(57)【要約】  外科用器具のエンドエフェクタ内の発射要素の位置を決定するためのセンサ機構。異なる形態において、センサ機構は、エンドエフェクタ内に支持された抵抗要素（１５２）を含む。発射要素（３２、３３、３６）がエンドエフェクタ内で並進運動する際、発射要素は抵抗要素と動きながら接触することによって発射要素の位置を示す信号を発生する。他の構成では、センサは、エンドエフェクタ内のステープルカートリッジの状態又は存在を検出することができる。センサ機構は、記憶装置（１６０）、プロセッサ（１８０）、及び表示器（１００５）と通信可能である。
2015512662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外科用器具であって、
外科用エンドエフェクタであって、
近位端と遠位端とを有する細長い溝と、
駆動運動が加えられた際、前記細長い溝の前記近位端と前記細長い溝の前記遠位端との間で選択的に並進運動するように構成された発射要素と、
前記発射要素が前記細長い溝の前記近位端から前記遠位端に駆動される際に前記発射要素が移動しながら接触するように支持された抵抗部材であって、前記細長い溝内における前記発射要素の位置を示す出力信号を発生する、抵抗部材と、
前記抵抗部材と動作可能に通信し、前記発射要素が前記細長い溝を通って並進運動する際に前記出力信号を記録するように構成された記憶装置と、を含む、外科用エンドエフェクタを備える、外科用器具。
【請求項２】
前記発射要素が切開要素を含み、前記切開要素が前記近位端から前記遠位端へと横断する際に前記切開要素が前記抵抗部材の一部分を切断するように前記抵抗部材が前記細長い溝内で方向付けされている、請求項１に記載の外科用器具。
【請求項３】
前記抵抗部材が、複数の抵抗器及び複数のノードを含む、請求項１に記載の外科用器具。
【請求項４】
前記抵抗部材の前記抵抗器が並列に接続されている、請求項３に記載の外科用器具。
【請求項５】
前記出力信号が、前記抵抗部材のノードにおける電圧を示す信号を含む、請求項２に記載の外科用器具。
【請求項６】
前記記憶装置と動作可能にインターフェースし、前記抵抗部材の前記ノードにおける電圧を示す前記信号から前記外科用エンドエフェクタ内の前記発射要素の位置を計算するプロセッサを更に備える、請求項５に記載の外科用器具。
【請求項７】
前記プロセッサと通信することにより前記細長い溝内における前記発射要素の位置を示す表示器を更に備える、請求項６に記載の外科用器具。
【請求項８】
前記表示器が視覚的表示装置を含む、請求項７に記載の外科用器具。
【請求項９】
前記表示器が触覚的表示機構を含む、請求項７に記載の外科用器具。
【請求項１０】
前記発射要素が、前記外科用エンドエフェクタと動作可能にインターフェースしたロボットシステムによって前記発射要素に加えられる駆動運動に応じて並進運動し、前記ロボットシステムが、前記記憶装置と動作可能にインターフェースし、前記外科用エンドエフェクタ内の前記発射要素の位置を計算するプロセッサを含む、請求項１に記載の外科用器具。
【請求項１１】
前記外科用エンドエフェクタが、外科用ステープルカートリッジを動作可能に支持するように構成されている、請求項１に記載の外科用器具。
【請求項１２】
前記抵抗部材が前記ステープルカートリッジ上に支持されている、請求項１１に記載の外科用器具。
【請求項１３】
外科用器具と共に使用するためのステープルカートリッジであって、
前記外科用器具によって動作可能に支持されるように構成されたカートリッジ本体であって、前記外科用器具の発射要素に駆動運動が加えられた際、前記発射要素が前記カートリッジ本体を通って長手方向に並進運動することができる、カートリッジ本体と、
前記発射要素が前記カートリッジ本体を通って並進運動する際に前記発射要素が移動しながら接触するように前記カートリッジ本体上に支持された抵抗部材であって、前記カートリッジ本体内における前記発射要素の位置を示す出力信号を前記外科用器具の記憶部分に動作可能に伝達するように構成された、抵抗部材と、を備える、ステープルカートリッジ。
【請求項１４】
前記カートリッジ本体が、前記発射要素の少なくとも一部を受容するように構成された細長いスロットを有し、前記発射要素が切開要素を含み、前記切開要素が前記カートリッジ本体の近位端から遠位端まで駆動される際に前記切開要素が前記抵抗部材の一部分を順次切断するように前記抵抗部材の前記一部分が前記細長いスロットに対して方向付けされている、請求項１３に記載のステープルカートリッジ。
【請求項１５】
前記抵抗部材が、複数の抵抗器及び複数のノードを含む、請求項１４に記載のステープルカートリッジ。
【請求項１６】
前記抵抗部材内の前記抵抗器が並列に接続されている、請求項１５に記載のステープルカートリッジ。
【請求項１７】
前記出力信号が、前記抵抗部材のノードにおける電圧を示す信号を含む、請求項１５に記載のステープルカートリッジ器具。
【請求項１８】
外科用器具であって、
プロセッサを含むロボットシステムと、
前記ロボットシステムから駆動運動を受けるために前記ロボットシステムと動作可能にインターフェースした外科用エンドエフェクタであって、
近位端と遠位端とを有する細長い溝と、
前記ロボットシステムから駆動運動が加えられた際、前記細長い溝の前記近位端と前記細長い溝の前記遠位端との間で選択的に並進運動するように構成された発射要素と、
前記発射要素が前記細長い溝の前記近位端から前記遠位端に駆動される際に前記発射要素が移動しながら接触するように支持された抵抗部材であって、前記細長い溝内における前記発射要素の位置を示す出力信号を発生し、前記出力信号を前記プロセッサに伝達する、抵抗部材と、を有する、外科用エンドエフェクタと、を備える、外科用器具。
【請求項１９】
前記プロセッサと通信することにより、前記発射要素が前記細長い溝の前記近位端から前記遠位端へと駆動される際に前記発射要素の位置の表示を与える表示器を更に備える、請求項１８に記載の外科用器具。
【請求項２０】
前記表示器が触覚的表示機構を含む、請求項１９に記載の外科用器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的には外科用器具に関し、より詳細には、カートリッジ及び発射動作の状態を判定することが可能な電子センサを有する外科用切開及び締結器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
外科用器具は、所定の診断又は治療効果を実現するために手術野の組織と係合する遠位エンドエフェクタをしばしば有している（例えば、エンドカッター、グラスパー、カッター、ステープラー、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、及び超音波、高周波、レーザーなどを使用したエネルギー装置）。例えば、既知の外科用ステープラーは、組織に細長い切開口を形成すると同時に切開口の両側に一連のステープルを適用するエンドエフェクタを有している。このような外科用ステープラーは、手動又はモータによる駆動運動に応じてエンドエフェクタ内で並進運動する発射バーをしばしば有している。このような発射バーは、エンドエフェクタ内に保持された組織を通じて切開要素を駆動し、ステープルを支持する駆動要素に対して複数のウェッジを押しつけることによってエンドエフェクタからのステープルの発射を行う。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般的に、外科用器具は、手術中に充分なユーザーフィードバックを与えない。一般的に、例えば、多くのロボット制御された外科用ステープラーは、使用者に対して、切開及びステープル動作中の切開要素の展開力及び位置について警告を発しない。このため、駆動動作がボタンを押すだけで作動されるモータ駆動エンドカッターは医師によって一般的に受け入れられていない。したがって、これらの問題点の一部を解消する外科用器具が当該技術分野において求められている。
【０００４】
上記の考察は、あくまで、現時点で本発明の分野において存在する問題点の一部を説明するためのものに過ぎず、特許請求の範囲を否定するものとして解釈されるべきではない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、エンドエフェクタ内の発射要素の位置及び／又はエンドエフェクタ内のステープルカートリッジの状態を判定するための電子センサに関する。電子センサは、エンドエフェクタ内に支持された抵抗部材を有する。エンドエフェクタ内で並進運動するように構成された発射要素が、発射要素が並進運動する際、抵抗部材と動きながら接触する。発射要素が並進運動する際、発射要素に取り付けられた切開要素が抵抗部材内の抵抗器を切断することができる。電子センサは、記憶装置、プロセッサ、及び表示器と通信することができる。
【０００６】
本開示の異なる実施形態の一般的な態様によれば、近位端と遠位端とを有する細長い溝と、駆動運動が加えられた際、前記細長い溝の前記近位端と前記細長い溝の前記遠位端との間で選択的に並進運動するように構成された発射要素と、前記発射要素が前記細長い溝の前記近位端から前記遠位端に駆動される際に前記発射要素が移動しながら接触するように支持された抵抗部材であって、前記細長い溝内における前記発射要素の位置を示す出力信号を発生する抵抗部材と、前記抵抗部材と動作可能に通信し、前記発射要素が前記細長い溝を通って並進運動する際に前記出力信号を記録するように構成された記憶装置と、を含む外科用エンドエフェクタを備える外科用器具が提供される。
【０００７】
本開示の異なる実施形態の他の一般的な態様によれば、外科用器具と共に使用するためのステープルカートリッジであって、前記外科用器具によって動作可能に支持されるように構成されたカートリッジ本体であって、前記外科用器具の発射要素に駆動運動が加えられた際、前記発射要素が前記カートリッジ本体を通って長手方向に並進運動することができるカートリッジ本体と、前記発射要素が前記カートリッジ本体を通って並進運動する際に前記発射要素が移動しながら接触するように前記カートリッジ本体上に支持された抵抗部材であって、前記カートリッジ本体内における前記発射要素の位置を示す出力信号を前記外科用器具の記憶部分に動作可能に伝達するように構成された抵抗部材と、を備えるステープルカートリッジが提供される。
【０００８】
更なる他の一般的な態様によれば、本発明の異なる実施形態は、プロセッサを含むロボットシステムと、前記ロボットシステムから駆動運動を受けるために前記ロボットシステムと動作可能にインターフェースした外科用エンドエフェクタとを備えた外科用器具に関する。外科用エンドエフェクタは、近位端と遠位端とを有する細長い溝と、前記ロボットシステムから駆動運動が加えられた際、前記細長い溝の前記近位端と前記細長い溝の前記遠位端との間で選択的に並進運動するように構成された発射要素と、前記発射要素が前記細長い溝の前記近位端から前記遠位端に駆動される際に前記発射要素が移動しながら接触するように支持された抵抗部材であって、前記細長い溝内における前記発射要素の位置を示す出力信号を発生し、前記出力信号を前記プロセッサに伝達する抵抗部材、とを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本明細書に述べられる各実施形態は、本開示の非限定的な実施形態の以下の説明を、添付の図面と併せて参照することにより、より明らかとなり、またより深い理解が得られるであろう。
【図１】異なる実施形態による外科用切開及び締結器具の斜視図である。
【図２】異なる実施形態による外科用切開及び締結器具の別の斜視図である。
【図３】異なる実施形態による器具のエンドエフェクタ及びシャフトの分解図である。
【図４】異なる実施形態による器具のエンドエフェクタ及びシャフトの分解図である。
【図５】異なる実施形態による器具のエンドエフェクタ及びシャフトの分解図である。
【図６】異なる実施形態によるエンドエフェクタの側面図である。
【図７】異なる実施形態による器具のハンドルの分解図である。
【図８】異なる実施形態によるハンドルの部分斜視図である。
【図９】異なる実施形態によるハンドルの部分斜視図である。
【図１０】異なる実施形態によるハンドルの側面図である。
【図１０Ａ】異なる実施形態に基づいて使用することが可能な比例式センサを示す図である。
【図１０Ｂ】異なる実施形態に基づいて使用することが可能な比例式センサを示す図である。
【図１１】異なる実施形態による器具において使用される回路の概略図である。
【図１２】異なる実施形態による細長い溝内の電子センサを示すエンドエフェクタの平面図である。
【図１３】異なる実施形態による電子センサを有するステープルカートリッジの底面斜視図である。
【図１４】異なる実施形態による電子センサの平面図である。
【図１５】異なる実施形態による１つのロボットコントローラの斜視図である。
【図１６】複数の外科用ツールの実施形態を動作可能に支持するロボットシステムの１つのロボット外科用アームカート／マニピュレータの斜視図である。
【図１７】異なる実施形態による図１６に示されるロボット外科用アームカート／マニピュレータの側面図である。
【図１８】異なる外科用ツールの実施形態とともに使用することが可能なロボットマニピュレータを動作可能に支持するための位置決め連結部を有する例示的なカート構造の斜視図である。
【図１９】異なる実施形態による外科用ツールの斜視図である。
【図２０】異なる外科用ツールの実施形態をロボットシステムに取り付けるためのアダプタ及びツールホルダー機構の分解組み立て図である。
【図２１】図２０に示されるアダプタの側面図である。
【図２２】図２０に示されるアダプタの底面図である。
【図２３】図２０及び図２１のアダプタの平面図である。
【図２４】図１９の外科用ツールの実施形態の部分底面斜視図である。
【図２５】異なる実施形態による関節運動式外科用エンドエフェクタの一部の部分分解図である。
【図２６】ツール取り付けハウジングが取り外された図１０の外科用ツールの実施形態の斜視図である。
【図２７】ツール取り付けハウジングが取り外された図２４の外科用ツールの実施形態の背面斜視図である。
【図２８】ツール取り付けハウジングが取り外された図２４の外科用ツールの実施形態の前面斜視図である。
【図２９】図２８の外科用ツールの実施形態の部分分解斜視図である。
【図３０】図２４の外科用ツールの実施形態の部分断面側面図である。
【図３１】図３０に示される外科用ツールの一部の拡大断面図である。
【図３２】図２４に示される外科用ツールの実施形態のツール取り付け部分の一部の分解斜視図である。
【図３３】図３２のツール取り付け部分の一部の拡大分解斜視図である。
【図３４】図２４の外科用ツールの細長いシャフトアセンブリの一部の部分断面図である。
【図３５】異なる実施形態による細長い溝内の電子センサを示すエンドエフェクタの平面図である。
【図３６】異なる実施形態による電子センサを有するステープルカートリッジの底面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この詳細な説明は、とりわけ、外科用器具のエンドエフェクタにおいて使用するための電子センサ機構について特に開示するものである。異なる実施形態において、電子センサは、エンドエフェクタ内の発射要素の位置及び／又はエンドエフェクタ内のステープルカートリッジの状態を判定する。本開示の固有かつ新規な態様は、各種の異なる電子センサを、様々な種類及び形態の外科用器具、エンドエフェクタ、及びステープルカートリッジと共に効果的に用いることを可能とし得るものである。本明細書の説明は、切開／ステープリング操作などに関するものであるが、これは例示的な実施形態であって、限定を目的としたものではない点が認識されなければならない。他の組織締結技術を用いることもできる。更に他の実施形態では、グラスパー、カッター、ステープラー、クリップアプライヤ、アクセス装置、薬物／遺伝子治療装置、超音波装置、高周波装置又はレーザー装置などの異なる種類の外科用装置のエンドエフェクタを使用することもできる。
【００１１】
本出願の出願人は、いずれもそれぞれの全容を参照により本明細書に援用するところの以下の特許出願も保有している。すなわち、
・米国特許出願第１３／１１８，２７２号、発明の名称「フォースフィード機能を有するロボット制御された外科用器具（ROBOTICALLY-CONTROLLED SURGICAL INSTRUMENT WITH FORCE-FEED CAPABILITIES）」、
・米国特許出願第１２／９４９，０９９号、発明の名称「記録機能を有する手術器具（SURGICAL INSTRUMENT HAVING RECORDING CAPABILITIES）」、
・米国特許出願第１１／３４３，８０３号、現在の米国特許第７，８４５，５３７号、発明の名称「記録機能を有する外科用器具（SURGICAL INSTRUMENT HAVING RECORDING CAPABILITIES）」、
・米国特許出願第１１／３４３，４９８号、現在の米国特許第７，７６６，２１０号、発明の名称「ユーザフィードバックシステムを有するモータ駆動式外科用器具（MOTOR-DRIVEN SURGICAL CUTTING AND FASTENING INSTRUMENT WITH USER FEEDBACK SYSTEM）」、
・米国特許第１１／３４３，５７３号、現在の米国特許第７，４１６，１０１号、発明の名称「装填力フィードバックを有するモータ駆動式外科用器具（MOTOR-DRIVEN SURGICAL CUTTING AND FASTENING INSTRUMENT WITH LOADING FORCE FEEDBACK）」、
・米国特許出願第１１／３４４，０３５号、現在の米国特許第７，４２２，１３９号、発明の名称「触覚位置フィードバックを有するモータ駆動式外科用切開及び締結器具（MOTOR-DRIVEN SURGICAL CUTTING AND FASTENING INSTRUMENT WITH TACTILE POSITION FEEDBACK）」、
・米国特許出願第１１／３４３，４４７号、現在の米国特許第７，７７０，７７５号、発明の名称「適合ユーザーフィードバックを有するモータ駆動式外科用切開及び締結器具（MOTOR-DRIVEN SURGICAL CUTTING AND FASTENING INSTRUMENT WITH ADAPTIVE USER FEEDBACK）」、
・米国特許出願第１１／３４３，５６２号、現在の米国特許第７，５６８，６０３号、発明の名称「関節式エンドエフェクタを有するモータ駆動式外科用切開及び締結器具（MOTOR-DRIVEN SURGICAL CUTTING AND FASTENING INSTRUMENT WITH ARTICULATABLE END EFFECTOR）」、
・米国特許出願第１１／３４４，０２４号、現在の米国特許出願公開第２００７／０１７５９５５号、発明の名称「機械的閉鎖システムを有するモータ駆動式外科用切開及び締結器具（MOTOR-DRIVEN SURGICAL CUTTING AND FASTENING INSTRUMENT WITH MECHANICAL CLOSURE SYSTEM）」、
・米国特許出願第１１／３４３，３２１号、現在の米国特許出願公開第２００７／０１７５９５５号、発明の名称「閉鎖トリガーロック機構を有する外科用切開及び締結器具」（SURGICAL CUTTING AND FASTENING INSTRUMENT WITH CLOSURE TRIGGER LOCKING MECHANISM）、
・米国特許出願第１１／３４３，５６３号、現在の米国特許出願公開第２００７／０１７５９５１号、発明の名称「電力供給切開及び締結ステープリング器具のギアリングセレクター（GEARING SELECTOR FOR A POWERED SURGICAL CUTTING AND FASTENING STAPLING INSTRUMENT）」、
・米国特許出願第１１／３４４，０２０号、現在の米国特許第７，４６４，８４６号、発明の名称「着脱式電池を有する外科用器具（SURGICAL INSTRUMENT HAVING A REMOVABLE BATTERY）」、
・米国特許出願第１１／３４３，４３９号、現在の米国特許第７，６４４，８４８号、発明の名称「電子ロックアウトおよび電子ロックアウトを含む手術器具（ELECTRONIC LOCKOUTS AND SURGICAL INSTRUMENT INCLUDING SAME）」、
・米国特許出願第１１／３４３，５４７号、現在の米国特許第７，７５３，９０４号、発明の名称「シャフトに対して関節可能なハンドルを有する内視鏡外科用器具（ENDOSCOPIC SURGICAL INSTRUMENT WITH A HANDLE THAT CAN ARTICULATE WITH RESPECT TO THE SHAFT）」、
・米国特許出願第１１／３４４，０２１号、現在の米国特許第７，４６４，８４９号、発明の名称「閉鎖システム及びアンビル整列要素を有する電気機械的外科用器具（ELECTRO-MECHANICAL SURGICAL INSTRUMENT WITH CLOSURE SYSTEM AND ANVIL ALIGNMENT COMPONENTS）」
・米国特許出願第１１／３４３，５４６号、現在の米国特許出願公開第２００７／０１７５９５０号、発明の名称「外科用切開及び締結器具と使用するための組織位置決め要素を備えたアンビルを有する使い捨て式ステープルカートリッジ、並びに該カートリッジ用のモジュール式エンドエフェクタシステム（DISPOSABLE STAPLE CARTRIDGE HAVING AN ANVIL WITH TISSUE LOCATOR FOR USE WITH A SURGICAL CUTTING AND FASTENING INSTRUMENT AND MODULAR END EFFECTOR SYSTEM THEREFOR）」、
・米国特許出願第１１／３４３，５４５号、現在の米国特許出願公開第２００７／０１７５９４９号、発明の名称「フィードバックシステムを有する外科用器具（SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FEEDBACK SYSTEM）」、
・米国特許出願第１３／０２１，１０５号、現在の米国特許出願公開第２０１１／０１２１０５２号、発明の名称「記録機能を有する外科用器具（SURGICAL INSTRUMENT HAVING RECORDING CAPABILITIES）」、
・米国特許出願第１３／１１８，２５９号、発明の名称「ロボットシステムの制御ユニットとリモートセンサとの無線通信を有する外科用器具（SURGICAL INSTRUMENT WITH WIRELESS COMMUNICATION BETWEEN A CONTROL UNIT OF A ROBOTIC SYSTEM AND REMOTE SENSOR）」、
・米国特許出願第１３／１１８，２１０号、発明の名称「ロボット制御された使い捨て式モータ駆動装填ユニット（ROBOTICALLY-CONTROLLED DISPOSABLE MOTOR DRIVEN LOADING UNIT）」、
・米国特許出願第１３／１１８，１９４号、発明の名称「ロボット制御された内視鏡アクセサリーチャネル（ROBOTICALLY-CONTROLLED ENDOSCOPIC ACCESSORY CHANNEL）」、
・米国特許出願第１３／１１８，２５３号、発明の名称「ロボット制御されたモータ駆動式外科用器具（ROBOTICALLY-CONTROLLED MOTORIZED SURGICAL INSTRUMENT）」、
・米国特許出願第１３／１１８，２７８号、発明の名称「異なる長さを有する成形ステープルを作製するロボット制御された外科用ステープル装置（ROBOTICALLY-CONTROLLED SURGICAL STAPLING DEVICES THAT PRODUCE FORMED STAPLES HAVING DIFFERENT LENGTHS）」、
・米国特許出願第１３／１１８，１９０号、発明の名称「ロボット制御されたモータ駆動式外科用切開及び締結器具（ROBOTICALLY-CONTROLLED MOTORIZED SURGICAL CUTTING AND FASTENING INSTRUMENT）」、
・米国特許出願第１３／１１８，２２３号、発明の名称「外科用器具用のロボット制御されたシャフト式回転駆動システム（ROBOTICALLY-CONTROLLED SHAFT BASED ROTARY DRIVE SYSTEMS FOR SURGICAL INSTRUMENTS）」、
・米国特許出願第１３／１１８，２６３号、発明の名称「記録機能を有するロボット制御された外科器具（ROBOTICALLY-CONTROLLED SURGICAL INSTRUMENT HAVING RECORDING CAPABILITIES）」、
・米国特許出願第１３／１１８，２４６号、発明の名称「電子線ドライバを有するロボット駆動式外科用器具（ROBOTICALLY-DRIVEN SURGICAL INSTRUMENT WITH E-BEAM DRIVER）」、
・米国特許出願第１３／１１８，２４１号、発明の名称「回転式ステープル展開機構を有する外科用ステープル器具（SURGICAL STAPLING INSTRUMENTS WITH ROTATABLE STAPLE DEPLOYMENT ARRANGEMENTS）」、
・２０１２年２月１３日出願の米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、発明の名称「ロボット制御されたエンドエフェクタ（ROBOTICALLY-CONTROLLED END EFFECTOR）」、代理人整理番号ＥＮＤ５７７３ＵＳＣＩＰ６／０５０６９８ＣＩＰ６。
【００１２】
本明細書で開示される装置並びに方法の構造、機能、製造、及び使用の原理の全体的な理解が与えられるよう、特定の例示的実施形態について以下に説明する。これらの実施形態の１以上の例を添付図面に示す。本明細書で詳細に説明され、添付の図面に示される装置及び方法は、非限定的な例示的実施形態である点、並びに、本発明の各種の実施形態の範囲は、特許請求の範囲によってのみ定義されるものである点は、当業者であれば理解されるところであろう。本明細書の全体を通じて、「異なる実施形態」、「特定の実施形態」、「一実施形態」、又は「実施形態」などと言う場合、その実施形態との関連において述べられる特定の特徴、構造、又は特性が、少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書の全体を通じて複数の箇所に見られる「異なる実施形態において」、「特定の実施形態において」、「一実施形態において」、又は「ある実施形態では」といった語句は、必ずしも同じ実施形態を指すものではない。更に、例示的な一実施形態との関連で図示される又は述べられる特定の特徴、構造、又は特性は、他の例示的な実施形態の特徴、構造、又は特性と、１以上の実施形態において任意の適当な方法で組み合わせることができる。そのような改変及び変形は、本開示の範囲に含まれるものとする。
【００１３】
この詳細な説明では、最初に、本開示の特定の実施形態によるモータ駆動式動力補助切開及び締結器具について述べる。しかしながら、本開示の異なる実施形態による外科用器具は、例えば手の力及び／又はロボット制御により別の方法で動力供給及び制御することが可能である点は当業者であれば認識されるであろう。以下に詳細に述べるように、モータ駆動式動力補助外科用器具のエンドエフェクタはまた、ロボットシステムによって動力供給及び制御することも可能である。
【００１４】
外科用切開及び締結器具
図１及び２は、本発明の異なる実施形態によるモータ駆動式動力補助外科用切開及び締結器具１０を示している。図の実施形態は内視鏡手術用器具１０であり、一般的には、本明細書に述べられる器具１０の実施形態は、内視鏡手術用切開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れば、器具１０は、腹腔鏡手術用器具などの非内視鏡手術用切開器具であってもよい点に留意されたい。更に、本明細書で開示する様々な方法及び装置が、例えば、開放手術との関連における場合を含む、多くの外科手術及び用途で使用され得る点は当業者には容易に認識されるところであろう。本明細書の「発明を実施するための形態」を読むにつれ、本明細書に開示される様々な器具を、例えば、天然の開口部から、又は組織に形成された切開口若しくは穿刺穴から、といったように任意の方法で体内に挿入することが可能である点は当業者には更に認識されるところであろう。これらの器具の作動部分すなわちエンドエフェクタ部分は、患者の体内に直接に挿入されてもよく、又は、外科用器具のエンドエフェクタ及び細長いシャフトを進めることが可能な作業通路を有するアクセス装置を介して挿入されてもよい。
【００１５】
図１及び２に示される外科用器具１０は、ハンドル６、シャフト８、及びシャフト８の関節運動軸１４において旋回可能に連結された関節運動式エンドエフェクタ１２を有している。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。異なる実施形態が、旋回しないエンドエフェクタを含んでもよく、したがって関節運動軸１４又は関節運動制御部１６を有さずともよい点は認識されるであろう。
【００１６】
図の実施形態では、エンドエフェクタ１２は、組織の締め付け、切断、及びステープル留めを行う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、切断された組織を締結又は封止するための異なる方法を用いることができる。例えば、切断された組織を締結するために高周波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。それぞれの全容を本明細書に参照により援用するところの、イエーツ（Yates）らに付与された発明の名称が「電気外科用止血装置（Electrosurgical Hemostatic Device）」である米国特許第５，７０９，６８０号、及びイエーツ（Yates）らに付与された発明の名称が「陥凹かつ／又はオフセットした電極を備えた電気外科用止血装置（Electrosurgical Hemostatic Device With Recessed And/Or Offset Electrodes）」である米国特許第５，６８８，２７０号は、切断された組織を締結するために高周波エネルギーを使用する切開器具について開示している。やはりそれぞれの全容を本明細書に参照により援用するところのモルガン（Morgan）らに付与された米国特許出願第１１／２６７，８１１号、及びショルテン（Shelton）らに付与された米国特許出願第１１／２６７，３６３号は、切断された組織を締結するために接着剤を使用する切開器具について開示している。
【００１７】
器具１０のハンドル６は、エンドエフェクタ１２を作動させるための閉鎖トリガー１８及び発射トリガー２０を有し得る。異なる外科的手技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を操作するための異なる数又は種類のトリガー若しくは他の適切な制御機器を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から分離されている状態が示されている。一実施形態では、本明細書に参照によりその全容を援用するところの２０１０年３月２日発行のジェフリー・Ｃ・ヒュエイル（Geoffrey C. Hueil）らに付与された、発明の名称が「関節運動式エンドエフェクタを有する外科用器具（Surgical Instrument Having An Articulating End Effector）」である係属中の米国特許第７，６７０，３３４号により詳しく述べられるように、臨床医又は器具１０の操作者は、関節運動制御部１６を使用することによってシャフト８に対してエンドエフェクタ１２を関節運動させることができる。
【００１８】
この実施例では、エンドエフェクタ１２は、とりわけ、ステープル溝２２、及びアンビル２４のような旋回かつ並進運動可能な締め付け部材を特に有しており、これらはエンドエフェクタ１２に締め付けられた組織の効果的なステープル留め及び切断を確実とする所定の間隔に維持されている。ハンドル６は、臨床医が閉鎖トリガー１８をピストルグリップ２６に近づく方向に旋回させて引くことによってエンドエフェクタ１２のステープル溝２２に近づく方向にアンビル２４を締め付けるか又は閉鎖させ、これによりアンビル２４と溝２２との間に位置する組織を締め付けるピストルグリップ２６を有している。発射トリガー２０が閉鎖トリガー１８から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はピストルグリップ２６の方向にわずかに回転して操作者が片手で操作できるようになる。次いで操作者は、エンドエフェクタ１２により締め付けられた組織のステープル留め及び切断を行うために、発射トリガー２０をピストルグリップ２６の方向に旋回させて引くことができる。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。
【００１９】
「近位」及び「遠位」なる用語は、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用いている。「近位」なる用語は、臨床医に対して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、また分かりやすさのため、「垂直」、「水平」、「上」、「下」などの空間的用語は、本明細書では、図面に対して使用されうる点が更に認識されるであろう。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するものではない。
【００２０】
図の実施形態では、閉鎖トリガー１８を最初に作動することができる。臨床医は、エンドエフェクタ１２の満足のいく位置決めを行った時点で、閉鎖トリガー１８をピストルグリップ２６の近位の完全に閉じたロック位置にまで引くことができる。次に、発射トリガー２０を作動することができる。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の解除ボタンを押し込むことでロックされた閉鎖トリガー１８を解放することができる。
【００２１】
図３〜６は、異なる実施形態による回転駆動式エンドエフェクタ１２及びシャフト８の実施形態を示している。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。図の実施形態に示されるように、エンドエフェクタ１２は上記に述べた溝２２及びアンビル２４以外に、切開器具３２、橇状部材３３、溝２２内に着脱可能に位置するステープルカートリッジ３４、及び螺旋状ねじシャフト３６を有し得る。切開器具３２は、例えばナイフであり得る。アンビル２４は、溝２２の近位端に連結された旋回ピン２５において旋回により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を近位端に更に有してもよい。閉鎖トリガー１８が器具１０の使用者によって作動される、すなわち引かれると、アンビル２４は、締め付けられた、又は閉じた位置へと旋回ピン２５を中心として旋回することができる。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を作動させると、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内に挟ま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（図に示されていない）が切断された組織を貫通して閉じたアンビル２４に対して打ち込まれ、これによりアンビル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と一体の要素であってもよい。その全容を参照により本明細書に援用するところのシェルトン（Shelton, IV）らに付与された、発明の名称が「電子線発射機構を備えた外科用ステープル留め器具（SURGICAL STAPLING INSTRUMENT INCORPORATING AN E-BEAM FIRING MECHANISM）」である米国特許第６，９７８，９２１号には、このような２ストローク型の切開及び締結器具についてのより詳細な説明が与えられている。ナイフ３２が切断操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。
【００２２】
図４及び５は異なる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、旋回連結部４４によって旋回可能に連結された近位側閉鎖管４０及び遠位側閉鎖管４２を有し得る。遠位側閉鎖管４２は開口部４５を有しており、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（又は遠位側）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に連結されている。垂直ベベルギア５２ｂは近位側脊柱管４６の遠位端の開口部５７内に位置し、開口部５７内で旋回し得る。遠位側脊柱管５８は、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、及び関節運動アセンブリ（例えば、ベベルギアアセンブリ５２ａ〜ｃ）は、本明細書ではまとめて「主駆動シャフトアセンブリ」と呼ぶ場合がある。
【００２３】
ステープル溝２２の遠位端に配置されたベアリング３８が螺旋状駆動ネジ３６を受容することにより、螺旋状駆動ネジ３６は溝２２に対して自由に回転することが可能である。螺旋状ネジシャフト３６がナイフ３２の螺刻開口部（図に示されていない）と干渉することにより、シャフト３６の回転によってナイフ３２がステープル溝２２を通って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の噛み合い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１２内で締め付けられたあらゆる組織を切断する。
【００２４】
異なる実施形態において、ステープル溝２２は近位端２３ａ及び遠位端２３ｂを有しており、ナイフすなわち切開要素３２は、切開要素３２に駆動運動が加えられると溝２２を通って長手方向に近位端２３ａと遠位端２３ｂとの間で動くように構成されている。他の実施形態では、ステープル溝２２は、内表面２８及び内表面２８を通じて延びるスロット３０を有する。これについては、図１２を参照されたい。ナイフ３２は、ステープル溝２２を通って長手方向に動く際にスロット３０に沿って並進運動することができる。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とが外れることにより、橇状部材３３は溝２２の遠位端に残るか、又は橇状部材はナイフとともに戻る。
【００２５】
上記に述べたように、切開／ステープル留め動作におけるユーザーフィードバックがないことから、ボタンを押すだけで切開／ステープル留め動作が作動されるモータ駆動式エンドカッターは、医師の間では一般に受け入れられていない。これに対し、本発明の各実施形態は、エンドエフェクタ１２内の切開器具３２の展開、力及び／又は位置のユーザーフィードバックを有するモータ駆動式エンドカッターを提供するものである。
【００２６】
図７〜１０は、エンドエフェクタ１２の切開器具３２の展開及び装填力についてのユーザーフィードバックを与えるモータ駆動式エンドカッター、特にそのハンドルの代表的な一実施形態を示している。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動力供給することができる（いわゆる「パワーアシスト」モード）。この実施形態は、上記の回転駆動式エンドエフェクタ１２及びシャフト８の実施形態とともに使用することができる。
【００２７】
図の実施形態に示されるように、ハンドル６は互いに嵌合してハンドル６の外面を概ね形成する外部下側側面部材５９，６０及び外部上側側面部材６１，６２を有する。リチウムイオン電池などの電池６４をハンドル６のピストルグリップ部分２６に配することができる。電池６４はハンドル６のピストルグリップ部分２６の上側部分に配置されたモータ６５に電力を供給する。異なる実施形態によると、モータ６５は、およそ５０００ＲＰＭの最大回転数を有するＤＣブラシ付き駆動モータであり得る。モータ６５は、第１のベベルギア６８と第２のベベルギア７０とを備える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に連結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。このため、モータ６５が回転すると、リング８４が、介装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に沿って動かされる。
【００２８】
ハンドル６は、操作者によってハンドル６のピストルグリップ部分２６の方向に発射トリガー２０が引かれた（又は「閉じられた」）時を検出することによってエンドエフェクタ１２による切開／ステープル留め動作を作動する、発射トリガー２０と連動した走行モータセンサ１１０（図１０を参照）を更に有してもよい。センサ１１０は、例えばレオスタット若しくは可変抵抗器などの比例式センサであってよい。発射トリガー２０が引かれると、センサ１１０がこの運動を検出し、モータ６５に供給される電圧（又は出力）を示す電気信号を送る。センサ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、操作者が発射トリガー２０を短い距離で引くか又は閉じるだけの場合では、モータ６５の回転数は比較的低い。発射トリガー２０が完全に引き込まれる（すなわち完全に閉鎖した位置となる）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。
【００２９】
ハンドル６は発射トリガー２０の上側部分に隣接して中間ハンドル部材１０４を有し得る。ハンドル６は更に、中間ハンドル部材１０４と発射トリガー２０の支柱との間に連結された付勢バネ１１２を更に有し得る。付勢バネ１１２は発射トリガー２０を完全に開いた位置に付勢することができる。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張り、これによりセンサ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１１０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、これにより切開／締結操作の制御手段が操作者に与えられる。
【００３０】
異なる実施形態において、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を有する。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に連結されている。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。
【００３１】
螺旋状ギアドラム８０に螺着されるか又は他の何らかの方法により取り付けられるリング８４は、スロット付きアーム９０のスロット８８内に配置される支柱８６を有し得る。これについては、図８及び９を参照されたい。スロット付きアーム９０は、ハンドル外部側面部材５９，６０の間に連結されている旋回ピン９６を受容する開口部９２を反対側の端部９４に有する。旋回ピン９６はまた、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。
【００３２】
更に、ハンドル６は、逆転モータセンサ（すなわちストローク終了センサ）１３０及び停止モータ（すなわちストローク開始）センサ１４２を有し得る。これについては、図１０を参照されたい。異なる実施形態において、逆転モータセンサ１３０は、螺旋ギアドラム８０の遠位端に位置するリミットスイッチであってよく、これにより螺旋ギアドラム８０に螺着されたリング８４が螺旋ギアドラム８０の遠位端に達すると逆転モータセンサ１３０と接触してこれを作動する。逆動モータセンサ１３０は作動されるとモータ６５に回転方向を逆転させるような信号を送り、これによりエンドエフェクタ１２のナイフ３２が切開動作後に引かれる。
【００３３】
停止モータセンサ１４２は、例えば通常は閉じているリミットスイッチとすることができる。異なる実施形態において、停止モータセンサ１４２を螺旋状ギアドラム８０の近位端に配置することにより、リング８４が螺旋状ギアドラム８０の近位端に達すると、リング８４はスイッチ１４２を作動し得る。
【００３４】
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１１０が発射トリガー２０の展開を検出してモータ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に沿って遠位方向に動く。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内で締め付けられた組織を切断する。更に、ステープル留め式のエンドエフェクタ１２が用いられている実施形態では、エンドエフェクタ１２のステープル留め動作が引き起こされる。
【００３５】
エンドエフェクタ１２の切開／ステープル留め動作が完了するまでには、螺旋ギアドラム８０上のリング８４は螺旋ギアドラム８０の遠位端に達し、これにより逆転モータセンサ１３０が作動してモータ６５に信号を送信す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。
【００３６】
中間ハンドル部材１０４（図７）は、図８に最も分かりやすく示されるようにスロット付きアーム９０と係合する後方肩部１０６を有している。中間ハンドル部材１０４は更に、発射トリガー２０と係合する前方運動係止部１０７を有している。これについては、図１０を参照されたい。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まで移動するにしたがってスロット付きアーム９０が反時計周りに回転する際、中間ハンドル部材１０４は、反時計周りに自由に回転することができるこのため、使用者が発射トリガー２０を引くと発射トリガー２０は中間ハンドル部材１０４の前方運動係止部１０７と係合して中間ハンドル部材１０４を反時計周りに回転させる。しかしながら、後方肩部１０６がスロット付きアーム９０と係合するために、中間ハンドル部材１０４はスロット付きアーム９０によって許容される範囲内で反時計周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が反時計方向に自由に回転できなくなるためにユーザーは発射トリガー２０を更に引くことができなくなる。
【００３７】
図１０Ａ及び図１０Ｂは、本発明の異なる実施形態による走行モータセンサ１１０として使用することが可能な可変センサの２つの状態を示している。センサ１１０は、フェース部分２８０、第１の電極（Ａ）２８２、第２の電極（Ｂ）２８４、及び電極２８２と２８４との間の圧縮可能な誘電材料２８６（例えば、電場応答性ポリマー（ＥＡＰ）など）を有し得る。センサ１１０は、フェース部分２８０が発射トリガー２０が後退させられる際に発射トリガー２０と接触するように配置することができる。したがって、発射トリガー２０が後退させられると、図１０Ｂに示されるように誘電体材料２８６が圧縮されることにより電極２８２、２８４が互いに接近する。電極２８２，２８４間の距離「ｂ」は電極２８２，２８４間のインピーダンスに直接関係しているおり、この距離が大きいほどインピーダンスは高くなり、距離が近いほどインピーダンスは低くなる。これにより、発射トリガー２０の後退（図４２で力「Ｆ」として示される）によって誘電体２８６が圧縮される量は電極２８２，２８４間のインピーダンスに比例するため、これを用いてモータ６５を比例制御することができる。
【００３８】
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。図の実施形態では、閉鎖システムは、閉鎖トリガー１８及びヨーク２５０の両方の、位置合わせされた開口部に挿入される旋回ピン２５１によって閉鎖トリガー１８と連結されたヨーク２５０を含んでいる。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。このため、閉鎖トリガー１８を後退させることにより、ピン２５１によってヨーク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周りに回転する。ヨーク２５０の遠位端はピン２５４を介して第１の閉鎖ブラケット２５６に連結されている。第１の閉鎖ブラケット２５６は第２の閉鎖ブラケット２５８に連結される。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側閉鎖管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側閉鎖管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、近位側閉鎖管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、図の実施形態の外部下側側面部材５９のようなハンドル外部部材の１つの支柱２６３が内部に配置されることにより閉鎖ロッド２６０をハンドル６に固定的に連結する窓２６１を有し得る。これにより、近位側閉鎖管４０は閉鎖ロッド２６０に対して長手方向に動くことが可能となっている。閉鎖ロッド２６０は、近位側脊柱管４６内のキャビティー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）。
【００３９】
動作時には、閉鎖トリガー１８が後退させられることによりヨーク２５０が回転すると、閉鎖ブラケット２５６、２５８によって近位側閉鎖管４０が遠位方向（すなわち、器具１０のハンドル側の端部から離れる方向）に動き、これにより遠位側閉鎖管４２が遠位方向に動くと、アンビル２４が旋回ピン２５を中心として締め付け位置、すなわち閉鎖位置へと回転する。閉鎖トリガー１８がロック位置から解除されると、近位側閉鎖管４０が近位方向に摺動し、これにより遠位側閉鎖管４２が近位方向に摺動し、遠位側閉鎖管４２の窓４５にタブ２７が挿入されていることによってアンビル２４が旋回ピン２５を中心として開いた位置、すなわち非締め付け位置へと回転する。これにより、操作者は閉鎖トリガー１８を後退かつ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、切開／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。
【００４０】
図１１は、本発明の異なる実施形態による器具１０の電気回路の概略図である。閉鎖トリガー１８がロックされた後、操作者が最初に発射トリガー２０を引くと、センサ１１０が作動し、これを通じて電流が流れる。常時開路式の逆転モータセンサスイッチ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わりに達していない）場合、電流は、単極双投リレー１３２に流れる。逆転モータセンサスイッチ１３０が閉じていないので、リレー１３２の誘導子１３４は励磁されず、したがって、リレー１３２は、その非励磁状態にある。この回路は更に、カートリッジロックアウトセンサ１３６を有している。エンドエフェクタ１２にステープルカートリッジ３４が入っている場合、センサ１３６は閉状態にあり、電流が流れる。逆にエンドエフェクタ１２にステープルカートリッジ３４が入っていない場合には、センサ１３６は開状態となり、これにより電池６４によるモータ６５への電力供給が防止される。
【００４１】
ステープルカートリッジ３４が存在する場合にはセンサ１３６は閉じられ、これにより単極単投リレー１３８が励磁される。リレー１３８が励磁されると、電流が可変抵抗器センサ１１０を通じ、モータ６５へと双極双投リレー１４０を介してリレー１３６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。
【００４２】
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１３０が作動することによってスイッチ１３０が閉じてリレー１３４が励磁される。これによりリレー１３４は励磁状態（図１１には示されていない）となり、電流はカートリッジロックアウトセンサ１３６及び可変抵抗器１１０を迂回し、代わりに通常は閉状態にある双極双投リレー１４２及びモータ６５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。
【００４３】
停止モータセンサスイッチ１４２は通常は閉じているため、電流はリレー１３４に戻ってスイッチ１４２が開くまでリレー１３４を閉鎖状態に保つ。ナイフ３２が完全に後退すると、停止モータセンサスイッチ１４２が作動してスイッチ１４２が開き、モータ６５から電力が除去される。
【００４４】
他の実施形態では、比例式センサ１１０の代わりにオン／オフ式センサを使用することも可能である。こうした実施形態では、モータ６５の回転速度は操作者によって加えられる力に比例しない。むしろ、モータ６５は通常、一定の速度で回転する。しかしながら、発射トリガー２０がギア駆動力伝達系に連動しているために力に関するフィードバックは依然、操作者に与えられる。
【００４５】
発射動作及びカートリッジ状態センサ
他の実施形態では、外科用切開及び締結器具１０は、上記に述べたような走行モータセンサ１１０、逆転モータセンサ１３０、及び／又は停止モータセンサ１４２を含まない場合もある。他の実施形態では、例えば、外科用器具１０は、エンドエフェクタ１２内の発射要素の位置及び／又はエンドエフェクタ１２内のステープルカートリッジ３４の状態若しくは存在を判定するための電子センサ１５０を用いる場合もある。図の実施形態を説明する目的で、切開要素３２、橇状部材３３、駆動バー３６及びエンドエフェクタ内で並進運動するように構成された他の要素を本明細書ではまとめて発射要素と呼ぶ。図１４に示されるように、１つの形態では、電子センサ１５０は、外科用器具１０のエンドエフェクタ１２内に支持された抵抗部材１５２を有している。抵抗部材１５２は、ステープル溝２２、締め付け部材２０、ステープルカートリッジ３４、又はエンドエフェクタ１２内の別の要素によって支持され得る。発射要素がエンドエフェクタ１２を通って長手方向に並進運動する際、発射要素は抵抗部材１５２と移動接触状態に置かれ得る。
【００４６】
上記に示したように、異なる実施形態において、電子センサ１５０の抵抗部材１５２は、細長い溝２２によって支持される。例えば、少なくとも１つの実施形態において、抵抗部材１５２は、接着剤により細長い溝２２に固定される。他の実施形態では、抵抗部材１５２は、細長い溝２２内の要素に固定することができる。図１２を参照すると、抵抗部材１５２は、発射要素がステープル溝２２を通って長手方向に移動する際に発射要素が抵抗部材１５２と接触するようにステープル溝２２の内表面２８上に配置することができる。別の実施形態では、抵抗部材１５２は、ステープルカートリッジ３４により支持されるか又は他の何らかの方法によりステープルカートリッジ３４に取り付けられる。図１３を参照すると、抵抗部材１５２はステープルカートリッジ３４のカートリッジ本体３５によって支持することができる。例えば、抵抗部材１５２は、適当な接着剤によりカートリッジ本体３５の底面に取り付けることができる。他の実施形態では、抵抗部材１５２は、カートリッジ本体３５の底面に形成されたスロット機構（図に示されていない）内に支持するか、又は底面に形成された取り付け機構によって定位置に保持することができる。図１３に示される実施形態では、抵抗部材１５２がステープルカートリッジ３４のカートリッジ本体３５に配置されていることにより、発射要素がステープル溝２２を通って長手方向に移動する際に発射要素の一部が抵抗部材１５２と接触する。
【００４７】
異なる実施形態において、電子センサ１５０の抵抗部材１５２は、１つの抵抗器１５４又は複数の抵抗器１５４を含む。例えば、抵抗部材１５２は、複数の抵抗器１５４ａ、１５４ｂ、１５４ｃなど、及び複数のノード１５６ａ、１５６ｂ、１５６ｃなどを有する回路を含み得る。図１２を参照すると、ノード１５６は各抵抗器１５４の中間に配置することができる。例えば、第１のノード１５６ａは第１の抵抗器１５４ａと第２の抵抗器１５４ｂとの中間に配置され、第２のノード１５６ｂは第２の抵抗器１５４ｂと第３の抵抗器１５４ｃとの中間に配置され、第３のノード１５６ｃは第３の抵抗器１５４ｃと第４の抵抗器１５４ｄとの中間に配置される、といった具合である。別の言い方をすれば、ノード１５６は、抵抗部材１５２の回路内のそれぞれの連続した抵抗器１５４の間に配置することができる。各ノード１５６全体の電圧は均一又はほぼ均一である。抵抗器１５６が切断されていない間は、各ノード１５６における電圧は他のノード１５６における電圧とは異なっている。図１２を参照すると、抵抗器１５４ａ、１５４ｂ、１５４ｃ、．．．、１５４ｚを並列の形態で配列することにより、抵抗部材１５２の等価抵抗（ＲＥｑ）は下式にしたがって計算することができる。
１／ＲＥｑ＝１／Ｒａ＋１／Ｒｂ＋１／Ｒｃ＋．．．＋１／Ｒｚ
式中、Ｒａは抵抗部材１５２の抵抗器１５４ａの抵抗であり、Ｒｂは抵抗器１５４ｂの抵抗であり、Ｒｃは抵抗器１５４ｃの抵抗であり、Ｒｚは最も遠位の抵抗器１５４ｚの抵抗である。抵抗はオーム（Ω）で測定することができる。別の実施形態では、抵抗器１５４ａ、１５４ｂ、１５４ｃ、．．．、１５４ｚを直列の形態で配列することにより、抵抗部材１５２の等価抵抗（ＲＥｑ）は下式にしたがって計算することができる。
ＲＥｑ＝Ｒａ＋Ｒｂ＋Ｒｃ＋．．．＋Ｒｚ
【００４８】
上記に述べたように、エンドエフェクタ１２内の発射要素は、発射要素がステープル溝２２の近位端２３ａとステープル溝２２の遠位端２３ｂとの間で並進運動する際に抵抗部材１５２と移動接触状態に置かれる。一実施形態では、発射要素は、橇状部材３３及びナイフ３２が細長い溝２２を通って駆動される際に抵抗部材１５２の表面に沿って摺動することができる。別の実施形態では、発射要素は、橇状部材３３及びナイフ３２が細長い溝２２を通って駆動される際に抵抗部材１５２上の突起に接触することができる。発射要素がステープル溝２２を通って並進運動し、移動しながら抵抗部材１５２と接触する際、抵抗部材１５２は細長い溝２２内の発射要素の位置を示す出力信号を発生する。抵抗部材１５２により発生される出力信号は、抵抗部材１５２に沿った電圧（又は出力）の測定値であり得る。例えば、抵抗部材１５２は、連続した抵抗器１５４間の各ノード１５６における電圧を示す信号を発生することができる。
【００４９】
異なる実施形態において、図１２を参照すると、発射要素が抵抗部材１５２と移動しながら接触することにより、発射要素は抵抗部材１５２の部分を切断することができる。例えば、切開要素３２が切開要素３２に加えられる駆動運動に応じて細長い溝２２を通って長手方向に動く際に切開要素３２は抵抗部材１５２の部分を横切ることができる。少なくとも１つの実施形態では、例えば、抵抗部材１５２は、溝２２の内表面２８を通るスロット３０に抵抗部材１５２が少なくとも部分的に重なるように細長い溝２２の内表面２８に配置し、方向付けることができる。上記に述べたように、スロット３０は、発射トリガー２０が作動され、切開要素３２及び橇状部材３３が溝２２に沿って長手方向に動かされる際に切開要素３２を受容するように構成することができる。例えば、切開要素３２は、スロット３０に沿った近位に位置する第１の位置から、スロット３０に沿った中間に位置する第２の位置へと、更に第２の位置からスロット３０に沿った遠位に位置する第３の位置へと動くことができる。第１の位置を第１のノード１５６ａと対応させ、第２の位置を別のノード１５６ｍと対応させ、第３の位置を別のノード１５６ｚと対応させることができる。切開要素３２がスロット３０に沿って各ノード間で長手方向に動く際に切開要素３２が溝２２とアンビル２０との間に締め付けられた組織を切断する。切開要素３２は更に、切開要素３２がそこを通って並進運動するスロット３０の部分に重なった抵抗ストリップ１５２の部分を切断する。再び図１２を参照すると、切開要素３２は、細長い溝２２の近位端２３ａと溝２２の遠位端２３ｂとの中間に位置している。図１２に示されるように、切開要素３２は、ノード１５６ａ、１５６ｂ及び１５６ｃを横断している。更に、切開要素３２は、近位側の抵抗器１５４ａ、１５４ｂ、及び１５４ｃを切断しているが、それらの内でも中間及び遠位側の抵抗器１５４ｍ、１５４ｎ及び１５４ｚはまだ切断されていない。切開要素３２がステープル溝２２内の始点位置から最終的な終点位置にまでステープル溝２２を通って遠位方向に進められるにしたがって、その発射ストロークの間に切開要素が各ノード１５６を横断し、抵抗部材１５２内の各抵抗器１５４を切断する点は理解されるであろう。
【００５０】
切開要素３２が抵抗ストリップ１５２の部分を切断する際、切開要素は抵抗部材１５２内の回路の一部に沿って配置された抵抗器１５４を切断することができる。例えば、図１２を参照すると、切開要素３２は、発射要素が細長い溝２２の遠位端２３ｂに達するまで、抵抗器１５４ａ、次いで抵抗器１５４ｂ、次いで抵抗器１５４ｃ、といった具合に切断していくことができる。抵抗器１５４ａ、１５４ｂ、１５４ｃ、．．．、１５４ｚは、図１４に示されるように並列に配列することができる。このような実施形態では、抵抗部材１５２の等価抵抗は、連続したそれぞれの抵抗器が切開要素３２によって切断されていくのにしたがい、以下の関係にしたがって増大し得る。
１／ＲＥｑ＝１／Ｒａ＋１／Ｒｂ＋１／Ｒｃ＋．．．＋１／Ｒｚ
【００５１】
別の一実施形態では、抵抗器１５４ａ、１５４ｂ、１５４ｃ、．．．は、直列に配置することもできる。このような実施形態では、抵抗部材１５２の等価抵抗は、連続したそれぞれの抵抗器が切開要素３２によって切断されていくのにしたがい、以下の関係にしたがって減少し得る。
ＲＥｑ＝Ｒａ＋Ｒｂ＋Ｒｃ＋．．．＋Ｒｚ
【００５２】
更に、抵抗部材１５２の両側の電圧は、下式で与えられるオームの法則によって求めることができる。
Ｖ＝Ｉ×ＲＥｑ
式中、Ｖは電圧を表し、Ｉは電流を表し、ＲＥｑは等価抵抗を表す。電圧は、ボルト（Ｖ）で測定することができ、電流はアンペア（Ａ）で測定することができ、抵抗はオーム（Ω）で測定することができる。抵抗部材１５２を流れる電流が一定であると仮定すると、等価抵抗が各抵抗器１５４の切断にともなって変化するにしたがって、抵抗部材の電圧も対応して変化する。したがって、切開要素３２が抵抗部材１５２に沿って並進運動する際の切開要素３２の位置は、各抵抗器１５４が切断される際に抵抗部材１５２によって発生される電圧を示す出力信号から決定することができる。
【００５３】
別の実施形態では、抵抗部材１５２がステープルカートリッジ３４のカートリッジ本体３５によって支持されている場合、切開要素３２は、抵抗部材１５２の部分を切断することができる。図１３を参照すると、抵抗部材１５２は、カートリッジ本体３５を通るスロット３７に抵抗部材１５２が少なくとも部分的に重なるようにステープルカートリッジ３４のカートリッジ本体３５上に配置され、方向付けられることができる。上記に述べたのと同様、カートリッジ本体３５内のスロット３７は、発射トリガー２０が作動され、切開要素３２及び橇状部材３３が溝２２に沿って長手方向に動かされる際に切開要素３２を受容するように構成することができる。例えば、切開要素３２は、スロット３７に沿った近位に位置する第１の位置から、スロット３７に沿った中間に位置する第２の位置へと、更に第２の位置からスロット３７に沿った遠位に位置する第３の位置へと動くことができる。切開要素３２がスロット３７に沿って複数の位置の間で長手方向に動く際に、切開要素３２が溝２２とアンビル２０との間に締め付けられた組織を切断する。切開要素３２は更に、切開要素３２がそこを通って並進運動する、ステープルカートリッジ３４内のスロット３７の部分に重なった抵抗ストリップ１５２の部分を切断する。上記に述べたのと同様、切開要素が抵抗部材１５２の各抵抗器１５４を切断していくにしたがって、抵抗部材１５２の等価抵抗が変化し、抵抗部材１５２の両側の電圧がそれに応じて変化する。
【００５４】
異なる実施形態において、図３を参照すると、ステープル溝２２は、接触パッド、接触部分、接触点、又は接触面１５８を有し得る。接触パッド１５８は、ステープル溝２２の内表面２８上に配置することができる。異なる実施形態において、抵抗部材１５２がステープルカートリッジ３４のカートリッジ本体３５上に配置されている場合（図１４）、溝２２内の接触パッド１５８を、抵抗部材１５２の一部と接触するように構成することができる。接触パッド１５８は、抵抗部材１５２の回路、抵抗部材１５２から延びる電線１６８、又は抵抗部材と動作可能に係合した接触パッドと接触してよい。更に、接触パッド１５８は、下記により詳細に述べるように、有線又は無線接続を介して導電部材１７０，１７２及び／又は記憶装置１６０と通信することが可能である。
【００５５】
外科用器具は、電子センサ１５０の抵抗部材１５２と動作可能に通信する記憶装置１６０を更に含んでいる。これについては、図１を参照されたい。直接的又は間接的に抵抗部材１５２は記憶装置１６０に信号を与え、記憶装置１６０は、下記により詳細に述べるようにこの信号を記録する。記憶装置１６０は、電子センサ１５０に組み込むことができる。別の実施形態では、記憶装置１６０は電子センサの外部であってよく、エンドエフェクタ１２の細長い溝２２内などのように抵抗部材１５２の近くに配置することができる。他の実施形態では、図１を参照すると、記憶装置１６０は器具１０のハンドル６内などのように抵抗部材１５２から離れて配置することもできる。記憶装置１６０は、センサ信号を保存又は記録することが可能な任意の種類の装置であり得る。例えば、記憶装置１６０は、マイクロプロセッサ、電気的消去及びプログラム可能な読み出し専用メモリー（ＥＥＰＲＯＭ）、又は他の任意の適当な記憶装置を含み得る。記憶装置１６０は、抵抗部材１５２によって与えられる信号を任意の適当な方法で記録することができる。例えば、一実施形態では、記憶装置１６０は、抵抗部材１５２からの信号が変化する場合、例えば、切開要素３２が抵抗部材１５２の抵抗器１５４を切断し、等価抵抗が変化して抵抗部材１５２の両側の電圧がそれに応じて変化する場合にその信号を記録することができる。別の実施形態では、記憶装置１６０は、抵抗部材１５２の状態、及び外科用器具１０内の走行モータセンサ１１０、逆転モータセンサ１３０、及び／又は停止モータセンサなどの他のセンサからの信号を、いずれかのセンサからの信号の状態が変化した場合に記録することができる。これにより器具１０の状態のスナップショットを与えることができる。異なる実施形態において、記憶装置１６０及び／又はセンサは、ダラス・セミコンダクター社（DALLAS SEMICONDUCTOR）より販売される１−ＷＩＲＥバス製品、例えば１−ＷＩＲＥ  ＥＥＰＲＯＭを含むように実施することができる。
【００５６】
異なる実施形態において、記憶装置１６０は外部からアクセス可能であることにより、コンピューターなどの外部装置が、記憶装置１６０によって記録される器具の状態にアクセスすることを可能とする。例えば、記憶装置１６０はデータポート１６２を含んでもよい。データポート１６２は、任意の有線又は無線通信プロトコルにしたがって保存された器具状態を、例えば、シリアル又はパラレルフォーマットで与えることができる。記憶装置１６０はまた、出力ポート１６２に加えて、又はその代わりに、取り外し可能な媒体１６４を有してもよい。取り外し可能な媒体１６４は、器具１０から取り外すことができる任意の種類の適当なデータ保存装置であってよい。例えば、取り外し可能な媒体１６４は、ＰＣメモリカード国際協会（ＰＣＭＣＩＡ）カード、ＣＯＭＰＡＣＴＦＬＡＳＨカード、ＭＵＬＴＩＭＥＤＩＡカード、ＦＬＡＳＨＭＥＤＩＡカードなどの任意の適当な種類のフラッシュメモリを含んでもよい。取り外し可能な媒体１６４はまた、例えば、携帯用ハードドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）などの任意の適当な種類のディスクベースの記憶媒体を含み得る。
【００５７】
抵抗部材１５２からの出力は、例えば、アナログデジタル変換器（図に示されていない）を介して記憶装置１６０に与えることができる。異なる実施形態では、抵抗部材１５２からの出力信号は、最初に信号を増幅するための集積回路（図に示されていない）に送信することができる。更に、出力は、変調スキームによってエンコード及び／又は変調することができる。
【００５８】
電子センサ１５０からの出力は、有線通信によって記憶装置１６０に与えることができる。図１を参照すると、絶縁電線又は同様の導電体１６８は、エンドエフェクタ１２内の発射要素の位置を示す電気信号を記憶装置１６０に送信することができる。電線１６８は電気伝導ポリマー及び／又は金属（例えば銅）で形成すればよく、関節ピボット１４を通過し、かつ関節動作により損傷することがないような充分な柔軟性があるものとすることができる。
【００５９】
別の実施形態では、信号は記憶装置１６０に無線で送信することができる。異なる無線通信の実施形態が、本明細書にその開示内容の全体を参照により援用するところの、２０１１年５月２７日出願のジェームズ・Ｒ・ジョルダーノ（James R. Giordano）らに付与された米国特許出願第１３／１１８，２５９号に述べられている。図１２を参照すると、信号を無線で送信するため、抵抗部材１５２は、送信アンテナとして機能する導電性要素１７０を含むことができる。導電性要素１７０は、抵抗部材１５２からの信号を送信し、かつ外科用器具１０の外部又は内部の電池などの電源から電力を受信することができる。抵抗部材１５２の導電性要素１７０は、器具１０の導電性外側シャフト８から絶縁されることが好ましい。
【００６０】
別の実施形態では、導電性要素１７０は、エンドエフェクタ１２及びシャフト８の部品を構成することができる。このような実施形態では、抵抗部材１５２はシャフト８に電気的に接続され、記憶装置はシャフトから絶縁される。例えば、細長い溝２２の内表面３０が導電性材料からなってよく、導電性材料はシャフト８の導電性要素（例えば閉鎖管４０，４２）に直接的又は間接的な電気的接触により電気的に接続されてよい。シャフト８は、プラスチックなどの非導電性材料で形成することができる外側下部及び上部側部要素５９〜６２によって接地することができる。エンドエフェクタ１２の更なる部品は非導電性材料で構成することができ、記憶装置１６０はシャフト８から絶縁される。センサ１５０の導電性要素１７０に電気的に接続されたエンドエフェクタ１２及びシャフト８の部品は、抵抗部材１５２からの信号を示す信号を記憶装置１６０に送信するためのアンテナの一部として機能することができる。また、記憶装置１６０を、エンドエフェクタ１２及びシャフト８の選択された部品と電気的に導通してもよく、抵抗部材１５２を絶縁することができる。記憶装置１６０と電気的に接続されたエンドエフェクタ１２及びシャフトの選択された部品は、センサ１５０からの信号を受信するためのアンテナの一部として機能することができる。抵抗部材１５２は、プラスチックなどの非導電性材料で形成された細長い溝２２の内表面２８上に配置することによって絶縁することができる。
【００６１】
外科用器具１０は、抵抗部材１５２からの信号を記憶装置１６０に送信するための複数の導電性要素を含み得る。例えば、図１２を再び参照すると、抵抗部材１５２は、信号を導電性要素１７０に送信することができる。この信号は絶縁電線１６８によって伝送することができる。このような中間導電性要素１７０は、例えばエンドエフェクタ１２内部に、シャフト８に沿って、又は器具１０のハンドル６上に配置することができる。導電性要素１７０は信号を遠位側の中間導電性要素１７２ａに中継することができ、次いで中間導電性要素１７２ａは信号を近位側の中間導電性要素１７２ｂ又は記憶装置１６０に中継することができる（図１に図の形態で示される）。抵抗部材１５２と記憶装置１６０との間により多くの導電性結合が存在する場合には、導電要素１７０と１７２と間の距離を短縮し、より弱い信号によって信号を送信することができる。また、より少ない導電性結合が存在する場合には、より大きな送信距離のためにより強い信号が必要とされ得る。導電性要素１７０，１７２間の距離は、固定された既知の距離とすることができるため、出力レベルを低レベルに最適化することにより、器具１０の使用環境内の他のシステムとの干渉を最小限に抑えることができる。
【００６２】
また、無線接続と有線接続との組み合わせを利用して抵抗部材１５２から記憶装置１６０に信号を送信することもできる。例えば、図１を参照すると、エンドエフェクタ１２は、抵抗部材１５２を、器具のシャフト６上の遠位側の中間導電性要素１７２ａと接続する電線１６８を有し得る。次いでこの信号を、遠位側の中間導電性要素１７２ａから近位側の中間導電性要素１７２ｂに無線送信することができる。近位側の中間導電性要素１７２ｂは、この信号を導線１６８を介して、又は無線により記憶装置１６０に送信することができる。
【００６３】
抵抗部材１５２は、任意の適当な周波数（例えば、ＩＳＭバンド）を用いて記憶装置１６０と通信することができる。また、抵抗部材１５２は、記憶装置１６０からの受信信号の周波数域とは異なる周波数域の信号を送信することができる。また、電子センサ１５０に関して１つのみのアンテナについて上記に述べたが、他の実施形態では、電子センサ１５０は別々の受信及び送信アンテナを有してもよい。
【００６４】
外科用器具１０は、記憶装置１６０と動作可能にインターフェースするプロセッサ１８０を更に含んでもよい。図１を参照すると、プロセッサ１８０と記憶装置１６０とは一体の部品を構成することができる。別の実施形態では、プロセッサ１８０と記憶装置１６０とは外科用器具の別個の部品である。プロセッサ１８０は、抵抗部材１５２からの出力からエンドエフェクタ１２内の発射要素の位置を決定する。一実施形態では、プロセッサ１８０は、抵抗部材１５２からの電圧を示す信号からエンドエフェクタ１２内の切開要素３２の位置を計算する。例えば、抵抗部材１５２の抵抗器１５４が並列に接続されている場合には、抵抗部材１５２の等価抵抗はそれぞれの連続した抵抗器が切断されるのにしたがって増大する。これに対応した抵抗部材１５２の両側の電圧の変化は、抵抗部材１５２に沿った切開要素３２のノードの位置を示し、この位置は、細長い溝２２内の切開要素３２の位置に更に対応している。
【００６５】
細長い溝２２内の発射要素の位置が決定された時点で、その位置を、発射要素の位置を示す表示器に伝達することができる。表示器は、使用者が視認することが可能な器具のハンドル６上の視覚的表示スクリーン１９０とすることができる。これに加えるか又はこれに代えて、こうした位置を、触覚的表示によって使用者に伝達することもできる。例えば、ナイフ３２がステープル溝２２内のスロット３０の端部に達した時点で、発射トリガー２０からの抵抗が大きくなることによって使用者に注意喚起することができる。別の実施形態では、図７を参照すると、プロセッサ１８０と動作可能に通信する振動要素１９２により、器具１０のピストルグリップ２６の振動によって使用者に注意喚起することができる。
【００６６】
本開示の異なる実施形態の固有かつ新規な態様では、電子センサを利用して外科用器具のエンドエフェクタ内の発射要素の位置及び／又はエンドエフェクタ内のステープルカートリッジの状態を決定する。したがって、本開示の異なる実施形態の固有の構成及び原理は、本明細書に開示及び特許請求される電子センサの様々な異なる形態を、発射要素とともに使用される他の種類及び形態の外科用器具、エンドエフェクタ、及びステープルカートリッジと関連して効果的に使用することを可能ならしめるものである。上記の説明では、本開示の特定の実施形態によるモータ駆動式動力補助切開及び締結器具について述べた。しかしながら、上記に述べたように、本開示の異なる実施形態による外科用器具は、例えば手の力及び／又はロボット制御により別の方法で動力供給及び制御することが可能である点は当業者であれば認識されるであろう。例えば、上記に述べたエンドエフェクタ１２は、以下に詳細に述べるロボットシステム１０００のようなロボットシステムによって動力供給及び制御することが可能である。
【００６７】
ロボットシステム
図１５は、図１６に示されるタイプのロボットアームスレーブカート１１００とともに使用することができるマスターコントローラ１００１の１つの型を示したものである。マスターコントローラ１００１及びロボットアームスレーブカート１１００、並びにそれらのそれぞれの部品及び制御システムを本明細書ではまとめてロボットシステム１０００と呼ぶ。このようなシステム及び装置の例は、参照により本明細書に援用するところの、マイケル・Ｊ・ティーニー（Michael J. Tierney）らによる発明の名称が「ロボット外科用ツール用の機械的アクチュエーターインターフェースシステム（Mechanical Actuator Interface System for Robotic Surgical Tools）」である２００９年４月２８日発行の米国特許第７，５２４，３２０号に開示されている。したがって、こうした装置の異なる詳細を、本発明の異なる実施形態及び形態を理解するうえで必要とされるところを超えて本明細書において詳細に述べることはしない。知られているように、マスターコントローラ１００１は、外科医がステレオディスプレイ１００２を介して手術を見ながら掴んで空間内で操作するコントローラ（図１５において１００３として一般的に表される）を一般的に有している。マスターコントローラ１００１は、好ましくは複数の自由度で動き、ツールを作動させる（例えば、把持器具を閉じる、電位を電極に印加する、などを行う）ための作動可能なハンドルをしばしば更に有する手動入力装置を一般的に含んでいる。各種のロボットコントローラの構成及び外科用ツールの構成が、その開示内容の全体を本明細書に参照により援用するところの、発明の名称が「回転式ステープル展開機構を有する外科用ステープル留め器具（Surgical Stapling Instruments with Rotatable Staple Deployment Arrangements）」である米国特許出願第１３／１１８，２４１号に開示されている。
【００６８】
図１６に見られるように、１つの形態では、ロボットアームカート１１００は、一般的に１２００として示される複数の外科用ツールを作動させるように構成されている。マスターコントローラとロボットアームカートの構成を用いた各種のロボット手術システム及び方法が、その開示内容の全体を本明細書に参照により援用するところの、発明の名称が「多部品テレプレゼンスシステム及び方法（Multi-Component Telepresence System and Method）」である、米国特許第６，１３２，３６８号に開示されている。異なる形態において、ロボットアームカート１１００は、図の実施形態では３個の外科用ツール１２００を支持する基部１１０２を有する。異なる形態において、外科用ツール１２００は、一般的にセットアップ関節１１０４と呼ばれる手動による関節運動が可能な一連の連結部及びロボットマニピュレータ１１０６によってそれぞれ支持される。ここで、これらの構造は、ロボット連結部の大部分を覆って延びる保護カバーとともに示されている。これらの保護カバーは必須のものではなく、こうした装置を操作するために使用されるサーボ機構が受ける慣性を最小化し、可動部品の容積を限定することで衝突を防止し、カート１１００の全体の重量を抑制するため、サイズを限定するか又は実施形態によっては完全に省略することができる。カート１１００は、手術室間でカート１１００を輸送するのに適した寸法を一般的に有している。カート１１００は、通常、標準的な手術室のドアを通り、標準的な病院のエレベーターに乗せられるように構成することができる。異なる形態において、カート１１００は好ましくは一定の重量を有し、１人の作業者がカート１１００を手術台に隣接して位置決めすることができるように車輪（又は他の輸送）システムを有する。
【００６９】
次に図１７を参照すると、少なくとも１つの形態において、ロボットマニピュレータ１１０６は、外科用ツール１２００の運動を規制する連結部１１０８を有し得る。その開示内容の全体を本明細書に参照により援用する、発行米国特許第５，８１７，０８４号により詳しく述べられるように、異なる実施形態において、連結部１１０８が、平行四辺形の配置となるように回転関節によって互いに結合された剛性の連結部材を含むことにより、外科用ツール１２００は空間内の点１１１０を中心として回転する。この平行四辺形の配置により、回転は、時としてピッチ軸と呼ばれる軸１１１２ａを中心とした旋回運動に規制される。平行四辺形の連結部を支持する連結部材が、セットアップ関節１１０４（図１５）に旋回可能に取り付けられることにより、外科用ツール１２００は時としてヨー軸と呼ばれる軸１１１２ｂを中心として更に回転する。ピッチ及びヨー軸１１１２ａ，１１１２ｂは、外科用ツール１２００のシャフト１２０８に沿って整列されたリモートセンター１１１４において交差する。外科用ツール１２００は、長手方向のツール軸「ＬＴ−ＬＴ」に沿った外科用ツール１２００の摺動運動を含む、マニピュレータ１１０６により支持される更なる被駆動自由度を有し得る。外科用ツール１２００がツール軸ＬＴ−ＬＴに沿ってマニピュレータ１１０６に対して摺動する際（矢印１１１２ｃ）、リモートセンター１１１４はマニピュレータ１１０６の基部１１１６に対して固定されたままである。したがって、マニピュレータ全体は、リモートセンター１１１４を再位置決めするように概ね動かされる。マニピュレータ１１０６の連結部１１０８は、一連のモータ１１２０により駆動される。これらのモータは、制御システムのプロセッサからの命令に応じて連結部１１０８を能動的に動かす。下記に更に詳細に述べるように、モータ１１２０は、外科用ツール１２００を操作するためにも用いられる。
【００７０】
別のセットアップ関節構造を図１８に示す。この実施形態では、外科用ツール１２００は、２つの組織操作ツール間の別のマニピュレータ構造１１０６’によって支持される。当業者であれば、本明細書の異なる実施形態は、その開示内容の全体を本明細書に参照により援用する、発明の名称が「最適な位置決めのための自動内視鏡システム（Automated Endoscope System For Optimal Positioning）」である米国特許第５，８７８，１９３号に述べられるものを含む、様々な代替的なロボット構造を含み得る点は、認識されるであろう。更に、ロボット構成部品とロボット外科用システムのプロセッサとの間のデータ通信については、本明細書では、主として外科用ツール１２００とマスターコントローラ１００１との間の通信に関連して説明するが、同様の通信はマニピュレータ、セットアップ関節、内視鏡又は他の画像撮影装置などの回路と、部品の適合性評価、部品の種類の識別、部品の較正（オフセットなど）の通信、部品のロボット外科用システムとの結合の確認などのためのロボット外科用システムのプロセッサとの間でも行われ得る点は理解されるはずである。
【００７１】
操作者（すなわち、外科医）からの入力によって動作可能なマスターコントローラ１００１に動作可能に結合されたツール駆動アセンブリ１０１０（図２０）を有するロボットシステム１０００との使用によく適合された代表的かつ非限定的な外科用ツール１２００が図１９に示されている。図に見られるように、外科用ツール１２００は、エンドカッターを含む外科用エンドエフェクタ２０１２を有している。少なくとも１つの形態において、外科用器具１２００は、関節運動関節２０１１によって互いに連結された近位側閉鎖管２０４０と遠位側閉鎖管２０４２とを一般的に有する。外科用ツール１２００は、１３００として大まかに示されるツール取り付け部分によってマニピュレータと動作可能に連結されている。外科用ツール１２００は、ツール取り付け部分１３００をマニピュレータと機械的及び電気的に結合するインターフェース１２３０を更に有している。インターフェース１２３０の１つの形態を図２０〜２４に示す。異なる実施形態において、ツール取り付け部分１３００は、それぞれが被駆動要素１３０４の表面から延びる１対のピン１３０６を有する複数の（図２４には４つが示されている）回転可能な本体部分、被駆動ディスク又は要素１３０４を動作可能に支持するツール取り付けプレート１３０２を有する。一方のピン１３０６は、同じ被駆動要素１３０４上の他方のピン１３０６よりも各被駆動要素１３０４の回転軸に近くなっており、被駆動要素１３０４の正の角度アラインメントを確実に行う助けとなる。インターフェース１２３０は、下記に更に述べるように、取り付けプレート１３０２と取り付け可能に嵌合するように構成されたアダプタ部分１２４０を有している。アダプタ部分１２４０は、ツール取り付け部分１３００内の回路基板によってメモリー構造と接続することができる電気的接続ピン１２４２のアレイ（図２２）を含み得る。本明細書では、インターフェース１２３０は、機械的、電気的、及び磁気的結合要素と関連して説明するが、赤外線、誘導結合などを含む様々なテレメトリーモダリティを利用することが可能である点は理解されるはずである。
【００７２】
図２０〜２３に見られるように、アダプタ部分１２４０は、ツール側面１２４４及びホルダー側面１２４６を一般的に有している。異なる形態において、複数の回転可能な本体１２５０が、アダプタ１２４０の主面に対して垂直な周囲のアダプタ構造に対して限定された運動範囲を有する浮動プレート１２４８に取り付けられる。浮動プレート１２４８の軸方向運動により、ツール取り付け部分ハウジング１３０１の側面に沿ってレバー１３０３が作動される（図１９参照）際、ツール取り付け部分１３００から回転可能な本体１２５０を分離する助けとなる。ツール取り付け部分１３００を解除可能にアダプタ１２４０と連結するために他の機構／配置を用いることもできる。少なくとも１つの形態では、各回転可能な本体１２５０は、各回転可能な本体１２５０の周囲の外周陥凹部内に延びる弾性径方向部材によって浮動プレート１２４８に弾性的に取り付けられる。各回転可能な本体１２５０は、これらの弾性構造が撓むことによってプレート１２４８に対して軸方向に動くことができる。第１の軸方向位置（ツール側面１２４４に向かって）に配置された場合、各回転可能な本体１２５０は、角度の制限なく自由に回転することができる。しかしながら、回転可能な本体１２５０がツール側面１２４４の方向に軸方向に動く際、タブ１２５２（回転可能な本体１２５０から径方向に延びる）が浮動プレート上の回り止めと横方向に嵌合することによって各回転可能な本体１２５０のそれらの軸を中心とした角度回転が制限される。このような限定された回転を利用することで、ピン１２３４が開口部１２５６’と整列する（及び開口部内に滑り込む）までロボットシステム１００の対応するツールホルダー部分１２７０の駆動ピン１２７２が回転可能な本体１２５０を制限された回転位置にまで押すことで、駆動ピン１２７２と回転可能な本体１２５０とを駆動可能に嵌合する助けとなり得る。回転可能な本体１２５０のツール側面１２４４上の開口部１２５６及びホルダー側面１２４６上の開口部１２５６’は、ツール取り付け部分１３００の駆動要素１３０４（図２４）をツールホルダー１２７０の駆動要素１２７１と正確に位置合わせするように構成されている。駆動要素１３０４の内側及び外側ピン１３０６に関して上記に述べたように、開口部１２５６，１２５６’は、アラインメントがその目的とする位置から１８０°とはならないように、それぞれの回転可能な本体１２５０上の回転軸から異なる距離にある。更に、開口部１２５６のそれぞれは、ピン１３０６を外周方向に緊密に受容するようにわずかに径方向に細長くなっている。これにより、ピン１３０６は開口部１２５６，１２５６’内で径方向に摺動可能となっており、ツール１２００とツールホルダー１２７０との間の一定の軸方向のミスアラインメントが調整される一方で、駆動要素と被駆動要素との間の角度のミスアライメント及びバックラッシュが最小に抑えられる。図２３にもっとも分かりやすく示されるように、ツール側面１２４４上の開口部１２５６は、ホルダー側面１２４６上の開口部１２５６’（破線で示される）と約９０°オフセットしている。
【００７３】
異なる実施形態は、アダプタ１２４０のホルダー側面１２４６上に配置された電気的コネクターピン１２４２のアレイを更に含んでよく、アダプタ１２４０のツール側面１２４４は、ツール取り付け部分１３００からのピンアレイ（図に示されていない）を受容するためのスロット１２５８（図２３）を含んでよい。外科用器具１２００とツールホルダー１２７０との間で電気信号を送信する以外に、これらの電気的接続の少なくとも一部をアダプタ１２４０の回路基板によってアダプタ記憶装置１２６０（図２２）と接続することができる。
【００７４】
取り外し可能なラッチ機構１２３９を利用してアダプタ１２４０をツールホルダー１２７０に着脱可能に取り付けることができる。本明細書で使用するところの「ツール駆動アセンブリ」なる用語は、ロボットシステム１０００との関連で使用される場合、アダプタ１２４０及びツールホルダー１２７０の異なる実施形態を少なくとも包含し、図２０において１０１０として一般的に示されている。例えば、図２０に見られるように、ツールホルダー１２７０は、アダプタ１２４０に設けられた対応するクレバススロット１２４１内に受容されるようなサイズの第１のラッチピン機構１２７４を有し得る。更に、ツールホルダー１２７０は、アダプタ１２４０の対応するラッチクレバス１２４３内に保持されるようなサイズの第２のラッチピン１２７６を更に有し得る。少なくとも１つの形態では、ラッチアセンブリ１２４５はアダプタ１２４０上に動けるように支持され、ラッチピン１２７６がそれぞれのラッチクレバス１２４３内に保持される第１のラッチ位置と、第２のラッチピン１２７６がラッチクレバス１２４３内に入るか又はそこから外れることができるラッチ解除位置との間で付勢可能である。ラッチアセンブリは、１乃至複数のばね（図に示されていない）を用いてラッチ位置に付勢される。アダプタ１２４０のツール側面１２４４上のリップがツール取り付けハウジング１３０１の横方向に延びるタブを摺動可能に受容することができる。
【００７５】
次に図２４〜３１を参照すると、少なくとも１つの実施形態において、外科用器具１２００は、この例では特に、下記に詳細に述べるように、それに加えられる異なる制御動作に応じて少なくとも１つの他の部品２０２２に対して第１の位置と第２の位置との間で選択的に動くことが可能な少なくとも１つの部品２０２４を含む外科用エンドエフェクタ２０１２を有している。異なる実施形態において、部品２０２２は、内部に外科用ステープルカートリッジ２０３４を動作可能に支持するように構成された細長い溝２０２２を有し、また、部品２０２４は、アンビル２０２４のような旋回可能かつ並進運動可能な締め付け部材を含む。外科用エンドエフェクタ２０１２の異なる実施形態は、外科用エンドエフェクタ２０１２内で締め付けられた組織のステープル留め及び切断を確実とする間隔にアンビル２０２４及び細長い溝２０２２を維持するように構成されている。図３０に見られるように、外科用エンドエフェクタ２０１２は切開器具２０３２及び橇状部材２０３３を更に有している。切断用器具２０３２は、例えばメスであってよい。外科用ステープルカートリッジ２０３４は、可動ステープル駆動要素（図に示されていない）上に支持された複数の外科用ステープル（図に示されていない）を内部に動作可能に収容している。切開器具２０３２が外科用ステープルカートリッジ２０３４の中央に配置されたスロット（図に示されていない）を通って遠位方向に駆動される際、切開器具２０３２は橇状部材２０３３も遠位方向に押す。橇状部材３３が遠位方向に駆動される際、その「楔形」の形態が可動ステープル駆動要素と接触し、これを閉じたアンビル２０２４に向かって垂直に押しつける。外科用ステープルは、アンビル２０２４の下側面に配置された成形表面に押しつけられる際に成形される。橇状部材２０３３は、切開操作後に切開器具２０３２が後退させられる際に橇状部材２０３３が後退しないように外科用ステープルカートリッジ２０３４の一部とすることができる。アンビル２０２４は、細長い溝２０２２の近位端に位置する旋回点２０２５において旋回により開閉することができる。アンビル２０２４は、機械的閉鎖システム（下記に詳述する）の部品と相互作用することでアンビル２０２４の開放を助けるタブ２０２７を近位端に更に有してもよい。細長い溝２０２２及びアンビル２０２４を導電性材料（例えば金属）で形成することによって、上記に述べたように、エンドエフェクタのセンサと通信を行うためのアンテナの一部として機能し得る。外科用ステープルカートリッジ２０３４は、非導電性材料（例えばプラスチック）で形成してもよく、センサは、やはり上記に述べたように外科用ステープルカートリッジ２０３４と接続するか又は外科用ステープルカートリッジ２０３４内に配置することができる。
【００７６】
図２４〜３１に見られるように、異なる実施形態によると、外科用エンドエフェクタ２０１２は、細長いシャフトアセンブリ２００８によってツール取り付け部分１３００に取り付けられる。図の実施形態に示されるように、シャフトアセンブリ２００８は、外科用エンドエフェクタ２０１２を、長手方向のツール軸ＬＴ−ＬＴをほぼ横切る関節運動軸ＡＡ−ＡＡを中心として選択的に関節運動させることを可能とする、２０１１として一般的に示された関節運動関節を有している。これについては、図２５を参照されたい。他の実施形態では、関節運動関節は省略される。異なる実施形態において、シャフトアセンブリ２００８は、旋回リンク２０４４によって旋回可能に連結されるとともに２０４９として一般的に示される脊柱アセンブリ上に動作可能に支持された近位側閉鎖管２０４０及び遠位側閉鎖管２０４２を含む閉鎖管アセンブリ２００９を有し得る。図の実施形態では、脊柱アセンブリ２０４９は、細長い溝２０２２に取り付けられるとともに近位側脊柱部分２０５２と旋回可能に連結された遠位側脊柱部分２０５０を含んでいる。閉鎖管アセンブリ２００９は、作用する関節運動に応じて脊柱アセンブリ２０４９上で軸方向に摺動するように構成されている。遠位側閉鎖管２０４２は、遠位側閉鎖管２０４２が近位方向「ＰＤ」に軸方向に動かされる際にアンビル２０２４の開放を助けるためにアンビル２０２４上のタブ２０２７が挿入される開口部２０４５を有している。閉鎖管２０４０，２０４２は導電性材料（例えば金属）で形成することによって、上記に述べたようにアンテナの一部として機能し得る。主駆動シャフトアセンブリの部品（例えば駆動シャフト２０４８，２０５０）は非導電性の材料（例えば、プラスチック）で形成することができる。
【００７７】
使用時には、外科用エンドエフェクタ２０１２を長手方向ツール軸ＬＴ−ＬＴを中心として回転させることが望ましい場合がある。少なくとも１つの実施形態において、ツール取り付け部分１３００は、ロボットシステム１０００のツール駆動アセンブリ１０１０からの対応する回転出力運動を受けてこの回転出力運動を、長手方向ツール軸ＬＴ−ＬＴを中心として細長いシャフトアセンブリ２００８（及び外科用エンドエフェクタ２０１２）を回転させるための回転制御運動に変換するように構成された回転トランスミッションアセンブリ２０６９を有する。異なる実施形態において、例えば、近位側閉鎖管２０４０の近位端２０６０は、前方支持クレードル１３０９によりツール取り付け部分１３００のツール取り付けプレート１３０２上に回転可能に支持され、閉鎖橇状部材２１００がツール取り付けプレート１３０２上にやはり運動可能に支持される。少なくとも１つの形態では、回転トランスミッションアセンブリ２０６９は、ツール取り付けプレート１３０２上に動作可能に支持された回転ギアアセンブリ２０７０により動作可能に噛合されるように近位側閉鎖管２０４０の近位端２０６０に形成された（又は取り付けられた）管状ギアセグメント２０６２を有する。図２７に見られるように、少なくとも１つの実施形態において、回転ギアアセンブリ２０７０は、ツール取り付け部分１３００がツール駆動アセンブリ１０１０と連結される際にツール取り付けプレート１３０２のアダプタ側面１３０７上の被駆動ディスク又は要素１３０４の対応する最初のものと連結される回転駆動ギア２０７２を有している。これについては、図２４を参照されたい。回転ギアアセンブリ２０７０は、管状ギアセグメント２０６２及び回転駆動ギア２０７２と噛み合った状態でツール取り付けプレート１３０２上に回転可能に支持された回転被駆動ギア２０７４を更に含んでいる。ロボットシステム１０００のツール駆動アセンブリ１０１０からの第１の回転出力運動が対応する被駆動要素１３０４に加えられることにより、回転駆動ギア２０７２が回転する。回転駆動ギア２０７２の回転は、最終的に、長手方向ツール軸ＬＴ−ＬＴを中心とした細長いシャフトアセンブリ２００８（及び外科用エンドエフェクタ２０１２）の回転につながる（図２７に矢印Ｒにより示される）。ツール駆動アセンブリ１０１０からの回転出力運動が１方向に加えられると、細長いシャフトアセンブリ２００８及び外科用エンドエフェクタ２０１２の第１の方向への回転が生じ、回転出力運動が反対方向に加えられると、細長いシャフトアセンブリ２００８及び外科用エンドエフェクタ２０１２の、第１の方向とは反対の第２の方向への回転が生じる点は認識されるであろう。
【００７８】
少なくとも１つの実施形態では、ステープルカートリッジ２０３４に対するアンビル２０２４の閉鎖は、閉鎖管アセンブリ２００９を脊椎アセンブリ２０４９上で遠位方向「ＤＤ」に軸方向に動かすことによって行われる。上記に示したように、異なる実施形態において、近位側閉鎖管２０４０の近位端２０６０は、２０９９として一般的に示される閉鎖トランスミッションの一部を構成する閉鎖橇状部材２１００によって支持される。少なくとも１つの形態では、閉鎖橇状部材２１００は、閉鎖管２００９をツール取り付けプレート１３２０上で支持するように構成されており、これにより、近位側閉鎖管２０４０は閉鎖橇状部材２１００に対して回転できる一方で閉鎖橇状部材２１００とともに軸方向に運動することができる。詳細には、図３２に示されるように、閉鎖橇状部材２１００は、近位側閉鎖管２０４０の近位端部の径方向溝２０６３内に延びる直立タブ２１０１を有している。更に、図２９及び３２に示されるように、閉鎖橇状部材２１００は、ツール取り付けプレート１３０２のスロット１３０５を通って延びるタブ部分２１０２を有している。タブ部分２１０２は、ツール取り付けプレート１３０２と摺動係合状態に閉鎖橇状部材２１００を保持するように構成されている。異なる実施形態において、閉鎖橇状部材２１００は、閉鎖ラックギア２１０６が形成された直立部分２１０４を有する。閉鎖ラックギア２１０６は、閉鎖ギアアセンブリ２１１０と駆動噛合するように構成されている。これについては、図２９を参照されたい。
【００７９】
異なる形態において、閉鎖ギアアセンブリ２１１０は、ツール取り付けプレート１３０２のアダプタ側面１３０７上の被駆動ディスク又は要素１３０４の対応する第２のものと連結される閉鎖スパーギア２１１２を有する。これについては、図２４を参照されたい。したがって、ロボットシステム１０００のツール駆動アセンブリ１０１０からの第２の回転出力運動が対応する第２の被駆動要素１３０４に加えられると、ツール取り付け部分１３００がツール駆動アセンブリ１０１０と連結される際に閉鎖スパーギア２１１２の回転が生じる。閉鎖ギアアセンブリ２１１０は更に、閉鎖スパーギア２１１２と噛み合った状態で支持される閉鎖減速ギアセット２１１４を含んでいる。図２８及び２９に見られるように、閉鎖減速ギアセット２１１４は、閉鎖スパーギア２１１２と噛み合った状態で回転可能に支持される被駆動ギア２１１６を含んでいる。閉鎖減速ギアセット２１１４は、閉鎖ラックギア２１０６と噛み合った状態でツール取り付けプレート１３０２上に回転可能に支持された第２の閉鎖駆動ギア２１２０と噛み合う第１の閉鎖駆動ギア２１１８を更に含んでいる。したがって、ロボットシステム１０００のツール駆動アセンブリ１０１０からの第２の回転出力運動が対応する第２の被駆動要素１３０４に加えられると、閉鎖スパーギア２１１２及び閉鎖トランスミッション２１１０の回転が生じ、最終的に閉鎖橇状部材２１００及び閉鎖管アセンブリ２００９が軸方向に駆動される。閉鎖管アセンブリ２００９が動く軸方向は、第２の被駆動要素１３０４が回転される方向によって最終的に決まる。例えば、ロボットシステム１０００のツール駆動アセンブリ１０１０から受ける１つの回転出力運動に応じて、閉鎖橇状部材２１００は遠位方向「ＤＤ」に駆動され、最終的に閉鎖管アセンブリ１００９が遠位方向に駆動される。遠位側閉鎖管２０４２が遠位方向に駆動されると、閉鎖管セグメント２０４２の端部がアンビル２０２４の一部と係合し、アンビル２０２４を閉鎖位置へと旋回させる。ロボットシステム１０００のツール駆動アセンブリ１０１０からの「開放」出力運動が加えられると、閉鎖橇状部材２１００及び細長いシャフトアセンブリ２００８が近位方向「ＰＤ」に駆動されることになる。遠位側閉鎖管２０４２が近位方向に駆動されると、遠位側閉鎖管２０４２の開口部２０４５がアンビル２０２４のタブ２０２７と相互作用してアンビル２０２４の開放を助ける。異なる実施形態では、ばね（図に示されていない）を用いて、遠位側閉鎖管２０４２がその始点位置に動かされた際にアンビルを開放位置に付勢することができる。異なる実施形態において、閉鎖ギアアセンブリ２１１０の異なるギアは、外科用エンドエフェクタ２０１２によって切開及びステープル留めされる組織に対してアンビル２０２４を充分に閉じるために必要な閉鎖力を発生するようなサイズとなっている。例えば、閉鎖トランスミッション２１１０の各ギアは、約３２〜５４ｋｇ（７０〜１２０ポンド）の力を発生するようなサイズとすることができる。
【００８０】
異なる実施形態では、切開器具２０３２は、ナイフバー２２００によって外科用エンドエフェクタ２０１２を通って駆動される。これについては、図３０及び図３２を参照されたい。少なくとも１つの形態では、ナイフバー２２００は、例えばステンレス鋼又は他の同様の材料から製造することができ、ほぼ矩形の断面形状を有する。このようなナイフバーの構成は、下記に更に詳細に述べるように、外科用エンドエフェクタ２０１２に締め付けられた組織を貫通して切開器具２０３２を押し込めるような充分な剛性を有する一方で、外科用エンドエフェクタ２０１２が関節運動軸ＡＡ−ＡＡを中心として近位側閉鎖管２０４０及び近位側脊柱部分２０５２に対して関節運動できるような充分な可撓性をなおも有するものである。図３３及び３４に見られるように、近位側脊柱部分２０５２には矩形の通路２０５４が貫通して延びることにより、ナイフバー２２００が通路２０５４を通じて軸方向に押される際にナイフバー２２００に対する支持が与えられる。近位側脊柱部分２０５２は、ツール取り付けプレート１０３２に取り付けられた脊柱取り付けブラケット２０５７に回転可能に取り付けられた近位端２０５６を有している。これについては、図３２を参照されたい。このような構成は、近位側脊柱部分２０５２が、近位側閉鎖管２０４０内部において回転はするが軸方向には動かないようにするものである。
【００８１】
図３０に示されるように、ナイフバー２２００の遠位端２２０２は切開器具２０３２に取り付けられている。ナイフバー２２００の近位端２２０４は、ナイフバー２２００がナイフラックギア２２０６に対して自由に回転できるようにナイフラックギア２２０６に回転可能に取り付けられている。これについては、図３２を参照されたい。図２６〜３１に見られるように、ナイフラックギア２２０６はツール取り付けプレート１３０２に取り付けられたラックハウジング２２１０内に摺動可能に支持されており、これにより、ナイフラックギア２２０６はナイフギアアセンブリ２２２０と噛み合った状態に保持されている。より詳細には、図２９を参照すると、少なくとも１つの実施形態において、ナイフギアアセンブリ２２２０は、ツール取り付けプレート１３０２のアダプタ側面１３０７上の被駆動ディスク又は要素１３０４の対応する第３のものと連結されるナイフスパーギア２２２２を含んでいる。これについては、図２４を参照されたい。したがって、ロボットシステム１０００からの別の回転出力運動が、ツール駆動アセンブリ１０１０を介して対応する第３の被駆動要素１３０４に加えられると、ナイフスパーギア２２２２の回転が生じる。ナイフギアアセンブリ２２２０は、第１のナイフ被駆動ギア２２２６及び第２のナイフ駆動ギア２２２８を含むナイフギア減速セット２２２４を更に含んでいる。ナイフギア減速セット２２２４は、第１のナイフ被駆動ギア２２２６がナイフスパーギア２２２２と噛み合った状態となるようにツール取り付けプレート１３０２に回転可能に取り付けられる。同様に、第２のナイフ駆動ギア２２２８は、ナイフラックギア２２０６と噛み合った状態でツール取り付けプレート１３０２上に回転可能に支持された第３のナイフ駆動ギア２２３０と噛み合った状態にある。異なる実施形態において、ナイフギアアセンブリ２２２０の各ギアは、外科用エンドエフェクタ２０１２に締め付けられた組織を貫通して切開器具２０３２を推し進め、ステープルを組織の中に駆動するのに必要な力を発生させるサイズとなっている。例えば、ナイフ駆動ギア２２３０の各ギアは、約１８〜４５ｋｇ（４０〜１００ポンド）の力を発生させるようなサイズとすることができる。ツール駆動アセンブリ１０１０からの一方向の回転出力運動が加えられることによって切開器具２０３２の遠位方向への軸方向運動が生じ、反対方向の回転出力運動が加えられることによって切開器具２０３２の近位方向への軸方向運動が生じる点は認識されるであろう。
【００８２】
図３５は、電子センサ２１５０を有する別のエンドエフェクタ２０１２を示している。電子センサ２１５０は、上記に述べたセンサ１５０と同様であり、エンドエフェクタ２０１２内の発射要素の位置及び／又はエンドエフェクタ２０１２内のステープルカートリッジ２０３４の状態若しくは存在を判定する。切開要素２０３２、橇状部材２０３３、ナイフバー２２００、及びエンドエフェクタ２０１２内で並進運動するように構成された他の要素を、本明細書ではまとめて発射要素と呼ぶ。少なくとも１つの形態では、電子センサ２１５０は、外科用器具１２００のエンドエフェクタ２０１２内に支持された抵抗部材２１５２を有している。抵抗部材２１５２は、ステープル溝２０２２、締め付け部材２０２４、ステープルカートリッジ２０３４、又はエンドエフェクタ２０１２内の別の要素によって支持されてもよい。発射要素がエンドエフェクタ２０１２を通って長手方向に並進運動する際、発射要素は抵抗部材２１５２と移動接触状態に置かれ得る。
【００８３】
異なる実施形態において、電子センサ２１５０の抵抗部材２１５２は、細長い溝２０２２によって支持される。例えば、少なくとも１つの形態において、抵抗部材２１５２は、接着剤により細長い溝２０２２内の抵抗部材２１５２に固定される。他の実施形態では、抵抗部材２１５２は、細長い溝２０２２内の要素に固定することができる。図３５に示された一実施形態を参照すると、抵抗部材２１５２は、発射要素がステープル溝２０２２を通って長手方向に移動する際に発射要素が抵抗部材２１５２と接触するようにステープル溝２０２２の内表面２０２８上に配置される。別の実施形態では、抵抗部材２１５２は、ステープルカートリッジ２０３４により支持される。図３６を参照すると、抵抗部材２１５２はステープルカートリッジ２０３４のカートリッジ本体２０３５によって支持することができる。上記と同様、抵抗部材２１５２をステープルカートリッジ２０３４のカートリッジ本体２０３５に配置することができることにより、発射要素がステープル溝２０２２を通って長手方向に移動する際に発射要素の少なくとも一部が抵抗部材２１５２と接触する。
【００８４】
抵抗部材１５２に関して上記に述べたように、電子センサ２１５０の抵抗部材２１５２は、複数の抵抗器２１５４及び複数のノード２１５６を含み得る。各抵抗器２１５４は並列の形態に配置するか、又は直列に配置することができる。図３５を参照すると、エンドエフェクタ２０１２内の発射要素は、発射要素がステープル溝２０２２の近位端２０２３ａとステープル溝２０２２の遠位端２０２３ｂとの間で並進運動する際に抵抗部材２１５２と移動接触状態に置かれる。発射要素がステープル溝２０２２を通って並進運動し、移動しながら抵抗部材２１５２と接触する際、抵抗部材２１５２は細長い溝２０２２内の発射要素の位置を示す出力信号を発生する。抵抗部材２１５２により発生される出力信号は、抵抗部材２１５２に沿った電圧（又は出力）の測定値であり得る。
【００８５】
異なる実施形態では、図３５を参照すると、抵抗部材１５２に関して上記により詳しく述べたように、発射要素が抵抗部材２１５２と動きながら接触することができることにより、発射要素は抵抗部材２１５２の部分を切断する。したがって、切開要素３２が抵抗部材２１５２に沿って並進運動する際の切開要素３２の位置は、各抵抗器２１５４が切断される際に抵抗部材２１５２によって発生される電圧を示す出力信号から決定することができる。
【００８６】
ロボットシステム１０００は、マスターコントローラ１００１と動作可能にインターフェースするプロセッサ２１８０を更に含み得る。異なる実施形態において、プロセッサ２１８０はマスターコントローラ１００１に組み込むことができる。プロセッサ１８０に関して上記により詳細に述べたように、プロセッサ２１８０は、センサ２１５０からの出力信号からエンドエフェクタ１２内の発射要素の位置を決定することができる。上記により詳細に述べたように、直接的又は間接的に、センサ２１５０は、プロセッサ２１８０に信号を与えることができる。異なる実施形態において、プロセッサ２１８０は記憶装置２１６０を含み得る。記憶装置１６０に関して上記により詳細に述べたように、記憶装置２１６０は、センサ信号を保存又は記録することが可能な任意の種類の装置であってよく、電線１６８、導電性要素１７０、及び接触パッド１５８（図３）を介して、有線若しくは無線通信又はこれらの組み合わせによってセンサ２１５０の抵抗部材２１５２と通信することが可能である。他の実施形態では、記憶装置２１６０はプロセッサ２１８０に組み込まれなくともよく、記憶装置はセンサ２１５０の抵抗部材２１５２と動作可能に通信し、次いでセンサ２１５０からの出力信号をプロセッサ２１８０に中継する、ロボットシステム１０００の別個の部品であってよい。
【００８７】
プロセッサ２１８０がマスターコントローラ１００１に組み込まれていない場合、プロセッサ２１８０は発射要素の位置をマスターコントローラ１００１に送信することができる。細長い溝２０２２内の発射要素の位置が決定された時点で、その位置を、発射要素の位置を示す表示器２１９０に送信することができる。表示器は、フィードバックメーター１００５などの視覚的表示スクリーン、又は触覚的表示であってよい。
【００８８】
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回の使用後に再使用するために再調整することができる。再調整は、装置の分解工程、これに続く洗浄工程又は特定部品の交換工程、及びその後の再組み立て工程の任意の組み合わせを含むことができる。詳細には、装置は分解可能であり、装置の任意の数の特定の部品又は部材を、任意の組み合わせで選択的に交換又は取り外すことができる。特定の部材の洗浄及び／又は交換に際し、装置を再調整施設において、あるいは外科手術の直前に手術チームによって再組み立てしてからその後の使用に供することができる。当業者であれば、装置の再調整に、分解、洗浄／交換、及び再組み立てのための様々な技術を利用できる点は認識されるであろう。このような技術の使用、及びその結果として得られる再調整された装置はいずれも本出願の範囲内に含まれる。
【００８９】
上記に述べたように、本開示の異なる実施形態の固有かつ新規な態様では、電子センサを利用して外科用器具のエンドエフェクタ内の発射要素の位置及び／又はエンドエフェクタ内のステープルカートリッジの状態若しくは存在を決定する。したがって、本開示の異なる実施形態の固有の構成及び原理は、本明細書に開示及び特許請求される電子センサの様々な異なる形態を、発射要素とともに使用される他の種類及び形態の外科用器具、エンドエフェクタ、及びステープルカートリッジと共に効果的に使用することを可能ならしめるものである。上記の説明では、本開示の特定の実施形態による外科用切開及び締結器具を含むロボットシステムについて述べた。しかしながら、上記に述べたように、本開示の異なる実施形態による外科用器具は別の方法で動力供給及び制御することが可能である点は当業者であれば認識されるであろう。
【００９０】
上記の説明文及び以下の特許請求の範囲は、本開示の範囲内にあるすべての改変例及び変形例を網羅することを目的としたものである。一部の図面では寸法を示したが、これらの寸法は例示的な実施形態として与えられるものであり、限定的なものとして解釈すべきではない。特定の部品について材料を開示した部分では、他の材料を使用することもできる。
【００９１】
それらの全体又は部分において本明細書に参照により援用するものとされるいずれの特許、刊行物、又は他の開示文献も、援用文献が既存の定義、記載、又は本開示に記載される他の開示文献と矛盾しない範囲においてのみ本明細書に援用する。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、参照により本明細書に援用されるあらゆる矛盾する記載に優先するものとする。本明細書に参照により援用するものとされるが、既存の定義、記載、又は本明細書に記載される他の開示文献と矛盾するあらゆる文献、又はそれらの部分は、援用文献と既存の開示内容との間に矛盾が生じない範囲においてのみ援用するものとする。
【００９２】
〔実施の態様〕
（１）  外科用器具であって、
外科用エンドエフェクタであって、
近位端と遠位端とを有する細長い溝と、
駆動運動が加えられた際、前記細長い溝の前記近位端と前記細長い溝の前記遠位端との間で選択的に並進運動するように構成された発射要素と、
前記発射要素が前記細長い溝の前記近位端から前記遠位端に駆動される際に前記発射要素が移動しながら接触するように支持された抵抗部材であって、前記細長い溝内における前記発射要素の位置を示す出力信号を発生する、抵抗部材と、
前記抵抗部材と動作可能に通信し、前記発射要素が前記細長い溝を通って並進運動する際に前記出力信号を記録するように構成された記憶装置と、を含む、外科用エンドエフェクタを備える、外科用器具。
（２）  前記発射要素が切開要素を含み、前記切開要素が前記近位端から前記遠位端へと横断する際に前記切開要素が前記抵抗部材の一部分を切断するように前記抵抗部材が前記細長い溝内で方向付けされている、実施態様１に記載の外科用器具。
（３）  前記抵抗部材が、複数の抵抗器及び複数のノードを含む、実施態様１に記載の外科用器具。
（４）  前記抵抗部材の前記抵抗器が並列に接続されている、実施態様３に記載の外科用器具。
（５）  前記出力信号が、前記抵抗部材のノードにおける電圧を示す信号を含む、実施態様２に記載の外科用器具。
【００９３】
（６）  前記記憶装置と動作可能にインターフェースし、前記抵抗部材の前記ノードにおける電圧を示す前記信号から前記外科用エンドエフェクタ内の前記発射要素の位置を計算するプロセッサを更に備える、実施態様５に記載の外科用器具。
（７）  前記プロセッサと通信することにより前記細長い溝内における前記発射要素の位置を示す表示器を更に備える、実施態様６に記載の外科用器具。
（８）  前記表示器が視覚的表示装置を含む、実施態様７に記載の外科用器具。
（９）  前記表示器が触覚的表示機構（haptic indication arrangement）を含む、実施態様７に記載の外科用器具。
（１０）  前記発射要素が、前記外科用エンドエフェクタと動作可能にインターフェースしたロボットシステムによって前記発射要素に加えられる駆動運動に応じて並進運動し、前記ロボットシステムが、前記記憶装置と動作可能にインターフェースし、前記外科用エンドエフェクタ内の前記発射要素の位置を計算するプロセッサを含む、実施態様１に記載の外科用器具。
【００９４】
（１１）  前記外科用エンドエフェクタが、外科用ステープルカートリッジを動作可能に支持するように構成されている、実施態様１に記載の外科用器具。
（１２）  前記抵抗部材が前記ステープルカートリッジ上に支持されている、実施態様１１に記載の外科用器具。
（１３）  外科用器具と共に使用するためのステープルカートリッジであって、
前記外科用器具によって動作可能に支持されるように構成されたカートリッジ本体であって、前記外科用器具の発射要素に駆動運動が加えられた際、前記発射要素が前記カートリッジ本体を通って長手方向に並進運動することができる、カートリッジ本体と、
前記発射要素が前記カートリッジ本体を通って並進運動する際に前記発射要素が移動しながら接触するように前記カートリッジ本体上に支持された抵抗部材であって、前記カートリッジ本体内における前記発射要素の位置を示す出力信号を前記外科用器具の記憶部分に動作可能に伝達するように構成された、抵抗部材と、を備える、ステープルカートリッジ。
（１４）  前記カートリッジ本体が、前記発射要素の少なくとも一部を受容するように構成された細長いスロットを有し、前記発射要素が切開要素を含み、前記切開要素が前記カートリッジ本体の近位端から遠位端まで駆動される際に前記切開要素が前記抵抗部材の一部分を順次切断するように前記抵抗部材の前記一部分が前記細長いスロットに対して方向付けされている、実施態様１３に記載のステープルカートリッジ。
（１５）  前記抵抗部材が、複数の抵抗器及び複数のノードを含む、実施態様１４に記載のステープルカートリッジ。
【００９５】
（１６）  前記抵抗部材内の前記抵抗器が並列に接続されている、実施態様１５に記載のステープルカートリッジ。
（１７）  前記出力信号が、前記抵抗部材のノードにおける電圧を示す信号を含む、実施態様１５に記載のステープルカートリッジ器具。
（１８）  外科用器具であって、
プロセッサを含むロボットシステムと、
前記ロボットシステムから駆動運動を受けるために前記ロボットシステムと動作可能にインターフェースした外科用エンドエフェクタであって、
近位端と遠位端とを有する細長い溝と、
前記ロボットシステムから駆動運動が加えられた際、前記細長い溝の前記近位端と前記細長い溝の前記遠位端との間で選択的に並進運動するように構成された発射要素と、
前記発射要素が前記細長い溝の前記近位端から前記遠位端に駆動される際に前記発射要素が移動しながら接触するように支持された抵抗部材であって、前記細長い溝内における前記発射要素の位置を示す出力信号を発生し、前記出力信号を前記プロセッサに伝達する、抵抗部材と、を有する、外科用エンドエフェクタと、を備える、外科用器具。
（１９）  前記プロセッサと通信することにより、前記発射要素が前記細長い溝の前記近位端から前記遠位端へと駆動される際に前記発射要素の位置の表示を与える表示器を更に備える、実施態様１８に記載の外科用器具。
（２０）  前記表示器が触覚的表示機構を含む、実施態様１９に記載の外科用器具。
【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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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