(57)【要約】      （修正有）【課題】動力式デバイスのための較正時間を短くする方法を提供する。【解決手段】ハンドヘルド外科手術器具１０のための較正方法が開示されている。ハンドヘルド器具は、駆動モーターと、駆動モーターによって制御され、少なくとも１つの指標を有する発射ロッドと、少なくとも１つの指標を検出するように構成されているセンサーとを含む。マイクロコントローラー６００は、駆動モーターを制御するために、その中に記憶されているパルス変調アルゴリズムを含む。マイクロコントローラーは、パルス変調アルゴリズム中の少なくとも１つのプログラム係数を調整するために、較正アルゴリズムを実行する。【選択図】図２３
2016198491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドヘルド外科手術器具であって、該ハンドヘルド外科手術器具は、
駆動モーターと、
該駆動モーターによって制御され、少なくとも１つの指標を有する発射ロッドと、
該少なくとも１つの指標を検出するように構成されているセンサーと、
マイクロコントローラーと
を含み、該マイクロコントローラーは、その中に記憶されているパルス変調アルゴリズムを有し、該パルス変調アルゴリズムは、該駆動モーターを制御するように構成され、
該マイクロコントローラーは、該パルス変調アルゴリズム中の少なくとも１つのプログラム係数を調整するために、較正アルゴリズムを実行する、ハンドヘルド外科手術器具。
【請求項２】
前記指標は、前記発射ロッドにおける隆起、溝、刻み目、磁石、切欠き、または少なくとも１つのねじ筋である、請求項１に記載のハンドヘルド外科手術器具。
【請求項３】
前記センサーは、線形変位センサーである、請求項１に記載のハンドヘルド外科手術器具。
【請求項４】
前記発射ロッドが並進を始めるときと、前記センサーが前記少なくとも１つの指標を検出するときとの間の時間を決定するように構成されている位置計算器をさらに含む、請求項１に記載のハンドヘルド外科手術器具。
【請求項５】
前記マイクロコントローラーは、前記時間を前記位置計算器から受け取り、該時間を所定の時間と比較する、請求項４に記載のハンドヘルド外科手術器具。
【請求項６】
前記マイクロコントローラーは、前記時間と前記所定の時間との間の前記比較に基づいて、前記少なくとも１つのプログラム係数を調整する、請求項５に記載のハンドヘルド外科手術器具。
【請求項７】
前記センサーは、前記発射ロッドの線速度を決定する、請求項６に記載のハンドヘルド外科手術器具。
【請求項８】
前記マイクロコントローラーは、前記発射ロッドの前記線速度に基づいて、前記所定の時間を選択する、請求項７に記載のハンドヘルド外科手術器具。
【請求項９】
ハンドヘルド外科手術器具を較正するための方法であって、該ハンドヘルド外科手術器具は、駆動モーターと、発射ロッドと、センサーと、マイクロコントローラーと、メモリーとを有し、該メモリーは、その中に記憶されているパルス変調アルゴリズムを有し、該方法は、
該発射ロッドの並進を開始することと、
該発射ロッドにおける少なくとも１つの指標を検出することと、
該発射ロッドの並進が開始されるときと、該少なくとも１つの指標が検出されるときとの間の時間を決定することと、
該時間を所定の時間と比較することと、
該時間と該所定の時間との間の該比較に基づいて、該パルス変調アルゴリズム中の少なくとも１つのプログラム係数を調整することと
を含む、方法。
【請求項１０】
前記発射ロッドの線速度を決定することと、
該発射ロッドの決定された線速度に基づいて、前記所定の時間を選択することと
をさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記時間が前記所定の時間よりも小さい場合、前記少なくとも１つのプログラム係数は、前記発射ロッドが比較的より短い距離を並進されるように調整される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記時間が前記所定の時間よりも大きい場合、前記少なくとも１つのプログラム係数は、前記発射ロッドが比較的より長い距離を並進されるように調整される、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本願は、２０１０年１０月１日に出願された係属中の米国特許出願第１２／８９５，８９７号の一部継続であり、この米国特許出願第１２／８９５，８９７号は、２００９年１０月６日に出願された米国仮特許出願第６１／２４８，９７１号、および２００９年１０月５に出願された米国仮特許出願第６１／２４８，５０４号に対する優先権を主張する。２０１０年１０月１日に出願された米国特許出願第１２／８９５，８９７号は、２００８年８月８日に出願された（現在では放棄されている）米国特許出願第１２／１８９，８３４号の一部継続であり、この米国特許出願第１２／１８９，８３４号は、２００７年１０月５日に出願された米国仮特許出願第６０／９９７８５４号に対する優先権を主張する。上に言及される出願の内容全体は、本明細書により本明細書中で参考として援用される。
【０００２】
背景
１．技術分野
本開示は、機械的外科手術ファスナーを患者の組織の中に移植するための外科手術ステープラーに関し、特に、外科手術ファスナーを組織に発射するためのモーターと、外科手術ファスナーの発射に関する１つ以上の条件を決定し、１つ以上の感知されたフィードバック信号に応答してステープラーを制御するためのコントローラーとによって動かされる外科手術ステープラーに関する。
【背景技術】
【０００３】
２．関連技術の背景
モーター動力式外科手術ステープラーは、モーターを含み、このモーターは、組織を締め付け、ステープル発射機構を作動するために使用される構成要素を並進する。ステープル留め前の較正は、並進構成要素の現在の位置を識別する。この較正は、並進構成要素の、それらの完全な近位停止位置および完全な遠位停止位置への完全な行程（ストローク）を必要とする時間のかかるものであり得る。さらに、正確な較正は、嵌合構成要素および／または歯車噛み合わせの間の許容誤差が、いくらかのギャップを有するか、またはモーター動力式外科手術ステープラーの組み立てを可能にすることに伴って滑りを有する場合、難しいものであり得る。従って、動力式外科手術ステープラーを較正するために、並進構成要素の位置を正確に決定する新しい改善された動力式外科手術ステープラーの必要性が存在する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
概要
本開示の局面において、ハンドヘルド外科手術器具が提供される。ハンドヘルド外科手術器具は、駆動モーターと、駆動モーターによって制御され、少なくとも１つの指標を有する発射ロッドと、指標を検出するように構成されているセンサーとを含む。ハンドヘルド外科手術器具は、マイクロコントローラーも含み、このマイクロコントローラーは、駆動モーターを制御するために、その中に記憶されているパルス変調アルゴリズムを有する。マイクロコントローラーは、パルス変調アルゴリズム中のプログラム係数を調整するために、較正アルゴリズムを実行する。
【０００５】
指標は、発射ロッドにおける隆起、溝、刻み目、磁石、切欠き、または少なくとも１つのねじ筋であり得る。センサーは、線形変位センサーであり得る。
【０００６】
いくつかの局面において、器具は、発射ロッドが並進を始めるときと、センサーが指標を検出するときとの間の時間を決定するように構成されている位置計算器も含む。マイクロコントローラーは、決定された時間を位置計算器から受け取り、決定された時間を記憶されている所定の時間と比較する。マイクロコントローラーは、決定された時間と記憶されている所定の時間との間の比較に基づいて、プログラム係数を調整する。
【０００７】
他の局面において、センサーは、発射ロッドの線速度も決定し、線速度に基づいて、記憶されている所定の時間を選択する。
【０００８】
本開示の別の局面において、ハンドヘルド外科手術器具を較正するための方法が提供され、このハンドヘルド外科手術器具は、駆動モーターと、発射ロッドと、センサーと、マイクロコントローラーと、メモリーとを有し、このメモリーは、その中に記憶されているパルス変調アルゴリズムを有する。上記方法は、発射ロッドの並進を開始することと、発射ロッドにおける少なくとも１つの指標を検出することと、発射ロッドの並進が開始されるときと、指標が検出されるときとの間の時間を決定することとを含む。上記方法はまた、決定された時間を記憶されている所定の時間と比較することと、決定された時間と記憶されている所定の時間との間の比較に基づいて、パルス変調アルゴリズム中の少なくとも１つのプログラム係数を調整することとを含む。
【０００９】
いくつかの局面において、決定された時間が所定の時間よりも小さい場合、プログラム係数は、発射ロッドが比較的より短い距離を並進されるように調整される。
【００１０】
他の局面において、時間が所定の時間よりも大きい場合、プログラム係数は、発射ロッドが比較的より長い距離を並進されるように調整される。
【００１１】
複数の局面において、発射ロッドの線速度が決定され、記憶されている所定の時間が、決定された線速度に基づいて選択される。
例えば、本発明は、以下を提供する。
（項目１）
ハンドヘルド外科手術器具であって、該ハンドヘルド外科手術器具は、
駆動モーターと、
該駆動モーターによって制御され、少なくとも１つの指標を有する発射ロッドと、
該少なくとも１つの指標を検出するように構成されているセンサーと、
マイクロコントローラーと
を含み、該マイクロコントローラーは、その中に記憶されているパルス変調アルゴリズムを有し、該パルス変調アルゴリズムは、該駆動モーターを制御するように構成され、
該マイクロコントローラーは、該パルス変調アルゴリズム中の少なくとも１つのプログラム係数を調整するために、較正アルゴリズムを実行する、ハンドヘルド外科手術器具。
（項目２）
上記指標は、上記発射ロッドにおける隆起、溝、刻み目、磁石、切欠き、または少なくとも１つのねじ筋である、上記項目に記載のハンドヘルド外科手術器具。
（項目３）
上記センサーは、線形変位センサーである、上記項目のうちのいずれか一項に記載のハンドヘルド外科手術器具。
（項目４）
上記発射ロッドが並進を始めるときと、上記センサーが上記少なくとも１つの指標を検出するときとの間の時間を決定するように構成されている位置計算器をさらに含む、上記項目のうちのいずれか一項に記載のハンドヘルド外科手術器具。
（項目５）
上記マイクロコントローラーは、上記時間を上記位置計算器から受け取り、該時間を所定の時間と比較する、上記項目のうちのいずれか一項に記載のハンドヘルド外科手術器具。
（項目６）
上記マイクロコントローラーは、上記時間と上記所定の時間との間の上記比較に基づいて、上記少なくとも１つのプログラム係数を調整する、上記項目のうちのいずれか一項に記載のハンドヘルド外科手術器具。
（項目７）
上記センサーは、上記発射ロッドの線速度を決定する、上記項目のうちのいずれか一項に記載のハンドヘルド外科手術器具。
（項目８）
上記マイクロコントローラーは、上記発射ロッドの上記線速度に基づいて、上記所定の時間を選択する、上記項目のうちのいずれか一項に記載のハンドヘルド外科手術器具。
（項目９）
ハンドヘルド外科手術器具を較正するための方法であって、該ハンドヘルド外科手術器具は、駆動モーターと、発射ロッドと、センサーと、マイクロコントローラーと、メモリーとを有し、該メモリーは、その中に記憶されているパルス変調アルゴリズムを有し、該方法は、
該発射ロッドの並進を開始することと、
該発射ロッドにおける少なくとも１つの指標を検出することと、
該発射ロッドの並進が開始されるときと、該少なくとも１つの指標が検出されるときとの間の時間を決定することと、
該時間を所定の時間と比較することと、
該時間と該所定の時間との間の該比較に基づいて、該パルス変調アルゴリズム中の少なくとも１つのプログラム係数を調整することと
を含む、方法。
（項目１０）
上記発射ロッドの線速度を決定することと、
該発射ロッドの決定された線速度に基づいて、上記所定の時間を選択することと
をさらに含む、上記項目のうちのいずれか一項に記載の方法。
（項目１１）
上記時間が上記所定の時間よりも小さい場合、上記少なくとも１つのプログラム係数は、上記発射ロッドが比較的より短い距離を並進されるように調整される、上記項目のうちのいずれか一項に記載の方法。
（項目１２）
上記時間が上記所定の時間よりも大きい場合、上記少なくとも１つのプログラム係数は、上記発射ロッドが比較的より長い距離を並進されるように調整される、上記項目のうちのいずれか一項に記載の方法。
（開示の摘要）
ハンドヘルド外科手術器具のための較正方法が開示される。ハンドヘルド器具は、駆動モーターと、駆動モーターによって制御され、少なくとも１つの指標を有する発射ロッドと、少なくとも１つの指標を検出するように構成されているセンサーとを含む。マイクロコントローラーは、駆動モーターを制御するために、その中に記憶されているパルス変調アルゴリズムを含む。マイクロコントローラーは、パルス変調アルゴリズム中の少なくとも１つのプログラム係数を調整するために、較正アルゴリズムを実行する。
【００１２】
本対象の器具の様々な実施形態は、図面を参照して本明細書中に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本開示の例示的実施形態に従う動力式外科手術器具の斜視図である。
【図２】図２は、図１の動力式外科手術器具の部分的拡大斜視図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図１および図２の動力式外科手術器具の改変例の部分的拡大斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａの動力式外科手術器具の改変例の近位端面図である。
【図３】図３は、図１の動力式外科手術器具の部分的拡大平面図である。
【図４】図４は、図１の動力式外科手術器具の内部構成要素の部分的セクション図である。
【図４Ａ】図４Ａは、図４の動力式外科手術器具の改変例の内部構成要素の部分的な図である。
【図５】図５は、部品が分離されている、図１の動力式外科手術器具の関節運動機構の斜視図である。
【図６】図６は、第１の位置において配置されている図１の動力式外科手術器具の内部構成要素を示している部分的な断面図である。
【図７】図７は、第２の位置において配置されている図１の動力式外科手術器具の内部構成要素を示している部分的な断面図である。
【図８】図８は、部品が分離されている、図１の動力式外科手術器具の取り付けアセンブリ、およびローディングユニットの近位本体部分の斜視図である。
【図９】図９は、図１の動力式外科手術器具のエンドエフェクターの側面断面図である。
【図１０】図１０は、図１の動力式外科手術器具の内部構成要素を示している部分的拡大側面図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、図４Ａの動力式外科手術器具の改変例の内部構成要素の部分的拡大断面図である。
【図１１】図１１は、図１の動力式外科手術器具の単方向クラッチプレートの斜視図である。
【図１２】図１２は、図１の動力式外科手術器具の内部構成要素を示している部分的拡大側面図である。
【図１３】図１３は、図１の動力式外科手術器具の電源の概略的な線図である。
【図１４】図１４は、図１の動力式外科手術器具の電源を認証するための方法を例示しているフローチャート線図である。
【図１５Ａ】図１５Ａ〜図１５Ｂは、図１の動力式外科手術器具のローディングユニットの後方からの部分的斜視図である。
【図１５Ｂ】図１５Ａ〜図１５Ｂは、図１の動力式外科手術器具のローディングユニットの後方からの部分的斜視図である。
【図１６】図１６は、図１の動力式外科手術器具のローディングユニットを認証するための方法を例示しているフローチャート線図である。
【図１７】図１７は、図１の動力式外科手術器具のローディングユニットの斜視図である。
【図１８】図１８は、図１の動力式外科手術器具のエンドエフェクターの側面断面図である。
【図１９】図１９は、図１の動力式外科手術器具の側面断面図である。
【図２０】図２０は、図１の動力式外科手術器具の制御システムの概略的な線図である。
【図２１】図２１は、本開示の例示的実施形態に従うフィードバック制御システムの概略的な線図である。
【図２２Ａ】図２２Ａ〜図２２Ｂは、本開示の例示的実施形態に従うフィードバック制御システムのフィードバックコントローラーの正面からおよび後方からの斜視図である。
【図２２Ｂ】図２２Ａ〜図２２Ｂは、本開示の例示的実施形態に従うフィードバック制御システムのフィードバックコントローラーの正面からおよび後方からの斜視図である。
【図２３】図２３は、本開示の例示的実施形態に従うフィードバックコントローラーの概略的な線図である。
【図２４】図２４は、本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具の内部構成要素の部分的セクション図である。
【図２５】図２５は、本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具の内部構成要素の部分的斜視セクション図である。
【図２６】図２６は、本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具のノーズアセンブリの部分的斜視図である。
【図２７】図２７は、本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具の後退レバーの部分的斜視図である。
【図２８】図２８は、本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具の部分的斜視図である。
【図２９】図２９は、本開示の実施形態に従うレバーの斜視図である。
【図３０】図３０は、本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具のモジュール式後退アセンブリの斜視図である。
【図３１】図３１は、本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具の内部構成要素の拡大部分的セクション図である。
【図３２】図３２は、本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具の内部構成要素の拡大斜視セクション図である。
【図３３】図３３は、本開示の実施形態に従う器具のパワーヘッドの周りに１つ以上の密封部材を有する動力式外科手術器具の斜視図である。
【図３４】図３４は、図３３のパワーヘッドの部分的断面図であり、パワーヘッドおよび１つ以上の密封部材の内部構成要素を例示している。
【図３５】図３５は、本開示の１つの実施形態に従う、図３３および図３４のパワーヘッドのための電池パックまたは電源パックを例示している斜視図である。
【図３６】図３６は、本開示の１つの実施形態に従う密封部材を有する電池パックまたは電源パックの斜視図である。
【図３７】図３７は、本開示に従う外科手術器具のパワーヘッドのハウジングの外部の斜視図である。
【図３８】図３８は、図３７のパワーヘッドの部分的断面図であり、本開示の１つの実施形態に従う構造部材またはシャーシ上に取り付けられている動作構成要素のセットを例示している。
【図３９】図３９は、構造部材またはシャーシの一方の側の図であり、本開示の１つの実施形態に従う動作構成要素を取り付けるための特徴を示している。
【図４０】図４０は、図３６のパワーヘッドの分解斜視図であり、ハウジング部分、および本開示に従う構造部材またはシャーシ上に取り付けられている動作構成要素のセットを示している。
【図４１】図４１は、図３６のパワーヘッドの別の分解斜視図であり、ハウジング部分、および本開示に従う構造部材またはシャーシ上に取り付けられている動作構成要素のセットを示している。
【図４２】図４２は、図３９に例示されるような構造部材またはシャーシの側面の図であり、構造部材またはシャーシ上に取り付けられている動作構成要素のセットを例示している。
【図４３】図４３は、構造部材またはシャーシの別の側面の図であり、構造部材またはシャーシ上に取り付けられている動作構成要素のセットを例示している。
【図４４】図４４は、本開示の実施形態に従う動力式外科手術器具を較正するための方法を示しているフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
詳細な説明
次に、本開示の動力式外科手術器具の実施形態が、図面を参照して詳細に記載され、図面において、類似の参照数字は、数枚の図の各々における同一の要素または対応する要素を表す。本明細書中で用いられる場合、用語「遠位」は、ユーザーからより遠い、動力式外科手術器具、またはその構成要素のその部分を指し、一方、用語「近位」は、ユーザーにより近い、動力式外科手術器具、またはその構成要素のその部分を指す。
【００１５】
さらに、図面において、および以下の記載において、「正面」、「後方」、「上方」、「下方」、「頂部」、「底部」などのような用語は、記載の便宜上、単に使用され、本開示をそれらに限定することが意図されない。
【００１６】
本開示に従う、動力式外科手術器具（例えば、外科手術ステープラー）は、図において、参照数字１０と称される。最初に図１を参照すると、動力式外科手術器具１０は、ハウジング１１０と、内視鏡部分１４０であって、この内視鏡部分１４０は、それを通して延びている第１の長手方向軸Ａ−Ａを規定する、内視鏡部分１４０と、エンドエフェクター１６０であって、このエンドエフェクター１６０は、それを通して延びている第２の長手方向軸Ｂ−Ｂを規定する、エンドエフェクター１６０とを含む。内視鏡部分１４０は、ハウジング１１０から遠位方向に延び、エンドエフェクター１６０は、内視鏡部分１４０の遠位部分に隣接して配置されている。実施形態において、ハウジング１１０の構成要素は、微粒子の浸潤および／または流体の汚染に対して密封され、滅菌プロセスによる構成要素の損傷を防止することを助ける。
【００１７】
本開示の実施形態に従って、エンドエフェクター１６０は、１つ以上の外科手術ファスナーを有する第１の顎部材（例えば、カートリッジアセンブリ１６４）と、第２の対向する顎部材（例えば、アンビルアセンブリ１６２）とを含み、この第２の対向する顎部材は、外科手術ファスナーを配備して成形するためのアンビル部分を含む。特定の実施形態において、ステープルは、カートリッジアセンブリ１６４の中に収容されて、同時態様または逐次的態様のいずれかで直線的な列のステープルを身体組織に適用する。アンビルアセンブリ１６２およびカートリッジアセンブリ１６４のうちのいずれかの一方または両方は、アンビルアセンブリ１６２がカートリッジアセンブリ１６４から間隔が空けられている開放位置と、アンビルアセンブリ１６２がカートリッジアセンブリ１６４と並列整列している接近された位置または締め付けられた位置との間で互いに対して移動可能である。
【００１８】
エンドエフェクター１６０は、取り付け部分１６６に取り付けられ、この取り付け部分１６６は、本体部分１６８に旋回可能に取り付けられていることがさらに想定される。本体部分１６８は、動力式外科手術器具１０の内視鏡部分１４０と一体であり得るか、または交換可能な使い捨てローディングユニット（ＤＬＵ）もしくは単回使用ローディングユニット（ＳＵＬＵ）（例えば、ローディングユニット１６９）を提供するために、器具１０に取り外し可能に取り付けられ得る。特定の実施形態において、再使用可能な部分は、その後の外科手術手順における滅菌および再使用のために構成され得る。
【００１９】
ローディングユニット１６９は、差込み接続を通して内視鏡部分１４０に接続可能であり得る。ローディングユニット１６９がローディングユニット１６９の取り付け部分１６６に接続されている関節運動リンクを有し、関節運動リンクがリンケージロッドに接続され、その結果、リンケージロッドが第１の長手方向軸Ａ−Ａに沿って遠位−近位方向に並進される場合、エンドエフェクター１６０が関節運動されることが想定される。関節運動を可能にするために、エンドエフェクター１６０を内視鏡部分１４０に接続する他の手段（例えば、可撓性チューブ、または複数の旋回可能な部材を含むチューブ）が使用され得る。
【００２０】
ローディングユニット１６９は、様々なエンドエフェクター（例えば、脈管密封デバイス、線形ステープル留めデバイス、円形ステープル留めデバイス、カッターなど）を組み込み得るか、または組み込むように構成され得る。そのようなエンドエフェクターは、動力式外科手術器具１０の内視鏡部分１４０に結合され得る。ローディングユニット１６９は、関節運動しない線形ステープル留めエンドエフェクターを含み得る。中間可撓性シャフトは、ハンドル部分１１２とローディングユニットとの間に含まれ得る。可撓性シャフトの組み込みは、患者の身体の特定の領域へのアクセス、および／または患者の身体の特定の領域内でのアクセスを容易にし得ることが想定される。
【００２１】
図２を参照すると、本開示の実施形態に従って、ハウジング１１０の拡大図が例示されている。例示される実施形態において、ハウジング１１０は、ハンドル部分１１２を含み、このハンドル部分１１２は、その上に配置されている主駆動スイッチ１１４を有する。スイッチ１１４は、トグルスイッチとして一緒に形成されている第１のスイッチ１１４ａと第２のスイッチ１１４ｂとを含み得る。ハンドル軸Ｈ−Ｈを規定するハンドル部分１１２は、ユーザーの指によって把持されるように構成されている。ハンドル部分１１２は、動作中、ハンドル部分１１２がユーザーの手から絞り出されることを防止することを助ける十分な手のひら把握力を提供する人間工学的形状を有する。各スイッチ１１４ａおよび１１４ｂは、ユーザーの１つまたは複数の指によるその押し下げを容易にするために、ハンドル部分１１２上の適切な場所に配置されるものとして示されている。別の実施形態において、器具１０は、リブ特徴によって分離されている２つの別個のスイッチ１１４ａと１１４ｂとを含む。
【００２２】
さらに、図１および図２を参照すると、スイッチ１１４ａ、１１４ｂは、駆動モーター２００（図４）の移動を開始および／停止するために使用され得る。１つの実施形態において、スイッチ１１４ａは、駆動モーター２００を第１の方向に作動して、発射ロッド２２０（図６）を遠位方向に前進し、それにより、アンビルアセンブリ１６２およびカートリッジアセンブリ１６４を締め付けるように構成されている。反対に、スイッチ１１４ｂは、駆動モーター２００を逆方向に作動することによって、発射ロッド２２０を後退し、アンビルアセンブリ１６２およびカートリッジアセンブリ１６４を開放するように構成され得る。後退モード中、ステープル留めおよび切断モードが開始されると、機械的ロックアウト（示されない）が作動され、ローディングユニット１６９によるステープル留めおよび切断のさらなる進行を防止する。ロックアウトは、ステープルが先に配備された後、組織の切断を防止するために、ソフトウェアで重複してバックアップされている。トグルは、スイッチ１１４ａを作動するための第１の位置と、スイッチ１１４ｂを作動するための第２の位置と、第１の位置と第２の位置との間の中立位置とを有する。器具１０の駆動構成要素の動作の詳細は、より詳細に以下で議論される。
【００２３】
ハウジング１１０、特に、ハンドル部分１１２は、スイッチシールド１１７ａと１１７ｂとを含む。スイッチシールド１１７ａおよび１１７ｂは、リブのような形状を有し得、それぞれ、スイッチ１１４ａの底部部分およびスイッチ１１４ｂの頂部部分を取り囲んでいる。スイッチシールド１１７ａおよび１１７ｂは、スイッチ１１４の偶発的な作動を防止する。さらに、スイッチ１１４ａおよび１１４ｂは、作動のために、増大した圧力を必要とする高度に触知可能なフィードバックを有する。
【００２４】
１つの実施形態において、スイッチ１１４ａおよび１１４ｂは、複数の速度（例えば、２つ以上）の、増分または可変速度スイッチとして構成され、これらは、非線形態様において、駆動モーター２００および発射ロッド２２０の速度を制御する。例えば、スイッチ１１４ａ、ｂは、感圧性であり得る。このタイプの制御インターフェイスは、より遅いより正確なモードからより速い動作への、駆動構成要素の速度におけるゆるやかな増大を可能にする。後退の偶発的な作動を防止するために、スイッチ１１４ｂは、フェイルセーフスイッチが押圧されるまで、電気的に切断され得る。さらに、第３のスイッチ１１４ｃも、この目的のために使用され得る。さらに、または代替的に、フェイルセーフは、スイッチ１１４ｂを押圧し、約１００ミリ秒〜約２秒の所定の期間、保持することによって克服され得る。次に、発射ロッド２２０は、後退モード中に後退を停止するためにスイッチ１１４ａおよび１１４ｂが作動（例えば、押圧および解放）されない限り、その最初の位置まで自動的に後退する。スイッチ１１４ｂの解放後、スイッチ１１４ｂのその後の押圧は、後退を再開する。あるいは、他の実施形態において、発射ロッド２２０の後退は、たとえスイッチ１１４ｂが解放されても、完全な後退まで続き得る。他の実施形態は、たとえスイッチ１１４ｂが解放されても、発射ロッド２２０を完全に後退する発射ロッド２２０の自動後退モードを含む。上記モードは、スイッチ１１４ａまたは１１４ｂのうちの１つが作動される場合、いつでも中断され得る。
【００２５】
スイッチ１１４ａおよび１１４ｂは、電圧調節回路、可変抵抗回路、またはマイクロエレクトロニクスパルス幅変調回路として実装され得る非線速度制御回路１１５に結合されている。スイッチ１１４ａおよび１４４ｂは、可変制御デバイス（例えば、加減抵抗デバイス、マルチプルポジションスイッチ回路、線形および／または回転可変変位変換器、線形および／または回転電位差計、光学エンコーダー、強磁性センサー、ならびにホール効果センサー）を変位させるか、または作動させることによって制御回路１１５とインターフェイス接続し得る。このことは、スイッチ１１４ａおよび１１４ｂが複数の速度モードで駆動モーター２００を動作することを可能にする（例えば、スイッチ１１４ａおよび１１４ｂの押し下げに基づき、使用される制御回路１１５のタイプに依存して、増分に、または徐々にのいずれかで、駆動モーター２００の速度を徐々に増大する）。
【００２６】
特定の実施形態において、スイッチ１１４ｃも含まれ得（図１、図２、および図４）、その押し下げは、動作モードを締め付けから発射へ、機械的および／または電気的に変更し得る。スイッチ１１４ｃは、ハウジング１１０内の凹所に置かれており、誤った作動を防止するために、高度に触知可能なフィードバックを有する。発射モードを開始するために別個の制御スイッチを提供することは、エンドエフェクターの顎が繰り返し開閉することを可能にし、その結果、器具１０は、スイッチ１１４ｃが押圧され、従って、ステープル留めおよび／または切断モードを作動するまでグラスパーとして使用される。スイッチ１１４は、例えば、１つ以上のマイクロエレクトロニクススイッチを含み得る。例えば、マイクロエレクトロニクス膜スイッチは、触知可能な感触、小さい包装サイズ、人間工学的サイズおよび形状、低いプロフィール、スイッチ上の成形文字、シンボル、描写および／または指示を含む能力、ならびに低い材料費を提供する。さらに、スイッチ１１４（例えば、マイクロエレクトロニクス膜スイッチ）は、器具１０の滅菌を容易にすることを助けるために密封され得、ならびに粒子および／または流体の汚染を防止することを助ける。
【００２７】
スイッチ１１４に対する代替として、またはスイッチ１１４に加えて、他の入力デバイスが、声入力技術を含み得、それは、制御システム５０１（図２０）に組み込まれるハードウェアおよび／もしくはソフトウェア、またはそれに接続される別個のデジタルモジュールを含み得る。声入力技術は、声認識、声作動、声修正および／または埋込みスピーチを含み得る。ユーザーは、声の命令を通して、全体的に、または部分的に器具の動作を制御し、従って、他の器具を動作するために、ユーザーの手の一方または両方を自由にすることが可能であり得る。声または他の可聴出力はまた、ユーザーにフィードバックを提供するために使用され得る。
【００２８】
外科手術器具１０の説明を続ける前に、図２Ａおよび図２Ｂは、外科手術器具１０の改変例を例示している。より詳しくは、外科手術器具１０’は、部分的な砂時計形状を有するハンドル１１２’とともに構成されているハウジング１１０’を含む。外科手術器具１０’は、外科手術器具１０に対して、代替の人間工学的構成を提供する。
【００２９】
外科手術器具１０の説明に再び戻り、図３を参照すると、ユーザーインターフェイス１２０を有するハウジング１１０の近位領域１１８が示されている。ユーザーインターフェイス１２０は、スクリーン１２２と、複数のスイッチ１２４とを含む。ユーザーインターフェイス１２０は、器具１０の様々なタイプの動作のパラメーターを表示し得、それは、器具１０に配置されているセンサーによって報告され、かつユーザーインターフェイス１２０に通信される情報に基づき得る。例示的な動作のパラメーターとしては、「モード」（例えば、回転、関節運動、または作動）、「状態」（例えば、関節運動の角度、回転の速度、または作動のタイプ）、および「フィードバック」（例えば、ステープルが発射されたかどうか））が挙げられる。エラーおよび他のコード（例えば、不適切な装填、電池交換、電池レベル、概算の残りの発射数、または任意の機能していないサブシステム）も、ユーザーインターフェイス１２０上に表示され得る。
【００３０】
スクリーン１２２は、ＬＣＤスクリーン、プラズマスクリーン、エレクトロルミネセントスクリーンなどであり得る。１つの実施形態において、スクリーン１２２は、スイッチ１２４の必要性を除去するタッチスクリーンであり得る。タッチスクリーンは、抵抗型、表面波、容量性、赤外線、ひずみゲージ、光学、分散性信号、または音響パルス認識タッチスクリーン技術を組み込み得る。タッチスクリーンは、ユーザーが動作のフィードバックを見ながら入力を提供することを可能にするために使用され得る。このアプローチは、密封されたスクリーン構成要素を可能にし、器具１０を滅菌することを助け、ならびに粒子および／または流体の汚染を防止する。特定の実施形態において、スクリーン１２２は、使用中または準備中に融通自在にスクリーンを見るために、（例えば、ヒンジ、またはボールおよびソケットマウントを介して）器具１０に旋回可能または回転可能に取り付けられている。
【００３１】
スイッチ１２４は、器具１０の移動を開始および／または停止するため、ならびに単回使用ローディングユニット（ＳＵＬＵ）もしくは使い捨てローディングユニット（ＤＬＵ）のタイプ、旋回方向、速度、および／またはトルクを選択するために使用され得る。少なくとも１つのスイッチ１２４が、様々な設定に優先する緊急モードを選択するために使用され得ることも想定される。スイッチ１２４はまた、スクリーン１２２における様々なオプションを選択するために使用され得る（例えば、ユーザーインターフェイスメニューを検索し、様々な設定を選択しながらプロンプトに応答し、ユーザーが異なる組織のタイプ、ならびにステープルカートリッジの様々なサイズおよび長さを入力することを可能にする）。
【００３２】
スイッチ１２４は、マイクロエレクトロニクスの触知可能な膜または触知可能ではない膜、ポリエステル膜、エラストマー、プラスチック、または様々な形状およびサイズの金属キーから形成され得る。さらに、ユーザーがユーザーインターフェイス１２０を見る必要なく適切なスイッチを押し下げることを可能にするために、スイッチは、互いに異なる高さで位置決めされ得、および／または高くなったしるし、もしくは他の組織構造上の特徴（例えば、凹面または凸面）を含み得る。
【００３３】
スクリーン１２４の他に、ユーザーインターフェイス１２０は、１つ以上の視覚出力１２３を含み得、視覚出力１２３は、フィードバックをユーザーに伝えるために、１つ以上の、色のついた可視光または発光ダイオード（「ＬＥＤ」）を含み得る。視覚出力１２３は、様々な形状、サイズ、および色の対応する指標を含み得、この指標は、視覚出力１２３を識別する番号および／またはテキストを有する。視覚出力１２３は、出力１２３が、ハウジング１１０に対して高くされ、突出するように、ハウジング１１０の頂部に配置され、そのより良好な可視性を提供する。
【００３４】
複数のライトは、特定の動作モードをユーザーに例示するために、特定の組み合わせで表示する。１つの実施形態において、視覚出力１２３は、第１のライト（例えば、黄色）１２３ａと、第２のライト（例えば、緑色）１２３ｂと、第３のライト（例えば、赤色）１２３ｃとを含む。ライトは、下の表１に列挙されるように、特定の動作モードと関連付けられている特定の組み合わせで動作される。
【表１−１】
2016198491.tif 000003
【表１−２】
2016198491.tif 000004
【００３５】
別の実施形態において、視覚出力１２３は、単一のマルチカラーＬＥＤを含み得、それは、表１における第１のライト、第２のライト、および第３のライトに関して上で議論されるように、動作モードに関連付けられている特定の色を表示する。
【００３６】
ユーザーインターフェイス１２０は、様々な状態の変化（例えば、電池の消耗、空のカートリッジなど）をユーザーに伝えるために、音声出力１２５（例えば、トーン、ベル、ブザー、一体型スピーカーなど）も含む。可聴フィードバックが、視覚出力１２３とともに、または視覚出力１２３の代わりに使用され得る。可聴フィードバックは、単一または複数のパルスシーケンスでのクリック（ｃｌｉｃｋ）、スナップ（ｓｎａｐ）、ビープ（ｂｅｅｐ）、響き（ｒｉｎｇ）、およびブザーの形態で提供され得る。１つの実施形態において、模造の機械音は、予め録音され得、それは、従来の非動力式器具の機械的ロックアウトおよび機構によって生成されるクリック音および／またはスナップ音を再現する。このことは、器具１０の実際の構成要素を通してそのような機械音を生成する必要性を排除し、また、他の手術室装置に通常関連付けられているビープおよび他の電子音の使用を避け、それにより、外部可聴フィードバックからの混乱を防止する。器具１０は、１つ以上のマイクロホンまたは他の声入力デバイスを含み得、それらは、クリアなフィードバック認識のために、バックグラウンドノイズレベルを決定し、それに応じて可聴フィードバック音量を調整するために使用され得る。
【００３７】
器具１０はまた、ハウジング１１０内の触覚機構（明示的には示されない）を通して、触覚または振動性フィードバックを提供し得る。触覚フィードバックは、音声および視覚フィードバックに頼る手術室装置との混同を避けるために、聴覚および視覚フィードバックとともに、またはその代わりに使用され得る。触覚機構は、脈動する態様で振動する非同期式モーターであり得る。１つの実施形態において、振動は、約２０Ｈｚまたはそれより大きい振動数においてであり、複数の実施形態において、約２０Ｈｚ〜約６０Ｈｚの振動数においてであり、振動作用がローディングユニット１６９に到達することを制限するために、２ｍｍまたはそれより小さい振幅、複数の実施形態において、約０．２５ｍｍ〜約２ｍｍの振幅を有する変位を提供する。
【００３８】
表示された項目の間のさらなる区別のために、ユーザーインターフェイス１２０が、スクリーンおよび／またはスイッチ上に、異なる色および／または強さのテキストを含み得ることが想定される。視覚、聴覚、または触覚のフィードバックは、強さにおいて増大または減少し得る。例えば、フィードバックの強さは、器具における力が、過大になりつつあることを示すために使用され得る。
【００３９】
図２、図３、および図４は、関節運動機構１７０を例示し、この関節運動機構１７０は、関節運動ハウジング１７２と、動力式関節運動スイッチ１７４と、関節運動モーター１３２と、手動関節運動ノブ１７６とを含む。関節運動スイッチ１７４は、ハウジング１１０の各側にアーム１７４ａおよび１７４ｂを有するロッカーおよび／またはスライドスイッチであり得、その右手側または左手側のいずれかの使用をも可能にする。動力式関節運動スイッチ１７４の並進は、関節運動モーター１３２を作動する。手動関節運動ノブ１７６の旋回は、図５に示されるように、関節運動機構１７０の関節運動歯車２３３を作動する。関節運動機構１７０の作動は、スイッチ１７４またはノブ１７６のいずれかによって、エンドエフェクター１６０が、長手方向軸Ｂ−Ｂが長手方向軸Ａ−Ａと実質的に整列されているその第１の位置から、長手方向軸Ｂ−Ｂが長手方向軸Ａ−Ａに対して、ある角度で配置されている位置に向かって移動することをもたらす。好ましくは、複数の関節運動された位置が達成される。動力式関節運動スイッチ１７４も、スイッチ１１４ａおよび１１４ｂによって制御されるような、締め付け機構と同様の非線速度制御装置を組み込み得る。
【００４０】
さらに、ハウジング１１０は、スイッチシールド１１７ｃおよび１１７ｄを含み、スイッチシールド１１７ｃおよび１１７ｄは、翼のような形状を有し、ハウジング１１０の頂部表面からスイッチ１７４の上に延びている。スイッチシールド１１７ｃまたは１１７ｄは、器具１０が下に置かれる場合の、または使用中の物理的傷害物による、スイッチ１７４の偶発的な作動を防止し、関節運動機構１７０を作動するために、ユーザーがシールド１６９の下に手を伸ばすことを必要とする。
【００４１】
第１の長手方向軸Ａ−Ａの周りでの回転ノブ１８２の回転は、ハウジングアセンブリ１８０、ならびに関節運動ハウジング１７２および手動関節運動ノブ１７６が、第１の長手方向軸Ａ−Ａの周りで回転することをもたらし、従って、第１の長手方向軸Ａ−Ａの周りでの発射ロッド２２０の遠位部分２２４およびエンドエフェクター１６０の対応する回転をもたらす。関節運動機構１７０は、第１の伝導性リング１５７および第２の伝導性リング１５９に電気機械的に結合され、第１の伝導性リング１５７および第２の伝導性リング１５９は、図４および図２６に示されるように、ハウジングノーズアセンブリ１５５上に配置されている。伝導性リング１５７および１５９は、ノーズアセンブリ１５５上に、はんだ付け、のり付け、プレスばめ、スナップばめ、または圧着され得、電源４００と電気的に接触しており、それにより、関節運動機構１７０に電力を提供する。ノーズアセンブリ１５５は、モジュール式であり得（例えば、ハウジング１１０から分離している）、リングを取り付ける前述の方法を容易にするために、組み立て中、ハウジング１１０に取り付けられ得る。関節運動機構１７０は、伝導性リング１５７および１５９と接触している１つ以上のブラシおよび／またはばねが装填された接点を含み、その結果、ハウジングアセンブリ１８０が関節運動ハウジング１７２とともに回転される場合、関節運動機構１７０は、伝導性リング１５７および１５９と連続的に接触し、それにより、電源４００から電力を受け取る。
【００４２】
関節運動ハウジング１７２、動力式関節運動スイッチ１７４、手動関節運動ノブ１７６、および関節運動をエンドエフェクター１６０に提供することのさらなる詳細は、米国特許第７，４３１，１８８号に詳細に記載され、その内容は、本明細書によりその全体が参考として援用される。リミットスイッチ、近接センサー（例えば、光学および／または強磁性）、線形可変変位変換器、またはハウジング１１０内に配置され得るシャフトエンコーダーの任意の組み合わせが、エンドエフェクター１６０の関節運動の角度および／または発射ロッド２２０の位置を制御および／または記録するために利用され得ることが想定される。
【００４３】
図４、図５〜図１０、および図１１〜図１２は、器具１０の様々な内部構成要素を例示し、この器具１０は、駆動モーター２００と、内部がねじ切りされている駆動チューブ２１０と、近位部分２２２と遠位部分２２４とを有する発射ロッド２２０とを含む。駆動チューブ２１０は、それを通る駆動チューブ軸Ｃ−Ｃの周りで回転可能である。駆動モーター２００は、駆動チューブ２１０と機械的に協働して配置され、駆動歯車軸Ｃ−Ｃの周りで駆動チューブ２１０を回転するように構成されている。１つの実施形態において、駆動モーター２００は、電気モーターまたは歯車モーターであり得、それは、そのハウジング内に組み込まれている伝動装置を含み得る。
【００４４】
ハウジング１１０は、図３に例示されるように、２つの半体１１０ａおよび１１０ｂから形成され得る。２つのハウジング部分半体１１０ａおよび１１０ｂは、ハウジング部分１１０ａと１１０ｂとを整列するボスロケーター１１１において、ねじを用いて互いに取り付けられ得る。１つの実施形態において、超音波溶接ディレクターは、半体１１０ａと１１０ｂとを取り付けて、ハウジングを外部汚染から密封するために使用され得る。さらに、ハウジング１１０は、プラスチックから形成され得、ツーショット成形プロセスを介してハウジング１１０の内部表面に適用されるゴム製支持部材を含み得る。ゴム製支持部材は、駆動構成要素（例えば、駆動モーター２００）の振動を器具１０の残りのものから隔離し得る。
【００４５】
ハウジング半体１１０ａおよび１１０ｂは、半体１１０ａと１１０ｂとを相互接続するプラスチックの薄いセクション（例えば、一体丁番）を介して互いに取り付けられ得、半体１１０ａと１１０ｂとを切り離すことによって、ハウジング１１０が開放されることを可能にする。
【００４６】
１つの実施形態において、駆動構成要素（例えば、駆動モーター２００、駆動チューブ２１０、および発射ロッド２２０などを含む）は、支持プレート上に取り付けられ得、駆動構成要素が、器具１０が使用された後にハウジング１１０から取り外されることを可能にする。支持プレート土台は、ヒンジ接続されたハウジング半体１１０ａおよび１１０ｂとともに、特定の内部構成要素の再使用可能性および再利用可能性を提供し、一方で、その汚染を制限する。
【００４７】
より詳しくは、支持プレートととして、外科手術器具またはデバイスのための別個の内部構造部材またはシャーシを提供することによって、組み立て、保守、再処理、再使用、または再利用がより容易である、より強く、より高精度のアセンブリが生産され得る。
【００４８】
概して、そのような構造部材またはシャーシは、はるかにより小さいものであり得、従って、同様の製造プロセスで生産される場合、全ての包括的なハンドルセットカバー（例えば、少なくとも第１のハウジング部分１１０ａと第２のハウジング部分１１０ｂとを有するハウジング１１０）よりも寸法的に正確である。さらなる基準面および位置付け特徴がまた、構造部材またはシャーシへ、その幾何学的形状に起因して設計され得、それは、ハウジング１１０の外部表面の設計から実質的に独立している。ハウジング１１０の外部表面の幾何学的形状は、強度の多くの局面を妨害し得、「ネットシェイプ」成形特徴の数多くの局面を制限し得る。
【００４９】
より高精度の製造方法またはプロセスも構造部材またはシャーシに適用され、ハンドルセットカバーと比較される場合、的確さを増大し、必要とされる許容誤差を減少し得る。構造部材またはシャーシは、ハンドルセットカバーと比較される場合、より高い強度／性能の材料、および／またはさらなる構造から形成され得、それにより、ハウジング１１０内に含まれる少なくとも動作構成要素の頑健性および疲労寿命を改善する。すなわち、さらなる精度、整列、および強度は、外科手術器具１０もしくは１０’（特に、より高い線速度および／または回転速度／負荷下で動作する電気機械式または空気圧サブシステムによって駆動および／または動力供給される器具について）の機構、軸受、歯車、クラッチ、および／またはカップリングのためになり得る。構造部材またはシャーシからの追加の構造は、極端な、または反復的な疲労負荷を支持し得、誤整合および／または機械的故障をもたらし得る変形を防止する。
【００５０】
ファスナー取り付け点および／または特徴を構造部材またはシャーシの側面に統合することは、全ての機能的アセンブリの整列を維持しながら、ハウジング部分１１０ａおよび１１０ｂが容易に取り外されるか、または交換されることを可能にする。構成要素は、複数のアクセス面から組み立てられ得、それにより、外科手術器具の全体の組み立て、保守、再処理、再使用、および再利用を単純にする。
【００５１】
図４Ａは、改変例の外科手術器具１０’の内部構成要素を例示している。図４Ａは、図４に対する概括的な比較のために提供され、本明細書中で詳細に議論されない。
【００５２】
外科手術器具１０の説明に再び戻り、図４、図５、図６、および図７を参照すると、発射ロッドカップリング１９０が例示されている。発射ロッドカップリング１９０は、発射ロッド２２０の近位部分２２２と遠位部分２２４との間にリンクを提供する。特に、発射ロッドカップリング１９０は、発射ロッド２２０の近位部分２２２に対する発射ロッド２２０の遠位部分２２４の回転を可能にする。従って、発射ロッドカップリング１９０は、整列プレート３５０を参照して下で議論されるように、発射ロッド２２０の近位部分２２２が回転しないままであることを可能にし、一方で、（例えば、回転ノブ１８２の回転の際に）発射ロッド２２０の遠位部分２２４の回転を可能にする。
【００５３】
図６および図７を参照すると、発射ロッド２２０の近位部分２２２は、ねじ切りされた部分２２６を含み、このねじ切りされた部分２２６は、駆動チューブ２１０の内部がねじ切りされた部分２１２を通って延びている。発射ロッド２２０と駆動チューブ２１０との間のこの関係は、駆動モーター２００の回転に応答した駆動チューブ２１０の回転の際、矢印ＤおよびＥの方向に、駆動チューブ２１０のねじ切りされた部分２１２に沿って、発射ロッド２２０が遠位方向および／または近位方向に移動することをもたらす。駆動チューブ２１０が第１の方向（例えば、時計回り）に回転する場合、発射ロッド２２０は、近位方向に移動する。図６に例示されるように、発射ロッド２２０は、その最近位端に配置される。駆動チューブ２１０が第２の方向（例えば、反時計回り）に回転する場合、発射ロッド２２０は、遠位方向に移動する。図６に例示されるように、発射ロッド２２０は、その最遠位端に配置される。
【００５４】
発射ロッド２２０は、特定の限界内で、遠位方向および近位方向に並進可能である。特に、発射ロッド２２０の近位部分２２２の第１の端部２２２ａは、整列プレート３５０と組み合わせて機械的止め具として働く。すなわち、発射ロッド２２０が近位方向に並進される場合の後退の際に、第１の端部２２２ａは、整列プレート３５０の遠位表面３５１と接触し、従って、図６に示されるように、発射ロッド２２０の引き続きの近位方向の並進を防止する。さらに、近位部分２２２のねじ切りされた部分２２６は、整列プレート３５０と組み合わせて機械的止め具として働く。すなわち、発射ロッド２２０が遠位方向に並進される場合、ねじ切りされた部分２２６は、整列プレート３５０の近位表面３５３と接触し、従って、図７に示されるように、発射ロッド２２０のさらなる遠位方向の並進を防止する。整列プレート３５０は、それを通るアパーチャを含み、このアパーチャは、丸くない断面を有する。アパーチャの丸くない断面は、発射ロッド２２０の近位部分２２２の回転を防止し、従って、発射ロッド２２０の近位部分２２２を、それを通る軸方向の並進に限定する。さらに、近位軸受３５４および遠位軸受３５６は、駆動チューブ２１０の回転を容易にするために、駆動チューブ２１０の周りに少なくとも部分的に配置され、一方で、駆動チューブ２１０をハウジング１１０内に整列することを助ける。駆動チューブ２１０は、駆動チューブ２１０の各端部において遠位半径方向フランジ２１０ａと近位半径方向フランジ２１０ｂとを含み、これらは、それぞれ、駆動チューブ２１０を遠位軸受３５６と近位軸受３５４との間に保持する。
【００５５】
第１の方向（例えば、反時計回り）への駆動チューブ２１０の回転は、発射ロッド２２０の遠位方向の並進と対応し、この並進は、エンドエフェクター１６０の顎部材１６２または１６４（例えば、アンビルアセンブリ１６２およびカートリッジアセンブリ１６４）を作動し、それらの間に保持されている組織を把持するか、または締め付ける。発射ロッド２２０のさらなる遠位方向の並進は、カムバーおよび／または作動そり７４（図９）を作動することによって、外科手術ファスナーをエンドエフェクター１６０から射出し、組織を留める。さらに、発射ロッド２２０はまた、ナイフ（明示的には示されない）を作動して、組織を切断するように構成され得る。第２の方向（例えば、時計回り）への駆動チューブ２１０の回転に対応している発射ロッド２２０の近位方向の並進は、アンビルアセンブリ１６２およびカートリッジアセンブリ１６４ならびに／またはナイフを作動して、対応する発射前の位置に後退するか、または戻す。エンドエフェクター１６０を発射すること、および他の方法で作動することのさらなる詳細は、米国特許第６，９５３，１３９号に詳細に記載され、その開示は、本明細書により本明細書中で参考として援用される。
【００５６】
図８は、ローディングユニット１６９の部分的分解図を示している。エンドエフェクター１６０は、駆動梁または駆動部材２６６を有する軸駆動アセンブリ２１３によって作動され得る。駆動梁２１３の遠位端は、ナイフ刃を含み得る。さらに、駆動梁２１３は、１対のカム部材４０ａを有する保持フランジ４０を含み、１対のカム部材４０ａは、長手方向への駆動梁２１３の前進中に、アンビルアセンブリ１６２およびカートリッジアセンブリ１６４を係合する。駆動梁２１３は、ステープルカートリッジ１６４を通って長手方向に作動そり７４を前進する。図９に示されるように、そり７４は、そり７４が前進される場合に、カートリッジアセンブリ１６４のスロットの中に配置されているプッシャー６８を係合するためのカムウェッジを有する。スロットの中に配置されているステープル６６は、プッシャー６６によって、組織を通って、アンビルアセンブリ１６２に対して駆動される。
【００５７】
図１０を参照すると、駆動モーターシャフト２０２が示され、この駆動モーターシャフト２０２は、駆動モーター２００に取り付けられているトランスミッション２０４から延びている。駆動モーターシャフト２０２は、クラッチ３００と機械的に協働している。駆動モーターシャフト２０２は、駆動モーター２００によって回転され、従って、クラッチ３００の回転をもたらす。クラッチ３００は、クラッチプレート３０２とばね３０４とを含み、クラッチプレート３０２上に配置されているウェッジ形の部分３０６を有することが示されており、ウェッジ形の部分３０６は、駆動チューブ２１０の近位面２１６上に配置されているインターフェイス（例えば、ウェッジ２１４）と嵌合するように構成されている。
【００５８】
ばね３０４は、トランスミッション２０４と駆動チューブ２１０との間に例示されている。特に、および図１０に例示される実施形態に従って、ばね３０４は、クラッチ面３０２とクラッチ座金３０８との間に例示されている。さらに、駆動モーター２００およびトランスミッション２０４は、モーターマウント３１０上に取り付けられている。図８に例示されるように、モーターマウント３１０は、モーターマウント３１０中に配置されているスロット３１２およびハウジング１１０上に配置されている突出部３１４を介して、ハウジング１１０に対して近位方向および遠位方向に調整可能である。
【００５９】
本開示の実施形態において、クラッチ３００は、駆動構成要素におけるトルクおよび高い慣性負荷を制限するために、滑り二方向クラッチとして実装されている。クラッチ３００のウェッジ形の部分３０６は、閾値の力がクラッチばね３０４を介してクラッチプレート３０２に適用されない限り、駆動チューブ２１０の近位面２１６のウェッジ２１４に対して滑るように構成され、配置されている。さらに、ウェッジ形の部分３０６およびウェッジ２１４が滑ることなく係合するために必要とされる閾値の力をばね３０４が適用する場合、駆動チューブ２１０は、駆動モーター２００の回転の際に回転する。ウェッジ形の部分３０６および／またはウェッジ２１４は、発射力が発射ロッド２２０において達成される場合、互いに対して一方向および／または両方向（すなわち、時計回りおよび／または反時計回り）に滑るように構成されていることが想定される。
【００６０】
図１０Ａは、図２Ａ、図２Ｂ、および図４Ａに関して上に記載されるように、外科手術器具１０’の内部構成要素の部分的拡大図を例示している。再び、同様の態様で、図１０Ａが、図１０に対する概括的な比較のために提供され、本明細書中で詳細に議論されない。外科手術器具１０と共通している構成要素のうちのいくつかは、外科手術器具１０に付属する対応する識別数字で識別されている。
【００６１】
外科手術器具１０の説明に再び戻り、図１１および図１２を参照すると、クラッチ３００は、単方向クラッチプレート７００とともに示されている。クラッチプレート７００は、複数のウェッジ形の部分７０２を含み、各々が、滑り面７０４と把握面７０６とを有する。滑り面７０４は、所定の負荷まで駆動チューブ２１０のウェッジ２１４を係合する湾曲したエッジを有する。把握面７０６は、平らなエッジを有し、この平らなエッジは、駆動チューブ２１０を完全に係合し、滑りを防止する。クラッチプレート７００が逆方向（例えば、反時計回り）に回転される場合、ウェッジ形の部分７０２の把握面７０６は、滑ることなくウェッジ２１４を係合し、駆動モーター２００からの完全なトルクを提供する。この特徴は、極端な負荷シナリオ中、後退下で、顎１６２、１６４が開放することを確実にすることを助ける。クラッチプレート７００が前方方向（例えば、時計回り）に回転される場合、ウェッジ形の部分７０２の滑り面７０４は、ウェッジ２１４を係合し、駆動チューブ２１０に伝達されるトルクを制限する。従って、滑り面７０４に適用される負荷が限界を超える場合、クラッチ３００は滑り、駆動チューブ２１０は、回転されない。これは、モーターおよび駆動構成要素からのエンドエフェクター１６０または組織に対する高負荷損傷を防止し得る。より詳しくは、器具１０の駆動機構は、逆方向よりもより少ないトルクで前方方向へ駆動ロッド２２０を駆動し得る。さらに、電子クラッチも、以下でより詳細に議論されるように、モーターポテンシャルを増大、または減少するために使用され得る（例えば、駆動モーター２００、駆動チューブ２１０、クラッチアセンブリ３００、整列プレート３５０、および発射ロッド２２０の任意の部分とともに、前方、または逆に駆動ロッド２２０を駆動すること）。
【００６２】
駆動モーターシャフト２０２が、Ｄ字形または丸くない断面７０８を含むことがさらに想定され、この断面７０８は、実質的に平らな部分７１０と、丸みのある部分７１２とを含む。従って、駆動モーターシャフト２０２がクラッチプレート７００に対して並進可能である一方で、駆動モーターシャフト２０２は、駆動モーターシャフト２０２の回転の際に、クラッチプレート７００に対して「滑」らない。すなわち、駆動モーターシャフト２０２の回転は、クラッチプレート７００の滑りのない回転をもたらす。
【００６３】
ローディングユニットは、本開示に従う特定の実施形態において、軸駆動アセンブリを含み、この軸駆動アセンブリは、発射ロッド２２０と協働して、エンドエフェクター１６０のアンビルアセンブリ１６２とカートリッジアセンブリ１６４とを接近させ、ステープルカートリッジからステープルを発射する。軸駆動アセンブリは、上で議論されるように、および米国特許第６，９５３，１３９号の特定の実施形態において開示されるように、ステープルカートリッジを通って遠位方向に移動する梁を含み得、ステープルが発射された後、後退され得る。
【００６４】
図４を参照すると、器具１０は、電源４００を含み、この電源４００は、再充電可能な電池（例えば、鉛ベース、ニッケルベース、リチウムイオンベースなど）であり得る。電源４００が、少なくとも１つの使い捨て電池を含むことも想定される。使い捨て電池は、約９ボルトと約３０ボルトとの間であり得る。
【００６５】
電源４００は、器具１０のエネルギーおよび電圧ポテンシャルの要求に依存して、１つ以上の電池セル４０１を含む。さらに、電源４００は、１つ以上のウルトラキャパシター４０２を含み得、それは、従来のキャパシターよりもはるかに高いそれらのエネルギー密度に起因して、補足的な電力保管所として働く。ウルトラキャパシター４０２は、高エネルギー引き込み中、セル４０１とともに使用され得る。セル４０１は、代表的に、すばやく電流が引き込まれることが可能ではない遅い排出デバイスであるので、ウルトラキャパシター４０２は、セル４０１によって単独で提供され得るよりも速くエネルギーが所望／必要とされる場合（例えば、厚い組織の締め付け、迅速な発射、締め付けなどの場合）、突発電力のために使用され得る。この構成は、セルにおける電流負荷を低減し、それにより、セル４０１の数を低減し得る。ウルトラキャパシター４０２はまた、システム電圧を調節し得、モーター２００および発射ロッド２２０のより一致した速度を提供する。セル４０１が、キャパシターを充電するために、ウルトラキャパシター４０２に接続され得ることが想定される。
【００６６】
電源４００は、駆動モーター２００とともに取り外し可能であり得、これらの構成要素の再利用および器具１０の再使用を提供する。別の実施形態において、電源４００は、外部電池パックであり得、この外部電池パックは、ユーザーによって、ベルトおよび／またはハーネス上に身に着けられ、使用中、器具１０に配線される。
【００６７】
電源４００は、絶縁シールド４０４内に封入され、この絶縁シールド４０４は、吸収性、耐炎性、および難燃性の材料から形成され得る。シールド４０４は、器具１０の構成要素を電源４００から電気的および熱的に隔離している。より詳しくは、シールド４００は、電源４００によって生成される熱が、器具１０の他の構成要素を加熱することを防止する。さらに、シールド４０４はまた、激しい使用および／または損傷中に、セル４０２から漏れ得る任意の化学物質または流体を吸収するように構成され得る。
【００６８】
電源４００は、電力アダプター４０６に結合され得、この電力アダプター４０６は、外部電源（例えば、ＤＣ変圧器）に接続されるように構成されている。外部電源は、電源４００を再充電するために使用され得るか、またはさらなる電力の要求のために提供され得る。電力アダプター４０６はまた、電気外科手術発電機とインターフェイス接続するように構成され得、この電気外科手術発電機は、次に、器具１０に電力供給し得る。この構成において、器具１０は、ＡＣからＤＣへの電源も含み、このＡＣからＤＣへの電源は、電気外科手術発電機からのＲＦエネルギーを変換し、器具１０に電力供給する。
【００６９】
別の実施形態において、電源４００は、誘導性充電インターフェイスを用いて再充電される。電源４００は、ハウジング１１０の近位部分内に配置されている誘導コイル（明示的には示されない）に結合される。誘導コイルは、電磁界内に置かれる際、エネルギーを電流に変換し、この電流は、次に、電源４００を充電するために使用される。電磁界は、基地局（明示的には示されない）によって生み出され得、この基地局は、誘導コイルが電磁界によって覆われるように、ハウジング１１０の近位部分とインターフェイス接続するように構成されている。この構成は、外部接点の必要性を排除し、ハウジング１１０の近位部分が、流体への曝露および汚染を防止する防水環境内に電源４００および誘導コイルを密封することを可能にする。
【００７０】
図６を参照すると、器具１０は、１つ以上の安全回路（例えば、放電回路４１０、ならびにモーターおよび電池で動作するモジュール４１２）も含む。明瞭にするために、器具１０の様々な電子構成要素を相互接続しているワイヤーおよび他の回路要素は示されていないが、そのような電気機械的接続ワイヤーが本開示によって企図される。器具１０の特定の構成要素は、無線で通信し得る。
【００７１】
放電回路４１０は、スイッチ４１４および抵抗型負荷４１７に結合され、スイッチ４１４および抵抗型負荷４１７は、次に、電源４００に結合されている。スイッチ４１４は、ユーザーに作動されるスイッチまたは自動（例えば、タイマー、カウンター）スイッチであり得、それは、（例えば、外科手術手順の終わりに）安全な低温廃棄のために、電源４００が完全に放電される必要がある場合に作動される。スイッチ４１４が作動されると、電源４００のポテンシャルが負荷４１７に向けられるように、負荷４１７が電源４００に電気的に接続される。自動スイッチは、電源４００を放電するために、所定の動作期間または使用回数後に、自動的に作動されるタイマー、またはカウンターであり得る。負荷４１７は、セル４０１の全てを完全に、および安全に放電するために十分な所定の抵抗を有する。
【００７２】
モーターおよび電池で動作するモジュール４１２は、器具１０の安全な動作を確実にするために、駆動モーター２００および電源４００内の温度を決定する１つ以上の熱センサー４１３に結合されている。センサーは、電源４００内の電流引き込みを決定するための電流計、サーミスター、サーモパイル、熱電対、熱赤外線センサーなどであり得る。これらの構成要素の温度をモニタリングすることは、その上にかけられる負荷の決定を可能にする。これらの構成要素を通って流れる電流の増大は、その中の温度の上昇をもたらす。温度および／または電流引き込みデータは、次に、電力消費を効率的な態様で制御するために使用され得るか、または動作の安全レベルを保証するために使用され得る。
【００７３】
器具１０の安全で信頼できる動作を確実にするために、電源４００が本物であり、および／または有効であり（例えば、厳しい質および安全の基準に従う）、所定の温度範囲内で動作していることを確実にすることが望ましい。電源４００が有効であるという認証は、低い質に起因する患者および／またはユーザーへの傷害のリスクを最小にする。
【００７４】
図１３を参照すると、電源４００が示され、この電源４００は、それに結合されている１つ以上の電池セル４０１と、熱センサー４１３と、埋込みマイクロコントローラー４０５とを有する。マイクロコントローラー４０５は、電源４００を認証するために、有線および／または無線の通信プロトコールを通して、器具１０のマイクロコントローラー５００（図６、図１３、および図２０）に結合されている。１つの実施形態において、熱センサー４１３は、埋込みマイクロコントローラー４０５に結合される代わりに、マイクロコントローラー５００に直接結合され得る。熱センサー４１３は、サーミスター、サーモパイル、熱電対、熱赤外線センサー、抵抗温度検出器、線形活性サーミスター、温度反応性色変化ストリップ、バイメタル接点スイッチなどであり得る。熱センサー４１３は、測定された温度をマイクロコントローラー４０５および／またはマイクロコントローラー５００へ報告する。
【００７５】
埋込みマイクロコントローラー４０５は、図１３に例示されているマイクロコントローラー５００とともに、いわゆるチャレンジ応答認証アルゴリズムを実行する。ステップ６３０において、電源４００は、器具１０に接続され、器具１０は、スイッチがオンにされる。マイクロコントローラー５００は、埋込みマイクロコントローラー４０５にチャレンジ要求を送る。さらに、マイクロコントローラー５００は、マイクロコントローラー４０５からの電池温度を要求し得、このマイクロコントローラー４０５は、熱センサー４１３からそれを受け取る。ステップ６３２において、マイクロコントローラー４０５は、チャレンジ要求を解釈し、要求への返答として、応答を生成する。応答は、識別名（例えば、無線周波数識別タグの中、またはマイクロコントローラー４０５のメモリー中に記憶されている独特なシリアル番号、電源４００の独特な電気的に測定可能な値（例えば、抵抗、キャパシタンス、インダクタンスなど））を含み得る。さらに、応答は、熱センサー４１３によって測定される温度を含む。
【００７６】
ステップ６３４において、マイクロコントローラー５００は、識別名および測定された温度を得るために、応答を解読する。ステップ６３６において、マイクロコントローラー５００は、本物の識別名の予め認可されたリストに対して識別名を比較することによって、識別名に基づいて、電源４００が本物かどうかを決定する。識別名が有効ではない場合、器具１０は動作せず、ユーザーインターフェイス１２０を介して、エラーコードまたは「電池を認証することに失敗」のメッセージを表示する。識別名が有効である場合、プロセスは、ステップ６４０に進み、このステップ６４０において、測定値が所定の動作範囲内にあるかどうかを決定するために、測定された温度は分析される。温度が限界外にある場合、器具１０はまた、エラーメッセージを表示する。従って、温度が所定の限界内にあり、識別名が有効である場合、ステップ６４２において、器具は動作を始め、それは、「電池が認証された」のメッセージをユーザーに提供することを含み得る。
【００７７】
図４および図６に戻って参照すると、器具１０の機能に関するフィードバック情報を提供するための複数のセンサーが例示されている。任意の組み合わせのセンサーが、器具１０内に、その動作段階（例えば、ステープルカートリッジの装填の検出ならびにその状態、関節運動、締め付け、回転、ステープル留め、切断、および後退など）を決定するために配置され得る。センサーは、器具１０の様々な内部構成要素（例えば、発射ロッド２２０、駆動モーター２００など）の回転エンコーダー、近接、変位、または接触によって作動され得る。
【００７８】
例示される実施形態において、センサーは、加減抵抗器（例えば、可変抵抗デバイス）、電流モニター、伝導性センサー、容量性センサー、誘導性センサー、熱ベースのセンサー、リミット作動スイッチ、マルチプルポジションスイッチ回路、圧力変換器、線形および／または回転可変変位変換器、線形および／または回転電位差計、光学エンコーダー、強磁性センサー、ホール効果センサー、または近接スイッチであり得る。センサーは、回転、速度、加速度、減速度、線形および／または角変位、機械的限界（例えば、止め具）の検出などを測定する。これは、器具１０の機械的駆動構成要素における線形または回転の並びのいずれかで配置されている複数の指標を実装することによって達成される。センサーは、次に、器具１０の動作状態を決定するマイクロコントローラー５００に測定値を伝送する。さらに、マイクロコントローラー５００はまた、測定されたフィードバックに基づいて、器具１０のモーター速度またはトルクを調整する。
【００７９】
図１１および図１２に示されるように、クラッチ３００が滑りクラッチとして実装されている実施形態において、線形変位センサー（例えば、図４における線形変位センサー２３７）は、的確な測定を提供するために、クラッチ３００の遠位に位置決めされる。この構成において、クラッチ３００の滑りは、センサーによって記録される位置、速度、および加速度の測定に影響しない。
【００８０】
図４を参照すると、負荷スイッチ２３０は、ハウジングノーズアセンブリ１５５内に配置されている。スイッチ２３０は、電源４００と直列に接続されており、ローディングユニット１６９が器具１０の中に適切に装填されない限り、マイクロコントローラー５００および器具１０の作動を防止する。ローディングユニット１６９が器具１０の中に装填されていない場合、電源４００への接続は開放されており、それにより、器具１０の任意の電子構成要素または電気構成要素の使用を防止する。これはまた、電源４００からの任意の起こりうる電流引き込みを防止し、電源４００がその指定された貯蔵寿命にわたって最大ポテンシャルを維持することを可能にする。
【００８１】
従って、スイッチ２３０は、いわゆる「電源オン」スイッチとして働き、このスイッチは、スイッチが外部操作に対してアクセス可能ではなく、ローディングユニット１６９の挿入によってのみ作動され得るので、器具１０の誤った作動を防止する。図１８および図１９において、スイッチ２３０は、センサーチューブ３６２に対するセンサープレート３６０の変位によって作動され、このセンサーチューブ３６２は、ローディングユニット１６９が内視鏡部分１４０の中に挿入される場合、センサーキャップ３６４を変位させる。スイッチ２３０が作動されると、電源４００からの電力が器具１０の電子構成要素（例えば、センサー、マイクロコントローラー５００など）に供給され、ユーザーにユーザーインターフェイス１２０へのアクセスおよび他の入力／出力を提供する。これはまた、視覚出力１２３を作動し、適切に装填されたローディングユニット１６９を示すライトの組み合わせに従って点灯し、ここでは、表１に記載されるように、全てのライトがオフである。
【００８２】
より詳しくは、図１８および図１９に示されるように、内視鏡部分１４０は、その中にセンサープレート３６０を含み、このセンサープレート３６０は、センサーチューブと機械的に接触しており、このセンサーチューブはまた、内視鏡部分１４０内で、発射ロッド２２０の遠位部分２２４の周りに配置されている。発射ロッド２２０の遠位部分２２４は、センサーキャップ３６４の遠位端において、開口部３６８を通過している。センサーキャップ３６４は、ばねを含み、スイッチ２３０に当接している。これは、センサーキャップ３６４がセンサーチューブ３６２に対して付勢されることを可能にし、このセンサーチューブ３６２は、開口部３６８を通過することなく、センサーキャップ３６４の遠位端に置かれている。センサーチューブ３６２の付勢は、次に、それに応じてセンサープレート３６０を押し出す。
【００８３】
ローディングユニット１６９が内視鏡部分１４０の中に装填されている場合、近位部分１７１は、センサープレート３６０に当接し、プレート３６０を近位方向に変位させる。センサープレート３６０は、次に、センサーチューブ３６２を近位方向に押し、それは、次に、センサーキャップ３６４に対して圧力をかけ、それにより、ばね３６６を圧縮し、スイッチ２３０を作動し、ローディングユニット１６９が適切に挿入されたことを示す。
【００８４】
ローディングユニット１６９が内視鏡部分の中に挿入されると、スイッチ２３０はまた、その位置に基づいて、ローディングユニット１６９が正しく装填されたかどうかを決定する。ローディングユニット１６９が不適切に装填されている場合、スイッチは作動されず、エラーコードがユーザーインターフェイス１２０を介してユーザーに伝えられる（例えば、表１に記載されるように、全てのライトはオフである）。ローディングユニット１６９がすでに発射されているか、任意の機械的ロックアウトが予め作動されているか、またはステープルカートリッジが使用されていた場合、器具１０は、ユーザーインターフェイス１２０を介してエラーを伝える（例えば、第１のライト１２３ａは、点滅している）。
【００８５】
１つの実施形態において、マイクロコントローラー５００（図６を参照のこと）に結合されている第２のロックアウトスイッチ（示されない）は、ハンドル部分１１２の頂部表面上、またはハンドル部分１１２内に配置されているバイオインピーダンス、キャパシタンス、または圧力センサーとして器具１０中に実装され得、このハンドル部分１１２は、ユーザーが器具１０を把持している場合に作動されるように構成されている。従って、器具１０が適切に把持されていない限り、全てのスイッチは動かなくされる。
【００８６】
１つの実施形態において、図６を参照すると、器具１０は、発射ロッド２２０の現在の直線位置を決定して、出力するための位置計算器４１６を含む。位置計算器４１６は、線形変位センサー２３７に電気的に接続され、回転速度検出装置４１８は、駆動モーター２００に結合されている。装置４１８は、エンコーダー４２０を含み、このエンコーダー４２０は、駆動モーター２００の回転に応答して２つ以上のエンコーダーパルス信号を生み出すために、モーターに結合されている。エンコーダー４２０は、パルス信号を装置４１８に伝送し、この装置４１８は、次に、駆動モーター２００の回転速度を決定する。その後、位置計算器４１６は、回転速度が発射ロッド２２０の線速度に正比例するので、駆動モーター２００の回転速度に基づいて、発射ロッドの線速度および位置を決定する。位置計算器４１６および速度計算器４２２は、マイクロコントローラー５００に結合されており、このマイクロコントローラー５００は、計算器４１６および４２２からの感知されたフィードバックに応答して、駆動モーター２００を制御する。この構成は、図２０に関して、より詳細に以下で議論される。
【００８７】
器具１０は、発射ロッド２２０上に配置されている第１の指標３２０ａと第２の指標３２０ｂとを含み、第１の指標３２０ａおよび第２の指標３２０ｂは、発射ロッド２２０の限界を決定する。線形変位センサー２３７は、駆動チューブ２１０および／またはハウジング１１０に対する発射ロッド２２０の場所を決定する。例えば、リミットスイッチは、通過する第１の指標３２０ａおよび／または第２の指標３２０ｂ（例えば、隆起、溝、刻み目など）を感知することによって作動され得（例えば、シャフト開始位置センサー２３１および締め付け位置センサー２３２）、それにより、発射ロッド２２０の限界、および器具１０のモード（例えば、締め付け、把持、発射、密封、切断、後退など）を決定する。さらに、第１の指標３２０ａおよび第２の指標３２０ｂから受け取られるフィードバックは、発射ロッド２２０に取り付けられている特定のローディングユニットのサイズに依存して、いつ発射ロッド２２０がその軸方向移動を停止すべきか（例えば、いつ駆動モーター２００が中止すべきか）を決定するために使用され得る。第１の指標３２０ａはまた、図４４を参照して以下に記載されるように、器具１０を較正するために使用され得る。
【００８８】
より詳しくは、発射ロッド２２０が、その静止（例えば、最初の）位置から遠位方向に移動される場合、位置センサー２３１の第１の作動は、器具１０の動作が始まったことを示す第１の指標３２０ａによって作動される。動作が続く場合、発射ロッド２２０は、さらに遠位方向に移動されて締め付けを開始し、それは、締め付け位置センサー２３２とインターフェイス接続するように第１の指標３２０ａを移動する。発射ロッド２２０のさらなる前進は、器具１０が発射されたことを示す位置センサー２３２とインターフェイス接続するように第２の指標３２０ｂを移動する。
【００８９】
上で議論されるように、位置計算器４１６は、発射ロッド２２０に隣接して配置されている線形変位センサー２３７に結合されている。１つの実施形態において、線形変位センサー２３７は、磁気センサーであり得る。発射ロッド２２０は、磁石または磁気特徴を含み得る。磁気センサーは、磁場における変化を検出するように構成されている強磁性センサーまたはホール効果センサーであり得る。駆動モーター２００の回転に起因して、発射ロッド２２０が直線的に並進される場合、磁場における変化は、並進運動に応答して、磁気センサーによって登録される。磁気センサーは、磁場における変化に関連するデータを位置計算器４１６に伝送し、それは次に、磁場データの関数として、発射ロッド２２０の位置を決定する。
【００９０】
１つの実施形態において、発射ロッド２２０の選択部分は磁気材料であり得、例えば、内部にねじ切りされた部分２１２のねじ筋、または発射ロッド２２０上に配置されている他の切欠き（例えば、指標３２０ａおよび／または３２０ｂ））は、磁気材料を含み得るか、もしくは磁気材料から作製され得る。これは、発射ロッド２２０の磁化された部分が直線的に並進される場合、磁場における循環的変動と、ねじ筋の各個別の並進との相関を可能にする。位置計算器４１６は、その後、発射ロッド２２０の距離および位置を、磁場における循環的変化の数を合計することによって決定し、この合計にねじ筋および／または切欠きの間の所定の距離を掛ける。
【００９１】
１つの実施形態において、線形変位センサー２３７は、電位差計または加減抵抗器であり得る。発射ロッド２２０は、線形変位センサー２３７と電気機械的に接触して配置されている接点（例えば、ワイパー端子）を含む。接点は、発射ロッド２２０が駆動モーター２００によって遠位方向に移動される場合、線形変位センサー２３７の表面に沿ってスライドする。接点が、電位差計および／または加減抵抗器にわたってスライドする場合、電位差計の電圧、および加減抵抗器の抵抗は、それに応じて変動する。従って、電圧および抵抗における変動は、位置計算器４１６に伝送され、この位置計算器４１６は、次に、発射ロッド２２０および／または発射ロッドカップリング１９０によって移動される距離およびその位置を推定する。
【００９２】
１つの実施形態において、位置計算器４１６は、１つ以上のスイッチ４２１に結合され、１つ以上のスイッチ４２１は、発射ロッド２２０および発射ロッドカップリング１９０が遠位方向に移動される場合、内部にねじ切りされた部分２１２のねじ筋、または指標３２０ａおよび／もしくは３２０ｂによって作動される。位置計算器４１６は、スイッチ４２１を作動したねじ筋の数をカウントし、次に、その数にねじ筋または指標３２０ａおよび／もしくは３２０ｂの間の所定の距離を掛ける。
【００９３】
器具１０は、速度計算器４２２も含み、この速度計算器４２２は、直線的に移動する発射ロッド２２０の現在の速度および／または駆動モーター２００によって提供されるトルクを決定する。速度計算器４２２は、線形変位センサー２３７に接続され、この線形変位センサー２３７は、速度計算器４２２が、その変位の変化率に基づいて、発射ロッド２２０の速度を決定することを可能にする。
【００９４】
速度計算器４２２は、エンコーダー４２６を含む回転速度検出装置４２４に結合されている。エンコーダー４２６は、駆動モーター２００の回転に相関するパルスを伝送し、速度計算器４２２は、次に、発射ロッド２２０の線速度を計算するために、このパルスを使用する。別の実施形態において、速度計算器４２２は、回転センサー２３９に結合され、この回転センサー２３９は、駆動チューブ２１０の回転を検出し、従って、駆動チューブ２１０の回転率を測定し、この回転率は、発射ロッド２２０の線速度の決定を可能にする。
【００９５】
速度計算器４２２はまた、駆動モーター２００において誘導される逆起電力（「ＥＭＦ」）を測定する電圧センサー４２８に結合されている。駆動モーター２００の逆ＥＭＦ電圧は、駆動モーター２００の回転速度に正比例し、それは、上で議論されるように、発射ロッド２２０の線速度を決定するために使用される。
【００９６】
駆動モーター２００の速度のモニタリングはまた、定電流条件下でその端子にわたる電圧を測定することによって達成され得る。駆動モーター２００の負荷における増大は、モーター端子において印加される電圧の減少を生じさせ、それは、モーターの速度の減少に直接関係する。従って、駆動モーター２００にわたって電圧を測定することは、それにかけられる負荷を決定することを提供する。さらに、時間の経過による電圧の変化（ｄＶ／ｄｔ）をモニタリングすることによって、マイクロプロセッサ５００は、電圧における鋭い低下を検出し得、この低下は、負荷における大きな変化、または駆動モーター２００および／もしくは電源４００の温度における上昇に相関する。
【００９７】
さらなる実施形態において、速度計算器４２２は、電流センサー４３０（例えば、電流計）に結合されている。電流センサー４３０は、シャント抵抗器４３２と電気的に連通し、このシャント抵抗器４３２は、駆動モーター２００に結合されている。電流センサー４３０は、抵抗器４３２にわたる電圧の低下を測定することによって、駆動モーター２００によって引き込まれる電流を測定する。駆動モーター２００に電流供給するために印加される電圧が、駆動モーター２００の回転速度に比例し、従って、発射ロッド２２０の線速度に比例するので、速度計算器４２２は、駆動モーター２００の電圧ポテンシャルに基づいて、発射ロッド２２０の速度を決定する。
【００９８】
電流センサー４３０はまた、エンドエフェクター１６０における負荷の分析を可能にするその電流引き込みを決定するために電源４００に結合され得る。これは、様々な組織が、器具１０ならびに電源４００および／またはモーター２００に及ぼされる負荷に影響する異なる引張り特性を有するので、ステープル留めされる組織タイプを示すものであり得る。
【００９９】
速度計算器４２２はまた、電源４００内の電圧を決定するために、第２の電圧センサー（明示的には示されない）に結合され得、それにより、源から直接、電力引き込みを計算する。さらに、時間の経過による電流の変化（ｄＩ／ｄｔ）は、測定における鋭いスパイクを検出するためにモニタリングされ得、このスパイクは、駆動モーター２００によって適用されるトルクにおける大幅な増大に対応する。従って、電流センサー４３０は、駆動モーター２００のトルクおよび負荷を決定するために使用され得る。
【０１００】
さらに、速度計算器４２２によって測定される場合の発射ロッド２２０の速度は、次に、駆動モーター２００の電流引き込みと比較されて、駆動モーター２００が適切に動作しているかどうかを決定し得る。つまり、電流引き込みが、発射ロッド２２０の速度（例えば、遅い）と同等ではない場合（例えば、大きい）、そのときモーター２００は、うまく機能していない（例えば、係止されている、ストール（失速）されているなど）。ストール状況が検出される場合、または電流引き込みが所定の限界を超える場合、位置計算器４１６は、次に、発射ロッド２２０が機械的止め具にあるかどうかを決定する。そうである場合、次に、マイクロコントローラー５００は、駆動モーター２００をシャットダウンし得るか、またはパルスおよび／もしくは休止モード（例えば、駆動モーター２００への不連続な電力供給）に入って、モーター２００、電池または電源４００、およびマイクロコントローラー５００への損傷を防止し、器具１０を係止解除し、発射ロッド２２０を後退し得る。
【０１０１】
１つの実施形態において、速度計算器４２２は、回転速度検出装置４２４からの測定値に基づいて、回転センサー２３９によって検出される場合の駆動チューブ２１０の回転速度を、駆動モーター２００の回転速度と比較する。この比較は、クラッチ３００の回転と駆動チューブ２１０の回転との間に相違がある場合、クラッチの作動問題（例えば、滑り）が存在するかどうかを、速度計算器４２２が決定することを可能にする。滑りが検出される場合、位置計算器４１６は次に、発射ロッド２２０が機械的止め具にあるかどうかを決定する。そうである場合、次に、マイクロコントローラー５００は、器具１０をシャットダウンし得るか、またはパルスおよび／もしくは休止モード（例えば、駆動モーター２００への不連続な電力供給）に入り得るか、または発射ロッド２２０を後退し得る。
【０１０２】
発射ロッド２２０および他の駆動構成要素の線形および／または回転の変位の他に、器具１０は、エンドエフェクター１６０の関節運動を検出するように適合されているセンサーも含む。図４を参照すると、器具１０は、回転センサー２４１を含み、この回転センサー２４１は、シャフト開始位置センサー２３１によって検出される場合、手順の開始時における、回転するハウジングアセンブリ１８０の開始位置、回転の方向、および角変位を示すように適合されている。回転センサー２４１は、回転ノブ１８２の内部表面に配置されている指標の数をカウントすることによって動作し、それだけ、回転ノブ１８２は、回転されている。カウントは、次に、マイクロコントローラー５００に伝送され、このマイクロコントローラー５００は、次に、内視鏡部分１４２の回転位置を決定する。これは、無線で、または内視鏡部分およびワイヤーにおける電気的接続を通して、マイクロコントローラー５００に通信され得る。
【０１０３】
器具１０は、エンドエフェクター１６０の関節運動を決定する関節運動センサー２３５も含む。関節運動センサー２３５は、関節運動ノブ１７６が、図５に示されるように、その０°位置、つまり関節運動ノブ１７６の中央位置、従って、エンドエフェクター１６０の中央位置から回転されている、関節運動歯車２３３上に配置されている特徴２６３の数をカウントする。０°位置は、中央の独特な指標２６５によって表され得、この中央の独特な指標２６５も関節運動歯車２３３上に配置されており、この０°位置は、長手方向軸Ｂ−Ｂが長手方向軸Ａ−Ａと実質的に整列しているエンドエフェクター１６０の第１の位置に対応している。カウントは、次に、マイクロコントローラー５００に伝送され、このマイクロコントローラー５００は、次に、エンドエフェクター１６０の関節運動の位置を決定し、インターフェイス１２０を介して関節運動の角度を報告する。特徴は、突出部、磁気材料、送信器などを含み得る。
【０１０４】
さらに、関節運動の角度は、いわゆる「自動停止」モードのために使用され得る。この動作モード中、器具１０は、エンドエフェクター１６０がその中央の第１の位置にある場合、エンドエフェクター１６０の関節運動を自動的に停止する。つまり、長手方向軸Ｂ−Ｂが長手方向軸Ａ−Ａに対してある角度で配置されている位置から第１の位置に向かってエンドエフェクター１６０が関節運動される場合、関節運動は、長手方向軸Ｂ−Ｂが長手方向軸Ａ−Ａと実質的に整列される場合に停止される。この位置は、中央の指標に基づいて、関節運動センサー２３５によって検出される。このモードは、ユーザーがエンドエフェクター１６０を手動で整列する必要なく、内視鏡部分１４０が引き出されることを可能にする。
【０１０５】
図１を参照すると、本開示は、ローディングユニット識別システム４４０を提供し、このローディングユニット識別システム４４０は、器具１０が、ローディングユニット１６９を識別し、その動作状態を決定することを可能にする。識別システム４４０は、ステープルサイズ、カートリッジの長さ、ローディングユニット１６９のタイプ、カートリッジの状態、適切な係合などについての情報を器具１０に提供する。この情報は、器具が、様々な長さのステープルカートリッジについて、締め付け力、締め付けおよび発射の速度、ならびに行程の終了を調整することを可能にする。
【０１０６】
ローディングユニット識別システム４４０は、様々な情報を決定し、器具１０（例えば、図２０に示される制御システム５０１）に通信するようにも適合され得、様々な情報は、特定のエンドエフェクター１６０を動作するための、速度、電力、トルク、締め付け、移動長さ、および／または強度制限を含む。制御システム５０１はまた、動作モードを決定し得、構成要素の移動のために、電圧、クラッチばね負荷、および停止点を調整し得る。より詳しくは、識別システムは、エンドエフェクター１６０中に配置されている構成要素（例えば、マイクロチップ、エミッター、または送信器）を含み得、この構成要素は、制御システム５０１、またはその中の受信器と通信する（例えば、無線で、赤外線信号を介してなど）。信号が、発射ロッド２２０を介して送信され得、その結果、発射ロッド２２０は、制御システム５０１とエンドエフェクター１６０との間の通信のための導管として機能することも想定される。別の実施形態において、信号は、中間インターフェイス（例えば、フィードバックコントローラー６０３）を通して送信され得る（図２１〜２３）。
【０１０７】
例として、上で議論されるセンサーは、ステープルがステープルカートリッジから発射された場合、それらが完全に発射されたか、梁がステープルカートリッジを通して近位へ後退されたか、どの程度で後退されたか、およびローディングユニットの動作に関する他の情報を決定するために使用され得る。本開示の特定の実施形態において、ローディングユニットは、器具１０上に装填されているローディングユニット、および／またはステープルカートリッジのタイプを識別するための構成要素を組み込み、これらの構成要素としては、磁気、光学、赤外線、セルラー方式、無線周波数、または伝導性識別チップが挙げられる。ローディングユニットおよび／またはステープルカートリッジのタイプは、制御システム５０１内の関連付けられている受信器、またはフィードバック、制御、および／または在庫分析を提供するための、手術室における外部デバイスによって受け取られ得る。
【０１０８】
情報は、ローディングユニット１６９と器具１０との間の様々な通信プロトコール（例えば、有線または無線）を介して器具１０に伝送され得る。情報は、ローディングユニット１６９内で、マイクロコントローラー、マイクロプロセッサ、不揮発性メモリー、無線周波数識別タグ、および様々なタイプの識別器（例えば、光学、色、変位、磁気、電気、２進法、および／またはグレーコーディング（例えば、コンダクタンス、抵抗、キャパシタンス、インピーダンス）に記憶され得る。
【０１０９】
１つの実施形態において、ローディングユニット１６９および器具１０は、それぞれ、対応する無線トランシーバー、識別器４４２、および質問器４４４を含む。識別器４４２は、ローディングユニット１６９に関する様々な識別および状態の情報を記憶するために、メモリーを含むか、またはマイクロコントローラーに結合され得る。ローディングユニット１６９が器具１０に結合されると、器具１０は、識別コードについて質問器４４４を介して識別器４４２に質問する。質問に応答して、識別器４４２は、ローディングユニット１６９に対応する識別コードを用いて答える。動作中、識別が起きると、識別器４４２は、ローディングユニット１６９の状態（例えば、機械的および／または電気的機能不全、位置決め、関節運動など）についてのアップデートを器具１０に提供するように構成されている。
【０１１０】
識別器４４２および質問器４４４は、１つ以上の通信プロトコール（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＡＮＴ３（登録商標）、ＫＮＸ（登録商標）、ＺＷａｖｅ（登録商標）、Ｘ１０（登録商標）、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＵＳＢ（登録商標）、ＩｒＤＡ（登録商標）、Ｎａｎｏｎｅｔ（登録商標）、Ｔｉｎｙ  ＯＳ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、８０２．１１  ＩＥＥＥ、および他の電波、赤外線、ＵＨＦ、ＶＨＦ通信など）を用いて互いに通信するように構成されている。１つの実施形態において、トランシーバー４００は、トランシーバー４０２の質問器の能力に依存して、能動または受動のいずれかの無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグであり得る。
【０１１１】
図１５Ａおよび図１５Ｂは、様々なタイプの識別デバイスを有するローディングユニット１６９のさらなる実施形態を例示している。図１５Ａを参照すると、電気識別器１７３を有するローディングユニット１６９の近位端１７１が示されている。識別器１７３は、１つ以上の抵抗器、キャパシター、インダクターを含み得、内視鏡部分１４０の遠位端に配置されている対応する電気的接点１８１と結合される。接点は、内視鏡部分の中に配置されているスリップリング、ブラシおよび／または固定されている接点を含み得る。識別器１７３は、ローディングユニット１６８の任意の場所に配置され得るか、フレキシブル回路もしくは固定回路上に形成され得るか、またはローディングユニット１６９の表面上に直接トレースされ得る。
【０１１２】
ローディングユニット１６９が内視鏡部分１４０と結合される場合、接点は、電気識別器１７３を通して小さい電流を印加する。質問器接点はまた、識別器１７３の抵抗、インピーダンス、キャパシタンス、および／またはインピーダンスを測定する対応する電気センサーを含む。識別器１７３は、ローディングユニット１６９の識別コードに対応する独特な電気特性（例えば、周波数、波のパターンなど）を有する。従って、その電気特性が決定される場合、器具１０は、測定された特性に基づいて、ローディングユニット１６９の識別を決定する。
【０１１３】
１つの実施形態において、識別器１７３は、磁気識別器（例えば、識別コードによってローディングユニット１６９を識別する所定の独特な磁気パターンを組み込んでいるグレーコーティングされた磁石および／または鉄のこぶ）であり得る。磁気識別器は、内視鏡部分１４０の遠位端に配置されている磁気センサー（例えば、強磁性センサー、ホール効果センサーなど）を介して読み取られる。磁気センサーは、器具１０に磁気データを伝送し、この器具１０は、次に、ローディングユニット１６９の識別を決定する。接点１８１は、接点１８１が識別器１７３を励起して周波数識別信号を送る伝導性インクの非接触アンテナまたはフレックス回路としてふるまうことも想定され得る。
【０１１４】
図１５Ｂは、１つ以上の突出部１７５を有するローディングユニット１６９の近位端１７１を例示している。突出部１７５は、様々な寸法の任意の形状（例えば、ディボット、隆起、ストリップなど）であり得る。突出部１７５は、内視鏡部分１４０の近位セグメント内に配置されている対応する変位センサー１８３とインターフェイス接続する。センサーは、突出部１７５が内視鏡部分内に挿入される場合に変位される。変位の量は、センサーによって分析され、識別データに変換され、器具１０がステープルサイズ、カートリッジの長さ、ローディングユニット１６９のタイプ、適切な係合などを決定することを可能にする。変位センサーは、スイッチ、接点、磁気センサー、光学センサー、可変抵抗器、ばね装填され得る線形および回転可変変位変換器であり得る。スイッチは、それらの作動状態に基づいて、２進コードを器具１０に伝送するように構成されている。より詳しくは、いくつかの突出部１７５は、スイッチのうちのいくつかを選択的に作動するために十分な距離を延び、それにより、突出部１７５の組み合わせに基づいて、独特なコードを生成する。
【０１１５】
別の実施形態において、突出部１７５は、色分けされ得る。変位センサー１８３は、突出部１７５の色を決定して、色に基づいてローディングユニット１６９の１つ以上の特性を測定するように構成されている色センサーを含み、情報を器具１０に伝送する。
【０１１６】
図１６は、ローディングユニット１６９を識別し、ローディングユニット１６９に関する状態情報を器具１０に提供するための方法を示している。ステップ６５０において、ローディングユニット１６９が、器具１０の中に適切に装填されているかどうかが決定される。これは、識別器１７３および／または突出部１７５との接触がなされたかどうかを検出することによって決定され得る。ローディングユニット１６９が適切に装填されている場合、ステップ６５２において、ローディングユニット１６９は、器具１０に準備完了状態を通信する（例えば、視覚出力１２３の第１のライトを付ける）。
【０１１７】
ステップ６５４において、器具１０は、ローディングユニット１６９が以前に発射されたかどうかを検証する。これは、カートリッジアセンブリ１６４（図９）の中に配置されている１つ以上の発射センサー９００を提供することによって達成され得、それは、任意のステープル６６が発射されたかどうかを決定する。発射センサー９００は、スイッチまたはヒューズであり得、このスイッチまたはヒューズは、そり７４が遠位方向に前進される場合に始動され、それは、エンドエフェクター１６０が使用されたことを示すものである。発射センサー９００は、識別器４４２に結合され得、この識別器４４２は、次に、以前に発射された状態を示す値を記憶する。第２の発射センサー９００は、センサー９００が始動される場合、カートリッジアセンブリ１６４の発射が完了したことが示されるように、ステープル６６の最後の列の遠位に置かれ得る。
【０１１８】
ローディングユニット１６９が発射されていた場合、ステップ６５６において、器具１０は、エラー応答を提供する（例えば、視覚出力１２３の第１のライトを点滅させる）。ローディングユニット１６９が発射されていない場合、ステップ６５８において、ローディングユニット１６９は、識別システム４４０を介して器具１０に識別および状態情報を提供する（例えば、第１のライトが付けられる）。ローディングユニット１６９が発射されたかどうかの決定は、ステップ６６４に関してより詳細に以下で議論されるように、識別器４４２のメモリー中に保存されている、保存された「以前に発射された」信号に基づいてなされる。ステップ６６０において、器具１０は、ローディングユニット１６９から受け取られる情報に応答してその動作パラメーターを調整する。
【０１１９】
ユーザーは、ステップ６６２において、器具１０を介して外科手術手順を実施する。手順が完了し、ローディングユニット１６９が発射されると、器具１０は、「以前に発射された」信号をローディングユニット１６９に伝送する。ステップ６６４において、ローディングユニット１６９は、ステップ６５４に関して議論されるように、器具１０による今後の質問のために、識別器４４２のメモリー中に「以前に発射された」信号を保存する。
【０１２０】
図１７を参照して、ローディングユニット１６９は、１つ以上の組織センサーを含み、１つ以上の組織センサーは、把持される物体のタイプを検出する（例えば、非組織の物体または物体の組織タイプを認識する）ために、エンドエフェクター１６０内に配置されている。センサーはまた、エンドエフェクター１６０の顎部材の間に通される血流の量を決定するように構成され得る。より詳しくは、第１の組織センサー１７７は、アンビルアセンブリ１６２の遠位部分に配置され、第２の組織センサー１７９は、カートリッジアセンブリ１６４の遠位部分に配置されている。センサー１７７および１７９は、識別器４４２に結合され、器具１０のマイクロコントローラー５００へのセンサーデータの伝送を可能にする。
【０１２１】
センサー１７７および１７９は、それらの間の１つ以上のアレイまたは周波数において場および／または波形を生成するように適合される。センサー１７７および１７９は、音響、超音波、強磁性、ホール効果センサー、レーザー、赤外線、無線周波数、または圧電デバイスであり得る。センサー１７７および１７９は、一般的に生じる物質（例えば、空気、体液、および様々なタイプのヒト組織）を無視するため、および特定の組織タイプ（例えば、瘢痕組織、肺、胃、括約筋など）を分類するか、または特定のタイプの異物を検出するために較正される。異物は、骨、腱、軟骨、神経、主幹動脈、および非組織物質（例えば、セラミック、金属、プラスチックなど）であり得る。
【０１２２】
センサー１７７および１７９は、センサーによって生成されるフィールド信号の吸収、反射および／またはフィルタリングに基づいて、アンビルアセンブリ１６２とカートリッジアセンブリ１６４との間を通過する異物を検出する。異物が較正範囲の外にあり、従って、異物であるように物質が信号を減少するか、または反射する場合、センサー１７７および１７９は、マイクロコントローラー５００に干渉情報を伝送し、このマイクロコントローラー５００は、次に、エンドエフェクター１６０によって把持される物質のタイプを決定する。決定は、干渉信号を、様々なタイプの物質およびそれらの関連付けられている干渉範囲を列挙するルックアップ表と比較することによってなされ得る。マイクロコントローラー５００は、次に、異物が把持されていること、ならびにその識別をユーザーに警告する。これは、ユーザーが、異物を含む領域を締め付けるか、切断するか、もしくはそれを通してステープル留めすることを防止することを可能にするか、または制御システム５０１が、特定の組織シナリオについての駆動モーター２００の性能を変更し得る。
【０１２３】
図２０は、マイクロコントローラー５００を含む制御システム５０１を例示し、このマイクロコントローラー５００は、位置計算器４１６および速度計算器４２２、ローディングユニット識別システム４４０、ユーザーインターフェイス１２０、駆動モーター２００、ならびにデータ記憶モジュール５０２に結合されている。さらに、マイクロコントローラー５００は、様々なセンサー（例えば、第１の組織センサー１７７および第２の組織センサー１７９、負荷スイッチ２３０、シャフト開始位置センサー２３１、締め付け位置センサー２３２、関節運動センサー２３５、線形変位センサー２３７、回転センサー２３９、発射ロッド回転センサー２４１、モーターおよび電池動作モジュール４１２、回転速度検出装置４１８、スイッチ４２１、電圧センサー４２８、電流センサー４３０、質問器４４４など）に直接結合され得る。
【０１２４】
マイクロコントローラー５００は、器具１０の動作および機能性を制御するために、１つ以上のソフトウェアアプリケーション（例えば、ファームウェア）を記憶する内部メモリーを含む。マイクロコントローラー５００は、ユーザーインターフェイス１２０からの入力データを処理し、入力に応答して器具１０の動作を調整する。器具１０への調整は、例えば、器具１０を電源オンまたは電源オフにすること、電圧調節または電圧パルス幅変調によって速度を制御すること、デューティーサイクルを減少することによってトルクを制限すること、または電圧をオンおよびオフしてパルス化し、所定の期間中、平均電流送達を制限することを含み得る。
【０１２５】
マイクロコントローラー５００は、ユーザーフィードバックモジュール５０４を介してユーザーインターフェイス１２０に結合され、このユーザーフィードバックモジュール５０４は、器具１０の動作パラメーターをユーザーに通知するように構成されている。ユーザーフィードバックモジュール５０４は、動作データをスクリーン１２２上に出力するようにユーザーインターフェイス１２０に指示する。特に、センサーからの出力は、マイクロコントローラー５００に伝送され、このマイクロコントローラー５００は、次に、フィードバックをユーザーに送信し、それに応答して器具１０に対する特定のモード、速度、または機能を選択するようにユーザーに指示する。
【０１２６】
ローディングユニット識別システム４４０は、どのタイプのエンドエフェクターがローディングユニット上にあるかをマイクロコントローラー５００に指示する。実施形態において、制御システム５０１は、発射ロッド２２０および／またはエンドエフェクター１６０に適用される力に関連する情報を記憶可能であり、その結果、ローディングユニット１６９が識別される場合、マイクロコントローラー５００は、器具１０に対する動作パラメーターを自動的に選択する。これは、発射ロッド２２０に適用される力の制御を可能にし、その結果、発射ロッド２２０は、その時点で使用中のローディングユニット上にある特定のエンドエフェクター１６０を駆動し得る。
【０１２７】
１つの実施形態において、マイクロコントローラー５００はまた、位置計算器４１６および速度計算器４２２、ならびに他のセンサーからの計算を分析し、発射ロッド２２０の実際の位置および／または速度、ならびに器具１０の構成要素の動作状態と決定する。分析は、感知された信号に応答して、器具１０の発射ロッド２２０および他の構成要素の移動を制御するために、計算器４１６および４２２からの感知されたフィードバック信号の解釈を含み得る。マイクロコントローラー５００は、発射ロッド２２０が、位置計算器４１６によって報告される場合に所定の点を超えて移動すると、発射ロッド２２０の移動を制限するように構成されている。器具１０を制御するためにマイクロコントローラー５００によって使用され得るさらなるパラメーターは、モーターおよび／または電池の温度、残りおよび使用されたサイクルの数、残りの電池寿命、組織の厚さ、エンドエフェクターの電流状態、伝送および受信、外部デバイスの接続状態などを含む。
【０１２８】
１つの実施形態において、器具１０は、電流（例えば、電流計）、電圧（例えば、電圧計）、接近（例えば、光学センサー）、温度（例えば、熱電対、サーミスターなど）、および力（例えば、ひずみゲージ、負荷セルなど）を測定して、ローディングユニット１６９における負荷状態を決定するように構成されている様々なセンサーを含む。器具１０の動作中、接近プロセスの間および発射プロセスの間に、器具１０によって標的組織に及ぼされる力を知ることは、望ましい。異常な負荷の検出（例えば、所定の負荷範囲外）は、器具１０および／または締め付けられた組織の問題を示し、それは、ユーザーに連絡される。
【０１２９】
負荷状態のモニタリングは、以下の方法：駆動モーター２００の速度をモニタリングすること、モーターによって適用されるトルクをモニタリングすること、顎部材１６２および１６４の接近をモニタリングすること、器具１０の構成要素の温度をモニタリングすること、または器具１０のひずみセンサー１８５（図４）および／もしくは他の荷重負荷構成要素を介して発射ロッド２２０への負荷を測定することのうちの１つ以上によって実施され得る。速度およびトルクのモニタリングは、図６および速度計算器４２２に関して上で議論されている。
【０１３０】
顎部材１６２と１６４との間の距離を測定することはまた、エンドエフェクター１６０および／または器具１０における負荷状態を示し得る。大量の力が顎部材１６２および１６４に与えられる場合、顎部材は、外方に偏向される。顎部材１６２および１６４は、通常動作中、互いに対して平行であるが、変形中、顎部材は、互いに対してある角度にある。従って、顎部材１６２と１６４との間の角度を測定することは、それらに及ぼされる負荷に起因した顎部材の変形の決定を可能にする。顎部材は、それに及ぼされる負荷を直接測定するために、図１７に示されるように、ひずみゲージ１８７および１８９を含み得る。あるいは、１つ以上の接近センサー１９１および１９３が、顎部材１６２と１６４との間の角度を測定するために、顎部材１６２および１６４の遠位先端に配置され得る。これらの測定値は、次に、マイクロコントローラー５００に伝送され、このマイクロコントローラー５００は、角度および／またはひずみ測定値を分析し、エンドエフェクター１６０における応力をユーザーに警告する。
【０１３１】
別の実施形態において、発射ロッド２２０または他の荷重負荷構成要素は、それらの上に配置されている１つ以上のひずみゲージおよび／または負荷センサーを含む。高いひずみ条件下で、器具１０および／またはエンドエフェクター１６０に及ぼされる圧力は、発射ロッド２２０に移動され、発射ロッド２２０が偏向することをもたらし、それらにおける増大されたひずみにつながる。ひずみゲージは、次に、マイクロコントローラー５００に応力測定値を報告する。別の実施形態において、位置、ひずみ、または力センサーは、クラッチプレート３０２上に配置され得る。
【０１３２】
接近プロセス中、エンドエフェクター１６０が組織の周りで締め付けられる場合、器具１０および／またはエンドエフェクター１６０中に配置されているセンサーは、エンドエフェクター１６０が異常な組織（例えば、低負荷状態または高負荷状態）の周りに配備されていることをマイクロプロセッサ５００に示す。低負荷状態は、少量の組織がエンドエフェクター１６０によって把持されていることを示し、高負荷状態は、多過ぎる組織および／または異物（例えば、チューブ、ステープルライン、クリップなど）が把持されていることを示す。その後、マイクロプロセッサ５００は、より適切なローディングユニット１６９および／または器具１０が選ばれるべきであることを、ユーザーインターフェイス１２０を介してユーザーに示す。
【０１３３】
発射プロセス中、センサーは、様々なエラーをユーザーに警告し得る。センサーは、ステープルカートリッジ、または器具１０の一部分に欠陥があることをマイクロコントローラー５００に通信し得る。さらに、センサーは、ナイフに及ぼされる力における突然のスパイクを検出し得、それは、異物に遭遇していることを示している。力スパイクのモニタリングはまた、（例えば、発射ロッド２２０がステープル留めカートリッジの端に遭遇し、硬質の止め具に達する場合）発射行程の終わりを検出するために使用され得る。この硬質の止め具は、器具１０の通常動作中に観測されるものよりも比較的に大きい力スパイクを作り出し、発射ロッド２２０がローディングユニット１６９の端に到達したことをマイクロコントローラーに示すために使用され得る。力スパイクを測定することは、位置計算器４１６および速度計算器４２２に関して議論されるように、（例えば、エンコーダー、線形可変変位変換器、線形電位差計などからの）位置フィードバック測定と組み合わせられ得る。これは、エンドエフェクター１６０を改変することなく、器具１０との、様々なタイプのステープルカートリッジ（例えば、複数の長さ）の使用を可能にする。
【０１３４】
力スパイクに遭遇する場合、器具１０は、ユーザーに状態を知らせ、より詳細に以下で議論される、いわゆる「パルス」、またはパルス幅変調（ＰＷＭ）、または電子クラッチモードに入ることによって予防措置をとる。このモード中、駆動モーター２００は、短期バーストでのみ動くように制御されて、把持された組織とエンドエフェクター１６０との間の圧力が等しくなることを可能にする。電子クラッチは、駆動モーター２００によって及ぼされるトルクを制限し、大量の電流が電源４００から引き込まれる状況を防止する。これは、次に、過負荷および高い電流引き込みの状況に付随して起きる過熱に起因する、電子構成要素および機械的構成要素への損傷を防止する。
【０１３５】
マイクロコントローラー５００は、パルス幅変調制御信号を介してモータードライバーを通して駆動モーター２００を制御する。モータードライバーは、時計回りの方向または反時計回りの方向のいずれかで駆動モーター２００の速度を調整するように構成されている。モータードライバーは、電子モーターブレーキモード、一定速度モード、電子クラッチモード、および制御された電流作動モードを含む複数の動作モードの間で切り替わるようにも構成されている。電気ブレーキモードにおいて、駆動モーター２００の２つの端子は短絡され、生成された逆ＥＭＦは、駆動モーター２００の回転に対抗し、発射ロッド２２０の直線位置を調整することにおいて、より速く停止することおよびより高い位置精度を可能にする。
【０１３６】
一定速度モードにおいて、速度計算器４２２は、マイクロコントローラー５００および／またはモータードライバーとともに、駆動モーター２００の回転速度を調整して、発射ロッド２２０の一定の線速度を確実にする。電子クラッチモードは、位置計算器４１６および速度計算器４２２からの感知されたフィードバック信号に応答した、駆動モーター２００とのクラッチ３００の反復した係合および／または駆動モーター２００からのクラッチ３００の反復した係合解除を含む。制御された電流作動モードにおいて、電流は、静的モードから動的モードへ移る場合、上または下のいずれかへ傾斜されて、電流およびトルクスパイクを損傷することを防止し、いわゆる「ソフトな開始」および「ソフトな停止」を提供する。
【０１３７】
データ記憶モジュール５０２は、マイクロコントローラー５００に結合されているセンサーからのデータを記録する。さらに、データ記憶モジュール５０２は、ローディングユニット１６９の識別コード、エンドエフェクター１００の状態、手順中のステープル留めサイクルの数などを記録する。データ記憶モジュール５０２は、無線または有線データポート５０３を通して、外部デバイス（例えば、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ、スマートフォン、記憶デバイス（例えば、Ｓｅｃｕｒｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ（登録商標）カード、Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｆｌａｓｈ（登録商標）カード、ＭｅｍｏｒｙＳｔｉｃｋ（登録商標））など）に接続するようにも構成されている。これは、データ記憶モジュール５０２が、その後の分析および／または記憶のために、性能データを外部デバイスに伝送することを可能にする。データポート５０３も、マイクロコントローラー５００のファームウェアのいわゆる「インザフィールド」のアップグレードを可能にする。
【０１３８】
フィードバック制御システム６０１は、図２１〜図２３に示されている。システムは、図２２Ａ〜図２２Ｂに示されるフィードバックコントローラー６０３を含む。器具１０は、有線（例えば、Ｆｉｒｅｗｉｒｅ（登録商標）、ＵＳＢ（登録商標）、Ｓｅｒｉａｌ  ＲＳ２３２（登録商標）、Ｓｅｒｉａｌ  ＲＳ４８５（登録商標）、ＵＳＡＲＴ（登録商標）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）など）、または無線（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＡＮＴ３（登録商標）、ＫＮＸ（登録商標）、ＺＷａｖｅ（登録商標）、Ｘ１０（登録商標）Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＵＳＢ（登録商標）、ＩｒＤＡ（登録商標）、Ｎａｎｏｎｅｔ（登録商標）、Ｔｉｎｙ  ＯＳ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、８０２．１１  ＩＥＥＥ、および他の電波、赤外線、ＵＨＦ、ＶＨＦ通信など）のいずれかであり得るデータポート５０２を介してフィードバックコントローラー６０３に接続されている。
【０１３９】
図２１を参照すると、フィードバックコントローラー６０３は、器具１０によってそれに伝送されるデータを記憶し、ならびにそのデータを処理および分析するように構成されている。フィードバックコントローラー６０３はまた、他のデバイス（例えば、ビデオディスプレー６０４、ビデオプロセッサ６０５、およびコンピューティングデバイス６０６（例えば、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ、スマートフォン、記憶デバイスなど）に接続されている。ビデオプロセッサ６０５は、ビデオディスプレー６０４への出力のために、フィードバックコントローラー６０３によって生成される出力データを処理するために使用される。コンピューティングデバイス６０６は、フィードバックデータのさらなる処理のために使用される。１つの実施形態において、マイクロコントローラー６００によって実施されるセンサーフィードバック分析の結果は、コンピューティングデバイス６０６によるその後の検索のために内部に記憶され得る。
【０１４０】
フィードバックコントローラー６０３は、マイクロコントローラー６００に結合されているデータポート６０７（図２２Ｂ）を含み、このデータポート６０７は、フィードバックコントローラー６０３がコンピューティングデバイス６０６に接続されることを可能にする。データポート６０７は、コンピューティングデバイス６０６との有線および／または無線通信を提供し得、記憶されたフィードバックデータの検索、フィードバックコントローラー６０３の動作パラメーターの構成、およびフィードバックコントローラー６０３のファームウェアおよび／または他のソフトウェアのアップグレードのために、コンピューティングデバイス６０６とフィードバックコントローラー６０３との間にインターフェイスを提供する。
【０１４１】
フィードバックコントローラー６０３は、図２２Ａ〜図２２Ｂにさらに例示されている。フィードバックコントローラー６０３は、ハウジング６１０と、複数の入力および出力ポート（例えば、ビデオ入力６１４、ビデオ出力６１６、ヘッドアップ（「ＨＵＤ」）表示出力６１８）とを含む。フィードバックコントローラー６０３は、フィードバックコントローラー６０３に関する状態情報を表示するためのスクリーン６２０も含む。
【０１４２】
フィードバックコントローラー６０３の構成要素が図２３に示されている。フィードバックコントローラー６０３は、マイクロコントローラー６００とデータ記憶モジュール６０２とを含む。マイクロコントローラー６００およびデータ記憶モジュール６０２は、器具１０のマイクロコントローラー５００およびデータ記憶モジュール５０２と同様の機能性を提供する。フィードバックコントローラー６０３の形態で、独立型モジュールにおいてこれらの構成要素を提供することは、これらの構成要素を器具１０内に有する必要性を軽減する。
【０１４３】
データ記憶モジュール６０２は、１つ以上の内部および／または外部記憶デバイス（例えば、磁気ハードドライバー、またはフラッシュメモリー（例えば、Ｓｅｃｕｒｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ（登録商標）カード、Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｆｌａｓｈ（登録商標）カード、ＭｅｍｏｒｙＳｔｉｃｋ（登録商標）など））を含み得る。データ記憶モジュール６０２は、コンピューティングデバイス６０６によるデータのその後の分析のために、器具１０からのフィードバックデータを記憶するように、フィードバックコントローラー６０３によって使用される。フィードバックデータは、器具１０内に配置されているセンサーなどによって供給される情報を含む。
【０１４４】
マイクロコントローラー６００は、器具１０の制御回路網が存在する場合、それに取って代わるように構成され、および／またはそれを補うように構成されている。マイクロコントローラー６００は、器具１０の動作および機能性を制御するための１つ以上のソフトウェアアプリケーション（例えば、ファームウェア）を記憶する内部メモリーを含む。マイクロコントローラー６００は、ユーザーインターフェイス１２０からの入力データを処理し、入力に応答して器具１０の動作を調整する。マイクロコントローラー６００は、器具１０の動作パラメーターをユーザーに通知するように構成されているユーザーフィードバックモジュール５０４を介してユーザーインターフェイス１２０に結合されている。より詳しくは、器具１０は、無線、またはデータポート４０７（図６）を介した有線接続を通して、フィードバックコントローラー６０３に接続するように構成されている。
【０１４５】
開示される実施形態において、マイクロコントローラー６００は、駆動モーター２００に接続され、電池インピーダンス、電圧、温度、および／または電流引き込みをモニタリングし、かつ、器具１０の動作を制御するように構成され、配置されている。器具１０の電池４００、トランスミッション、駆動モーター２００、および駆動構成要素における負荷は、負荷が、損傷制限に到達したか、または近づいていることを示す場合に、モーター速度を制御するように決定される。例えば、電池４００内に残っているエネルギー、残りの発射数、電池４００が交換または充電されなければならないか、および／または器具１０の可能な負荷限界に近づいていることが決定され得る。マイクロコントローラー６００は、上で議論される器具１０のセンサーのうちの１つ以上にも接続され得る。
【０１４６】
マイクロコントローラー６００はまた、モニタリングされた情報に応答して駆動モーター２００の動作を制御するように構成されている。電子クラッチを含み得るパルス変調制御スキームは、器具１０を制御することにおいて使用され得る。例えば、マイクロコントローラー６００は、駆動モーター２００の電圧供給を調節するか、またはパルス変調信号をそれに供給して、電力および／またはトルク出力を調整し、システム損傷を防止し得るか、またはエネルギー使用を最適化し得る。
【０１４７】
１つの実施形態において、電気ブレーキ回路は、駆動モーター２００を制御するために使用され得、この電気ブレーキ回路は、回転する駆動モーター２００の既存の逆起電力を使用して、駆動チューブ２１０の運動量に対抗し、それを実質的に減少する。電気ブレーキ回路は、動力式外科手術器具１０の停止の的確さおよび／またはシフト場所について、駆動モーター２００および／または駆動チューブ２１０の制御を改善する。動力式外科手術器具１０の構成要素をモニタリングし、動力式外科手術器具１０の過負荷を防止することを助けるためのセンサーは、熱型センサー（例えば、熱センサー、サーミスター、サーモパイル、熱電対および／または熱赤外線画像）を含み得、フィードバックをマイクロコントローラー６００に提供し得る。マイクロコントローラー６００は、限界に到達したか、または近づいている場合において、動力式外科手術器具１０の構成要素を制御し得、このような制御は、電源４００からの電力を切断すること、電力を一時的に中断すること、または休止モードおよび／もしくはパルス変調に入って、使用されるエネルギーを制限することを含み得る。マイクロコントローラー６００は、いつ動作が再開され得るかを決定するために、構成要素の温度もモニタリングし得る。マイクロコントローラー６００の上記機能は、電流、電圧、温度、および／またはインピーダンス測定から独立して使用され得るか、またはそれらの測定が要因として考慮され得る。
【０１４８】
マイクロコントローラー６００によるデータの分析および処理の結果は、ビデオディスプレー６０４および／またはＨＵＤディスプレー６２２上に出力される。ビデオディスプレー６０４は、任意のタイプのディスプレー（例えば、ＬＣＤスクリーン、プラズマスクリーン、エレクトロルミネセントスクリーンなど）であり得る。１つの実施形態において、ビデオディスプレー６０４は、タッチスクリーンを含み得、抵抗、表面波、容量性、赤外線、ひずみゲージ、光学、分散信号、または音響パルス認識タッチスクリーン技術を組み込み得る。タッチスクリーンは、ユーザーが動作フィードバックを見ながら入力を提供することを可能にするために使用され得る。ＨＵＤディスプレー６２２は、外科手術手順中、ユーザーにとって可視の任意の表面（例えば、１対の眼鏡および／またはゴーグルのレンズ、顔シールドなど）上に投影され得る。これは、ユーザーが、手順への集中を失うことなく、フィードバックコントローラー６０３からの生体フィードバック情報を可視化することを可能にする。
【０１４９】
フィードバックコントローラー６０３は、オンスクリーンディスプレーモジュール６２４とＨＵＤモジュール６２６とを含む。モジュール６２６は、それぞれのディスプレー６０４および６２２上の表示のために、マイクロコントローラー６００の出力を処理する。より詳しくは、ＯＳＤモジュール６２４は、フィードバックコントローラー６０３からのテキストおよび／または図式情報を、その中に配置されているカメラを介して外科手術部位から受け取られる他のビデオ画像上に重ねる。重ねられたテキストを有する改変されたビデオ信号は、ビデオディスプレー６０４に伝送され、ユーザーが、依然として外科手術部位を観測しながら、器具１０および／またはフィードバックコントローラー６０３からの有用なフィードバック情報を可視化することを可能にする。
【０１５０】
図２４〜２５は、器具１０’の別の実施形態を例示している。器具１０’は、まっすぐな直列構成で配置されている複数のセル４０１を有する電源４００’を含む。電源４００’は、ハンドル部分１１２内の垂直電池チャンバー８００の中に垂直に挿入されている。電池チャンバー８００は、電源４００’を下向きに押すために、その頂部部分内にばね接点８０２を含む。１つの実施形態において、ばね接点８０２は、電源４００’と電気的に結合する接点を含み得る。電源４００’は、電池キャップ８０４を介して電池チャンバー８００内に保持され、この電池キャップ８０４は、遠位方向にスライドして、適所に係止するように構成されている。キャップ８０４およびハンドル１１２は、キャップ８０４がスライドして外に出ないように、舌および溝のカップリングを含み得る。電源４００’は、ばね接点８０２の下向きの力に起因してキャップ８０４に対して付勢される。キャップ８０４が近位方向にスライドされると、電源４００’は、ばね接点８０２によって、電池チャンバー８００から取り出される。
【０１５１】
図２５は、回転センサー２３９の別の実施形態を示し、この回転センサー２３９は、駆動チューブ２１０の回転を検出し、従って、駆動チューブ２１０の回転率を測定し、それは、発射ロッド２２０の線速度の決定を可能にする。回転センサー２３９は、駆動チューブ２１０に取り付けられているエンコーダーホイール８１０と、光学読取器８１２（例えば、フォトインタラプタ）とを含む。光学読取器８１２は、その２つの対向するエッジ８１４と８１６との間に連続的に提供される光線における中断の回数を決定するように構成されている。ホイール８１０は、駆動チューブ２１０とともに回転し、それを通る複数のスリット８１１を含む。
【０１５２】
ホイール８１０の外側エッジは、エッジ８１４および８１６の間に伝送される光がスリット８１１通して輝くように、光学読取器８１２の対向するエッジの間に配置されている。駆動チューブ２１０が回転される場合、エッジ８１４と８１６との間の光線は、ホイール８１０によって中断される。光学読取器８１２は、光線の中断の回数およびその発生率を測定し、これらの測定値を速度計算器４２２に伝送し、この速度計算器４２２は、次に、上で議論されるように、駆動ロッド２２０の速度を決定する。
【０１５３】
図２７〜図３２は、発射位置から発射ロッド２２０を後退するための後退アセンブリ８２０を有する器具１０’を示している。後退アセンブリ８２０は、駆動チューブ２１０との、手動で駆動される機械的インターフェイスを提供し、後退アセンブリ８２０のラチェット作用を介した発射ロッド２２０の手動での後退を可能にする。これは、発射ロッド２２０の位置に対する器具の手動制御をユーザーに与えるために、特定の状況において有用であり得る（例えば、電気的機能不全、詰まったエンドエフェクター１６０など）。後退アセンブリ８２０は、器具１０’の中に挿入され得るモジュール式アセンブリとして構成され得る。
【０１５４】
図３０を参照すると、後退アセンブリ８２０は、頂部部分８２３と底部部分８２５とを有する後退シャーシ８２２を含む。後退アセンブリ８２０は、駆動歯車８２６および後退歯車８２４を介して駆動チューブ２１０と機械的にインターフェイス接続する。第１の平歯車８３０は、後退歯車８２４に堅く取り付けられている。駆動歯車８２６は、駆動チューブ２１０に取り付けられ、駆動チューブ２１０の回転に応答して並進される。反対に、駆動歯車８２６の回転は、駆動チューブ２１０に回転を与える。駆動歯車８２６および後退歯車８２４は、かさ歯車であり得、歯車８２４および８２６が直交の態様でインターフェイス接続することを可能にする。
【０１５５】
後退歯車８２４は、後退シャーシ８２２の頂部部分８２３と底部部分８２５との間に実質的に直交の態様で配置されている第１のスピンドル８２８に結合されている。第１のスピンドル８２８は、それによって規定される長手方向軸の周りで回転可能である。第１のスピンドル８２８は、それに取り付けられている第１の平歯車８３０をさらに含み、この第１の平歯車８３０は、後退歯車８２４に取り付けられている。第１の平歯車８３０は、第２のスピンドル８３４上に配置されている第２の平歯車８３２とインターフェイス接続し、この第２のスピンドル８３４はまた、後退シャーシ８２２の頂部部分８２３と底部部分８２５との間で実質的に垂直の態様で配置され、それによって規定される長手方向軸の周りで回転可能である。
【０１５６】
第２の平歯車８３２は、第１のスピンドル８２８上に配置されている第３の平歯車８３６と機械的にインターフェイス接続している。第３の平歯車８３６は、単方向クラッチアセンブリ８４０の第１のクラッチ部分８３８に取り付けられている。クラッチアセンブリ８４０は、第１のクラッチ部分８３８より上で第１のスピンドル８２８上に回転可能に配置されている第２のクラッチ部分８４０をさらに含み、ばね８４３が、第１のクラッチ部分８３８と第２のクラッチ部分８４２との間に配置されており、それにより、図３１に示されるように、高くなった非インターロック構成（例えば、第１の構成）に向かって第１のクラッチ部分８３８および第２のクラッチ部分８４２を付勢している。
【０１５７】
駆動チューブ２１０および／または駆動歯車８２６の回転は、第１の部分８３８およびそれぞれのスピンドル８２８、８３４とともに、後退歯車８２４、ならびに第１の平歯車８３０、第２の平歯車８３２、および第３の平歯車８３６に回転を与える。第２のクラッチ部分８４２は、スピンドル８２８の周りで回転し得、ばね８４３によって第１のクラッチ部分８３８から分離されているので、第１の部分８３８の回転は、第２のクラッチ部分８４２へ移動されない。
【０１５８】
第１のクラッチ部分８３８および第２のクラッチ部分８４２は、平らなインターロック表面８４６と傾斜した滑り表面８４８とを有する複数のインターロック歯８４４を含む。（図３０を参照のこと）。後退アセンブリ８２０は、後退レバー８４５によって作動される。図３２に示されるように、第２のクラッチ部分８４２は、後退レバー８４５によって下向きに押され、それにより、歯８４４をインターフェイス接続する。滑り表面８４８は、インターロック表面８４６が互いに接触するようになることを可能にし、それにより、第２のクラッチ部分８４２の回転が、第１のクラッチ部分８３８、およびインターフェイス接続する歯車の全てを回転することを可能にする。
【０１５９】
後退レバー８４５は、カム作用部分８４７と、それに取り付けられているハンドル８４９とを含む。カム作用部分８４７は、単方向針クラッチ８５５を収容する開口部８５３を含み、この単方向針クラッチ８５５は、フィッティング８５６と機械的に協働し、このフィッティング８５６は、第１のスピンドル８２８に動作可能に結合され、それにより、後退レバー８４５が第１のスピンドル８２８の周りで回転することを可能にする。
【０１６０】
図２９を参照すると、レバー８４５は、１つ以上のカム作用部材８５０を含み、各々は、カム作用表面８５２を有する。第１の構成において、レバー８４５は、図２７に示されるように、ハウジング１１０のレバーポケット８６０に沿って配置されている。レバー８４５をハウジング１１０の中に入れ子にすることによって、より長いレバーが利用され得、それは、他の手動後退システムと比較してはるかに大きい機械的利点をユーザーに与える。レバー８４５は、ばね８４３によって、頂部部分８２３に対して押し上げられ、カム作用部材８５０は、対応するカムポケット８５８内に配置される。レバー８４５はまた、頂部部分８２３とカム作用部分８４７との間に取り付けられているリターン延長ばね８６２によって、第１の構成に維持される。カム作用部材８５０およびレバーポケット８６０は、レバー８４５の回転範囲を制限する。
【０１６１】
レバー８４５がレバーポケット８６０から引き出される場合、カム作用部材８５０は、対応するカムポケット８２３とインターフェイス接続し、レバー８４５のカム作用部分８４７を下向きの方向に押す。下向きの移動は、ばね８４３を圧縮し、第１のクラッチ部分８３８および第２のクラッチ部分８４２を一緒に押して、歯８４４をインターロックし、それにより、部分８３８および８４２を第２の構成で係合する。反時計回りの方向へのカム作用部分８４７の回転は、針クラッチ８５５を作動し、この針クラッチ８５５は、フィッティング８５６とインターフェイス接続し、第１のスピンドル８２８に軸方向に結合されている。レバー８４５の断続的な回転は、クラッチアセンブリ８４０を回転し、このクラッチアセンブリ８４０は、次に、上方クラッチ８４２（これは、今や下方クラッチ８３８に嵌合されている）にキー止めされているフィッティング８５６を回転する。この下方クラッチ８３８は、第３の平歯車８３６に留められ、それは、次に、平歯車８３６、８３２、および８３０、ならびに後退歯車８２４および駆動歯車８２６を駆動する。これは、次に、駆動チューブ２１０を回転し、駆動ロッド２２０を後退する。
【０１６２】
レバー８４５は、図２８に示されるように、ハンドル８４９がハウジング１１０に当接するまで回転され得る。その後、レバー８４５は、半径方向の溝８５４に乗っているリターン延長ばね８６２によってその第１の構成に戻される。これは、カム作用部分８４７を持ち上げ、第２のクラッチ部分８４２も上向きに移動して第１のクラッチ部分８３８を係合解除することを可能にする。針クラッチ８５５は、フィッティング８５６を解放し、駆動チューブ２１０の移動に影響することなく、レバー８４５が第１の構成に戻ることを可能にする。レバー８４５が第１の構成に戻されると、レバー８４５は、再び後退されて、駆動ロッド２２０をラチェットで動かし続け得る。従って、アセンブリは、発射ロッド２２０を部分的または完全に後退するために、レバー８４５の１つ以上の移動のために構成され得る。
【０１６３】
本開示の他の局面に関して、医療廃棄物を最小限にする技術水準を進歩させるために、密封された電池パック区画、および／または密封された器具ハウジング、および／または密封されたハンドルアセンブリが、電池動力式外科手術装置の電池の汚染を防止するために、本開示に従う外科手術装置の一部として構成され得ることが企図される。従って、電池パックの密封が行われる周は、１つの実施形態において、電池パックからハンドルアセンブリに、さらに別の実施形態において、器具ハウジングに延長され得る。
【０１６４】
より詳しくは、図３３〜図３６を参照すると、外科手術器具１０’’が例示されている。外科手術器具１０’’は、外科手術器具１０’’が少なくとも１つの電池保持構造（例えば、電池チャンバーまたは区画８００と異なる電池チャンバーまたは区画８００’）を含むことを除いて、外科手術器具１０’と実質的に同一である。さらに、外科手術器具１０’は、パワーヘッドも含むが、外科手術器具１０’’は、電池チャンバーまたは区画８００’を含むように構成されているパワーヘッド９００’を含む。本明細書中に規定されるように、パワーヘッド９００’は、ハウジング１１０の近位部分１１８からハウジング部分１１０の遠位部分１１８’に延びている外科手術器具１０’’の部分である。パワーヘッド９００’は、図３８、および図４〜図１２に関して以下に規定されるように、動作構成要素のセットを含み、この動作構成要素のセットは、外科手術器具１０’’に電力を提供し、外科手術器具１０’’を動作し、ハウジング１１０内、またはハウジング１１０に隣接して取り付けられている。参照の目的のために、電池チャンバー８００’は、上方端８００’ａと下方端８００’ｂとを含む。図３５および図３６に例示されるように、少なくとも１つの電池４５１’、または電池パック４５１を形成している複数のセルもしくは電池４５１’は、図３５に例示されるような並んだ構成４５１ａで、または図３６に例示されるような端と端を接した構成４５１ｂのいずれかで配向され得る。本明細書中に規定される場合、電池は、電池セル４５１’の他に、各々が電荷を蓄えているキャパシターもしくは誘導コイル、または燃料電池、または他の適切な電源機構を含み得る。構成４５１ａおよび４５１ｂにおける電池セル４５１’は、取り出しプロセス中、または取り出しプロセス後のいずれかで個々の電池セル４５１’または電池パック４５１の医学的汚染を避けるように、電池チャンバー８００’からのセルまたは電池パック４５１’の取り出しを容易にするセル整列／形状／構成を提供する。並んだ構成４５１ａにおける電池パックは、端子コネクター片９０２を含み、端子コネクター片９０２は、電池セル４５１’の正極性端子と負極性端子との間に交互に延び、電池セル４５１’の正極性端子と負極性端子とを接続している。構成４５１ａにおいて、電池パック４５１は、上方端４５２ａ’と下方端４５２ａ’’とを含む。
【０１６５】
端と端を接した構成４５１ｂにおける電池パックは、電池セル４５１’の長手方向の端部においてのみ配置されている端子コネクター片９０２を含む。構成４５１ｂにおいて、電池パック４５１は、上方端４５２ｂ’と下方端４５２ｂ’’とを含む。整列ポストおよび／またはキー９２０が、電池チャンバー８００’を嵌合している間／電池チャンバー８００’の中に装填されている間、正しい配向を確実にするために、電池パック４５１の周または外部において配置され得る。正しい配向はまた、デバイスの電池チャンバー８００’またはハウジング内での適切な電池端子極性を確実にする。
【０１６６】
電気的接点９０６は、特定の電池パック４５１上の対応する極性端子と嵌合するために、電池チャンバー８００’の上方端８００’ａに配置され得、電力回路網（示されない）と電気的に通信している。接点９０６は、少なくとも２つの機能において役立ち得る。
【０１６７】
１つの実施形態において、図３４を参照すると、接点９０６は、ばね装填された正よび負の電気的接続８０２であり得る。電池チャンバーポート９１０を通した電池チャンバー８００’への電池パック４５１の装填中、電池パック構成４５１ａまたは４５１ｂのいずれかの上方端４５２ａ’、４５２ｂ’は、それぞれ、整列キー９２０が、接点９０６と接触されるまで、レセプタクル（示されない）を介してチャンバー８００’内に適切に整列し得るように、チャンバーポート９１０を通して挿入され、接点９０６は、ばね装填され、チャンバー８００’の上方端８００’に位置している。電池チャンバー８００’は、電池パック４５１を引き付けること、分離すること、および容易に取り出すことを行うために、器具ハウジング１１０中にリビング９０４を含む。リビング９０４は、電池パック４５１を含むこと、および整列することを助け、パワーヘッド９００’の少なくとも１つの電池保持構造を形成する電池チャンバー８００’内の電池取り出し路を規定する。
【０１６８】
接点９０６は、電池パック４５１との接触によって圧縮される場合、接点９０６は、電池パック４５１を矢印Ａによって示される方向に電池チャンバー８００’の下方端８００’ｂに向かって、チャンバーポート９１０を通って戻って取り出すことに至る圧縮力を作り出し、従って、チャンバーポート９１０を通る電池取り出し路をさらに規定する。
【０１６９】
電池チャンバーアクセスドア９１２が、チャンバー８００’の下方端８００’ｂにおいて、チャンバーポート９１０と密封的にインターフェイス接続するように構成されている。アクセスドア９１２は、オフセットヒンジまたは旋回接続９１４を介してハンドル部分１１２上に回転可能に取り付けられ、このオフセットヒンジまたは旋回接続９１４は、アクセスドア９１２が、矢印Ｂによって示されるように、チャンバーポート９１０から離れるほうへ下向きに回転可能にスイングして、チャンバーポート９１０を露出するか、またはチャンバーポート９１０に向かって上向きに回転可能にスイングして、チャンバーポート９１０を密封することをそれぞれ可能にするように配置されている。ヒンジまたは旋回接続９１４は、以下に説明されるように、さらなる閉鎖力をてこ入れするために、ばね（示されない）を含み得る。アクセスドア９１２は、矢印Ｂによって示されるように、下向きに、および上向きに回転可能にスイングする自由端９１２ａと、オフセットヒンジまたは旋回接続９１４において取り付けられている固定された端９１２ｂとを含む。自由端９１２ａは、以下で議論されるように、ラッチ上のバーブと係合し、このバーブを受け取るための受け取り端９１６として構成されている。１つの実施形態において、ヒンジまたは旋回接続９１４は、図３４に例示されるように、ハンドル部分１１２の遠位側面１１２ｂ上に取り付けられている。
【０１７０】
上で言及されるように、端９３０ａ’を有する上方アーム９３０ａと、下方端９３０ｂ’を有する下方アーム９３０ｂとを有するラッチ９３０は、旋回接続９３２を介して近位側面１１２ａの付近でハンドル部分１１２内に移動可能に取り付けられ、この旋回接続９３２は、ラッチ９３０が旋回接続９３２の周りで回転可能にスイングすることを可能にするように配置され、その結果、ラッチ９３０の端９３０ａおよび９３０ｂは、近位側面１１２ａへ、および近位側面１１２ａから、交互に揺動する。ラッチ９３０の下方アーム９３０ｂは、係合端またはバーブ９３４として構成され、この係合端またはバーブ９３４は、アクセスドア９１２の受け取り端９１６と係合するか、またはアクセスドア９１２の受け取り端９１６と噛み合ることにより、ラッチ９３０の端またはバーブ９３４を係合する。
【０１７１】
１つの実施形態において、エネルギー貯蔵機構９３６（例えば、圧縮ばね）も、近位側面１１２ａに向かう近位方向へのラッチ９３０の上方アーム９３０ａの運動を制限するように、および遠位側面１１２ｂに向かって上方アーム９３０ａの運動を付勢するように、近位側面１１２ａ側のハンドル部分１１２の内部に配置され得る。
【０１７２】
電池チャンバーアクセス作動機構９４０（例えば、示されるような細長いプッシュボタン）は、ハンドル部分１１２の近位側面１１２ａ上の凹んだアパーチャ９４２の中に配置され得る。電池チャンバーアクセス機構９４０は、外科手術器具１０’’のユーザーによって作動されるように構成されている。凹んだアパーチャ９４２は、近位側面１１２ａを貫通しており、アクセス作動機構９４０とラッチ９３０の下方アーム９３０ｂとの間の接触を可能にする。
【０１７３】
電池チャンバーアクセス作動機構９４０が遠位側面１１２ｂに向かって遠位方向に押し下げられる場合、電池チャンバーアクセス作動機構９４０は、下方アーム９３０ｂを遠位方向に押し付け、それにより、ラッチ９３０を、ばね９３６の圧縮力に対して旋回接続９３２の周りで回転可能にスイングさせ、アクセスドア９１２の受け取り端９１６からのラッチ９３０の係合端またはバーブ９３４の係合解除をもたらす。アクセスドア９１２の受け取り端９１６からのラッチ９３０の係合端またはバーブ９３４の係合解除は、アクセスドア９１２が、ヒンジまたは旋回接続９１４の周りで旋回することによって矢印Ｂの方向に回転可能にスイングするか、または下向きに回転することを可能にし、それにより、アクセスドア９１２を示されるような閉鎖位置から開放位置（示されない）に移し、チャンバーポート９１０を少なくとも部分的に露出する。凹んだアパーチャ９４２における電池チャンバーアクセス作動機構９４０の配置は、外科手術手順中の電池パック４５１の不注意な作動の可能性を低減する。インターロック特徴（示されない）（例えば、機械的特徴（例えば、キャップ））は、外科手術手順中、電池チャンバーアクセス作動機構９４０を係止するために提供され得る。電池パック４５１が、外科手術手順中に十分に機能しない場合、パワーヘッド９００’は、電池パック４５１の取り出しを実施するために、動作領域から除去され得る。
【０１７４】
アクセスドア９１２の回転またはスイングは、上に記載されるように、接点９０６によって作り出される圧縮力によってさらに可能にされ、この圧縮力は、電池パック４５１を矢印Ａによって示されるような方向に電池チャンバーの下方端８００’ｂに向かって、チャンバーポート９１０を通って戻って取り出すことに至る。アクセスドア９１２の回転またはスイングの組み合わせは、圧縮力、および重力の援助と一緒に、電池パック４５１が、抑制されている摩擦力を克服すること、および充電、危険ではない廃棄物の処分、またはリサイクルのための滅菌環境または容器の中へ、重力の方向を含み得る方向に取り出されることを可能にする。電池パック４５１の流線形にされた構成は、電池チャンバー８００’におけるリビング９０４の提供と一緒に、電池パック４５１の装填および電池チャンバー８００’からの取り出しの両方を容易にする。従って、外科手術装置１０’’は、その医学的汚染なく、ユーザーの一方の手による電池パック４５１の少なくとも１つの電池セル４５１’の取り出しを可能にするように構成されている。アクセス作動機構９４０は、そのように、アクセスドア９１２を開放することによって、電池チャンバー８００’へのアクセスを提供する。事実上、アクセスドア９１２は、パワーヘッド９００’のためのヒンジ付きハウジングカバーとして役立つ。より詳しくは、電池チャンバー８００’がパワーヘッド９００’の少なくとも１つの電池保持構造を形成するので、電池保持構造は、ヒンジ付きカバーまたはアクセスドア９１２をさらに含む。ヒンジ付きカバーまたはアクセスドア９１２が閉鎖位置にある場合、ヒンジ付きカバーまたはアクセスドア９１２は、少なくとも１つの電池４５１’へのアクセスを防止し、ヒンジ付きカバーまたはアクセスドア９１２が開放位置にある場合、ヒンジ付きカバーまたはアクセスドア９１２は、電池取り出し路に沿った少なくとも１つの電池保持構造からの少なくとも１つの電池４５１’の取り出しを可能にする。
【０１７５】
さらに、接点９０６のばね装填された正よび負の電気的接続８０２は、電池パック４５１の取扱いおよび廃棄可能性を助けるために、電池パック４５１から全ての外部接点へ（少なくとも１つの電気的構成要素へ、を含む）の電気的接続または電気的通信を断つか、または中断する構造をパワーヘッド９００’内に提供する。本明細書中に規定されるように、電気的構成要素は、電子構成要素を含む。
【０１７６】
電池パック４５１からの電気的接続または電気的通信を断つか、または中断する構造は、破ることが可能なホイルまたはワイヤーブリッジをさらに含み得ることが企図される。遅い放電の抵抗器または回路がパワーヘッド９００’中に組み込まれて、電池を安全な低温速度でゆっくり排出して、取扱いおよび廃棄可能性をさらに助け得ることも企図される。
【０１７７】
別個の実施形態において、ボタンは、出力シャフトを並進する１つ以上のソレノイドを作動して、電池ドアをラッチ解除し、および／またはばね力を解放して、電池を取り出すためのスイッチであり得る。例えば、近位側面１１２ａに向かう近位方向にラッチ９３０の上方アーム９３０ａの運動を制限するために、および遠位側面１１２ｂに向かって上方アーム９３０ａの運動を付勢するために近位側面１１２ａにおいてハンドル部分１１２の内部に配置され得るエネルギー貯蔵機構９３６（例えば、圧縮ばね）は、電池チャンバーアクセス作動機構９４０によって作動されるソレノイド（示されない）によって置き換えられ得る。
【０１７８】
電池パック４５１のためのばね取り出し力の全てまたは一部は、ルーチン動作中、電池パック４５１が、ばね８０２からの圧縮力を通常経験しないように、ピンまたはラッチを用いてパックから抑制され得るか、または分離され得る。ばね８０２からの得られるポテンシャルエネルギーは、次に、電池取り出しボタンが押し下げられる場合に作動される別個の機構（示されない）によって解放され得る。
【０１７９】
１つの実施形態において、図３３〜図３４に例示されるように、外科手術装置または器具１０’’のパワーヘッド９００’は、少なくとも１つの密封部材９５０をさらに含み、この少なくとも１つの密封部材９５０は、１つ以上の電池保持構造（例えば、電池チャンバー８００’）の周りに延び、その結果、密封部材９５０は、電池セル（複数可）４５１’または電池パック４５１の医学的汚染なしで、上に記載されるような電池取り出し路に沿った、１つ以上の電池保持構造（例えば、電池チャンバー８００’）からの電池パック４５１の少なくとも１つの電池セル４５１’、または電池パック４５１全体の取り出しを可能にするように構成されている。密封部材９５０は、Ｏ−リングまたはガスケット９６０を組み込み得、このＯ−リングまたはガスケット９６０は、密封部材９５０上に周を形成し、電池セル（複数可）４５１’または電池パック４５１の取り出し中、アクセスドア９１２が開放することを可能にするために、ハンドル１１２の近位側面１１２ａ上の位置９６０ａから、ハンドル１１２の遠位側面１１２ｂ上の位置９６０ｂに延び得る。
【０１８０】
１つの実施形態において、外科手術装置または器具１０’’のパワーヘッド９００’は、ハンドルアセンブリ（例えば、ハンドル部分１１２）を含み、ハンドルアセンブリまたはハンドル部分１１２は、１つ以上の電池保持構造（例えば、電池チャンバー８００’）を含み、少なくとも１つの密封部材９５２が、ハンドルアセンブリもしくはハンドル部分１１２、または１つ以上の電池保持構造（例えば、電池チャンバー８００’）の周りに延び、その結果、１つ以上の密封部材９５２は、電池セル（複数可）４５１’または電池パック４５１の医学的汚染なしで、上に記載されるような電池取り出し路に沿った、１つ以上の電池保持構造（例えば、電池チャンバー８００’）からの、少なくとも１つの電池セル４５１’、または電池パック４５１全体の取り出しを可能にするように構成される。密封部材９５０に関する場合と同様の態様で、密封部材９５２は、Ｏ−リングまたはガスケット９６０を組み込み得、このＯ−リングまたはガスケット９６０は、電池セル（複数可）４５１’または電池パック４５１の取り出し中、アクセスドア９１２が開放することを可能にするために、ハンドル１１２の近位側面１１２ａ上の位置９６０ａから、ハンドル１１２の遠位側面１１２ｂ上の位置９６０ｂに延び得る。
【０１８１】
１つの実施形態において、外科手術装置または器具１０’’のパワーヘッド９００’は、器具ハウジング（例えば、器具ハウジング１１０）を含み、器具ハウジング１１０は、１つ以上の電池保持構造（例えば、電池区画８００’）を含み、密封部材９５４が、器具ハウジング１１０または１つ以上の電池保持構造（例えば、電池チャンバー８００’）の周りに延び、その結果、１つ以上の密封部材９５４は、電池セル（複数可）４５１’または電池パック４５１の医学的汚染なしで、１つ以上の電池保持構造（例えば、電池チャンバー８００’）からの、少なくとも１つの電池セル４５１’、または電池パック４５１全体の取り出しを可能にするように構成される。再び、密封部材９５０および９５２に関する場合と同様に、密封部材９５４は、Ｏ−リングまたはガスケット９６０を組み込み得、このＯ−リングまたはガスケット９６０は、電池セル（複数可）４５１’または電池パック４５１の取り出し中、アクセスドア９１２が開放することを可能にするために、ハンドル１１２の近位側面１１２ａ上の位置９６０ａから、ハンドル１１２の遠位側面１１２ｂ上の位置９６０ｂに延び得る。
【０１８２】
パワーヘッド９００’の密封部材９５０、９５２、および９５４の前述の記載から認識され得るように、密封部材９５０、９５２、および９５４は、電池パック４５１と他のハウジング構成要素との間に、一体的または別個の、密封またはガスケットまたは接着剤システムを提供し、一方で、電池パック４５１と、ばね装填された正および負の電気的接続８０２であり得る接点９０６との間の電気的通信を可能にする。
【０１８３】
また、前述の記載から認識され得るように、本開示は、少なくとも１つの電池セル４５１’を保持するように構成されている少なくとも１つの、電池を保持する保持構造（例えば、電池チャンバー８００’）を有するパワーヘッド９００’にも関する。１つ以上の電池保持構造は、例えば、電池チャンバー８００’内のリビング９０４によって規定される電池取り出し路に沿った取り出しによって、その医学的汚染なく、電池セル（複数可）４５１’の取り出しを可能にするように構成されている。
【０１８４】
１つの実施形態において、少なくとも１つの電池保持構造（例えば、電池チャンバー８００’）は、ユーザーの一方の手による電池セル（複数可）４５１’の取り出しを可能にするように構成されている。電池セル（複数可）４５１’の取り出しは、例えば、電池チャンバー８００’内のリビング９０４によって規定される電池取り出し路に沿った取り出しによって、その医学的汚染なく起きる。
【０１８５】
１つの実施形態において、図３４に例示されるように、パワーヘッド９００’は、１つ以上の電池保持構造（例えば、電池チャンバー８００’）に動作可能に結合されている少なくとも１つのエネルギー貯蔵機構（例えば、ばね８０２）を含み、１つ以上のエネルギー貯蔵機構（例えば、ばね８０２）の作動は、例えば、電池チャンバー８００’内のリビング９０４によって規定される電池取り出し路に沿った取り出しによって、その医学的汚染なく、電池セル（複数可）４５１’の取り出しを可能にする。
【０１８６】
エネルギー貯蔵機構９３６に関して上で記載されるのと同様の態様で、ばね８０２は、電池チャンバーアクセス作動機構９４０によって作動されるソレノイド（示されない）によって置き換えられ得る。
【０１８７】
１つの実施形態において、図３４にも例示されるように、パワーヘッド９００’は、１つ以上の電池保持構造（例えば、電池チャンバー８００’）に動作可能に結合されている少なくとも１つのエネルギー貯蔵機構（例えば、ばね８０２）を含み、この少なくとも１つのエネルギー貯蔵機構（例えば、ばね８０２）は、電池チャンバーアクセス作動機構９４０の作動を介した１つ以上のエネルギー貯蔵機構（例えば、ばね８０２）の作動が、ユーザーの一方の手による電池セル（複数可）４５１’の取り出しを可能にするように構成され、ユーザーの一方の手による電池セル（複数可）４５１’の取り出しが、例えば、電池チャンバー８００’内のリビング９０４によって規定される電池取り出し路に沿った取り出しによって、その医学的汚染なく、電池セル（複数可）４５１’の取り出しを可能にするように構成されている。
【０１８８】
再び図４〜図１２に戻ると、以前に記載されるように、図４〜図１２は、器具１０の様々な内部構成要素（駆動モーター２００、駆動チューブ２１０、および近位部分２２２と遠位部分２２４とを有する発射ロッド２２０を含む）を例示している。駆動チューブ２１０は、それを通して延びている駆動チューブ軸Ｃ−Ｃの周りで回転可能である。駆動モーター２００は、駆動チューブ２１０と機械的に協働して配置され、駆動歯車軸Ｃ−Ｃの周りで駆動チューブ２１０を回転するように構成されている。１つの実施形態において、駆動モーター２００は、電気モーターまたは歯車モーターであり得、それは、そのハウジング内に組み込まれている伝動装置を含み得る。
【０１８９】
次に図３７〜図４３を参照すると、外科手術器具１０’’のパワーヘッド９００’は、第１のハウジング部分１１０ａと第２のハウジング部分１１０ｂとを含み、第１のハウジング部分１１０ａおよび第２のハウジング部分１１０ｂは、複数のポートまたはボスロケーター１１１を規定し、複数のポートまたはボスロケーター１１１は、図３に関して上に記載されるように、２つのハウジング半体または部分１１０ａおよび１１０ｂを互いに対して整列しており、第１のハウジング部分１１０ａと第２のハウジング部分１１０ｂとの接合を可能にするために第２のハウジング部分１１０ｂ内に配置されている。
【０１９０】
特に図３７〜図３８を参照すると、本開示に従う１つの実施形態において、外科手術器具１０’’のパワーヘッド９００’は、パワーヘッド９００’、および／または外科手術器具１０’’の動作構成要素１０００のセットを取り付けるための構造部材またはシャーシ１００１を含む。第１のハウジング部分１１０ａおよび第２のハウジング部分１１０ｂから形成されているハウジング１１０は、外科手術器具１０’’’のパワーヘッド９００’の内部体積１００２へのアクセスを可能にし、この内部体積１００２は、ハウジング１１０によって囲まれている。図４〜図１２に関して上に記載されるように、動作構成要素のセットは、内部体積１００２中に取り付けられている。より詳しくは、動作構成要素１０００のセットは、とりわけ、駆動モーター２００（および関連付られている歯車アセンブリ）と、近位軸受３５４と、遠位軸受３５６と、駆動チューブ２１０と、動力式関節運動スイッチ１７４と、スイッチ１１４（これは、内部体積１００２の外部にトグルスイッチとして一緒に形成されている第１のスイッチ１１４ａと第２のスイッチ１１４ｂとを含み得、内部体積１００２内に実質的に配置されている内部インターフェイス１１４’を有する）の部分と、位置スイッチおよびリミットスイッチ（例えば、シャフト開始位置センサー２３１および締め付け位置センサー２３２）とを含み、これらは、内部体積１００２内に配置されている。
【０１９１】
上に記載されるように、ボスロケーター１１１は、２つのハウジング半体１１０ａおよび１１０ｂを整列して、ハウジング１１０として一緒に接合する。さらに、動作構成要素１０００のセットは、ハウジング１１０によって囲まれている内部体積１００２内に取り付けられている場合、整列のための適切な構成を有するので、ボスロケーター１１１はまた、動作構成要素１０００のセットの整列のための適切な構成を可能にする。
【０１９２】
本開示に従う１つの実施形態において、動作構成要素１０００のセットは、外科手術器具１０のパワーヘッド９００’に適用可能である場合、ハウジング半体または部分１１０ａ上に直接よりもむしろ、シャーシ１００１上に取り付けられ得る（図４を参照のこと）。
【０１９３】
図３９に例示されるように、シャーシ１００１は、ハウジング半体または部分１１０ａおよび１１０ｂのボスロケーター１１１（図３８を参照のこと）と整列するように構成されているボスロケーターポート１１１’を含む。シャーシ１００１は、近位部分１０１０ａ、中央部分１０１０ｂ、および遠位部分１０１０ｃで構成され、近位部分１０１０ａ、中央部分１０１０ｂ、および遠位部分１０１０ｃは、それらの間で動作可能に接続されるか、またはそれらの間で一体的に形成されて、シャーシ１００１をもたらす。近位部分１０１０ａは、第１の凹部１０１２および第２の凹部１０１４で構成され、両方の凹部は、動作構成要素１０００のセットの特定の構成要素を受け取るために、シャーシ１００１内に形成されている。第２の凹部１０１４は、第１の凹部１０１２に対して遠位である。より詳しくは、第１の凹部１０１２は、駆動モーター２００（および関連付けられている歯車アセンブリ）を受け取り、整列するように構成されており、一方で、第２の凹部１０１４は、近位軸受３５４（図３８を参照のこと）を受け取り、整列するように構成されている。図３８に例示される例示的実施形態において、近位部分１０１０ａは、部分的に楕円形の形状の断面を有する近位部分１０１１を有し、台形の形状の断面を有する遠位部分１０１３に隣接している。第１の凹部１０１２は、部分的に楕円形の形状の断面を有する近位部分１０１１中に形成されており、一方で、第２の凹部１０１４は、台形の形状の断面を有する遠位部分１０１３内に形成されている。
【０１９４】
対応する長方形の形状の断面を有して半円形に形作られ得る中央部分１０１０ｂは、シャーシ１００１内に形成されている凹部１０１６で構成されている。凹部１０１６は、駆動チューブ２１０を受け取り、整列するように構成されている。
【０１９５】
図３８とともに、図３９に例示される例示的実施形態において、遠位部分１０１０ｃは、台形の形状の断面を有し、凹部１０１７がその中に形成され、この凹部１０１７は、遠位軸受３５６を受け取り、整列するように構成されている。遠位部分１０１０ｃは、凹部１０１７に対して遠位である概してＴ字形のアパーチャ１０２０を有する。アパーチャ１０２０は、位置スイッチおよびリミットスイッチ（例えば、シャフト開始位置センサー２３１および締め付け位置センサー２３２）の受け取り、保持、および整列を可能にするように構成されている。遠位部分１０１０ｃは、その中に形成されているスロット１０２２をさらに含み、このスロット１０２２は、凹部１０１７とアパーチャ１０２０との間に配置されている。スロット１０２２は、動作構成要素のセット１０００の整列のための基準として役立ち、整列プレート３５０を保持および整列するような構成および配置され、この整列プレート３５０は、図６および図７に関して以前に記載されるように、発射ロッド２２０を同軸に位置付ける。再び、整列プレート３５０は、それを通してアパーチャ３５５を含み、このアパーチャ３５５は、丸くない断面を有する（図７を参照のこと）。アパーチャ３５５の丸くない断面は、発射ロッド２２０の近位部分２２２の回転を防止し、従って、発射ロッド２２０の近位部分２２２を、それを通る軸方向の並進に限定する。整列プレート３５０はまた、軸受支持および機械的止め具として機能する。整列プレート３５０の遠位表面３５１はまた、開始位置センサー２３１および締め付け位置センサー２３２のための取り付け面および基準として使用される。
【０１９６】
遠位部分１０１０ｃは、下向きに向けられている突出部または延長１０２４をさらに含み、この突出部または延長１０２４中に、凹部１０２６が形成され、この凹部１０２６は、トグルスイッチ１１４の内部インターフェイス１１４’を受け取り、整列するように構成され、内部体積１００２内に実質的に配置される。
【０１９７】
前述の記載から認識され得るように、シャーシ１００１は、シャーシ１００１および動作構成要素１０００のセットがハウジング１１０の内部体積１００２内に取り付けられる場合、シャーシ１００１上に取り付けられている動作構成要素１０００のセットのための整列のための適切な構成を提供するように構成されている。図３７〜図４３に明示的には例示されていないが、シャーシ１００１は、シャーシ１００１および動作構成要素の交換セットがハウジング１１０の内部体積１００２内に取り付けられる場合、シャーシ１００１上に取り付けられている外科手術器具１０’’’の動作構成要素（明示的には示されない）の交換セットのための整列のための適切な構成を提供するように構成されている。従って、シャーシ１００１は、動作構成要素１０００のセットおよび／または動作構成要素の交換セットのための整列のための適切な構成を提供するように構成されており、動作構成要素１０００のセットまたは動作構成要素の交換セットのいずれかを含む。動作構成要素の交換セットは、外科手術器具１０’’’のパワーヘッド９００’’とともに製造業者によって最初に提供される動作構成要素１０００のオリジナルセットと概して同一であるが、動作構成要素の交換セットは、内部体積１００２内に挿入される場合、外科手術器具１０’’’の整列、嵌め合い、および適切な操作性を維持するために必要な程度まで、動作構成要素１０００のオリジナルセットと同一である必要があるのみであることを当業者は認識する。
【０１９８】
図３７を参照すると、図４〜図１２に関して上に記載されるように、ハウジング１１０は、少なくとも第１のハウジング部分１１０ａと第２のハウジング部分１１０ｂとを含む。少なくとも第１のハウジング部分１１０ａは、外科手術器具１０’’’の内部体積１００２の少なくとも一部分を露出するために除去可能である。第１のハウジング部分１１０ａは、複数のポート１１１を規定し、第２のハウジング部分１１０ｂは、複数のポート１０１０を規定し、これらのポートは、第１のハウジング部分１１０ａおよび第２のハウジング部分１１０ｂが一緒に接合される場合、動作構成要素１０００のセットの整列および動作構成要素の交換セット（明示的には示されない）の整列のための適切な構成を可能にするように配置されている。
【０１９９】
さらに、図３９に例示されるように、シャーシ１００１は、複数のポート１１１’を規定し、複数のポート１１１’は、第１のハウジング部分１１０ａおよび第２のハウジング部分１１０ｂが一緒に接合される場合、およびシャーシ１００１および動作構成要素１０００のセットまたは動作構成要素の交換セットがハウジング１１０の内部体積１００２内に取り付けられる場合、動作構成要素１０００のセットの整列および動作構成要素の交換セット（明示的には示されない）の整列のための適切な構成を可能にするように配置されている。
【０２００】
クリップ、バックル、スナップ、すばやく曲がるファスナー、または他の適切なコネクターが、それぞれ、第１のハウジング部分１１０ａおよび第２のハウジング部分１１０ｂ上および／またはシャーシ１００１上の適切な場所において組み込まれるようにして、解体の容易さを提供することが企図される。
【０２０１】
シャーシ１００１は、電子構成要素（例えば、制御スイッチ１１４またはシャフト開始位置センサー２３１、および締め付け位置センサー２３２）を無線周波数（ＲＦ）ノイズおよび電磁障害（ＥＭＩ）から保護するために、鉄、伝導性金属、または磁気金属から作製され得る。構造部材／シャーシ１００１はまた、直流（ＤＣ）印加のための共通接地として、そのような構成要素（駆動モーター２００を含む）に動作可能に結合され得るか、または動作可能に接続され得る。
【０２０２】
図４０〜図４１は、外科手術器具１０’’’の分解図を例示しており、図３７〜図３９に関して上に記載されるような第１のハウジング部分１１０ａおよび第２のハウジング部分１１０ｂ、シャーシ１００１上に取り付けられている動作構成要素１０００のセットを示している。
【０２０３】
電気外科器具１０’’’は、回転するフロントエンド入れ替えアセンブリ１０５０を含み、この回転するフロントエンド入れ替えアセンブリ１０５０は、パワーヘッド１０’’が発射ロッド２２０（図６を参照のこと）を駆動し、動作することを可能にするために、パワーヘッド９００’’に動作可能に結合される。回転するフロントエンド入れ替えアセンブリ１０５０は、発射ロッド２２０のフロントエンド１０５４の入れ替えを可能にするために、インターフェイス接続部１０５２を含む。Ｔｙｃｏ  Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ  Ｍｏｄｅｌ  ＥＧＩＡフロントエンド１０５４が示されている。入れ替えアセンブリ１０５０は、他のフロントエンド１０５４（例えば、円形の断面を有するＴｙｃｏ  Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ  Ｍｏｄｅｌ  ＥＥＡ、円形の断面を有するＭｏｄｅｌ  ＥＥＡ、直角の断面を有するＭｏｄｅｌ  ＴＡ、またはカッター、焼灼、ＲＦエネルギー、または締め付けもしくはグラスパーフロントエンド）を受け取り、動作するように構成されている。
【０２０４】
図４２は、シャーシ１００１の開放側面１００１ａの図であり、シャーシ１００１上に取り付けられている場合の動作構成要素１０００のセットを示し、開放側面１００１ａが観察者に向いている。図４３は、シャーシ１００１の閉鎖側面１００１ｂの図であり、シャーシ１００１上に取り付けられている場合の動作構成要素１０００のセットを示し、閉鎖側面１００１ｂが観察者に向いている。
【０２０５】
１つの実施形態において、シャーシ１００１は、金属から形成され、ハウジング１１０は、ポリマーから形成される。動作構成要素１０００のセットまたは動作構成要素の交換セット（示されない）は、少なくとも１つの電気的構成要素（例えば、電池セル（複数可）４５１’（図４０〜図４１を参照のこと））を含み、シャーシ１００１は、電気的構成要素の電気接地を可能にするように構成されている。
【０２０６】
従って、上記開示から認識され得るように、外科手術器具（例えば、外科手術器具１０’’）のパワーヘッド９００’（ここで、パワーヘッド９００’は、シャーシ１００１を含む）は、汚染されたハウジングまたはカバーのより容易な除去／処分を可能にすることによって、費用のかかる構成要素の再使用性または再処理性を改善し、一方で、全てまたは多くの重大な構成要素アセンブリの整列および位置を維持することを可能にする。さらに、シャーシ１００１は、以下の利点：
ａ．  外科手術器具１０’’のためのさらなる耐久性、強度、および構造上の支持を可能にすること；
ｂ．  構成要素、ファスナー、および除去可能なハウジングカバーを取り付けるためのシャーシプラットフォームとしての利用または配置を可能にすること；
ｃ．  単一面ハウジングカバーアセンブリ構成と比較して、部品を組み立てるか、または修理するためのより容易なマルチ面アクセス可能性を可能にすること；
ｄ．  標準プラスチックハウジングファスナーボスと比較して、複数の再処理、保守、および／または修理サイクルのための、ファスナーの据え付けおよび除去の複数のサイクルのより高い耐久力を可能にすること；
ｅ．  正味の成形されたハウジング組み立て方法と比較される場合、的確な軸受および機構の整列のためのより高い許容誤差の与えられた位置決めを可能にすること；
ｆ．  ＤＣまたはマイクロエレクトロニクスデバイス内の全ての構成要素のための電気接地プラットフォームとしての利用または配備を可能にすること；ならびに
ｇ．  デバイス内の電子構成要素のために、無線周波数（ＲＦ）および電磁障害（ＥＭＩ）シールディングを作り出すこと；
を提供する。
【０２０７】
図４４は、器具１０を較正するための、マイクロコントローラー５００中に記憶されている較正アルゴリズムを示しているフローチャートである。マイクロコントローラー５００は、駆動モーター２００を制御するために使用されるパルス変調アルゴリズムを記憶している。マイクロコントローラー５００の較正アルゴリズムは、器具１０を較正するために、パルス変調アルゴリズム中のプログラム係数を調整するために使用される。図４４に示されるように、器具１０が開始され、発射ロッド２２０が並進され、一方で、線形変位センサー２３７が、第１の指標３２０ａを検出するために、活性状態にされる。ステップ１１０２ａにおける線形変位センサー２３７による第１の指標３２０ａの検出の際、位置計算機４１６は、ステップ１１０４ａにおいて、発射ロッド２２０が並進し始めるときと、線形変位センサー２３７が第１の指標３２０ａを検出したときとの間の経過した時間「Ｔ」を決定する。位置計算機はまた、ステップ１１０２ｂにおいて、駆動モーター２００の回転速度に基づいて、発射ロッド２２０の線速度を決定する。位置計算機４１６は、時間「Ｔ」、および線速度をマイクロコントローラー５００に提供し、このマイクロコントローラー５００は、時間「Ｔ」を、記憶されている所定の時間「ＴＰ」と比較する。記憶されている所定の時間「ＴＰ」は、ステップ１１０４ｂにおいて、受け取られた線速度に基づいて、マイクロプロセッサ５００によって選択される。ステップ１１０６において、時間「Ｔ」が所定の時間「ＴＰ」と等しいことをマイクロコントローラー５００が決定する場合、較正アルゴリズムは、終了され、駆動モーター２００は、発射ロッドをその所定の距離、並進させる。時間「Ｔ」および「ＴＰ」が等しくない場合、アルゴリズムは、ステップ１１０８に進行し、このステップ１１０８において、マイクロコントローラー５００は、時間「Ｔ」が所定の時間「ＴＰ」よりも小さいかどうかを決定する。時間「Ｔ」が所定の時間「ＴＰ」よりも小さい場合、アルゴリズムは、ステップ１１１０に進行し、このステップ１１１０において、マイクロコントローラー５００は、パルス変調アルゴリズム中のプログラム係数を調整して、駆動モーター２００を制御し、発射ロッド２２０を所定の距離よりも短い距離を前進させる。時間「Ｔ」が所定の時間「ＴＰ」よりも大きい場合、較正アルゴリズムは、ステップ１１１２に進行し、このステップ１１１２において、マイクロコントローラー５００は、パルス変調アルゴリズム中のプログラム係数を調整して、駆動モーター２００を制御し、発射ロッド２２０を所定の距離よりも長い距離を前進させる。
【０２０８】
本明細書中に示される実施形態に対して、様々な改変がなされ得ることが理解される。従って、上の記載は、限定するものではなく、単に好ましい実施形態の例証と解釈されるべきである。当業者は、本明細書に添付される特許請求の範囲の趣旨および範囲内で他の改変を想定する。
【図１】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図４Ａ】
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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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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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２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【外国語明細書】
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