発射部材を備えるエンドエフェクタと、
前記発射部材を作動させるための電動モータと、
前記モータを制御するためのモータ制御回路と、を備え、前記モータ制御回路が、
電源と、
電荷蓄積装置と、
制御手段であって、
第１の場合、前記電源で前記モータに電力供給するために前記電動モータを前記電源に接続し、
第２の場合、前記電源で前記モータに電力供給するために前記電動モータを前記電源に接続し、同時に前記電荷蓄積装置を充電するために前記電荷蓄積装置を前記電源に前記モータと直列ではなく接続し、
第３の場合、前記電源及び前記電荷蓄積装置で前記電動モータに電力供給するために前記電荷蓄積装置を前記電源に直列に接続するための、制御手段と、を備える、手術用器具。
（１９）  前記可動性発射部材が、切断器具及びステープルドライバのうちの少なくとも１つを備える、実施態様１８に記載の手術用器具。
（２０）  前記電荷蓄積装置が、キャパシタ及びウルトラキャパシタのうちの少なくとも１つを含む、実施態様１８に記載の手術用器具。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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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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