(57)【要約】  モータ式外科用器具が開示される。外科用器具は、変位部材と、変位部材に連結されたモータと、モータに連結された制御回路と、制御回路に連結された位置センサと、制御回路に連結されたタイマー回路と、を含む。制御回路は、位置センサから、設定された変位間隔によって画定される現在のゾーン内の変位部材の位置を受信することと、変位間隔の設定位置における時間を測定することであって、測定された時間は、変位部材が変位間隔を横断するのにかかる時間として定義される、測定することと、現在の既定ゾーン内の測定された時間に基づいて、後続のゾーンに対する変位部材のコマンド速度を設定することと、を行うように構成される。
2020524560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外科用器具であって、
前記外科用器具内で複数の既定ゾーンにわたって並進するように構成された変位部材と、
前記変位部材に連結されて前記変位部材を並進させるモータと、
前記モータに連結された制御回路と、
前記制御回路に連結された位置センサであって、前記変位部材の位置を監視するように構成されている、位置センサと、
前記制御回路に連結されたタイマー回路であって、前記タイマー／カウンタ回路は、経過時間を測定するように構成されている、タイマー回路と、を備え、
前記制御回路は、
前記位置センサから、設定された変位間隔によって画定された現在のゾーン内の前記変位部材の前記位置を受信することと、
前記変位間隔の設定位置における時間を測定することであって、前記測定された時間は、前記変位部材が前記変位間隔を横断するのにかかる時間として定義される、測定することと、
現在の既定ゾーン内の前記測定された時間に基づいて、後続のゾーンに対する前記変位部材のコマンド速度を設定することと、
を行うように構成されている、外科用器具。
【請求項２】
前記制御回路は、
前記変位部材が位置する前記設定された変位間隔を判定することであって、前記設定された変位間隔は、開始位置及び終了位置によって画定される、判定することと、
前記変位部材が前記変位間隔の前記終了位置に到達する時間を測定することと、
を行う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３】
前記制御回路は、
前記測定された時間を、前記制御回路に連結されたメモリに記憶された所定の時間と比較することと、
前記比較に基づいて前記コマンド速度を調整するか、又は維持するかを判定することと、
を行う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４】
前記制御回路は、前記測定された時間が所定の時間の範囲内にあるときに、前記現在のゾーンの前記コマンド速度と同じ前記後続のゾーンの前記コマンド速度を維持するように構成されている、請求項３に記載の外科用器具。
【請求項５】
前記制御回路は、前記測定された時間が所定の時間の範囲外であるときに、前記現在のゾーンの前記コマンド速度とは異なる前記後続のゾーンに対する前記コマンド速度を設定するように構成されている、請求項３に記載の外科用器具。
【請求項６】
前記制御回路は、前記コマンド速度が調整されたときに、前記後続のゾーンの時間測定をスキップするように構成されている、請求項５に記載の外科用器具。
【請求項７】
前記外科用器具と共に動作するように構成されたステープルカートリッジのために複数のゾーンが画定されている、請求項１に記載の外科用器具。
【請求項８】
少なくとも２つのゾーンが異なる長さを有する、請求項７に記載の外科用器具。
【請求項９】
外科用器具であって、
前記外科用器具内で複数の既定ゾーンにわたって並進するように構成された変位部材と、
前記変位部材に連結されて前記変位部材を並進させるモータと、
前記モータに連結された制御回路と、
前記制御回路に連結された位置センサであって、前記変位部材の位置を監視するように構成されている、位置センサと、
前記制御回路に連結されたタイマー回路であって、前記タイマー／カウンタ回路は、経過時間を測定するように構成されている、タイマー回路と、を備え、
前記制御回路は、
前記位置センサから、所定の変位間隔によって画定された現在のゾーン内の前記変位部材の位置を受信することと、
前記変位部材がパーク位置から目標位置へと移動する時間を測定することと、
前記測定された時間に基づいて、第１の動的ゾーンに対する前記変位部材のコマンド速度を設定することと、
を行うように構成されている、外科用器具。
【請求項１０】
前記制御回路は、前記測定された時間を、前記制御回路に連結されたメモリに記憶された所定の時間と比較するように構成されている、請求項９に記載の外科用器具。
【請求項１１】
前記制御回路は、前記測定された時間が第１の時間範囲内にあるときに、初期ゾーンに対する前記コマンド速度を第１の速度に設定し、前記測定された時間が第２の時間範囲内にあるときに、前記初期ゾーンに対する前記コマンド速度を第２の速度に設定するように構成されている、請求項１０に記載の外科用器具。
【請求項１２】
前記制御回路は、ロックアウト状態を判定し、前記モータを停止するように構成されている、請求項９に記載の外科用器具。
【請求項１３】
外科用器具内のモータ速度を制御する方法であって、前記外科用器具は、前記外科用器具内で複数の既定ゾーンにわたって並進するように構成された変位部材と、前記変位部材に連結されて前記変位部材を並進させるモータと、前記モータに連結された制御回路と、前記制御回路に連結された位置センサであって、前記変位部材の位置を監視するように構成されている、位置センサと、前記制御回路に連結されたタイマー回路であって、前記タイマー／カウンタ回路は、経過時間を測定するように構成されている、タイマー回路と、を備え、前記方法は、
前記位置センサから、設定された変位間隔によって画定された現在のゾーン内の変位部材の位置を受信することと、
前記タイマー回路によって、前記変位部材の設定位置における時間を測定することであって、前記時間は、前記変位部材が前記変位間隔を横断するのにかかる時間によって定義される、測定することと、
前記制御回路によって、前記現在のゾーン内の前記測定された時間に基づいて、後続のゾーンに対する前記変位部材のコマンド速度を設定することと、を含む、方法。
【請求項１４】
前記制御回路及び前記タイマー回路によって、前記変位部材が位置する前記設定された変位間隔を判定することであって、前記設定された変位間隔は開始位置及び終了位置によって定義される、判定することと、
前記制御回路によって、前記変位部材が前記変位間隔の前記終了位置に到達する時間を測定することと、
を更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記制御回路によって、前記測定された時間を、前記制御回路に連結されたメモリに記憶された所定の時間と比較することと、
前記制御回路によって、前記比較に基づいて前記コマンド速度を調整するか、又は維持するかを判定することと、
を更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記制御回路によって、前記測定された時間が所定の時間の範囲内にあるときに、前記現在のゾーンの前記コマンド速度と同じ前記後続のゾーンの前記コマンド速度を維持することを更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記制御回路によって、前記測定された時間が所定の時間の範囲外であるとき、前記現在のゾーンの前記コマンド速度とは異なる前記後続のゾーンの前記コマンド速度を設定することを更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記制御回路によって、前記コマンド速度が調整されたときに、前記後続のゾーンの時間測定をスキップすることを更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記制御回路によって、前記外科用器具と共に動作するように構成されたステープルカートリッジのために複数のゾーンを画定することを更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
前記制御回路によって、異なる長さを有する少なくとも２つのゾーンを画定することを更に含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、外科用器具に関し、また様々な状況において、組織をステープル留め及び切断するために設計された、外科用ステープル留め及び切断器具並びにそれらのステープルカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
モータ式外科用ステープル留め及び切断器具において、切断部材の速度を制御する、又はエンドエフェクタの関節運動速度を制御するのに有用であり得る。変位部材の速度は、変位部材の所定の位置間隔で経過時間を測定する、又は所定の時間間隔で変位部材の位置を測定することによって判定することができる。制御は、開ループであってもよく、又は閉ループであってもよい。このような測定は、組織の厚さなどの組織状態を評価し、組織状態を考慮するために発射ストローク中の切断部材の速度を調整するのに有用であり得る。組織厚さは、切断部材の予期される速度を切断部材の実際の速度と比較することによって判定され得る。いくつかの状況では、エンドエフェクタを一定の関節運動速度で関節運動させることが有用であり得る。他の状況では、エンドエフェクタのスイープ範囲内の１つ以上の領域において、デフォルトの関節運動速度とは異なる関節運動速度でエンドエフェクタを駆動することが有用であり得る。
【０００３】
モータ式外科用ステープル留め及び切断器具の使用中、切断部材又は発射部材の速度を測定し、組織の状態を補償するように調整する必要がある場合がある。厚い組織では、切断部材又は発射部材が受ける発射させる力が閾値力を超える場合、切断部材又は発射部材によって経験される発射させる力を低下させるために速度を低下させることができる。薄い組織では、切断部材又は発射部材によって経験される発射させる力が閾値未満である場合、速度を増加させることができる。したがって、特定の距離にわたる時間の測定に基づいて、切断部材又は発射部材の速度を測定及び調整する閉ループフィードバックシステムを提供することが望ましい場合がある。固定設定された変位間隔で時間を測定することによって、切断部材の速度を測定することが望ましい場合がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一態様において、本開示は、外科用器具を提供する。外科用器具は、外科用器具内で複数の既定ゾーンにわたって並進するように構成された変位部材と、変位部材に連結されて変位部材を並進させるモータと、モータに連結された制御回路と、制御回路に連結された位置センサであって、変位部材の位置を監視するように構成されている、位置センサと、制御回路に連結されたタイマー回路であって、タイマー／カウンタ回路は、経過時間を測定するように構成されている、タイマー回路と、を備え、制御回路は、位置センサから、設定された変位間隔によって画定された現在のゾーン内の変位部材の位置を受信することと、変位間隔の設定位置における時間を測定することであって、測定された時間は、変位部材が変位間隔を横断するのにかかる時間として定義される、測定することと、現在の既定ゾーン内の測定された時間に基づいて、後続のゾーンに対する変位部材のコマンド速度を設定することと、を行うように構成されている。
【０００５】
別の態様では、外科用器具は、外科用器具内で複数の既定ゾーンにわたって並進するように構成された変位部材と、変位部材に連結されて変位部材を並進させるモータと、モータに連結された制御回路と、制御回路に連結された位置センサであって、変位部材の位置を監視するように構成されている、位置センサと、制御回路に連結されたタイマー回路であって、タイマー／カウンタ回路は、経過時間を測定するように構成されている、タイマー回路と、を備え、制御回路は、位置センサから、所定の変位間隔によって画定された現在のゾーン内の変位部材の位置を受信することと、変位部材がパーク位置から目標位置へと移動する時間を測定することと、測定された時間に基づいて、第１の動的ゾーンに対する変位部材のコマンド速度を設定することと、を行うように構成されている。
【０００６】
別の態様では、本開示は、外科用器具内のモータ速度を制御する方法を提供し、外科用器具は、外科用器具は、外科用器具内で複数の既定ゾーンにわたって並進するように構成された変位部材と、変位部材に連結されて変位部材を並進させるモータと、モータに連結された制御回路と、制御回路に連結された位置センサであって、変位部材の位置を監視するように構成されている、位置センサと、制御回路に連結されたタイマー回路であって、タイマー／カウンタ回路は、経過時間を測定するように構成されている、タイマー回路と、を備え、方法は、位置センサから、設定された変位間隔によって画定された現在のゾーン内の変位部材の位置を受信することと、タイマー回路によって、変位部材の設定位置における時間を測定することであって、時間は、変位部材が変位間隔を横断するのにかかる時間によって定義される、測定することと、制御回路によって、現在のゾーン内の測定された時間に基づいて、後続のゾーンに対する変位部材のコマンド速度を設定することと、を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本明細書に記載される態様の新規特徴は、添付の「特許請求の範囲」に具体的に記載される。しかし、これらの態様は、構成及び操作の方法のいずれに関しても、以下の説明文を添付の図面と共に参照することによってより良い理解を得ることができる。
【図１】本開示の一態様による、動作可能に連結された交換式シャフト組立体を有する、外科用器具の斜視図である。
【図２】本開示の一態様による、図１の外科用器具の一部分の分解組立図である。
【図３】本開示の一態様による、交換式シャフト組立体の一部分の分解組立図である。
【図４】本開示の一態様による、図１の外科用器具のエンドエフェクタの分解図である。
【図５Ａ】本開示の一態様による、２枚の図面に及ぶ図１の外科用器具の制御回路のブロック図である。
【図５Ｂ】本開示の一態様による、２枚の図面に及ぶ図１の外科用器具の制御回路のブロック図である。
【図６】本開示の一態様による、ハンドル組立体と電源組立体との間、及びハンドル組立体と交換式シャフト組立体との間のインターフェースを示す、図１の外科用器具の制御回路のブロック図である。
【図７】本開示の一態様による、図１の外科用器具の態様を制御するように構成された制御回路を示す。
【図８】本開示の一態様による、図１の外科用器具の態様を制御するように構成された組み合わせ論理回路を示す。
【図９】本開示の一態様による、図１の外科用器具の態様を制御するように構成された順序論理回路を示す。
【図１０】図１の外科用器具の絶対位置決めシステムの図であり、絶対位置決めシステムは、本開示の一態様による、センサ配列を備える制御モータ駆動回路構成を備える。
【図１１】本開示の一態様による、制御回路基板組立体及びセンサ配列の要素の相対的な位置合わせを示す、絶対位置決めシステム用のセンサ配列の分解斜視図である。
【図１２】本開示の一態様による、磁気回転絶対位置決めシステムを備える位置センサの図である。
【図１３】本開示の一態様による、エンドエフェクタ内に把持された組織に対する発射部材のストロークを示す、図１の外科用器具のエンドエフェクタの断面図である。
【図１４】本開示の一態様による、変位部材の遠位並進を制御するようにプログラムされた外科用器具のブロック図を示す。
【図１５】本開示の一態様に従って実行される、２つの例示的な変位部材ストロークをプロットする図を示す。
【図１６Ａ】本開示の一態様による、切断縁部を備えるＩ型梁に連結された発射部材を備えるエンドエフェクタを示す。
【図１６Ｂ】本開示の一態様による、上部ピンがＴ字形スロット内に係合された状態で、Ｉ型梁がランプの上部の目標位置に位置するエンドエフェクタを示す。
【図１７】本開示の一態様による、エンドエフェクタと位置合わせされたチャートによって、Ｉ型梁の発射ストロークが示されている。
【図１８】本開示の一態様による、時間の関数としてのＩ型梁ストローク変位（上のグラフ）と、時間の関数として予測される発射させる力（下のグラフ）とを比較するグラフ描写である。
【図１９】本開示の一態様による、Ｉ型梁ストローク（上のグラフ）の設定された変位間隔の関数としての組織厚さ、Ｉ型梁ストロークの設定された変位間隔の関数としての発射させる力（上から２番目のグラフ）、Ｉ型梁ストロークの設定された変位間隔の関数としての動的時間チェック（上から３番目のグラフ）、Ｉ型梁ストロークの設定された変位間隔の関数としてのＩ型梁の設定速度（下のグラフ）を比較するグラフ描写である。
【図２０】本開示の一態様による、低速、中速、及び高速のＩ型梁の変位速度を比較する時間の関数としての発射させる力のグラフ描写である。
【図２１】本開示の一態様による、初期発射段階におけるコマンド速度を制御するための制御プログラム又は論理構成を示すプロセスの論理フロー図である。
【図２２】本開示の一態様による、動的発射段階におけるコマンド速度を制御するための制御プログラム又は論理構成を示すプロセスの論理フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本出願の出願人は、本出願と同時に出願された以下の特許出願を所有しており、これらの各々は、参照によりそれぞれの全体が本明細書に組み込まれる。
【０００９】
代理人整理番号ＥＮＤ８１９１ＵＳＮＰ／１７００５４号、２０１７年６月２０日出願の発明者Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ  Ｅ．Ｓｈｅｌｔｏｎ，ＩＶらによる、発明の名称「ＣＯＮＴＲＯＬ  ＯＦ  ＭＯＴＯＲ  ＶＥＬＯＣＩＴＹ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＡＮＤ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＢＡＳＥＤ  ＯＮ  ＡＮＧＬＥ  ＯＦ  ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＩＯＮ」。
【００１０】
代理人整理番号ＥＮＤ８１９２ＵＳＮＰ／１７００５５号、２０１７年６月２０日出願の発明者Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ  Ｅ．Ｓｈｅｌｔｏｎ，ＩＶらによる、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＷＩＴＨ  ＶＡＲＩＡＢＬＥ  ＤＵＲＡＴＩＯＮ  ＴＲＩＧＧＥＲ  ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴ」。
【００１１】
代理人整理番号ＥＮＤ８１９３ＵＳＮＰ／１７００５６号、２０１７年６月２０日出願の発明者Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ  Ｅ．Ｓｈｅｌｔｏｎ，ＩＶらによる、発明の名称「Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ  ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ  ｍｅｍｂｅｒ  ｍｏｔｉｏｎ  ｏｆ  ａ  ｓｕｒｇｉｃａｌ  ｓｔａｐｌｉｎｇ  ａｎｄ  ｃｕｔｔｉｎｇ  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ」。
【００１２】
代理人整理番号ＥＮＤ８１９４ＵＳＮＰ／１７００５７号、２０１７年６月２０日出願の発明者Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ  Ｅ．Ｓｈｅｌｔｏｎ，ＩＶらによる、発明の名称「ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ  ＭＯＴＯＲ  ＶＥＬＯＣＩＴＹ  ＯＦ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＡＮＤ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＡＣＣＯＲＤＩＮＧ  ＴＯ  ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＩＯＮ  ＡＮＧＬＥ  ＯＦ  ＥＮＤ  ＥＦＦＥＣＴＯＲ」。
【００１３】
代理人整理番号ＥＮＤ８１９５ＵＳＮＰ／１７００５８号、２０１７年６月２０日出願の発明者Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ  Ｅ．Ｓｈｅｌｔｏｎ，ＩＶらによる、発明の名称「ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ  ＭＯＴＯＲ  ＶＥＬＯＣＩＴＹ  ＯＦ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＡＮＤ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」。
【００１４】
代理人整理番号ＥＮＤ８１９６ＵＳＮＰ／１７００５９号、２０１７年６月２０日出願の発明者Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ  Ｅ．Ｓｈｅｌｔｏｎ，ＩＶらによる、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＨＡＶＩＮＧ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＡＢＬＥ  ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＩＯＮ  ＶＥＬＯＣＩＴＹ」。
【００１５】
代理人整理番号ＥＮＤ８１９７ＵＳＮＰ／１７００６０号、２０１７年６月２０日出願の発明者Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ  Ｅ．Ｓｈｅｌｔｏｎ，ＩＶらによる、発明の名称「ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ  ＶＥＬＯＣＩＴＹ  ＯＦ  Ａ  ＤＩＳＰＬＡＣＥＭＥＮＴ  ＭＥＭＢＥＲ  ＯＦ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＡＮＤ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」。
【００１６】
代理人整理番号ＥＮＤ８１９８ＵＳＮＰ／１７００６１号、２０１７年６月２０日出願の発明者Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ  Ｅ．Ｓｈｅｌｔｏｎ，ＩＶらによる、発明の名称「ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ  ＤＩＳＰＬＡＣＥＭＥＮＴ  ＭＥＭＢＥＲ  ＶＥＬＯＣＩＴＹ  ＦＯＲ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」。
【００１７】
代理人整理番号ＥＮＤ８２２２ＵＳＮＰ／１７０１２５号、２０１７年６月２０日出願の発明者Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ  Ｅ．Ｓｈｅｌｔｏｎ，ＩＶらによる、発明の名称「ＣＯＮＴＲＯＬ  ＯＦ  ＭＯＴＯＲ  ＶＥＬＯＣＩＴＹ  ＯＦ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＡＮＤ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＢＡＳＥＤ  ＯＮ  ＡＮＧＬＥ  ＯＦ  ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＩＯＮ」。
【００１８】
代理人整理番号ＥＮＤ８１９９ＵＳＮＰ／１７００６２Ｍ号、２０１７年６月２０日出願の発明者Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ  Ｅ．Ｓｈｅｌｔｏｎ，ＩＶらによる、発明の名称「ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ  ＦＯＲ  ＡＤＡＰＴＩＶＥ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＯＦ  ＭＯＴＯＲ  ＶＥＬＯＣＩＴＹ  ＯＦ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＡＮＤ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」。
【００１９】
代理人整理番号ＥＮＤ８２７５ＵＳＮＰ／１７０１８５Ｍ号、２０１７年６月２０日出願の発明者Ｒａｙｍｏｎｄ  Ｅ．Ｐａｒｆｅｔｔらによる、発明の名称「ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ  ＦＯＲ  ＣＬＯＳＥＤ  ＬＯＯＰ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＯＦ  ＭＯＴＯＲ  ＶＥＬＯＣＩＴＹ  ＯＦ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＡＮＤ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」。
【００２０】
代理人整理番号ＥＮＤ８２６８ＵＳＮＰ／１７０１８６号、２０１７年６月２０日出願の発明者Ｒａｙｍｏｎｄ  Ｅ．Ｐａｒｆｅｔｔらによる、発明の名称「ＣＬＯＳＥＤ  ＬＯＯＰ  ＦＥＥＤＢＡＣＫ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＯＦ  ＭＯＴＯＲ  ＶＥＬＯＣＩＴＹ  ＯＦ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＡＮＤ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＢＡＳＥＤ  ＯＮ  ＭＡＧＮＩＴＵＤＥ  ＯＦ  ＶＥＬＯＣＩＴＹ  ＥＲＲＯＲ  ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＳ」。
【００２１】
代理人整理番号ＥＮＤ８２６６ＵＳＮＰ／１７０１８８号、２０１７年６月２０日出願の発明者Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ  Ｅ．Ｓｈｅｌｔｏｎ，ＩＶらによる、発明の名称「ＣＬＯＳＥＤ  ＬＯＯＰ  ＦＥＥＤＢＡＣＫ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＯＦ  ＭＯＴＯＲ  ＶＥＬＯＣＩＴＹ  ＯＦ  Ａ  ＳＰＥＣＩＦＩＥＤ  ＴＩＭＥ  ＩＮＴＥＲＶＡＬ」。
【００２２】
代理人整理番号ＥＮＤ８２６７ＵＳＮＰ／１７０１８９号、２０１７年６月２０日出願の発明者Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ  Ｅ．Ｓｈｅｌｔｏｎ，ＩＶらによる、発明の名称「ＣＬＯＳＥＤ  ＬＯＯＰ  ＦＥＥＤＢＡＣＫ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＯＦ  ＭＯＴＯＲ  ＶＥＬＯＣＩＴＹ  ＯＦ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＡＮＤ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＢＡＳＥＤ  ＯＮ  ＭＥＡＳＵＲＥＤ  ＴＩＭＥ  ＯＶＥＲ  Ａ  ＳＰＥＣＩＦＩＥＤ  ＮＵＭＢＥＲ  ＯＦ  ＳＨＡＦＴ  ＲＯＴＡＴＩＯＮＳ」。
【００２３】
代理人整理番号ＥＮＤ８２６９ＵＳＮＰ／１７０１９０号、２０１７年６月２０日出願の発明者Ｊａｓｏｎ  Ｌ．Ｈａｒｒｉｓらによる、発明の名称「ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ  ＤＩＳＰＬＡＹＩＮＧ  ＭＯＴＯＲ  ＶＥＬＯＣＩＴＹ  ＦＯＲ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」。
【００２４】
代理人整理番号ＥＮＤ８２７０ＵＳＮＰ／１７０１９１号、２０１７年６月２０日出願の、発明者Ｊａｓｏｎ  Ｌ．Ｈａｒｒｉｓらによる、発明の名称「ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ  ＭＯＴＯＲ  ＳＰＥＥＤ  ＡＣＣＯＲＤＩＮＧ  ＴＯ  ＵＳＥＲ  ＩＮＰＵＴ  ＦＯＲ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」。
【００２５】
代理人整理番号ＥＮＤ８２７１ＵＳＮＰ／１７０１９２号、２０１７年６月２０日出願の、発明者Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ  Ｅ．Ｓｈｅｌｔｏｎ，ＩＶらによる、発明の名称「ＣＬＯＳＥＤ  ＬＯＯＰ  ＦＥＥＤＢＡＣＫ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＯＦ  ＭＯＴＯＲ  ＶＥＬＯＣＩＴＹ  ＯＦ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＡＮＤ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＢＡＳＥＤ  ＯＮ  ＳＹＳＴＥＭ  ＣＯＮＤＩＴＩＯＮＳ」。
【００２６】
本出願の出願人は、本出願と同時に出願された以下の米国意匠特許出願を所有しており、これらの各々は、参照によりそれぞれの全体が本明細書に組み込まれる。
【００２７】
代理人整理番号ＥＮＤ８２７４ＵＳＤＰ／１７０１９３Ｄ号、２０１７年６月２０日出願の創作者Ｊａｓｏｎ  Ｌ．Ｈａｒｒｉｓらによる、名称「ＧＲＡＰＨＩＣＡＬ  ＵＳＥＲ  ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ  ＦＯＲ  Ａ  ＤＩＳＰＬＡＹ  ＯＲ  ＰＯＲＴＩＯＮ  ＴＨＥＲＥＯＦ」。
【００２８】
代理人整理番号ＥＮＤ８２７３ＵＳＤＰ／１７０１９４Ｄ号、２０１７年６月２０日出願の創作者Ｊａｓｏｎ  Ｌ．Ｈａｒｒｉｓらによる、名称「ＧＲＡＰＨＩＣＡＬ  ＵＳＥＲ  ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ  ＦＯＲ  Ａ  ＤＩＳＰＬＡＹ  ＯＲ  ＰＯＲＴＩＯＮ  ＴＨＥＲＥＯＦ」。
【００２９】
代理人整理番号ＥＮＤ８２７２ＵＳＤＰ／１７０１９５Ｄ号、２０１７年６月２０日出願の創作者Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ  Ｅ．Ｓｈｅｌｔｏｎ，ＩＶらによる、名称「ＧＲＡＰＨＩＣＡＬ  ＵＳＥＲ  ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ  ＦＯＲ  Ａ  ＤＩＳＰＬＡＹ  ＯＲ  ＰＯＲＴＩＯＮ  ＴＨＥＲＥＯＦ」。
【００３０】
開示される装置及び方法の構造、機能、製造、及び使用の理解を提供するために、特定の態様が示され、説明される。一例で示される又は説明される特徴は、他の実施例の特徴と組み合わされてもよく、修正及び変形は、本開示の範囲内である。
【００３１】
用語「近位」及び「遠位」は、外科用器具のハンドルを操作する臨床医に対して、「近位」は臨床医に近い部分を指し、「遠位」は、臨床医から遠くに離れて位置する部分を指す。便宜上、図面に関して使用される「垂直」、「水平」、「上」、及び「下」は、外科用器具が多くの配向及び位置で使用され得るため、限定及び／又は絶対的であることを意図するものではない。
【００３２】
腹腔鏡下及び低侵襲性の外科的処置を行うため、例示的な装置及び方法が提供されている。しかしながら、そのような装置及び方法は、例えば、開腹外科手術を含む他の外科的処置及び用途に使用することができる。外科用器具は、自然開口部を通して、又は組織内に形成された切開又は穿刺穴を通して挿入することができる。これらの器具の作用部分即ちエンドエフェクタ部分は、体内に直接に挿入することもでき、又は、外科用器具のエンドエフェクタ及び細長シャフトを前進させることが可能な作用通路を有するアクセス装置を通じて挿入することもできる。
【００３３】
図１〜図４は、再使用されてもされなくてもよい、切断及び締結用のモータ駆動式外科用器具１０を図示する。図示の例では、外科用器具１０は、臨床医が把持し、操作し、作動させるように構成されたハンドル組立体１４を備えるハウジング１２を含む。ハウジング１２は、１つ以上の外科的タスク又は処置を行うように構成されたエンドエフェクタ３００が動作可能に連結されている、交換式シャフト組立体２００に動作可能に取り付けるように構成されている。本開示によれば、様々な形態の交換式シャフト組立体が、ロボット制御式外科用システムに関連して効果的に用いられ得る。「ハウジング」という用語は、交換式シャフト組立体を作動させるために利用できる少なくとも１つの制御運動を生成及び加えるように構成された少なくとも１つの駆動システムを収容するか、ないしは動作可能に支持するロボットシステムのハウジング又は類似の部分を包含することができる。「フレーム」という用語は、手持ち式外科用器具の一部分を指してもよい。「フレーム」という用語はまた、ロボット制御式の外科用器具の一部分、及び／又は外科用器具を動作可能に制御するために使用され得るロボットシステムの一部分を表す場合もある。交換式シャフト組立体は、全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第９，０７２，５３５号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ  ＷＩＴＨ  ＲＯＴＡＴＡＢＬＥ  ＳＴＡＰＬＥ  ＤＥＰＬＯＹＭＥＮＴ  ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ」に開示されている様々なロボットシステム、器具、構成要素、及び方法と共に用いられてもよい。
【００３４】
図１は、本開示の一態様による、動作可能に連結された交換式シャフト組立体２００を有する、外科用器具１０の斜視図である。ハウジング１２は、外科用ステープルカートリッジ３０４を中に動作可能に支持するように構成された外科用切断及び締結装置を備えるエンドエフェクタ３００を含む。ハウジング１２は、交換式シャフト組立体と接続して使用するように構成されていてよく、この交換式シャフト組立体には、様々なシャフト長、サイズ、及び種類などがあり、また、様々なサイズ及び種類のステープルカートリッジを支持するように適合されたエンドエフェクタが含まれる。ハウジング１２は、例えば、高周波（radio frequency、ＲＦ）エネルギー、超音波エネルギー及び／又はモーションなどの他のモーション及び形態のエネルギーを、様々な外科用途及び処置と関連させて用いられるように適合されたエンドエフェクタ構成に適用するように構成された組立体を含む、様々な交換式シャフト組立体と共に用いられてもよい。エンドエフェクタ、シャフト組立体、ハンドル、外科用器具、及び／又は外科用器具システムは、任意の好適な締結具を利用して組織を締結することができる。例えば、中に着脱可能に格納された複数の締結具を備える締結具カートリッジが、シャフト組立体のエンドエフェクタに着脱可能に挿入され得る、及び／又は取り付けられ得る。
【００３５】
ハンドル組立体１４は、ねじ、スナップ機構、接着剤などで相互接続され得る一対の相互接続可能なハンドルハウジングセグメント１６及び１８を備え得る。ハンドルハウジングセグメント１６、１８は、臨床医に握持及び操作され得るピストルグリップ部分１９を形成するように協働する。ハンドル組立体１４は、複数の駆動システムを動作可能に支持し、それらの駆動システムは、制御運動を生成し、ハンドル組立体に動作可能に取り付けられた交換式シャフト組立体の対応部分に制御運動を適用するように構成されている。ディスプレイはカバー４５の下に提供されてもよい。
【００３６】
図２は、本開示の一態様による、図１の外科用器具１０の一部分の分解組立図である。ハンドル組立体１４は、複数の駆動システムを動作可能に支持するフレーム２０を含んでもよい。フレーム２０は、交換式シャフト組立体２００に閉鎖運動及び開放運動を加えることができる「第１の」又は閉鎖駆動システム３０を動作可能に支持することができる。閉鎖駆動システム３０は、フレーム２０によって枢動可能に支持される閉鎖トリガ３２などのアクチュエータを含んでもよい。閉鎖トリガ３２は、枢動ピン３３によってハンドル組立体１４に枢動可能に連結され、閉鎖トリガ３２が臨床医によって操作されることを可能にする。臨床医がハンドル組立体１４のピストルグリップ部分１９を把持するとき、閉鎖トリガ３２は、開始位置又は「非作動」位置から「作動」位置へ、より具体的には完全圧縮位置又は完全作動位置へと容易に枢動できるようになっている。
【００３７】
ハンドル組立体１４及びフレーム２０は、発射駆動システム８０を動作可能に支持し、この発射駆動システムは、ハンドル組立体に取り付けられた交換式シャフト組立体の対応部分に発射運動を加えるように構成されている。発射駆動システム８０は、ハンドル組立体１４のピストルグリップ部分１９に設置された電気モータ８２を用いてもよい。電気モータ８２は、例えば約２５，０００ＲＰＭの最大回転数を有するブラシ付きＤＣモータであってよい。その他の構成では、モータとしては、ブラシレスモータ、コードレスモータ、同期モータ、ステッパモータ、又はその他の任意の好適な電気モータを挙げてもよい。電気モータ８２は、着脱可能な電源パック９２を備えてもよい、電源９０によって給電されてもよい。例えば、着脱可能な電源パック９２は、遠位ハウジング部分９６に装着するように構成された、近位ハウジング部分９４を備えてもよい。近位ハウジング部分９４及び遠位ハウジング部分９６は、その中で複数の電池９８を動作可能に支持するように構成される。電池９８はそれぞれ、例えば、リチウムイオン（ＬＩ）又は他の好適な電池を含んでよい。遠位ハウジング部分９６は、電気モータ８２に動作可能に連結されている、制御回路基板１００に着脱可能かつ動作可能に取り付けられるように構成されている。直列に接続されたいくつかの電池９８は、外科用器具１０に給電することができる。電源９０は、交換可能及び／又は再充電可能であってもよい。カバー４５の下方に位置するディスプレイ４３は、制御回路基板１００に電気的に連結されている。カバー４５を除去してディスプレイ４３を露出させてもよい。
【００３８】
電気モータ８２は、回転可能なシャフト（図示せず）を備えてもよく、この回転可能なシャフトは、長手方向可動駆動部材１２０上の駆動歯１２２の組又はラックとの噛合い係合をなして装着されるギヤ減速機組立体８４と動作可能にインターフェースをとる。長手方向可動駆動部材１２０は、ギヤ減速機組立体８４の対応する駆動ギヤ８６と噛合係合するために、その上に形成された駆動歯１２２のラックを有する。
【００３９】
使用の際、電源９０によって提供される電圧極性によって電気モータ８２を時計方向に動作させることができるが、電池によって電気モータに印加される電圧極性は、電気モータ８２を反時計方向に動作させるために反転させることができる。電気モータ８２が一方向に回転されると、長手方向可動駆動部材１２０は、遠位方向「ＤＤ」に軸方向駆動されることになる。電気モータ８２が、反対の回転方向に駆動されると、長手方向可動駆動部材１２０は、近位方向「ＰＤ」に軸方向に駆動されることになる。ハンドル組立体１４は、電源９０によって電気モータ８２に付与される極性を反転させるように構成され得るスイッチを含むことができる。ハンドル組立体１４は、長手方向可動駆動部材１２０の位置及び／又は長手方向可動駆動部材１２０が移動されている方向を検出するように構成されたセンサを含んでもよい。
【００４０】
電気モータ８２の作動は、ハンドル組立体１４上に枢動可能に支持される発射トリガ１３０によって制御され得る。発射トリガ１３０は、非作動位置と作動位置との間で枢動されることができる。
【００４１】
図１に戻ると、交換式シャフト組立体２００は、外科用ステープルカートリッジ３０４を中で動作可能に支持するように構成された細長いチャネル３０２を備える、エンドエフェクタ３００を含む。エンドエフェクタ３００は、細長いチャネル３０２に対して枢動可能に支持されるアンビル３０６を含んでもよい。交換式シャフト組立体２００は、関節継手２７０を含んでもよい。エンドエフェクタ３００及び関節継手２７０の構成及び動作は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第２０１４／０２６３５４１号、発明の名称「ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＡＢＬＥ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ  ＡＮ  ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＩＯＮ  ＬＯＣＫ」に記載されている。交換式シャフト組立体２００は、ノズル部分２０２、２０３で構成される近位ハウジング又はノズル２０１を更に含んでもよい。交換式シャフト組立体２００は、シャフト軸ＳＡに沿って延在する閉鎖管２６０を更に含むことができ、閉鎖管２６０はエンドエフェクタ３００のアンビル３０６を閉鎖及び／又は開放するために用いられ得る。
【００４２】
図１に戻ると、閉鎖管２６０は、例えば、前述の参照文献、米国特許出願公開第２０１４／０２６３５４１号に記載されている方法で閉鎖トリガ３２の作動に応答して、アンビル３０６を閉鎖するために遠位（方向「ＤＤ」）に並進される。アンビル３０６は、閉鎖管２６０を近位に並進させることによって開かれる。アンビル開位置において、閉鎖管２６０は、その近位位置へと移動させられる。
【００４３】
図３は、本開示の一態様による交換式シャフト組立体２００の一部分の別の分解組立図である。交換式シャフト組立体２００は、スパイン２１０内での軸方向移動に関して支持される発射部材２２０を含んでもよい。発射部材２２０は、遠位切断部分又はナイフバー２８０に装着するように構成された中間発射シャフト部分２２２を含む。発射部材２２０はまた、本明細書において「第２のシャフト」又は「第２のシャフト組立体」と呼ばれることもある。中間発射シャフト部分２２２は、その遠位端部に、ナイフバー２８０の近位端部２８２にあるタブ２８４を受け入れるように構成された、長手方向スロット２２３を含んでもよい。長手方向スロット２２３及び近位端部２８２は、それらの間の相対運動を可能にするように構成されてもよく、かつスリップ継手２８６を備えることができる。スリップ継手２８６は、ナイフバー２８０を移動させずに、又は少なくとも実質的に移動させずに、発射部材２２０の中間発射シャフト部分２２２が、関節継手２７０の周りにエンドエフェクタ３００を関節運動させることを可能にすることができる。エンドエフェクタ３００が好適に配向された後は、ナイフバー２８０を前進させ、チャネル３０２内に位置付けられたステープルカートリッジを発射するため、長手方向スロット２２３の近位側壁がタブ２８４に接触するまで、中間発射シャフト部分２２２を遠位側に前進せることができる。スパイン２１０は細長開口部又は窓２１３を有して、スパイン２１０への中間発射シャフト部分２２２の組み付け及び挿入を容易にしている。中間発射シャフト２２２が挿入されると、頂部フレームセグメント２１５がシャフトフレーム２１２と係合されて、中間発射シャフト２２２及びナイフバー２８０を中に封入してもよい。発射部材２２０の動作に関する更なる記載は、米国特許出願第２０１４／０２６３５４１号に見出すことができる。スパイン２１０は、その中に発射部材２２０をスライド可能に支持するように、また、スパイン２１０の周りに延びる閉鎖管２６０をスライド可能に支持するように構成され得る。スパイン２１０はまた、関節ドライバ２３０をスライド可能に支持する。
【００４４】
交換式シャフト組立体２００は、関節ドライバ２３０を発射部材２２０に選択的かつ解除可能に連結するように構成され得る、クラッチ組立体４００を含むことができる。クラッチ組立体４００は、発射部材２２０の周りに位置付けられたロックカラー、即ちロックスリーブ４０２を含み、ロックスリーブ４０２は、ロックスリーブ４０２が関節ドライバ２３０を発射部材２２０に結合する係合位置と、関節ドライバ２３０が発射部材２２０に動作可能に連結されない係合解除位置との間で回転され得る。ロックスリーブ４０２がその係合位置にあるとき、発射部材２２０の遠位の移動によって、関節ドライバ２３０を遠位に移動させることができ、それに対応して、発射部材２２０の近位の移動によって、関節ドライバ２３０を近位に移動させることができる。ロックスリーブ４０２がその係合解除位置にあるとき、発射部材２２０の移動は、関節ドライバ２３０に伝達されず、その結果、発射部材２２０は、関節ドライバ２３０とは独立して移動することができる。ノズル２０１は、米国特許出願公開第２０１４／０２６３５４１号に記載されている様々な方式で、関節駆動システムと発射駆動システムとを動作可能に係合及び係合解除するために用いることができる。
【００４５】
交換式シャフト組立体２００は、例えば、エンドエフェクタ３００との間で電力を伝導し、かつ／又はエンドエフェクタ３００との間で信号を通信するように構成され得る、スリップリング組立体６００を備えることができる。スリップリング組立体６００は、近位コネクタフランジ６０４と、ノズル部分２０２、２０３に画定されたスロット内に位置付けられた遠位コネクタフランジ６０１とを備えることができる。近位コネクタフランジ６０４は第１の面を備えることができ、遠位コネクタフランジ６０１は、第１の面に隣接して位置決められ、かつ第１の面に対して移動可能である第２の面を備えることができる。遠位コネクタフランジ６０１は、シャフト軸ＳＡ−ＳＡを中心にして、近位コネクタフランジ６０４に対して回転することができる（図１）。近位コネクタフランジ６０４は、その第１の面に画定される、複数の同心の、又は少なくとも実質的に同心の導体６０２を備えることができる。コネクタ６０７は、遠位コネクタフランジ６０１の近位側に装着することができ、複数の接点を有してもよく、各接点は、導体６０２のうち１つに対応してそれと電気的に接触する。かかる構成により、近位コネクタフランジ６０４と遠位コネクタフランジ６０１とが、それらの間の電気的接触を維持したまま相対回転することが可能になる。近位コネクタフランジ６０４は、例えば、シャフト回路基板と信号通信して導体６０２を配置することができる、電気コネクタ６０６を含むことができる。少なくとも一事例では、複数の導体を含むワイヤハーネスが、電気コネクタ６０６とシャフト回路基板との間に延在し得る。電気コネクタ６０６は、シャーシ装着フランジに画定されたコネクタ開口部を通って近位に延在してもよい。米国特許出願公開第２０１４／０２６３５５１号、発明の名称「ＳＴＡＰＬＥ  ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ  ＴＩＳＳＵＥ  ＴＨＩＣＫＮＥＳＳ  ＳＥＮＳＯＲ  ＳＹＳＴＥＭ」は、その全体を参照により本明細書に組み込まれる。米国特許出願公開第２０１４／０２６３５５２号、表題ＳＴＡＰＬＥ  ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ  ＴＩＳＳＵＥ  ＴＨＩＣＫＮＥＳＳ  ＳＥＮＳＯＲ  ＳＹＳＴＥＭは、その全体を参照により本明細書に組み込む。スリップリング組立体６００に関する更なる詳細は、米国特許出公開願第２０１４／０２６３５４１号に見出すことができる。
【００４６】
交換式シャフト組立体２００は、ハンドル組立体１４に固定可能に装着されている近位部分と、長手方向軸を中心に回転可能である遠位部分とを含み得る。回転可能な遠位シャフト部分は、上述したように、スリップリング組立体６００を中心にして近位部分に対して回転させることができる。スリップリング組立体６００の遠位コネクタフランジ６０１は、回転可能な遠位シャフト部分内に位置付けることができる。
【００４７】
図４は、本開示の一態様による、図１の外科用器具１０のエンドエフェクタ３００の一態様の分解図である。上述したように、エンドエフェクタ３００は、アンビル３０６及び外科用ステープルカートリッジ３０４を含んでもよい。アンビル３０６は、細長いチャネル３０２に連結されてもよい。アパーチャ１９９を、アンビル３０６から延在するピン１５２を受け入れることができる細長いチャネル３０２内に画定することができ、細長いチャネル３０２及び外科用ステープルカートリッジ３０４に対してアンビル３０６を開位置から閉位置まで枢動させることができる。発射バー１７２は、エンドエフェクタ３００内へと長手方向で並進するように構成されている。発射バー１７２は、１つの中実部分から構築されてもよく、又は鋼板のスタックを含む、積層材料を含んでもよい。発射バー１７２は、Ｉ型梁１７８と、その遠位端にある切断縁部１８２とを備える。発射バー１７２の遠位に突出する端部は、Ｉ型梁１７８に取り付けることができ、Ｉ型梁１７８は、アンビル３０６が閉位置にあるとき、細長いチャネル３０２内に位置付けられた外科用ステープルカートリッジ３０４からアンビル３０６を離すことを支援することができる。Ｉ型梁１７８はまた、Ｉ型梁１７８を発射バー１７２によって遠位に前進させながら組織を切るように、鋭利な切断縁部１８２を含むことができる。動作の際、Ｉ型梁１７８は、外科用ステープルカートリッジ３０４を又は発射することができる。外科用ステープルカートリッジ３０４は、ステープルドライバ１９２上に載置された複数のステープル１９１を、それぞれの上向きに開いたステープルキャビティ１９５内で保持する、成形カートリッジ本体１９４を含むことができる。楔形スレッド１９０は、Ｉ型梁１７８によって遠位に駆動されて、外科用ステープルカートリッジ３０４のカートリッジトレイ１９６上を摺動する。楔形スレッド１９０は、Ｉ型梁１７８の切断縁部１８２がクランプされた組織を切る間、ステープルドライバ１９２を上向きにカム駆動して、ステープル１９１を追い出してアンビル３０６と変形接触させる。
【００４８】
Ｉ型梁１７８は、発射の間、アンビル３０６に係合する上部ピン１８０を含むことができる。Ｉ型梁１７８は、カートリッジ本体１９４、カートリッジトレイ１９６、及び細長いチャネル３０２の部分に係合することができる、中央ピン１８４と下部フット１８６とを含むことができる。外科用ステープルカートリッジ３０４が細長いチャネル３０２内に位置付けられると、カートリッジ本体１９４に画定されたスロット１９３を、カートリッジトレイ１９６に画定された長手方向スロット１９７及び細長いチャネル３０２に画定されたスロット１８９と位置合わせすることができる。使用の際、Ｉ型梁１７８は、位置合わせされた長手方向スロット１９３、１９７、及び１８９を通って摺動することができ、図４に示されるように、Ｉ型梁１７８の下部フット１８６は、スロット１８９の長さに沿って細長いチャネル３０２の底面に沿って通っている溝に係合することができ、中央ピン１８４は、長手方向スロット１９７の長さに沿ってカートリッジトレイ１９６の上面に係合することができ、上部ピン１８０は、アンビル３０６に係合することができる。発射バー１７２が遠位に前進されて、ステープルを外科用ステープルカートリッジ３０４から発射し、かつ／又はアンビル３０６と外科用ステープルカートリッジ３０４との間に捕捉された組織を切開するにつれて、Ｉ型梁１７８は、アンビル３０６と外科用ステープルカートリッジ３０４とを離すか、又はそれらの相対移動を制限することができる。発射バー１７２及びＩ型梁１７８を近位に後退させることができ、それによってアンビル３０６を開いて、ステープル留めされ切られた２つの組織部分を解放することができる。
【００４９】
図５Ａ〜図５Ｂは、本開示の一態様による２枚の図面に及ぶ図１の外科用器具１０の制御回路７００のブロック図である。主に図５Ａ、図５Ｂを参照すると、ハンドル組立体７０２はモータ７１４を含んでもよく、モータは、モータドライバ７１５によって制御され得るものであり、また外科用器具１０の発射システムによって用いられ得るものである。様々な形態において、モータ７１４は、例えば、約２５，０００ＲＰＭの最大回転速度を有するブラシ付きＤＣ駆動モータであってもよい。別の構成では、モータ７１４としては、ブラシレスモータ、コードレスモータ、同期モータ、ステッパモータ、又は任意の他の好適な電気モータが挙げられ得る。モータドライバ７１５は、例えば、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）７１９を含むＨブリッジドライバを備えてもよい。モータ７１４は、外科用器具１０に制御電力を供給するために、ハンドル組立体２００に解除可能に装着された電源組立体７０６によって給電され得る。電源組立体７０６は、外科用器具１０に給電するための電源として使用され得る、直列に接続された複数の電池セルを含んでもよい。特定の状況下では、電源組立体７０６の電池セルは、交換可能及び／又は再充電可能であってよい。少なくとも１つの例では、電池セルは、電源組立体７０６に別個に連結され得るリチウムイオン電池であってよい。
【００５０】
シャフト組立体７０４及び電源組立体７０６がハンドル組立体７０２に連結されている一方で、シャフト組立体７０４は、インターフェースを介して安全コントローラ及び電力管理コントローラ７１６と通信し得るシャフト組立体コントローラ７２２を含む。例えば、インターフェースは、シャフト組立体７０４及び電源組立体７０６がハンドル組立体７０２に連結されている間に、シャフト組立体コントローラ７２２と電力管理コントローラ７１６との間の電気通信を可能にするために、対応するシャフト組立体電気コネクタとの連結係合のために１つ以上の電気コネクタを含み得る第１のインターフェース部分７２５、及び、対応する電源組立体電気コネクタとの連結係合のために１つ以上の電気コネクタを含み得る第２のインターフェース部分７２７を含み得る。インターフェースを介して１つ以上の通信信号を送信して、取り付けられた交換式シャフト組立体７０４の電力要件のうちの１つ以上を電力管理コントローラ７１６に伝達することができる。それに応じて、電力管理コントローラは、取り付けられたシャフト組立体７０４の電力要件に従って、以下により詳細に記載されているように、電源組立体７０６の電池の電力出力を変調し得る。コネクタは、シャフト組立体７０４、及び／又は電源組立体７０６とのハンドル組立体７０２の機械的連結係合後に起動され得るスイッチを備えてもよく、それにより、シャフト組立体コントローラ７２２と電力管理コントローラ７１６との間の電気通信が可能になる。
【００５１】
インターフェースは、例えば、ハンドル組立体７０２に存在するメインコントローラ７１７を介してかかる通信信号を経路指定することにより、電力管理コントローラ７１６とシャフト組立体コントローラ７２２との間の１つ以上の通信信号の伝送を容易にし得る。他の状況下では、シャフト組立体７０４及び電源組立体７０６がハンドル組立体７０２に連結されている一方で、インターフェースは、ハンドル組立体７０２を介して電力管理コントローラ７１６とシャフト組立体コントローラ７２２との間の直接線の通信を容易にし得る。
【００５２】
メインコントローラ７１７は、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓの商標名ＡＲＭ  Ｃｏｒｔｅｘとして知られるものなど、任意のシングルコアプロセッサ又はマルチコアプロセッサであってよい。一態様では、メインコントローラ７１７は、例えば、その詳細が製品データシートで入手可能である、最大４０ＭＨｚの２５６ＫＢのシングルサイクルフラッシュメモリ若しくは他の不揮発性メモリのオンチップメモリ、性能を４０ＭＨｚ超に改善するためのプリフェッチバッファ、３２ＫＢのシングルサイクルシリアルランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、ＳｔｅｌｌａｒｉｓＷａｒｅ（登録商標）ソフトウェアを搭載した内部読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、２ＫＢの電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、１つ以上のパルス幅変調（ＰＷＭ）モジュール、１つ以上の直交エンコーダ入力（ＱＥＩ）アナログ、１２個のアナログ入力チャネルを備える１つ以上の１２ビットアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）を含む、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから入手可能なＬＭ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲ  ＡＲＭ  Ｃｏｒｔｅｘ−Ｍ４Ｆプロセッサコアであってもよい。
【００５３】
安全コントローラは、やはりＴｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓの商標名Ｈｅｒｃｕｌｅｓ  ＡＲＭ  Ｃｏｒｔｅｘ  Ｒ４として知られている、ＴＭＳ５７０及びＲＭ４ｘなど、２つのコントローラベースファミリを備える安全コントローラプラットフォームであってよい。安全コントローラは、拡張性のある性能、接続性、及びメモリの選択肢を提供しながら、高度な集積型安全機構を提供するために、中でも特に、ＩＥＣ６１５０８及びＩＳＯ  ２６２６２の安全限界用途専用に構成されてもよい。
【００５４】
電源組立体７０６は、電力管理回路を含んでよく、電力管理回路は、電力管理コントローラ７１６、電力変調器７３８、及び電流感知回路７３６を含み得る。シャフト組立体７０４及び電源組立体７０６がハンドル組立体７０２に連結されている一方で、電力管理回路は、シャフト組立体７０４の電力要件に基づいて電池の電力出力を変調するように構成され得る。電力管理コントローラ７１６は、電源組立体７０６の電力出力の電力変調器７３８を制御するようにプログラムされ得、電流感知回路７３６は、電池の電力出力に関するフィードバックを電力管理コントローラ７１６に提供するため、電源組立体７０６の電力出力を監視するように用いられ得、そのため、電力管理コントローラ７１６は、電源組立体７０６の電力出力を調整して、所望の出力を維持することができる。電力管理コントローラ７１６及び／又はシャフト組立体コントローラ７２２はそれぞれ、多数のソフトウェアモジュールを記憶し得る１つ以上のプロセッサ及び／又はメモリユニットを備え得る。
【００５５】
外科用器具１０（図１〜図４）は、ユーザに感覚フィードバックを提供するための装置を含み得る、出力装置７４２を備えてよい。このような装置は、例えば、視覚的フィードバック装置（例えば、ＬＣＤディスプレイスクリーン、ＬＥＤインジケータ）、可聴フィードバック装置（例えば、スピーカー、ブザー）又は触覚フィードバック装置（例えば、触覚作動装置）を含んでもよい。特定の状況下では、出力装置７４２は、ハンドル組立体７０２に含まれ得るディスプレイ７４３を備えてよい。シャフト組立体コントローラ７２２及び／又は電力管理コントローラ７１６は、出力装置７４２を介して外科用器具１０のユーザにフィードバックを提供し得る。インターフェースは、シャフト組立体コントローラ７２２及び／又は電力管理コントローラ７１６を出力装置７４２に接続するように構成され得る。出力装置７４２が代わりに電源組立体７０６と統合され得る。このような状況下では、シャフト組立体７０４がハンドル組立体７０２に連結されている一方で、出力装置７４２とシャフト組立体コントローラ７２２との間の通信はインターフェースを介して成し遂げられ得る。
【００５６】
制御回路７００は、電動外科用器具１０の動作を制御するように構成された回路セグメントを備える。安全コントローラセグメント（セグメント１）は、安全コントローラ及びメインコントローラ７１７セグメント（セグメント２）を備える。安全コントローラ及び／又はメインコントローラ７１７は、加速度セグメント、ディスプレイセグメント、シャフトセグメント、エンコーダセグメント、モータセグメント、及び電力セグメントなどの１つ以上の追加の回路セグメントと相互作用するように構成されている。回路セグメントのそれぞれは、安全コントローラ及び／又はメインコントローラ７１７に連結されてもよい。メインコントローラ７１７はまた、フラッシュメモリに連結されている。メインコントローラ７１７はまた、シリアル通信インターフェースを備える。メインコントローラ７１７は、例えば、１つ以上の回路セグメント、電池、及び／又は複数のスイッチに連結された、複数の入力を備える。セグメント化回路は、例えば、電動外科用器具１０内のプリント回路基板組立体（ＰＣＢＡ）など、任意の好適な回路によって実装されてもよい。プロセッサという用語は、本明細書で使用するとき、任意のマイクロプロセッサ、プロセッサ、コントローラ、コントローラ、又は、コンピュータの中央処理装置（ＣＰＵ）の機能を１つの集積回路又は最大で数個の集積回路上に組み込んだ、他の基本コンピューティング装置を含むことが理解されるべきである。メインコントローラ７１７は、デジタルデータを入力として受理し、メモリに記憶された命令に従ってそのデータを処理し、結果を出力として提供する、多目的のプログラマブル装置である。これは、内部メモリを有するので、逐次的デジタル論理の一例である。制御回路７００は、本明細書に記載される１つ以上のプロセスを実装するように構成され得る。
【００５７】
加速度セグメント（セグメント３）は加速度計を含む。加速度計は、電動外科用器具１０の移動又は加速度を検出するように構成されている。加速度計からの入力は、例えば、スリープモードとの間での遷移、電動外科用器具の配向の識別、及び／又は外科用器具が落下したときの識別に使用され得る。いくつかの例では、加速度セグメントは、安全コントローラ及び／又はメインコントローラ７１７に連結されている。
【００５８】
ディスプレイセグメント（セグメント４）は、メインコントローラ７１７に連結されたディスプレイコネクタを備える。ディスプレイコネクタは、ディスプレイの１つ以上の集積回路ドライバを介してメインコントローラ７１７をディスプレイに連結する。ディスプレイの集積回路ドライバは、ディスプレイと一体化されてよく、及び／又は、ディスプレイとは別個に配置されてよい。ディスプレイは、例えば、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の任意の好適なディスプレイ、及び／又は任意の他の好適なディスプレイを含んでもよい。いくつかの例では、ディスプレイセグメントは、安全コントローラに連結されている。
【００５９】
シャフトセグメント（セグメント５）は、外科用器具１０（図１及び図４）に連結された交換式シャフト組立体２００（図１及び図３）及び／又は交換式シャフト組立体２００に連結されたエンドエフェクタ３００の１つ以上の制御部を備える。シャフトセグメントは、メインコントローラ７１７をシャフトＰＣＢＡに連結するように構成された、シャフトコネクタを備える。シャフトＰＣＢＡは、強誘電性ランダムアクセスメモリ（ＦＲＡＭ）、関節スイッチ、シャフト解放ホール効果スイッチ、及びシャフトＰＣＢＡ  ＥＥＰＲＯＭを有する低電力マイクロコントローラを備える。シャフトＰＣＢＡ  ＥＥＰＲＯＭは、交換式シャフト組立体２００及び／又はシャフトＰＣＢＡ固有の１つ以上のパラメータ、ルーチン、及び／又はプログラムを含む。シャフトＰＣＢＡは、交換式シャフト組立体２００に連結され、及び／又は、外科用器具１０と一体であってもよい。いくつかの例では、シャフトセグメントは、第２のシャフトＥＥＰＲＯＭを備える。第２のシャフトＥＥＰＲＯＭは、電動外科用器具１０と連携し得る１つ以上のシャフト組立体２００及び／又はエンドエフェクタ３００に対応する複数のアルゴリズム、ルーチン、パラメータ、及び／又は他のデータを含む。
【００６０】
位置エンコーダセグメント（セグメント６）は、１つ以上の磁気角度回転位置エンコーダを備える。１つ以上の磁気角度回転位置エンコーダは、外科用器具１０のモータ７１４、交換式シャフト組立体２００（図１及び図３）、及び／又はエンドエフェクタ３００（図１〜図４）の回転位置を識別するように構成されている。いくつかの実施例では、磁気角度回転位置エンコーダは、安全コントローラ及び／又はメインコントローラ７１７に連結されてもよい。
【００６１】
モータ回路セグメント（セグメント７）は、電動外科用器具１０の移動を制御するように構成されたモータ７１４を備える（図１〜図４）。モータ７１４は、１つ以上のＨブリッジ電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）及びモータコントローラを備えるＨブリッジドライバによって、メインマイクロコントローラプロセッサ７１７に連結されている。Ｈブリッジドライバはまた、安全コントローラに連結される。モータ電流センサは、モータの引き込み電流を測定するため、モータと直列に連結されている。モータ電流センサは、メインコントローラ７１７及び／又は安全コントローラと信号通信している。いくつかの例では、モータ７１４は、モータ電磁干渉（ＥＭＩ）フィルタに連結されている。
【００６２】
モータコントローラは、第１のモータフラグ及び第２のモータフラグを、モータ７１４の状態及び位置をメインコントローラ７１７に示すように制御する。メインコントローラ７１７は、パルス幅変調（ＰＷＭ）高信号、ＰＷＭ低信号、方向信号、同期信号及びモータリセット信号をモータコントローラにバッファを介して供給する。電力セグメントは、セグメント電圧を回路セグメントのそれぞれに提供するように構成される。
【００６３】
電力セグメント（セグメント８）は、安全コントローラに連結された電池と、メインコントローラ７１７と、追加の回路セグメントと、を備える。電池は、電池コネクタ及び電流センサによってセグメント化回路に連結されている。電流センサは、セグメント化回路の合計引き込み電流を測定するように構成されている。いくつかの例では、１つ以上の電圧変換器が、所定の電圧値を１つ以上の回路セグメントに提供するように構成されている。例えば、いくつかの例では、セグメント化回路は、３．３Ｖ電圧変換器及び／又は５Ｖ電圧変換器を備えてもよい。ブースト変換器は、例えば１３Ｖ以下など、所定量以下のブースト電圧を提供するように構成されている。ブースト変換器は、電力集約的な動作の間、追加の電圧及び／又は電流を提供し、電圧低下又は低電力状態を防止するように構成されている。
【００６４】
複数のスイッチは、安全コントローラ及び／又はメインコントローラ７１７に連結されている。スイッチは、外科用器具１０（図１〜図４）、セグメント化回路の動作を制御し、かつ／又は外科用器具１０の状態を示すように構成されてもよい。緊急離脱ドアスイッチ及びホール効果スイッチは、緊急離脱ドアの状態を示すように構成される。例えば、左側関節左スイッチ、左側関節右スイッチ、左側関節中央スイッチ、右側関節左スイッチ、右側関節右スイッチ、及び右側関節中央スイッチなど、複数の関節運動スイッチは、交換式シャフト組立体２００（図１及び図３）及び／又はエンドエフェクタ３００（図１及び図４）の関節運動を制御するように構成されている。左側反転スイッチ及び右側反転スイッチは、メインコントローラ７１７に連結されている。左側関節左スイッチ、左側関節右スイッチ、左側関節中央スイッチ、及び左側反転スイッチを備える左側スイッチは、左側可撓コネクタによってメインコントローラ７１７に連結されている。右側関節左スイッチ、右側関節右スイッチ、右側関節中央スイッチ及び右側反転スイッチを含む、右側スイッチは、右側可撓コネクタによってメインコントローラ７１７に連結されている。発射スイッチ、クランプ解放スイッチ、及びシャフト係合スイッチは、メインコントローラ７１７に連結されている。
【００６５】
任意の好適な機械的、電気機械的、又はソリッドステートスイッチを用いて、複数のスイッチを任意の組み合わせで実装してもよい。例えば、スイッチは、外科用器具１０（図１〜図４）と関連付けられた構成要素の動作又は物体の存在によって操作されるリミットスイッチであってもよい。このようなスイッチは、外科用器具１０と関連付けられた様々な機能を制御するために用いられてもよい。リミットスイッチは、１組の接点に機械的に連結されたアクチュエータからなる電気機械装置である。物体がアクチュエータと接触すると、装置は、接点を動作させて電気的接続を作成又は破壊する。リミットスイッチは、それらの頑丈さ、設置の容易さ、及び動作の信頼性のために、様々な用途及び環境で使用される。それらは、オブジェクトの有無、通過、位置決め、及び移動の終了を判定することができる。他の実装形態では、スイッチは、ホール効果装置、磁気抵抗（ＭＲ）装置、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）装置、磁力計などの磁場の影響下で動作するソリッドステートスイッチであってもよい。他の実装形態では、スイッチは、とりわけ光センサ、赤外線センサ、紫外線センサなどの光の影響下で動作するソリッドステートスイッチであってもよい。更に、スイッチは、トランジスタ（例えば、ＦＥＴ、接合ＦＥＴ、金属酸化物半導体ＦＥＴ（ＭＯＳＦＥＴ）、双極など）などのソリッドステート装置であってもよい。他のスイッチとしては、とりわけ、無線スイッチ、超音波スイッチ、加速度計、慣性センサを挙げることができる。
【００６６】
図６は、本開示の一態様による、ハンドル組立体７０２と電源組立体７０６との間、及びハンドル組立体７０２と交換式シャフト組立体７０４との間のインターフェースを示す、図１の外科用器具の制御回路７００の別のブロック図である。ハンドル組立体７０２は、メインコントローラ７１７、シャフト組立体コネクタ７２６、及び電源組立体コネクタ７３０を備えてもよい。電源組立体７０６は、電源組立体コネクタ７３２、電力管理コントローラ７１６を含み得る電力管理回路７３４、電力変調器７３８、及び電流感知回路７３６を含み得る。シャフト組立体コネクタ７３０、７３２は、インターフェース７２７を形成する。交換式シャフト組立体７０４及び電源組立体７０６がハンドル組立体７０２に連結されている一方で、電力管理回路７３４は、交換式シャフト組立体７０４の電力要件に基づいて電池７０７の電力出力を変調するように構成され得る。電力管理コントローラ７１６は、電源組立体７０６の電力出力の電力変調器７３８を制御するようにプログラムされ得、電流感知回路７３６は、電池７０７の電力出力に関するフィードバックを電力管理コントローラ７１６に提供するため、電源組立体７０６の電力出力を監視するために用いられ得、そのため、電力管理コントローラ７１６は、電源組立体７０６の電力出力を調整して、所望の出力を維持することができる。シャフト組立体７０４は、シャフト組立体７０４をハンドル組立体７０２に電気的に連結するために、不揮発性メモリ７２１及びシャフト組立体コネクタ７２８に連結されたシャフトプロセッサ７１９を備える。シャフト組立体コネクタ７２６、７２８は、インターフェース７２５を形成する。メインコントローラ７１７、シャフトプロセッサ７１９、及び／又は電力管理コントローラ７１６は、本明細書に記載されるプロセスのうちの１つ以上を実装するように構成され得る。
【００６７】
外科用器具１０（図１〜図４）は、ユーザへの感覚フィードバックに対する出力装置７４２を含み得る。かかる装置は、視覚的フィードバック装置（例えば、ＬＣＤディスプレイ画面、ＬＥＤインジケータ）、可聴フィードバック装置（例えば、スピーカー、ブザー）又は触覚フィードバック装置（例えば、触覚作動装置）を含んでよい。特定の状況下では、出力装置７４２は、ハンドル組立体７０２に含まれ得るディスプレイ７４３を備えてよい。シャフト組立体コントローラ７２２及び／又は電力管理コントローラ７１６は、出力装置７４２を介して外科用器具１０のユーザにフィードバックを提供し得る。インターフェース７２７は、シャフト組立体コントローラ７２２及び／又は電力管理コントローラ７１６を出力装置７４２に接続するように構成され得る。出力装置７４２は、電源組立体７０６と統合され得る。交換式シャフト組立体７０４がハンドル組立体７０２に連結されている一方で、出力装置７４２とシャフト組立体コントローラ７２２との間の通信はインターフェース７２５を介して成し遂げられ得る。外科用器具１０（図１〜図４）の動作を制御するための制御回路７００を説明してきたが（図５Ａ、５Ｂ及び６）、ここで、本開示は、外科用器具１０（図１〜図４）及び制御回路７００の様々な構成を示す。
【００６８】
図７は、本開示の一態様による、外科用器具１０（図１〜図４）の態様を制御するように構成された制御回路８００を示す。制御回路８００は、本明細書に記載される様々なプロセスを実装するように構成され得る。制御回路８００は、少なくとも１つのメモリ回路８０４に連結された１つ以上のプロセッサ８０２（例えば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ）を備えるコントローラを備えることができる。メモリ回路８０４は、プロセッサ８０２によって実行されると、本明細書に記載される様々なプロセスを実装するための機械命令をプロセッサ８０２に実行させる、機械実行可能命令を記憶する。プロセッサ８０２は、当該技術分野で既知の多数のシングルコアプロセッサ又はマルチコアプロセッサのうち任意の１つであってよい。メモリ回路８０４は、揮発性及び不揮発性のストレージ媒体を含むことができる。プロセッサ８０２は、命令処理ユニット８０６及び演算ユニット８０８を含んでもよい。命令処理ユニットは、メモリ回路８０４から命令を受信するように構成されてよい。
【００６９】
図８は、本開示の一態様による、外科用器具１０（図１〜図４）の態様を制御するように構成された組み合わせ論理回路８１０を示す。組み合わせ論理回路８１０は、本明細書に記載される様々なプロセスを実装するように構成され得る。回路８１０は、入力８１４で外科用器具１０と関連付けられたデータを受信し、組み合わせ論理８１２によってデータを処理し、出力８１６を提供するように構成された組み合わせ論理回路８１２を含む有限状態マシンを含み得る。
【００７０】
図９は、本開示の一態様による、外科用器具１０（図１〜図４）の態様を制御するように構成された順序論理回路８２０を示す。順序論理回路８２０又は組み合わせ論理回路８２２は、本明細書に記載される様々なプロセスを実装するように構成され得る。回路８２０は有限状態マシンを含んでもよい。順序論理回路８２０は、例えば、組み合わせ論理回路８２２、少なくとも１つのメモリ回路８２４、及びクロック８２９を含んでもよい。少なくとも１つのメモリ回路８２０は、有限状態マシンの現在の状態を記憶することができる。特定の場合では、順序論理回路８２０は、同期式又は非同期式であってもよい。組み合わせ論理回路８２２は、入力８２６から外科用器具１０と関連付けられたデータを受信し、組み合わせ論理回路８２２によってデータを処理し、出力８２８を提供するように構成される。他の態様では、回路は、プロセッサ８０２と、本明細書の様々なプロセスを実装する有限状態マシンと、の組み合わせを含んでもよい。他の態様では、有限状態マシンは、組み合わせ論理回路８１０と順序論理回路８２０との組み合わせを含むことができる。
【００７１】
態様は製造物品として実装されてもよい。製造物品は、１つ以上の態様の様々な動作を行うための論理、命令、及び／又はデータを記憶するように構成されたコンピュータ可読記憶媒体を含んでもよい。例えば、製造物品は、汎用プロセッサ又は特定用途向けプロセッサによって実行するのに好適なコンピュータプログラム命令を含む磁気ディスク、光学ディスク、フラッシュメモリ、又はファームウェアを含んでもよい。
【００７２】
図１０は、外科用器具１０（図１〜図４）の絶対位置決めシステム１１００の図であり、絶対位置決めシステム１１００は、本開示の一態様によるセンサ配列１１０２を備える制御モータ駆動回路構成を備える。絶対位置決めシステム１１００用のセンサ配列１１０２は、変位部材１１１１の位置に対応する固有の位置信号を提供する。図２〜図４に戻ると、一態様では、変位部材１１１１は、ギヤ減速機組立体８４の対応する駆動ギヤ８６と噛合係合するための駆動歯１２２のラックを備える長手方向可動駆動部材１２０（図２）を表す。他の態様では、変位部材１１１１は、駆動歯のラックを含むように適合及び構成され得る発射部材２２０（図３）を表す。更に別の態様では、変位部材１１１１は、発射バー１７２（図４）又はＩ型梁１７８（図４）を表し、これらはそれぞれ、駆動歯のラックを含むように適合及び構成され得る。したがって、本明細書で使用するとき、変位部材という用語は、一般的に、駆動部材１２０、発射部材２２０、発射バー１７２、Ｉ型梁１７８、又は変位され得る任意の要素など、外科用器具１０の任意の可動部材を指すために総称的に使用される。一態様では、長手方向可動駆動部材１２０は、発射部材２２０、発射バー１７２、及びＩ型梁１７８に連結される。したがって、絶対位置決めシステム１１００は、実際には、長手方向可動駆動部材１２０の直線変位を追跡することによって、Ｉ型梁１７８の直線変位を追跡することができる。様々な他の態様では、変位部材１１１１は、直線変位を測定するのに好適な任意のセンサに連結されてもよい。したがって、長手方向可動駆動部材１２０、発射部材２２０、発射バー１７２、又はＩ型梁１７８、又は組み合わせは、任意の好適な直線変位センサに連結されてもよい。直線変位センサは、接触式変位センサ又は非接触式変位センサを含んでよい。直線変位センサは、線形可変差動変圧器（linear variable differential transformer、ＬＶＤＴ）、差動可変磁気抵抗型変換器（differential variable reluctance transducer、ＤＶＲＴ）、スライドポテンショメータ、可動磁石及び一連の直線上に配置されたホール効果センサを備える磁気感知システム、固定された磁石及び一連の可動直線上に配置されたホール効果センサを備える磁気感知システム、可動光源及び一連の直線上に配置された光ダイオード若しくは光検出器を備える光学感知システム、固定された光源及び一連の可動直線上に配置された光ダイオード若しくは光検出器を備える光学感知システム、又はこれらの任意の組み合わせを含んでもよい。
【００７３】
電気モータ１１２０は、変位部材１１１１上の駆動歯のセット又はラックと噛合係合で装着されるギヤ組立体１１１４と動作可能にインターフェースする回転可能なシャフト１１１６を含んでもよい。センサ素子１１２６は、センサ素子１１２６の１回転が、変位部材１１１１のいくらかの直線長手方向並進に対応するように、ギヤ組立体１１１４に動作可能に連結されてもよい。ギヤリング及びセンサの配列１１１８を、ラックピニオン構成によって直線アクチュエータに、又はスパーギヤ若しくは他の接続によって回転アクチュエータに接続することができる。電源１１２９は、絶対位置決めシステム１１００に電力を供給し、出力インジケータ１１２８は、絶対位置決めシステム１１００の出力を表示することができる。図２において、変位部材１１１１は、ギヤ減速機組立体８４の対応する駆動ギヤ８６と噛合係合するために、その上に形成された駆動歯のラック１２２を備える長手方向可動駆動部材１２０を表す。変位部材１１１１は、長手方向可動発射部材２２０、発射バー１７２、Ｉ型梁１７８、又はこれらの組み合わせを表す。
【００７４】
位置センサ１１１２に付随するセンサ素子１１２６の１回転は、変位部材１１１１の長手方向直線変位ｄ１に相当し、ｄ１は、変位部材１１１１に連結したセンサ素子１１２６の１回転後の、変位部材１１１１が点「ａ」から点「ｂ」まで移動する長手方向の直線距離である。センサ配列１１０２は、位置センサ１１１２が変位部材１１１１のフルストロークに対して１回以上の回転を完了する結果をもたらすギヤの減速を介して接続されてもよい。位置センサ１１１２は、変位部材１１１１のフルストロークに対して複数回の回転を完了することができる。
【００７５】
位置センサ１１１２の２回以上の回転に対する固有の位置信号を与えるために、一連のスイッチ１１２２ａ〜１１２２ｎ（ここでｎは１より大きい整数である）が、単独で用いられても、ギヤの減速と共に用いられてもよい。スイッチ１１２２ａ〜１１２２ｎの状態はコントローラ１１０４にフィードバックされ、コントローラ１１０４は論理を適用して、変位部材１１１１の長手方向の直線変位ｄ１＋ｄ２＋．．．ｄｎに対応する固有の位置信号を判定する。位置センサ１１１２の出力１１２４はコントローラ１１０４に提供される。センサ配列１１０２の位置センサ１１１２は、位置信号又は値の固有の組み合わせを出力する、磁気センサ、ポテンショメータなどのアナログ回転センサ、又はアナログホール効果素子のアレイを備えてもよい。
【００７６】
絶対位置決めシステム１１００は、モータ１１２０が単に前方又は後方に経たステップの数をカウントして装置アクチュエータ、駆動バー、ナイフなどの位置を推定する従来の回転エンコーダで必要となり得るような、変位部材１１１１をリセット（ゼロ又はホーム）位置へ後退又は前進させることなしに、器具の電源投入時に変位部材１１１１の絶対位置を提供する。
【００７７】
コントローラ１１０４は、ナイフ及び関節運動システムの速度及び位置に対する精密制御など、様々な機能を実施するようにプログラムされてもよい。一態様では、コントローラ１１０４は、プロセッサ１１０８及びメモリ１１０６を含む。電気モータ１１２０は、又はナイフシステムへのギヤ関節運動ボックス及び機械的リンクを備えたブラシ付きＤＣモータであってもよい。一態様では、モータドライバ１１１０は、Ａｌｌｅｇｒｏ  Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃから入手可能なＡ３９４１であってもよい。他のモータドライバを、絶対位置決めシステム１１００で使用するために容易に置き換えることができる。絶対位置決めシステム１１００のより詳細な説明は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１６，年４月１５日に出願された米国特許出願第１５／１３０，５９０号、発明の名称「ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＡＮＤ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」に記載されている。
【００７８】
コントローラ１１０４は、変位部材１１１１及び関節運動システムの速度及び位置に対する正確な制御を提供するようにプログラムされてもよい。コントローラ１１０４は、コントローラ１１０４のソフトウェア内で応答を計算するように構成されてもよい。計算された応答は、実際のシステムの測定された応答と比較されて「観測された」応答が得られ、これが実際のフィードバックの判定に用いられる。観測された応答は、シミュレーションによる応答の滑らかで連続的な性質を、測定による応答と釣り合わせる好適な同調された値であり、これはシステムに及ぼす外部の影響を検知することができる。
【００７９】
絶対位置決めシステム１１００は、ＰＩＤ、状態フィードバック、及び適応コントローラなどのフィードバックコントローラを備えてもよく、かつ／又はこれを実装するようにプログラムされてもよい。電源１１２９が、フィードバックコントローラからの信号を、システムへの物理的入力、この場合は電圧へと変換する。他の例としては、電圧、電流、及び力のパルス幅変調（ＰＷＭ）が挙げられる。位置センサ１１１２で測定される位置に加えて、物理的システムの物理パラメータを測定するために、他のセンサ１１１８（単数又は複数）が設けられてもよい。デジタル信号処理システムでは、絶対位置決めシステム１１００はデジタルデータ取得システムに連結され、ここで絶対位置決めシステム１１００の出力は有限の解像度及びサンプリング周波数を有する。絶対位置決めシステム１１００は、計算された応答を測定された応答に向けて駆動する加重平均及び理論制御ループなどのアルゴリズムを用いて、計算された応答を測定された応答と組み合わせるために、比較及び組み合わせ回路を備え得る。入力を知ることによって物理的システムの状態及び出力がどうなるかを予測するために、物理的システムの計算された応答は、質量、慣性、粘性摩擦、誘導抵抗などの特性を考慮に入れる。コントローラ１１０４は、制御回路７００であってもよい（図５Ａ〜図５Ｂ）。
【００８０】
モータドライバ１１１０は、Ａｌｌｅｇｒｏ  Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃから入手可能なＡ３９４１であってもよい。Ａ３９４１ドライバ１１１０は、特にブラシ付きＤＣモータなどの誘導負荷を目的として設計された外部Ｎチャネルパワー金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）と共に使用するためのフルブリッジコントローラである。ドライバ１１１０は、固有の電荷ポンプレギュレータを備え、これは、フル（＞１０Ｖ）ゲート駆動を７Ｖまでの電池電圧にもたらし、Ａ３９４１が５．５Ｖまでの低減ゲート駆動で動作することを可能にする。ブートストラップコンデンサは、ＮチャネルのＭＯＳＦＥＴに必要な上記の電池供給電圧を提供するために用いられてもよい。ハイサイド駆動用の内部電荷ポンプにより、ＤＣ（１００％デューティサイクル）動作が可能となる。フルブリッジは、ダイオード又は同期整流を用いて高速減衰モード又は低速減衰モードで駆動され得る。低速減衰モードにおいて、電流の再循環は、ハイサイドのＦＥＴによっても、ローサイドのＦＥＴによっても可能である。電力ＦＥＴは、抵抗器で調整可能なデッドタイムによって、シュートスルーから保護される。統合診断は、低電圧、温度過昇、及びパワーブリッジの異常を指示するものであり、ほとんどの短絡状態下でパワーＭＯＳＦＥＴを保護するように構成され得る。絶対位置決めシステム１１００で使用するために、他のモータドライバが容易に代用されることができる。
【００８１】
センサ配列１１０２用の絶対位置決めシステム１１００の態様を実装するための一般的なアーキテクチャについて説明したので、ここで、絶対位置決めシステム１１００のセンサ配列１１０２の一実施形態について説明するために、本開示は図１１及び図１２を参照する。図１１は、一態様による、回路１２０５及びセンサ配列１１０２の各要素の相対的な位置合わせを示す、絶対位置決めシステム１１００のセンサ配列１１０２の分解斜視図である。絶対位置決めシステム１１００のセンサ配列１１０２は、位置センサ１２００と、磁石１２０２のセンサ素子と、変位部材１１１１のフルストローク毎に１回転する磁石ホルダ１２０４と、ギヤの減速を提供するためのギヤ組立体１２０６とを備えている。図２を簡単に参照して、変位部材１１１１は、ギヤ減速機組立体８４の対応する駆動ギヤ８６と噛合係合するために、駆動歯のラック１２２を備える長手方向可動駆動部材１２０を表し得る。図１１に戻って、ギヤ組立体１２０６、磁石ホルダ１２０４、及び磁石１２０２を支持するために、ブラケット１２１６などの構造要素が設けられている。位置センサ１２００は、ホール素子などの磁気感知素子を備え、磁石１２０２に近接して定置されている。磁石１２０２が回転すると、位置センサ１２００の磁気感知素子は、１回転にわたって磁石１２０２の絶対角度位置を測定する。
【００８２】
センサ配列１１０２は、例えば、磁界の全磁界又はベクトル成分を測定するかどうかに基づいて分類される磁気センサなどの、任意の数の磁気感知素子を備えてもよい。両タイプの磁気センサを生産するために用いられる技術は、物理学及び電子工学の多数の態様を含んでいる。磁場感知に用いられる技術として、とりわけ、探りコイル、フラックスゲート、光ポンピング、核摂動、ＳＱＵＩＤ、ホール効果、異方性磁気抵抗、巨大磁気抵抗、磁気トンネル接合、巨大磁気インピーダンス、磁歪／圧電複合材、磁気ダイオード、磁気トランジスタ、光ファイバ、光磁気、及び微小電気機械システム系の磁気センサが挙げられる。
【００８３】
ギヤ組立体は、３：１のギヤ比接続を提供する噛合い係合の第１のギヤ１２０８と第２のギヤ１２１０とを備えている。第３のギヤ１２１２は、シャフト１２１４の周りを回転する。第３のギヤ１２１２は、変位部材１１１１（又は図２に示すような１２０）と噛合係合し、変位部材１１１１が遠位方向Ｄに前進する際に第１の方向に回転し、変位部材１１１１が近位方向Ｐに後退する際に第２の方向に回転する。第２のギヤ１２１０はまた、シャフト１２１４の周りを回転し、したがって、シャフト１２１４の周りの第２のギヤ１２１０の回転は、変位部材１１１１の長手方向の並進に対応する。したがって、遠位方向Ｄ又は近位方向Ｐのいずれかにおける変位部材１１１１の１回のフルストロークは、第２のギヤ１２１０の３回転、及び第１のギヤ１２０８の１回転に対応する。磁石ホルダ１２０４は、第１のギヤ１２０８に連結されているので、磁石ホルダ１２０４は、変位部材１１１１の各全ストロークについて完全に１回転する。
【００８４】
位置センサ１２００は、磁石ホルダ１２０４内で下方に回転する磁石１２０２と正確に位置合わせされた位置センサ１２００を収容するのに好適なアパーチャ１２２０を画定する位置センサホルダ１２１８によって支持される。固定具が、ブラケット１２１６に、及び回路１２０５に連結されており、磁石１２０２が磁石ホルダ１２０４と共に回転する間、依然として静止している。ハブ１２２２が、第１のギヤ１２０８及び磁石ホルダ１２０４と嵌合するように設けられている。シャフト１２１４に連結された第２のギヤ１２１０及び第３のギヤ１２１２も示されている。
【００８５】
図１２は、本開示の一態様による、磁気回転絶対位置決めシステムを備える、絶対位置決めシステム１１００用の位置センサ１２００の図である。位置センサ１２００は、Ａｕｓｔｒｉａ  Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，ＡＧから入手可能なＡＳ５０５５ＥＱＦＴシングルチップ磁気回転位置センサとして実装されてもよい。位置センサ１２００は、コントローラ１１０４とインターフェースして絶対位置決めシステム１１００を提供する。位置センサ１２００は、低電圧低電力の構成要素であり、磁石１２０２（図１５、図１６）の上方に位置する位置センサ１２００の領域１２３０に、４つのホール効果素子１２２８Ａ、１２２８Ｂ、１２２８Ｃ、１２２８Ｄを有している。また、高解像度ＡＤＣ  １２３２及びスマート電力管理コントローラ１２３８がチップ上に設けられている。加算、減算、ビットシフト、及びテーブル参照演算のみを必要とする、双曲線関数及び三角関数を計算する簡潔かつ効率的なアルゴリズムを実装するために、１桁毎の方法とボルダーアルゴリズム（Volder’s algorithm）でも知られる、ＣＯＲＤＩＣ（座標回転デジタルコンピュータの略）プロセッサ１２３６が設けられる。角度位置、アラームビット、及び磁界情報は、ＳＰＩインターフェース１２３４などの標準的なシリアル通信インターフェースを介してコントローラ１１０４に伝送される。位置センサ１２００は、１２ビット又は１４ビットの解像度を提供する。位置センサ１２００は、小型のＱＦＮ１６ピン４×４×０．８５ｍｍパッケージで提供されるＡＳ５０５５チップであってもよい。
【００８６】
ホール効果素子１２２８Ａ、１２２８Ｂ、１２２８Ｃ、１２２８Ｄは、直接回転磁石１２０２（図１１）の上方に設置されている。ホール効果は周知の効果であり、便宜上、本明細書では詳細に説明されないが、一般に、ホール効果は、導体内の電流を横断する電気導体と、電流に垂直な磁場との間の電圧差（ホール電圧）を生成する。ホール係数は、誘導電場と、電流密度と印加磁場を掛けたものとの比として定義される。その値は、電流を構成する電荷キャリアの種類、個数、及び特性に依存するので、ホール係数は、導体を作る材料の特徴を示す。ＡＳ５０５５位置センサ１２００において、ホール効果素子１２２８Ａ、１２２８Ｂ、１２２８Ｃ、１２２８Ｄは、磁石１２０２の絶対位置を磁石１２０２の１回転にわたって角度で示す電圧信号を発生させることが可能である。この角度値は固有の位置信号であり、ＣＯＲＤＩＣプロセッサ１２３６によって算出され、ＡＳ５０５５位置センサ１２００にオンボードでレジスタ又はメモリ内に記憶される。１回転にわたる磁石１２０２の位置を示す角度値は、様々な技術で、例えば電源投入時に、又はコントローラ１１０４によって要求されたときに、コントローラ１１０４に与えられる。
【００８７】
ＡＳ５０５５位置センサ１２００は、コントローラ１１０４に接続されているとき、動作するために少数の外部構成要素のみを必要とする。単一電源を使用する単純な適用には６本の導線を必要とし、電力用に２本の導線、コントローラ１１０４とのＳＰＩインターフェース１２３４用に４本の導線１２４０を必要とする。中断をコントローラ１１０４に送信して、新たな有効な角度が読み込まれ得ることを知らせるために、７番目の接続が加えられてもよい。電源投入時に、ＡＳ５０５５位置センサ１２００は、１回の角度測定を含む全ての電源投入シーケンスを実施する。このサイクルの完了は、ＩＮＴ出力１２４２におけるＩＮＴ要求として示され、角度値は内部レジスタに記憶される。この出力が設定されると、ＡＳ５０５５位置センサ１２００は、一時停止してスリープモードに移る。コントローラ１１０４は、ＳＰＩインターフェース１２３４を介してＡＳ５０５５位置センサ１２００から角度値を読み取ることによって、ＩＮＴ出力１２４２におけるＩＮＴ要求に応答することができる。角度値がコントローラ１１０４によって読み取られると、ＩＮＴ出力１２４２が再びクリアされる。コントローラ１１０４によってＳＰＩインターフェース１２３４で「角度読取り」コマンドを位置センサ１２００に送信すると、自動的にチップに給電され、別の角度測定が開始される。コントローラ１１０４が角度値の読取りを完了すると、直ちに、ＩＮＴ出力１２４２がクリアされ、新たな結果が角度レジスタに記憶される。角度測定の完了は、再び、ＩＮＴ出力１２４２及びステータスレジスタの対応するフラグを設定することによって示される。
【００８８】
ＡＳ５０５５位置センサ１２００の測定原理に基づいて、単一の角度測定のみが、各電源投入シーケンス後のごく短い時間で（約６００μｓ）実施される。１つの角度の測定が完了すると、直ちに、ＡＳ５０５５位置センサ１２００は一時停止して電源オフ状態に移る。デジタル平均化による角度値のオンチップフィルタリングは、２回以上の角度測定を必要とし、その結果、電源投入時間がより長くなり、低電力用途には望ましくないので、このオンチップフィルタリングは実施されない。角度のジッターは、コントローラ１１０４で複数の角度サンプルを平均化することによって低減され得る。例えば、４つのサンプルを平均化すると、ジッターは６ｄＢ（５０％）低減する。
【００８９】
図１３は、本開示の一態様によるエンドエフェクタ２５０２内に把持された組織２５２６に対するＩ型梁２５１４の発射ストロークを示す、外科用器具１０（図１〜図４）のエンドエフェクタ２５０２の断側面図である。エンドエフェクタ２５０２は、図１〜図４に示される外科用器具１０と共に動作するように構成されている。エンドエフェクタ２５０２は、アンビル２５１６と、細長いチャネル２５０３内に位置付けられたステープルカートリッジ２５１８とを備える細長いチャネル２５０３とを備える。発射バー２５２０は、エンドエフェクタ２５０２の長手方向軸２５１５に沿って遠位及び近位に並進可能である。エンドエフェクタ２５０２が関節運動していないとき、エンドエフェクタ２５０２は器具のシャフトと一直線になっている。切断縁部２５０９を含むＩ型梁２５１４は、発射バー２５２０の遠位部分に図示されている。楔形スレッド２５１３は、ステープルカートリッジ２５１８内に位置付けられている。Ｉ型梁２５１４が遠位に並進すると、切断縁部２５０９は、アンビル２５１６とステープルカートリッジ２５１８との間に位置付けられた組織２５２６と接触し、切断されてもよい。また、Ｉ型梁２５１４は楔形スレッド２５１３に接触し、楔形スレッド２５１３を遠位に押し、楔形スレッド２５１３をステープルドライバ２５１１に接触させる。ステープルドライバ２５１１は、ステープル２５０５内に打ち込まれて、ステープル２５０５が組織を通って、ステープル２５０５を成形するアンビル２５１６内に画定されたポケット２５０７内へ前進させられてもよい。
【００９０】
例示的なＩ型梁２５１４発射ストロークは、エンドエフェクタ２５０２と位置合わせされたチャート２５２９によって例示される。例示的な組織２５２６もまた、エンドエフェクタ２５０２と位置合わせして示されている。発射部材ストロークは、ストローク開始位置２５２７及びストローク終了位置２５２８を含んでもよい。Ｉ型梁２５１４の発射ストロークの間、Ｉ型梁２５１４は、ストローク開始位置２５２７からストローク終了位置２５２８まで遠位に前進してもよい。Ｉ型梁２５１４は、ストローク開始位置２５２７の一例の位置で示されている。Ｉ型梁２５１４発射部材ストロークチャート２５２９は、５つの発射部材ストローク領域２５１７、２５１９、２５２１、２５２３、２５２５を示す。第１の発射ストローク領域２５１７では、Ｉ型梁２５１４は遠位に前進し始めることができる。第１の発射ストローク領域２５１７では、Ｉ型梁２５１４は、楔形スレッド２５１３に接触し、それを遠位に移動させ始めることができる。しかしながら、第１の領域では、切断縁部２５０９は組織に接触しなくてもよく、楔形スレッド２５１３はステープルドライバ２５１１と接触しなくてもよい。静止摩擦が克服された後、第１の領域２５１７内のＩ型梁２５１４を駆動する力は、実質的に一定であってもよい。
【００９１】
第２の発射部材ストローク領域２５１９において、切断縁部２５０９は、組織２５２６と接触して切断し始めることができる。また、楔形スレッド２５１３は、ステープル２５０５を駆動するためにステープルドライバ２５１１に接触し始めることができる。Ｉ型梁２５１４を駆動する力は、上昇し始めることができる。図示のように、最初に遭遇する組織は、アンビル２５１６がステープルカートリッジ２５１８に対して枢動するように圧縮され得る、及び／又はより薄くなり得る。第３の発射部材ストローク領域２５２１において、切断縁部２５０９は、組織２５２６と連続的に接触し、切断されてもよく、楔形スレッド２５１３は、ステープルドライバ２５１１と繰り返し接触してもよい。Ｉ型梁２５１４を駆動する力は、第３の領域２５２１内で平坦であってもよい。第４の発射ストローク領域２５２３によって、Ｉ型梁２５１４を駆動する力が低下し始める場合がある。例えば、第４の発射領域２５２３に対応するエンドエフェクタ２５０２の部分の組織は、切断する力が少なくて済むように、アンビル２５１６の枢動点により近い組織よりも圧縮されない場合がある。また、切断縁部２５０９及び楔形スレッド２５１３は、第４の領域２５２３にある間に組織２５２６の端部に到達してもよい。Ｉ型梁２５１４が第５の領域２５２５に到達すると、組織２５２６は完全に切断されてもよい。楔形スレッド２５１３は、組織の端部又はその近くで１つ以上のステープルドライバ２５１１に接触してもよい。Ｉ型梁２５１４を第５の領域２５２５を通して前進させる力は低減されてもよく、いくつかの例では、第１の領域２５１７内のＩ型梁２５１４を駆動する力と同様であってもよい。発射部材のストロークの完了時、Ｉ型梁２５１４はストローク終了位置２５２８に到達し得る。図１８の発射部材ストローク領域２５１７、２５１９、２５２１、２５２３、２５２５の位置決めは、単なる一例である。いくつかの実施例では、異なる領域は、例えば、アンビル２５１６とステープルカートリッジ２５１８との間の組織の位置決めに基づいて、エンドエフェクタ長手方向軸２５１５に沿った異なる位置で開始してもよい。
【００９２】
上で議論したように、また図１０〜図１３を参照して、エンドエフェクタ２５０２内に捕捉された組織をステープル留め及び／又は切開するために、外科用器具１０（図１〜図４）のハンドル組立体内に位置付けられた電気モータ１１２２を利用することで、例えばＩ型梁２５１４を含めて、シャフト組立体の発射システムを、シャフト組立体のエンドエフェクタ２５０２に対して前進及び／又は後退させることができる。Ｉ型梁２５１４は、所望の速度で、又は所望の速度の範囲内で前進又は後退させることができる。コントローラ１１０４は、Ｉ型梁２５１４の速度を制御するように構成されてもよい。いくつかの状況において、コントローラ１１０４は例えば、電圧及び／若しくは電流など、電気モータ１１２２に供給される電力の様々なパラメータ、並びに／又は電気モータ１１２２の他の動作パラメータに基づいて、Ｉ型梁２５１４の速度を予測するように構成されることができる。コントローラ１１０４は、電気モータ１１２２に供給される電流及び／若しくは電圧の以前の値、並びに／又は、速度、加速度、及び／若しくは位置など、システムの以前の状態に基づいて、Ｉ型梁２５１４の現在の速度を予想するように構成されることができる。コントローラ１１０４は、本明細書に記載される絶対位置決めセンサシステムを利用して、Ｉ型梁２５１４の速度を感知するように構成されてもよい。コントローラは、Ｉ型梁２５１４の予想速度と、Ｉ型梁２５１４の感知速度とを比較して、電気モータ１１２２への電力を、Ｉ型梁２５１４の速度を増加させるために増加させ、かつ／又はＩ型梁２５１４の速度を低下させるために減少させるべきかどうかを判定するように構成されることができる。米国特許第８２１０４１１号、発明の名称「ＭＯＴＯＲ−ＤＲＩＶＥＮ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。米国特許第７８４５５３７号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＨＡＶＩＮＧ  ＲＥＣＯＲＤＩＮＧ  ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００９３】
Ｉ型梁２５１４に作用する力は、様々な技術を用いて判定することができる。Ｉ型梁２５１４の力は、モータ２５０４の電流を測定することによって判定することができ、モータ２５０４の電流は、遠位に前進する際にＩ型梁２５１４によって経験される負荷に基づく。Ｉ型梁２５１４の力は、駆動部材１２０（図２）、発射部材２２０（図２）、Ｉ型梁２５１４（Ｉ型梁１７８、図２０）、発射バー１７２（図２）、及び／又は切断縁部２５０９の近位端上に歪みゲージを位置決めするとによって判定されてもよい。Ｉ型梁２５１４の力は、所定の経過期間Ｔ１の後にモータ２５０４の現在の設定速度に基づいて予測速度で移動するＩ型梁２５１４の実際の位置を監視し、Ｉ型梁２５１４の予測位置に対するＩ型梁２５１４の実際の位置を、期間Ｔ１の終了時のモータ２５０４の現在の設定速度に基づいて比較することによって判定してもよい。したがって、Ｉ型梁２５１４の実際の位置が、Ｉ型梁２５１４の予測位置よりも小さい場合、Ｉ型梁２５１４上の力は、公称力よりも大きい。逆に、Ｉ型梁２５１４の実際の位置が、Ｉ型梁２５１４の予測位置よりも大きい場合、Ｉ型梁２５１４上の力は、公称力よりも小さい。Ｉ型梁２５１４の実際の位置と予測される位置との差は、公称力からのＩ型梁２５１４上の力の偏差に比例する。そのような技術は、代理人整理番号ＥＮＤ８１９５ＵＳＮＰに記載されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００９４】
図１４は、本開示の一態様による、変位部材の遠位並進を制御するようにプログラムされた外科用器具２５００のブロック図を示す。一態様では、外科用器具２５００は、Ｉ型梁２５１４などの変位部材１１１１の遠位並進を制御するようにプログラムされる。外科用器具２５００は、アンビル２５１６と、Ｉ型梁２５１４（鋭い切断縁部２５０９を含む）と、取り外し可能ステープルカートリッジ２５１８と、を備え得るエンドエフェクタ２５０２を備える。図１〜図１３に関して、エンドエフェクタ２５０２のアンビル２５１６、Ｉ型梁２５１４、及びステープルカートリッジ２５１８は、例えば、本明細書に記載されるように構成されてもよい。
【００９５】
Ｉ型梁２５１４などのライナー変位部材１１１１の位置、移動、変位、及び／又は並進は、図１０〜図１２に示されるように、そして及び図１４では位置センサ２５３４として表される絶対位置決めシステム１１００、センサ配列１１０２、及び位置センサ１２００によって測定することができる。Ｉ型梁２５１４が長手方向可動駆動部材１２０に連結されているため、Ｉ型梁２５１４の位置は、位置センサ２５３４を用いる長手方向可動駆動部材１２０の位置を測定することによって判定することができる。したがって、以下の説明では、Ｉ型梁２５１４の位置、変位、及び／又は並進は、本明細書に記載される位置センサ２５３４によって達成され得る。図５Ａ及び図５Ｂに記載の制御回路７００などの制御回路２５１０は、図１０〜図１２に関連して記載されるように、Ｉ型梁２５１４などの変位部材１１１１の並進を制御するようにプログラムされてもよい。いくつかの実施例では、制御回路２５１０は、１つ以上のマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、又はプロセッサ若しくは複数のプロセッサに、記載される方法で変位部材、例えばＩ型梁２５１４を制御させる命令を実行するための他の好適なプロセッサを備えてもよい。一態様では、タイマー／カウンタ回路２５３１は、経過時間又はデジタルカウントなどの出力信号を制御回路２５１０に提供して、位置センサ２５３４によって判定されたＩ型梁２５１４の位置をタイマー／カウンタ回路２５３１の出力と相関させ、その結果、制御回路２５１０は、開始位置に対する特定の時間（ｔ）におけるＩ型梁２５１４の位置を判定することができる。タイマー／カウンタ回路２５３１は、経過時間を測定するか、外部イベントを計数するか、又は外部イベントの時間を測定するように構成されてよい。
【００９６】
制御回路２５１０は、モータ設定点信号２５２２を生成してもよい。モータ設定点信号２５２２は、モータコントローラ２５０８に提供されてもよい。モータコントローラ２５０８は、本明細書で説明するように、モータ２５０４にモータ駆動信号２５２４を提供してモータ２５０４を駆動するように構成された１つ以上の回路を備えてもよい。いくつかの例では、電気モータ２５０４は、図１、図５Ｂ、図１０に示されるモータ８２、７１４、１１２０などのブラシ付きＤＣ電動モータであってもよい。例えば、モータ２５０４の速度は、モータ駆動信号２５２４に比例してもよい。いくつかの例では、モータ２５０４はブラシレス直流（ＤＣ）電動モータであってもよく、モータ駆動信号２５２４は、電気モータ２５０４の１つ以上の固定子巻線に提供されるパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を含んでもよい。また、いくつかの実施例では、モータコントローラ２５０８は省略されてもよく、制御回路２５１０がモータ駆動信号２５２４を直接生成してもよい。
【００９７】
モータ２５０４は、エネルギー源２５１２から電力を受け取ることができる。エネルギー源２５１２は、電池、コンデンサ、又は任意の他の好適なエネルギー源２５１２であってもよく、あるいはそれを含んでもよい。モータ２５０４は、伝達装置２５０６を介してＩ型梁２５１４に機械的に連結され得る。伝達装置２５０６は、モータ２５０４をＩ型梁２５１４に連結するための１つ以上のギヤ又は他の連結構成要素を含んでもよい。位置センサ２５３４は、Ｉ型梁２５１４の位置を感知し得る。位置センサ２５３４は、Ｉ型梁２５１４の位置を示す位置データを生成することができる任意の種類のセンサであってもよく、又はそれを含んでもよい。いくつかの例では、位置センサ２５３４は、Ｉ型梁２５１４が遠位及び近位に並進すると一連のパルスを制御回路２５１０に提供するように構成されたエンコーダを含んでもよい。制御回路２５１０は、パルスを追跡してＩ型梁２５１４の位置を判定してもよい。例えば近接センサを含む他の好適な位置センサが使用されてもよい。他の種類の位置センサは、Ｉ型梁２５１４の動きを示す他の信号を提供することができる。また、いくつかの実施例では、位置センサ２５３４は省略されてもよい。モータ２５０４がステッパモータである場合、制御回路２５１０は、モータ２５０４が実行するように指示されたステップの数及び方向を合計することによって、Ｉ型梁２５１４の位置を追跡することができる。位置センサ２５３４は、エンドエフェクタ２５０２内、又は器具の任意の他の部分に位置してもよい。
【００９８】
制御回路２５１０は、１つ以上のセンサ２５３８と通信してもよい。センサ２５３８は、エンドエフェクタ２５０２上に位置決められ、外科用器具２５００と共に動作して、間隙距離対時間、組織圧縮対時間、及びアンビル歪み対時間などの様々な導出パラメータを測定するように適合されてもよい。センサ２５３８は、磁気センサ、磁界センサ、歪みゲージ、圧力センサ、力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光学センサ、及び／又はエンドエフェクタ２５０２の１つ以上のパラメータを測定するための任意の他の好適なセンサを備えてもよい。センサ２５３８は、１つ以上のセンサを含んでもよい。
【００９９】
１つ以上のセンサ２５３８は、クランプ状態の間のアンビル２５１６における歪みの大きさを測定するように構成された、微小歪みゲージなどの歪みゲージを備えてもよい。歪みゲージは、歪みの大きさに伴って振幅が変動する電気信号を提供する。センサ２５３８は、アンビル２５１６とステープルカートリッジ２５１８との間に圧縮された組織の存在によって生成された圧力を検出するように構成された圧力センサを備えてもよい。センサ２５３８は、アンビル２５１６とステープルカートリッジ２５１８との間に位置する組織部分のインピーダンスを検出するように構成されてもよく、このインピーダンスは、それらの間に位置する組織の厚さ及び／又は充満度を示す。
【０１００】
センサ２５３８は、閉鎖駆動システム３０によってアンビル２５１６に及ぼされる力を測定するように構成され得る。例えば、１つ以上のセンサ２５３８は、閉鎖管２６０によってアンビル２５１６に適用される閉鎖力を検出するために、閉鎖管２６０（図３）とアンビル２５１６との間の相互作用点に位置してもよい。アンビル２５１６に対して及ぼされる力は、アンビル２５１６とステープルカートリッジ２５１８との間に捕捉された組織切片によって経験される組織圧縮を表すものであり得る。１つ以上のセンサ２５３８を、閉鎖駆動システム３０（図２）に沿った様々な相互作用点に位置付けられて、閉鎖駆動システム３０によってアンビル２５１６に適用される閉鎖力を検出することができる。１つ以上のセンサ２５３８は、図５Ａ〜図５Ｂで記載するようなプロセッサによるクランプ動作中にリアルタイムでサンプリングされてもよい。制御回路２５１０は、リアルタイムのサンプル測定値を受信して分析時間ベースの情報を提供し、アンビル２５１６に適用される閉鎖力をリアルタイムで評価する。
【０１０１】
モータ２５０４によって引き込まれる電流を測定するために、電流センサ２５３６を用いることができる。Ｉ型梁２５１４を前進させるのに必要な力は、モータ２５０４によって引き込まれる電流に対応する。力はデジタル信号に変換されて、制御回路２５１０に提供される。
【０１０２】
ここで図１〜図１４に関連して本明細書で開示する器具の物理的性質を用い、また図１４を参照すると、制御回路２５１０が、器具の実際のシステムの応答をコントローラのソフトウェアでシミュレートするように構成され得る。変位部材を作動させて、エンドエフェクタ２５０２内のＩ型梁２５１４を目標速度又はその付近で移動させることができる。外科用器具２５００は、フィードバックコントローラを含むことができ、フィードバックコントローラは、例えば、ＰＩＤ、状態フィードバック、ＬＱＲ、及び／又は適応コントローラが挙げられるがこれらに限定されない任意のフィードバックコントローラのうちのいずれか１つであってもよい。外科用器具２５００は、フィードバックコントローラからの信号を、例えば、ケース電圧、パルス幅変調（ＰＷＭ）電圧、周波数変調電圧、電流、トルク、及び／又は力などの物理的入力に変換するための電源を含むことができる。
【０１０３】
外科用器具２５００の実際の駆動システムは、ギヤボックス、並びに関節運動及び／又はナイフシステムへの機械的連結部を備えるブラシ付きＤＣモータによって、変位部材、切断部材、又はＩ型梁２５１４を駆動するように構成されている。別の例は、交換式シャフト組立体の、例えば、変位部材及び関節ドライバを操作する電気モータ２５０４である。外部影響とは、組織、周囲体、及び物理的システム上の摩擦などのものの、測定されていない予測不可能な影響である。こうした外部影響は、電気モータ２５０４に反して作用する障害と呼ばれることがある。障害などの外部影響は、物理系の動作を物理系の所望の動作から逸脱させることがある。
【０１０４】
外科用器具２５００の態様を詳細に説明する前に、例示的態様が、適用又は使用において、添付の図面及び明細書で例示される部品の構造及び配置の詳細に限定されないことに留意されたい。例示的な態様は、他の態様、変形形態、及び修正で実施されるか、又はそれらに組み込まれてもよく、様々な方法で実施又は実行されてもよい。更に、特に明記しない限り、本明細書で用いられる用語及び表現は、読者の便宜のために例示的な態様を説明する目的で選択されたものであり、それらを限定するためのものではない。更に、以下に記述される態様、態様の具現、及び／又は実施例のうち１つ以上を、以下に記述される他の態様、態様の具現、及び／又は実施例のうち任意の１つ以上と組み合わせることができるものと理解されたい。
【０１０５】
様々な例示的態様が、モータ駆動式外科用ステープル留め及び切断器具を有するエンドエフェクタ２５０２を備える外科用器具２５００に関する。例えば、モータ２５０４は、エンドエフェクタ２５０２の長手方向軸に沿って遠位及び近位に変位部材を駆動してもよい。エンドエフェクタ２５０２は、枢動可能なアンビル２５１６と、使用のために構成されるときに、アンビル２５１６の反対側に位置付けられたステープルカートリッジ２５１８と、を備えてもよい。臨床医は、本明細書に記載されるように、アンビル２５１６とステープルカートリッジ２５１８との間に組織を把持してもよい。器具２５００を使用する準備が整うと、臨床医は、例えば器具２５００のトリガを押すことによって発射信号を提供してもよい。発射信号に応答して、モータ２５０４は、変位部材をエンドエフェクタ２５０２の長手方向軸に沿って、近位のストローク開始位置からストローク開始位置の遠位にあるストローク終了位置まで遠位に駆動することができる。変位部材が遠位に並進する際に、遠位端に位置付けられた切断要素を備えるＩ型梁２５１４は、ステープルカートリッジ２５１８とアンビル２５１６との間の組織を切断することができる。
【０１０６】
様々な実施例で、外科用器具２５００は、１つ以上の組織状態に基づいて、例えばＩ型梁２５１４などの変位部材の遠位並進を制御するようにプログラムされた制御回路２５１０を備えてもよい。制御回路２５１０は、本明細書に記載されるように、直接的又は間接的のいずれかで厚さなどの組織状態を感知するようにプログラムされてもよい。制御回路２５１０は、組織状態に基づいて発射制御プログラムを選択するようにプログラムされてもよい。発射制御プログラムは、変位部材の遠位運動を記述することができる。様々な組織状態をより良好に処理するために様々な発射制御プログラムを選択することができる。例えば、より厚い組織が存在する場合、制御回路２５１０は、変位部材をより低い速度で、かつ／又はより低電力で並進させるようにプログラムされてもよい。より薄い組織が存在する場合、制御回路２５１０は、変位部材をより速い速度で、かつ／又はより高電力で並進させるようにプログラムされてもよい。
【０１０７】
いくつかのでは、制御回路２５１０は、最初に、モータ２５０４を、変位部材のストロークの第１の開ループ部分では開ループ構成で動作させてもよい。ストロークの開ループ部分の間の器具２５００の応答に基づいて、制御回路２５１０は、発射制御プログラムを選択してもよい。器具の応答としては、開ループ部分の間の変位部材の並進距離、開ループ部分の間に経過する時間、開ループ部分の間にモータ２５０４に提供されるエネルギー、モータ駆動信号のパルス幅の合計などが挙げられ得る。開ループ部分の後、制御回路２５１０は、変位部材ストロークの第２の部分に対して、選択された発射制御プログラムを実施してもよい。例えば、ストロークの閉ループ部分の間、制御回路２５１０は、変位部材の位置を記述する並進データに基づいてモータ２５０４を閉ループ式に変調して、変位部材を一定速度で並進させてもよい。
【０１０８】
図１５は、本開示の一態様に従って実行される、２つの例示的な変位部材ストロークをプロットする図２５８０を示す。図２５８０は、２つの軸を含む。水平軸２５８４は経過時間を示す。垂直軸２５８２は、ストローク開始位置２５８６とストローク終了位置２５８８との間のＩ型梁２５１４の位置を示す。水平軸２５８４上で、制御回路２５１０は発射信号を受信し、ｔ０で初期モータ設定を提供し始めることができる。変位部材ストロークの開ループ部分は、ｔ０〜ｔ１の間で経過し得る初期期間である。
【０１０９】
第１の実施例２５９２は、厚い組織がアンビル２５１６とステープルカートリッジ２５１８との間に位置付けられたときの外科用器具２５００の応答を示す。変位部材ストロークの開ループ部分の間、例えば、ｔ０〜ｔ１の初期期間中、Ｉ型梁２５１４は、ストローク開始位置２５８６から位置２５９４まで横断してもよい。制御回路２５１０は、位置２５９４が、ｔ１（例えば、閉ループ部分内）の後の実施例２５９２の傾きによって示される、選択された一定速度（Ｖｓｌｏｗ）でＩ型梁２５１４を前進させる発射制御プログラムに対応すると判定してもよい。制御回路２５１０は、Ｉ型梁２５１４の位置を監視し、モータ設定点２５２２及び／又はモータ駆動信号２５２４を変調してＶｓｌｏｗを維持することによって、Ｉ型梁２５１４を速度Ｖｓｌｏｗに駆動してもよい。第２の実施例２５９０は、薄い組織がアンビル２５１６とステープルカートリッジ２５１８との間に位置付けられたときの外科用器具２５００の応答を示す。
【０１１０】
ｔ０〜ｔ１の初期期間（例えば、開ループ期間）の間、Ｉ型梁２５１４は、ストローク開始位置２５８６から位置２５９６まで横断してもよい。制御回路は、位置２５９６が、選択された一定速度（Ｖｆａｓｔ）で変位部材を前進させる発射制御プログラムに対応すると判定してもよい。実施例２５９０の組織は、実施例２５９２の組織よりも薄いため、Ｉ型梁２５１４の運動に対する抵抗がより小さくなり得る。その結果、Ｉ型梁２５１４は、初期期間中に、ストロークのより大きな部分を横断してもよい。また、いくつかの例では、より薄い組織（例えば、初期期間中に横断される変位部材ストロークのより大きい部分）は、初期期間後のより高い変位部材速度に対応し得る。
【０１１１】
本開示は、ここで、変位部材の速度制御を提供する閉ループフィードバックシステムを提供する。閉ループフィードバックシステムは、特定の距離又は変位部材の変位間隔にわたる実際の時間の測定に基づいて、変位部材の速度を調整する。一態様では、閉ループフィードバックシステムは、２つの段階を含む。発射ストロークの開始として定義される開始段階と、それに続く、動的発射段階であって、その間、発射ストローク中にＩ型梁２５１４が遠位に前進する。図１６Ａ及び図１６Ｂは、発射ストロークの開始段階に位置付けられたＩ型梁２５１４を示す。図１６Ａは、切断縁部２５０９を備えるＩ型梁２５１４に連結された発射部材２５２０を備えるエンドエフェクタ２５０２を示す。アンビル２５１６は閉位置にあり、Ｉ型梁２５１４は、閉鎖ランプ９００６の底部の近位又はパーク位置９００２に位置する。パーク位置９００２は、アンビル２５１６の閉鎖ランプ９００６をランプ９００６の頂部までＴ字形スロット９００８まで移動させる前のＩ型梁２５１４の位置である。上部ピン９０８０は、Ｔ字形スロット９００８と係合するように構成され、ロックアウトピン９０８２は、ラッチ機構９０８４と係合するように構成されている。
【０１１２】
図１６Ｂでは、Ｉ型梁２５１４は、上部ピン２５８０がＴ字形スロット９００８内に係合された状態で、ランプ９００６の上部の目標位置９００４に位置する。図１６Ａ及び図１６Ｂに示されるように、パーク位置９００２から目標位置９００４へと移動する際、Ｉ型梁２５１４は、水平遠位方向にＸｏとして示される距離を移動する。開始段階中、Ｉ型梁２５１４の速度は、所定の初期速度Ｖｏに設定される。制御回路２５１０は、初期速度Ｖｏで、Ｉ型梁２５１４がパーク位置９００２から目標位置９００４までランプ９００６を上に移動するのにかかる実際の時間ｔｏを測定する。一態様では、水平距離は４．１ｍｍであり、初期速度Ｖｏは１２ｍｍ／秒である。以下により詳細に記載されるように、Ｉ型梁２５１４が遠位に前進するにつれて、実際の時間ｔｏを使用して、Ｉ型梁２５１４のコマンド速度を、後続のステープルカートリッジゾーンＺ内で低速、中速、又は高速に設定する。ゾーンの数は、ステープルカートリッジの長さ／サイズ（例えば、３５ｍｍ、４０ｍｍ、４５ｍｍ、５０ｍｍ、５５ｍｍ、６０ｍｍ、＞６０ｍｍ）に依存し得る。コマンド速度又は設定速度は、制御回路２５１０及びモータ制御２５０８によってモータ２５０４に適用されるモータ２５０４の速度であり、Ｉ型梁２５１４の所望の速度をもたらす。Ｉ型梁２５１４の実際の速度は、位置センサ２５３４によって提供される特定の又は固定された距離をＩ型梁２５１４が横断するのにかかる実際の時間ｔｏをタイマー／カウンタ２５３１回路によって測定することによって制御回路２５１０により判定される。本開示の一態様によれば、外科用器具の閉ループフィードバック制御システムは、Ｉ型梁２５１４又は変位部材が、所定の固定距離又は変位間隔Ｘｎを移動するのにかかった実際の時間ｔｎを測定する。所定の固定距離又は変位間隔Ｘｎは、各ゾーン（例えば、Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、．．．Ｚｎ）に対して定義される。
【０１１３】
図１７は、本開示の一態様による、エンドエフェクタ２５０２と位置合わせされたチャート９００９によって、Ｉ型梁２５１４の発射ストロークを示す。図示のように、初期ゾーン（Ｚｏ）、又はベースゾーンは、Ｉ型梁２５１４がパーク位置９００２から目標位置９００４まで移動した距離として定義される。測定された時間Ｔｏは、Ｉ型梁２５１４が、初期設定速度Ｖｏで閉鎖ランプ９００６を目標位置９００４まで上に移動するのにかかる時間である。測定された時間Ｔ１〜Ｔ５は、対応するゾーンＺ１〜Ｚ５をそれぞれ横断するための基準期間である。ゾーンＺｏにおけるＩ型梁２５１４の変位は、Ｘｏである。Ｉ型梁２５１４が距離Ｘｏにわたって移動するのにかかる期間Ｔｏは、後続のゾーンＺ１内のコマンド速度を設定するために使用される。
【０１１４】
ここで図１４〜図１７を参照すると、開始段階において、例えば、発射ストロークの開始時に、制御回路２５１０は、所定の速度Ｖｏ（例えば、１２ｍｍ／秒）でＩ型梁２５１４などの変位部材の発射を開始するように構成される。開始段階の間、制御回路２５１０は、Ｉ型梁２５１４の位置を監視し、低電力動作モードの終了時に、Ｉ型梁２５１４のパーク位置９００２からＩ型梁２５１４の目標位置９００４又はアンビル２５１６閉鎖ランプ９００６の頂部のいずれかまで、Ｉ型梁２５１４が移動するのにかかる時間ｔｏを測定するように構成される。初期ゾーン９０１０における時間ｔｏは、制御回路２５１０によって使用され、第１のゾーンＺ１を通るＩ型梁２５１４の発射速度を判定する。例えば、一態様では、時間ｔｏが＜０．９秒である場合、速度Ｖ１は高速に設定されてもよく、時間ｔｏ≧０．９秒である場合、速度が中速に設定されてもよい。より速い又は遅い時間は、ステープルカートリッジ２５１８の長さに基づいて選択され得る。対応するゾーンＺ１〜Ｚ５をＩ型梁２５１４が横断するのにかかる実際の時間ｔ１〜ｔ５は、対応する設定された変位δ１〜δ５で測定され、対応する基準期間Ｔ１〜Ｔ５と比較される。様々な態様では、ロックアウト状態に遭遇した場合、モータ２５０４は、Ｉ型梁２５１４が目標位置９００４に到達する前に失速する。この状態が発生すると、外科用器具ディスプレイは器具の状態を示し、失速警報を発することができる。ディスプレイはまた、速度選択を示してもよい。
【０１１５】
動的発射段階中、外科用器具は動的発射段階に入り、制御回路２５１０は、Ｉ型梁２５１４の変位間隔δｎを監視し、Ｉ型梁２５１４がゾーンの開始からゾーンの端部（例えば、５ｍｍ又は１０ｍｍの総距離）まで移動するのにかかる時間ｔｎを測定するように構成される。図１７において、基準時間Ｔ１は、Ｉ型梁２５１４がゾーンＺ１の開始からゾーンＺ１の端部まで設定速度Ｖ１で移動するのにかかる時間である。同様に、基準時間Ｔ２は、Ｉ型梁２５１４がゾーンＺ２の開始からゾーンＺ２の端部まで、設定速度Ｖ２などで移動するのにかかる時間である。表１は、様々なサイズのステープルカートリッジ２５１８に対して画定され得るゾーンを示す。
【０１１６】
【表１】
2020524560.tif 000003
【０１１７】
６０ｍｍを超えるステープルカートリッジ２５１８については、パターンは継続しているが、最後の１０〜１５ｍｍは、とりわけストローク終了のための他の介入を保留している前のゾーンのコマンド速度又は指示された速度で継続する。各ゾーンの終了時に、Ｉ型梁２５１４がゾーンを通過した実際の時間ｔｎは、次のゾーンのコマンド速度をどのように設定するかを判定するために、他の表（例えば、以下の表２〜５）の値と比較される。コマンド速度は次のゾーンのために更新され、プロセスは継続する。コマンド速度が更新されるたびに、次のゾーンは評価されない。ストロークの終了は、リミットスイッチ、制御された減速などを含む、外科用器具の所定のプロトコル／アルゴリズムに従って処理される。ストローク終了時に、Ｉ型梁２５１４は高速で初期Ｉ型梁パーク位置９００２に戻される。戻りストロークの終了（パーク位置９００２に戻る）は、外科用器具のプロトコル／アルゴリズムに従って処理される。他のゾーンは、限定することなく定義され得る。
【０１１８】
【表２】
2020524560.tif 000004
【０１１９】
【表３】
2020524560.tif 000005
【０１２０】
【表４】
2020524560.tif 000006
【０１２１】
【表５】
2020524560.tif 000007
【０１２２】
一態様では、表１〜表５は、外科用器具のメモリに記憶されてもよい。表１〜表５は、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）の形態でメモリに記憶されてもよく、それにより、制御回路２５１０は、ＬＵＴに記憶された値に基づいて、各ゾーンにおけるＩ型梁２５１４のコマンド速度を制御することができる。
【０１２３】
図１８は、本開示の一態様による、時間の関数９１０２としてのＩ型梁２５１４のストロークの変位間隔δｎ（上のグラフ）と、時間の関数９１０４としてのＩ型梁２５１４を予想される発射させる力（下のグラフ）とを比較するグラフ描写９１００である。上のグラフ９１０２を参照すると、水平軸９１０６は、０〜１．００Ｘの時間（ｔ）を秒単位で表し、Ｘは倍率である。例えば、一態様では、Ｘ＝６であり、水平軸９１０６は０〜６秒の時間を表す。垂直軸９１０８は、Ｉ型梁２５１４の変位（δ）をミリメートル（ｍｍ）で表す。変位間隔δ１は、薄い組織及び中程度の厚さの組織について、Ｉ型梁２６１５のストローク９１１４又はランプ９００６の頂部での変位を表す（図１６Ａ、図１６Ｂ）。Ｉ型梁２５１４が薄い組織のランプストローク９１１４の頂部に到達するまでの時間は、ｔ１であり、中程度の厚さの組織のランプストローク９１１４の頂部にＩ型梁２５１４が到達するまでの時間は、ｔ２である。図示のように、ｔ１＜ｔ２であるので、中程度又は厚い組織が要するよりも、薄い組織のランプストローク９１１４の頂部にＩ型梁２５１４が到達する時間が短くなる。一実施例では、ランプストローク９１１４の変位間隔δ１の頂部は約４．１ｍｍ（０１．６０インチ）であり、時間ｔ１は０．９秒未満（ｔ１＜０．９秒）であり、時間ｔ２は０．９秒超であるが１．８秒未満（０．９＜ｔ２＜１．８秒）である。したがって、やはり表５を参照すると、ランプストローク９１１４の頂部に到達する速度は、薄い組織に対して高速であり、中程度の厚さの組織に対して高速である。
【０１２４】
ここで下のグラフ９１０４に戻ると、水平軸９１１０は、時間（ｔ）を秒（ｓｅｃ）単位で表し、上のグラフ９１０２の水平軸９１０６の同じスケールを有する。しかしながら、垂直軸９１１２は、薄い組織の発射させる力のグラフ９１１６及び中程度の厚さの組織の発射させる力のグラフ９１１８についてＩ型梁２５１４の発射させる力（Ｆ）をニュートン（Ｎ）で表す。薄い組織の発射させる力のグラフ９１１６は、中程度の厚さの組織の発射させる力のグラフ９１１８よりも低い。薄い組織の発射させる力のグラフ９１１６のピーク力Ｆ１は、中程度の厚さの組織の発射させる力のグラフ９１１８のピーク力Ｆ２よりも低い。また、上及び下のグラフ９１０２、９１０４を参照すると、ゾーンＺｏにおけるＩ型梁２５１４の初期速度は、推定された組織厚さに基づいて判定することができる。薄い組織の発射させる力のグラフ９１１６に示されるように、Ｉ型梁２５１４は、高速初期速度（例えば、３０ｍｍ／秒）でランプストローク９１１４の頂部のピーク力Ｆ１に到達し、中程度の厚さの組織の発射させる力のグラフ９１１８によって示されるように、Ｉ型梁２５１４は、中速初期速度（例えば、１２ｍｍ／秒）でランプストローク９１１４の頂部のピーク力Ｆ２に到達する。ゾーンＺｏにおける初期速度が判定されると、制御回路２５１０は、ゾーンＺ１などのＩ型梁２５１４の推定速度を設定することができる。
【０１２５】
図１９は、本開示の一態様による、Ｉ型梁ストロークの設定された変位間隔の関数としての組織厚さ９２０２（上のグラフ）と、Ｉ型梁ストロークの設定された変位間隔の関数としての発射させる力９２０４（上から２番目のグラフ）と、Ｉ型梁ストロークの設定された変位間隔の関数としての動的時間チェック９２０６（上から３番目のグラフ）と、Ｉ型梁ストロークの設定された変位間隔の関数としてのＩ型梁の設定速度９２０８（下のグラフ）とを比較するグラフ描写９２００である。グラフ９２０２、９２０４、９２０６、９２０８のそれぞれの水平軸９２１０は、例えば、６０ｍｍのステープルカートリッジのＩ型梁２５１４ストロークの設定された変位間隔を表す。やはり表１を参照すると、水平軸９２１０は、６０ｍｍのステープルカートリッジについて定義されたゾーンＺ１〜Ｚ６を特定するためにマークされている。表１に示されるように、画定されたゾーンは、様々なサイズのステープルカートリッジに対してマークされてもよい。本開示による図１４も参照すると、制御回路２５１０は、発射ストローク中のステープルカートリッジ２５１８に沿った、設定されたＩ型梁２５１４、又は他の変位部材、変位間隔で、タイマー／カウンタ回路２５３１から経過時間をサンプリング又は測定する。位置センサ２５３４から受信した設定された変位間隔δｎで、制御回路２５１０は、Ｉ型梁２５１４が固定変位間隔δｎを移動するのにかかった経過時間ｔｎをサンプリング又は測定する。このようにして、制御回路２５１０は、Ｉ型梁２５１４の実際の速度を判定し、実際の速度を推定速度と比較し、モータ２５０４速度に対する任意の必要な調整を行うことができる。
【０１２６】
組織厚さグラフ９２０２は、ステープルカートリッジ２５１８に沿った組織厚さプロファイル９２２０、及び水平破線によって示されるような厚さ９２２１を示す。発射させる力のグラフ９２０４力は、ステープルカートリッジ２５１８に沿った発射させる力のプロファイル９２２８を示す。Ｉ型梁２５１４がゾーンＺ１及びＺ２を横断する際に、組織厚さ９２２２が示された厚さ９２２１未満に留まる間、発射させるための力９２３０は比較的一定のままである。Ｉ型梁２５１４がゾーンＺ３に入ると、組織厚さ９２２４は増加し、発射させる力も増加し、一方、Ｉ型梁２５１４は、ゾーンＺ３、Ｚ４、及びＺ５においてより厚い組織を横断する。Ｉ型梁２５１４がゾーンＺ５を出てゾーンＺ６に入ると、組織厚さ９２２６は減少し、発射させる力９２３４も減少する。
【０１２７】
ここで図１４、図１７〜図１９及び表２〜表３を参照すると、ゾーンＺ１内の速度Ｖ１は、ゾーンＺｏ内の制御回路２５１０によって判定されたコマンド速度Ｖｏに設定され、これは、図１６Ａ、図１６Ｂ、及び図１８を参照して説明されるように、Ｉ型梁２５１４がゾーンＺｏのランプ９００６の頂部まで移動するのにかかる時間に基づく。また、図１９のグラフ９２０６、９２０８を参照すると、初期設定速度Ｖｏは中速に設定され、したがって、ゾーンＺ１内の設定速度Ｖ１は、Ｖ１＝Ｖｏとなるように中速に設定される。
【０１２８】
設定された変位位置δ１（例えば、６０ｍｍのステープルカートリッジに対して５ｍｍ）で、Ｉ型梁２５１４がゾーンＺ１を出てゾーンＺ２に入ると、制御回路２５１０は、Ｉ型梁２５１４が設定された変位間隔Ｘ１（５ｍｍ長）を横断するのにかかる実際の時間ｔ１を測定し、Ｉ型梁２５１４の実際の速度を判定する。図１９のグラフ９２０６及び９２０８を参照すると、設定された変位位置δ１において、Ｉ型梁２５１４が設定された変位間隔Ｘ１を移動するのにかかる実際の時間ｔ１は、ｔ１＝０．５５秒である。表３によると、ゾーンＺ１内の実際の移動時間ｔ１＝０．５５秒は、ゾーンＺ２内のコマンド又は設定速度Ｖ２を中速に設定する必要がある。したがって、制御回路２５１０は、ゾーンＺ２に対するコマンド速度をリセットせず、それを中速で維持する。
【０１２９】
設定された変位位置δ２（例えば、６０ｍｍのステープルカートリッジに対して１５ｍｍ）で、Ｉ型梁２５１４がゾーンＺ２を出てゾーンＺ３に入ると、制御回路２５１０は、Ｉ型梁２５１４が設定された変位間隔Ｘ２（１０ｍｍ長）を横断するのにかかる実際の時間ｔ２を測定し、Ｉ型梁２５１４の実際の速度を判定する。図１９のグラフ９６０６及び９６０８を参照すると、設定された変位位置δ２において、Ｉ型梁２５１４が設定された変位間隔Ｘ２を移動するのにかかる実際の時間ｔ２は、ｔ２＝０．９５秒である。表３によると、ゾーンＺ２内の実際の移動時間ｔ２＝０．９５秒は、ゾーンＺ３内のコマンド又は設定速度Ｖ３を中速に設定する必要がある。したがって、制御回路２５１０は、ゾーンＺ３に対するコマンド速度をリセットせず、それを中速で維持する。
【０１３０】
設定された変位位置δ３（例えば、６０ｍｍのステープルカートリッジに対して２５ｍｍ）で、Ｉ型梁２５１４がゾーンＺ３を出てゾーンＺ４に入ると、制御回路２５１０は、設定された変位間隔Ｘ３（１０ｍｍ長）をＩ型梁２５１４が横断するのにかかる実際の時間ｔ３を測定し、Ｉ型梁２５１４の実際の速度を判定する。図１９のグラフ９６０６及び９６０８を参照すると、設定された変位位置δ３で、設定された変位間隔Ｘ３をＩ型梁２５１４が横断するのにかかる実際の時間ｔ３は、ｔ３＝１．３０秒である。表３によると、ゾーンＺ３内の実際の移動時間ｔ３＝１．３０秒は、ゾーンＺ４内のコマンド速度又は設定速度Ｖ４を、低速に設定する必要がある。これは、１．３秒の実際の移動時間が１．１０秒超であり、前の範囲外であるためである。したがって、制御回路２５１０は、グラフ９２０２の組織領域９２２４に示されるように予想されるよりも厚い組織などの外部影響により、ゾーンＺ３内の実際のＩ型梁２５１４の速度が予想よりも遅かったと判定する。したがって、制御回路２５１０は、ゾーンＺ４内のコマンド速度Ｖ４を、中速から低速にリセットする。
【０１３１】
一態様では、制御回路２５１０は、速度がリセットされたゾーンの後のゾーン内の速度リセットを無効化するように構成されてもよい。別の言い方をすれば、速度が現在のゾーンで更新されるときはいつでも、後続のゾーンは評価されない。速度はゾーンＺ４で更新されたため、ゾーンＺ４をＩ型梁２５１４が横断するのにかかる時間は、設定された変位距離δ４でゾーンＺ４の端部で測定されない（例えば、６０ｍｍのステープルカートリッジに対して３５ｍｍ）。したがって、ゾーンＺ５内の速度は、ゾーンＺ４内の速度と同じままであり、動的時間測定は、設定された変位位置δ５（例えば、６０ｍｍのステープルカートリッジに対して４５ｍｍ）で再開する。
【０１３２】
設定された変位位置δ５（例えば、６０ｍｍのステープルカートリッジに対して４５ｍｍ）で、Ｉ型梁２５１４がゾーンＺ５を出てゾーンＺ６に入ると、制御回路２５１０は、設定された変位間隔Ｘ５（１０ｍｍ長）をＩ型梁２５１４が横断するのにかかる実際の時間ｔ５を測定し、Ｉ型梁２５１４の実際の速度を判定する。図１９のグラフ９６０６及び９６０８を参照すると、設定された変位位置δ５において、設定された変位間隔Ｘ５をＩ型梁２５１４が横断するのにかかる実際の時間ｔ５は、ｔ５＝０．９５秒である。表３によれば、ゾーンＺ５内のｔ５＝０．９５秒の実際の移動時間は、ゾーンＺ６内のコマンド速度又は設定速度Ｖ６を高速に設定することを必要とする。これは、０．９５秒の実際の移動時間が１．００秒未満であることが前の範囲外であるためである。したがって、制御回路２５１０は、グラフ９６０２の組織領域９６２６に示されるように予想されるよりも薄い組織などの外部影響により、ゾーンＺ５内のＩ型梁２５１４の実際の速度が予想よりも速いと判定する。したがって、制御回路２５１０は、ゾーンＺ６内のコマンド速度Ｖ６を低速から高速にリセットする。
【０１３３】
図２０は、本開示の一態様による、低速、中速、及び高速のＩ型梁２５１４の変位速度を比較する時間の関数としての発射させる力のグラフ描写９３００である。水平軸９３０２は、Ｉ型梁がステープルカートリッジを横断する時間ｔ（秒）を表す。垂直軸９３０４は、発射させる力Ｆ（Ｎ）を表す。グラフ描写は、時間に対する発射曲線に対する３つの別個の力を示す。第１の発射力曲線９３１２は、高速で薄い組織９３０６を通って横断し、ｔ１においてランプ９００６（図１６Ｂ）の頂部で最大発射力Ｆ１に達するＩ型梁２５１４（図１４）を表す。一実施例では、Ｉ型梁２５１４の高速横断速度は、約３０ｍｍ／秒である。第２の発射力曲線９３１４は、中速で中程度の組織９３０８を横断し、ｔ１を超えるｔ２でランプ９００６の頂部で最大発射力Ｆ２に達するＩ型梁２５１４を表す。一実施例では、Ｉ型梁２５１４の中速横断速度は、約１２ｍｍ／秒である。第３の発射力曲線９３１６は、低速で厚い組織９３１０を横断し、ｔ２を超えるｔ３でランプ９００６の頂部で最大発射力Ｆ３に達するＩ型梁２５１４を表す。一実施例では、Ｉ型梁２５１４の低速横断速度は、約９ｍｍ／秒である。
【０１３４】
図２１は、本開示の一態様による初期発射段階におけるコマンド速度を制御するための制御プログラム又は論理構成を示す、プロセス９４００の論理フロー図である。図１４及び図１６〜図２０を参照すると、制御回路２５１０は、例えば、位置センサ２５３４によって提供される位置情報に基づいて、Ｉ型梁２５１４などの変位部材の基準位置を判定する（９４０２）。Ｉ型梁２５１４の例では、基準位置は、図１６Ｂに示されるように、閉鎖ランプ９００６の底部にある近位又はパーク位置９００２である。基準位置が判定されると（９４０２）、制御回路２５１０及びモータ制御２５０８は、モータ２５０４のコマンド速度を所定のコマンド速度Ｖｏに設定し、初期ゾーン又はベースゾーンＺｏに対して所定のコマンド速度Ｖｏで変位部材（例えば、Ｉ型梁２５１４）を発射することを開始する（９４０４）。一実施例では、初期の所定のコマンド速度Ｖｏは、約１２ｍｍ／秒であるが、他の初期所定のコマンド速度Ｖｏを用いてもよい。制御回路２５１０は、図１６Ｂに示されるように、Ｉ型梁２５１４がランプ９００６の頂部の目標位置に到達するまで、位置センサ２５３４から受信した位置情報で変位部材の位置を監視する（９４０６）。所定の変位周期Ｔｏは、現在の設定コマンド速度Ｖｏで移動する変位部材の予想変位周期である。実際の変位周期Ｔｎと所定の変位周期Ｔｏとの間の偏差は、少なくとも部分的に、Ｉ型梁２５１４の切断縁部２５０９に作用する組織厚さなどの変位部材に作用する外部影響に起因する。
【０１３５】
タイマー／カウンタ回路２５３１から受信したタイミング情報及び位置センサ２５３４から受信された位置情報により、制御回路２５１０は、変位部材が基準位置９００２から目標位置９００４へと移動するのにかかる時間ｔｏを測定する（９４０８）。制御回路２１０は、測定された時間ｔｏに基づいて、第１のゾーンＺ１のコマンド速度Ｖ１を設定する（９４１０）。表１に示されるように、様々な画定されたゾーンは、様々なサイズのステープルカートリッジに対して画定されてもよい。しかしながら、他のゾーンが画定されてもよい。制御回路２５１０は、測定された時間ｔｏを、例えばルックアップテーブル（ＬＵＴ）に記憶されたメモリに記憶された値と比較することによって（９４１２）、第１のゾーンＺ１のコマンド速度Ｖ１を設定する（９４１０）。一実施例では、表４に概して示され、特定の例で表５に示されるように、Ｉ型梁２５１４が、基準位置９００２から目標位置９００４までランプ９００６を上に移動するのにかかる時間ｔｏが、０．０から０．９秒の間（０．０秒＜ｔｏ＜０．９秒）である場合、第１のゾーンＺ１のコマンド速度は、高速（例えば、３０ｍｍ／秒）に設定される（９４１４）。そうでなければ、Ｉ型梁２５１４が、基準位置９００２から目標位置９００４までランプ９００６を上に移動する時間ｔｏ（秒）が０．９秒超１．８秒まで（ｔｏ＞０．９秒〜１．８秒）である場合、第１のゾーンＺ１のコマンド速度は、中速（例えば、１２ｍｍ／秒）に設定される（９４１６）。続いて、制御回路２５１０は、ロックアウト状態がある場合、モータ２５０４をロックアウト及び停止する（９４２０）ためにチェックする（９４１８）。そうでなければ、制御回路は、図２２のプロセス９４５０を参照して以下に記載されるように、動的発射段階に入る（９４２２）。
【０１３６】
図２２は、本開示の一態様による、動的発射段階におけるコマンド速度を制御するための制御プログラム又は論理構成を示すプロセス９４５０の論理フロー図である。図１４及び図１６〜図２０も参照すると、制御回路２５１０は、図２１のプロセス９４００を参照して説明されるように、初期時間ｔｏに基づいて、第１のゾーンＺ１に対してモータ２５０４の初期コマンド速度を設定する（９４５２）。変位部材がステープルカートリッジ２５１８を横断すると、制御回路２５１０は、位置センサ２５３４から変位部材の位置を受信し、タイマー／カウンタ２５３１回路からのタイミング情報を受信し、既定ゾーンＺｎの上の変位部材の位置を監視する（９４５４）。ゾーンＺｎの端部で、制御回路２５１０は、ゾーンＺｎの開始からゾーンＺｎの端部へと変位部材が移動するのにかかった実際の時間ｔｎを測定し（９４５６）、表２に概して示され、表３に具体例で示されるように特定のゾーンに対する所定の時間と比較する（９４５８）。所定の変位周期Ｔｎは、現在の設定コマンド速度Ｖｎで移動する変位部材の予想変位周期である。実際の変位周期ｔｎと所定の変位周期Ｔｎとの間の偏差は、少なくとも部分的に、Ｉ型梁２５１４の切断縁部２５０９に作用する組織厚さなどの変位部材に作用する外部影響に起因する。
【０１３７】
例えば、表３を参照すると、特定のコマンド速度でゾーンを通過する時間が、様々な動的発射ゾーンのために提供される。例えば、動的発射ゾーンがゾーンＺ１（５ｍｍ長）及びｔｎ＜０．５秒である場合、次のゾーンＺ２に対するコマンド速度は高速に設定され、０．５＜ｔｎ＜０．６秒である場合、次のゾーンＺ２のコマンド速度は中速に設定に設定され、ｔｎ＞０．６秒の場合、次のゾーンＺ２のコマンド速度は低速に設定される。
【０１３８】
しかしながら、動的発射ゾーンが中間ゾーンＺ２〜Ｚ５（１０ｍｍ長）である場合、例えば、第１のゾーンＺ１と最後のゾーンＺ６との間に位置し、ｔｎ＜０．９秒であれば、次のゾーンＺ２に対するコマンド速度が高速に設定され、０．９＜ｔｎ＜１．１秒である場合、次のゾーンＺ３〜Ｚ５のコマンド速度は中速に設定され、ｔｎ＞１．１秒である場合、次のゾーンＺ３からＺ５のコマンド速度は低速に設定される。
【０１３９】
最後に、動的発射ゾーンが最後に測定されたゾーンＺ５（１０ｍｍ）及びｔｎ＜１．０秒である場合、最終ゾーンＺ６に対するコマンド速度は高速に設定され、１．０＜ｔｎ＜１．３秒である場合、最終ゾーンＺ６のコマンド速度は中速に設定され、ｔｎ＞１．３秒の場合、最終ゾーンＺ６のコマンド速度は低速に設定される。動的発射ゾーンを画定するだけでなく、様々な動的発射ゾーンについて指定されたコマンド速度でゾーンを通って移動する時間を画定するために、他のパラメータを用いてもよい。
【０１４０】
比較（９４５８）アルゴリズムの結果に基づいて、制御回路２５１０はプロセスを継続する（９４５０）。例えば、比較（９４５８）の結果が、以前のゾーンＺｎにおける実際の速度（高速、中速、低速）が以前のコマンド速度Ｖ１（高速、中速、低速）と同じであることを示す場合、制御回路２５１０は、以前のコマンド速Ｖ１と同じ次のゾーンＺｎ＋１に対するコマンド速度Ｖ１を維持する（９４６０）。プロセス９４５０は、次の既定ゾーンＺｎ＋１の上の変位部材の位置を監視し続ける（９４５４）。次のゾーンＺｎ＋１の端部で、制御回路２５１０は、次のゾーンＺｎ＋１の開始から次のゾーンＺｎ１の端部まで変位部材が移動するのにかかる時間ｔｎ＋１を測定し（９４５６）、実際の時間ｔｎ＋１を、表２に概して示され、表３に具体例で示されるような特定のゾーンに対する所定の時間と比較する（９４５８）。コマンド速度に必要な変化がない場合、プロセス９４５０は、変位部材、例えば、Ｉ型梁２５１４がストロークの終わりに到達し９４６６、変位部材を基準位置９００２に戻す（９４６８）。
【０１４１】
比較（９４５８）の結果が、以前のゾーンＺｎ内の実際の速度（高速、中速、低速）が前のコマンド速度Ｖ１（高速、中速、低速）と異なることを示す場合、制御回路２５１０は、表２及び表３に要約されるアルゴリズムに従って次のゾーンＺｎ＋１に対するコマンド速度をリセットする（９４６２）、又はＶｎｅｗに更新する。コマンド速度がリセットされる（９４６２）、又は更新される場合、制御回路２５１０は、追加のゾーンＺｎ＋２に対してコマンド速度Ｖｎｅｗを維持する（９４６４）。換言すれば、次のゾーンＺｎ＋１の端部で、制御回路２５１０は時間を評価又は測定しない。プロセス９４５０は、変位部材、例えば、Ｉ型梁２５１４がストロークの終わりに到達し（９４６６）、変位部材を基準位置９００２に戻す（９４６８）まで、次の既定ゾーンＺｎ＋１の上の変位部材の位置監視し続ける（９４５４）。
【０１４２】
本明細書に記載される機能又はプロセス９４００、９４５０は、図５〜図６に関連して説明される制御回路７００など、本明細書に記載される処理回路のいずれか、図７〜図９に記載の回路８００、８１０、８２０、図１０及び図１２に関連して説明されるマイクロコントローラ１１０４、及び／又は図１４に記載の制御回路２５１０など、本明細書に記載される処理回路のいずれかによって実行されてもよい。
【０１４３】
モータ式外科用器具の態様は、本明細書に開示される具体的な詳細を伴わずに実施され得る。一部の態様は、詳細ではなくブロック図として示されている。本開示の一部は、コンピュータメモリに記憶されたデータ上で動作する命令に関して提示されてもよい。アルゴリズムとは、所望の結果につながる工程の自己無撞着シーケンスを指し、「工程」とは、記憶、伝達、結合、比較及び別様に操作されることが可能な電気又は磁気信号の形態をとることができる物理量の操作を指す。これらの信号は、ビット、値、要素、記号、文字、用語、数字と称されてもよい。これらの及び類似の用語は、適切な物理量と関連付けられてもよく、またこれらの量に適用される好都合な標識であるに過ぎない。
【０１４４】
一般に、多様なハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの任意の組み合わせによって、個々にかつ／又は集合的に実装することができる、本明細書で説明する様々な態様を、様々な種類の「電気回路」から構成されるものと見なすことができる。結果として、「電気回路」は、少なくとも１つの個々の電気回路を有する電気回路、少なくとも１つの集積回路を有する電気回路、少なくとも１つの特定用途向け集積回路を有する電気回路、コンピュータプログラムで構成された汎用コンピューティング装置（例えば、汎用コンピュータ、又は、本明細書で説明したプロセス及び／若しくは装置を少なくとも部分的に実行するコンピュータプログラムで構成されたプロセッサ）を形成する電気回路、メモリ装置を形成する（例えば、ランダムアクセスメモリの形態）電気回路、及び／又は、通信装置（例えばモデム、通信スイッチ、又は光学電気機器）を形成する電気回路を含む。これらの態様は、アナログ若しくはデジタル形式、又はこれらの組み合わせで実装されてもよい。
【０１４５】
前述の説明は、１つ以上の機能及び／又は動作を含み得るブロック図、フローチャート、及び／又は実施例の使用を介した装置及び／又はプロセスの態様を記載している。このようなブロック図、フローチャート、又は実施例内の各機能及び／又は動作は、様々なハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの実質的に任意の組み合わせによって、個々に及び／又は集合的に実装することができる。一態様では、本明細書に記載される主題のいくつかの部分は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、プログラム可能論理装置（ＰＬＤ）、回路、レジスタ、及び／又はソフトウェア構成要素、例えば、プログラム、サブルーチン、論理、及び／又はハードウェア及びソフトウェア構成要素の論理及び／又は組み合わせ、又は他の統合形式により実装することができる。その全部か一部かを問わず、本明細書で開示される形態のいくつかの態様は、１台以上のコンピュータ上で稼働する１台以上のコンピュータプログラムとして（例えば、１台以上のコンピュータシステム上で稼働する１つ以上のプログラムとして）、１つ以上のプロセッサ上で稼働する１つ以上のプログラムとして（例えば、１つ以上のマイクロプロセッサ上で稼働する１つ以上のプログラムとして）、ファームウェアとして、あるいは、それらの実質的に任意の組み合わせとして、集積回路において等価に実装することができ、また、回路を設計すること、並びに／又はソフトウェア及び／若しくはファームウェアのコードを記述することは、本開示を鑑みれば当業者の技能の範囲内に含まれる。
【０１４６】
開示した主題の機構は、多様な形式でプログラム製品として配布されることが可能であり、本明細書に記載される主題の例示的な態様は、配布を実際に行うために使用される信号搬送媒体の特定の種類にかかわらず用いられる。信号搬送媒体の例としては、記録可能型の媒体、例えば、フロッピーディスク、ハードディスクドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、デジタルテープ、コンピュータメモリなど、並びに伝送型の媒体、例えば、デジタル及び／又はアナログ通信媒体（例えば、光ファイバケーブル、導波管、有線通信リンク、無線通信リンク（例えば、送信機、受信機、送信論理、受信論理）など）が挙げられる。
【０１４７】
これらの態様の上述の記載は、例示及び説明を目的として提示されているものである。包括的であることも、開示された厳密な形態に限定することも意図されていない。上記の教示を鑑みて、修正又は変形が可能である。これらの態様は、原理及び実際の応用について例示し、それによって、態様を修正例と共に、想到される特定の用途に適するものとして当業者が利用できるようにするために、選択され記載されるものである。本明細書と共に提示される特許請求の範囲が全体的な範囲を定義することが意図される。
【０１４８】
本明細書に記載される主題の様々な態様は、以下の番号付けされた実施例において説明される。
【０１４９】
実施例１．外科用器具であって、外科用器具内で複数の既定ゾーンにわたって並進するように構成された変位部材と、変位部材に連結されて変位部材を並進させるモータと、モータに連結された制御回路と、制御回路に連結された位置センサであって、変位部材の位置を監視するように構成されている、位置センサと、制御回路に連結されたタイマー回路であって、タイマー／カウンタ回路は、経過時間を測定するように構成されている、タイマー回路と、を備え、制御回路は、位置センサから、設定された変位間隔によって画定された現在のゾーン内の変位部材の位置を受信することと、変位間隔の設定位置における時間を測定することであって、測定された時間は、変位部材が変位間隔を横断するのにかかる時間として定義される、測定することと、現在の既定ゾーン内の測定された時間に基づいて、後続のゾーンに対する変位部材のコマンド速度を設定することと、を行うように構成されている、外科用器具。
【０１５０】
実施例２．制御回路は、変位部材が位置する設定された変位間隔を判定することであって、設定された変位間隔は、開始位置及び終了位置によって画定される、判定することと、変位部材が変位間隔の終了位置に到達する時間を測定することと、を行うように構成されている、実施例１に記載の外科用器具。
【０１５１】
実施例３．制御回路は、測定された時間を、制御回路に連結されたメモリに記憶された所定の時間と比較することと、比較に基づいてコマンド速度を調整するか、又は維持するかを判定することと、を行うように構成されている、実施例１〜実施例２の外科用器具。
【０１５２】
実施例４．制御回路は、測定された時間が所定の時間の範囲内にあるときに、現在のゾーンのコマンド速度と同じ後続のゾーンのコマンド速度を維持するように構成されている、実施例３に記載の外科用器具。
【０１５３】
実施例５．制御回路は、測定された時間が所定の時間の範囲外であるときに、現在のゾーンのコマンド速度とは異なる後続のゾーンに対するコマンド速度を設定するように構成されている、実施例３〜実施例４に記載の外科用器具。
【０１５４】
実施例６．制御回路は、コマンド速度が調整されたときに、後続のゾーンの時間測定をスキップするように構成されている、実施例５に記載の外科用器具。
【０１５５】
実施例７．外科用器具と共に動作するように構成されたステープルカートリッジのために複数のゾーンが画定されている、実施例１〜実施例６の外科用器具。
【０１５６】
実施例８．少なくとも２つのゾーンが異なる長さを有する、実施例７に記載の外科用器具。
【０１５７】
実施例９．外科用器具であって、外科用器具内で複数の既定ゾーンにわたって並進するように構成された変位部材と、変位部材に連結されて変位部材を並進させるモータと、モータに連結された制御回路と、制御回路に連結された位置センサであって、変位部材の位置を監視するように構成されている、位置センサと、制御回路に連結されたタイマー回路であって、タイマー／カウンタ回路は、経過時間を測定するように構成されている、タイマー回路と、を備え、制御回路は、位置センサから、所定の変位間隔によって画定された現在のゾーン内の変位部材の位置を受信することと、変位部材がパーク位置から目標位置へと移動する時間を測定することと、測定された時間に基づいて、第１の動的ゾーンに対する変位部材のコマンド速度を設定することと、を行うように構成されている、外科用器具。
【０１５８】
実施例１０．制御回路は、測定された時間を、制御回路に連結されたメモリに記憶された所定の時間と比較するように構成されている、実施例９に記載の外科用器具。
【０１５９】
実施例１１．制御回路は、測定された時間が第１の時間範囲内にあるときに、初期ゾーンに対するコマンド速度を第１の速度に設定し、測定された時間が第２の時間範囲内にあるときに、初期ゾーンに対するコマンド速度を第２の速度に設定するように構成されている、実施例１０に記載の外科用器具。
【０１６０】
実施例１２．制御回路は、ロックアウト状態を判定し、モータを停止するように構成されている、実施例９〜実施例１１に記載の外科用器具。
【０１６１】
実施例１３．外科用器具内のモータ速度を制御する方法であって、外科用器具は、外科用器具内で複数の既定ゾーンにわたって並進するように構成された変位部材と、変位部材に連結されて変位部材を並進させるモータと、モータに連結された制御回路と、制御回路に連結された位置センサであって、変位部材の位置を監視するように構成されている、位置センサと、制御回路に連結されたタイマー回路であって、タイマー／カウンタ回路は、経過時間を測定するように構成されている、タイマー回路と、を備え、方法は、位置センサから、設定された変位間隔によって画定された現在のゾーン内の変位部材の位置を受信することと、タイマー回路によって、変位部材の設定位置における時間を測定することであって、時間は、変位部材が変位間隔を横断するのにかかる時間によって定義される、測定することと、制御回路によって、現在のゾーン内の測定された時間に基づいて、後続のゾーンに対する変位部材のコマンド速度を設定することと、を含む、方法。
【０１６２】
実施例１４．制御回路及びタイマー回路によって、変位部材が位置する設定された変位間隔を判定することであって、設定された変位間隔は開始位置及び終了位置によって定義される、判定することと、制御回路によって、変位部材が変位間隔の終了位置に到達する時間を測定することと、を更に含む、実施例１３に記載の方法。
【０１６３】
実施例１５．制御回路によって、測定された時間を、制御回路に連結されたメモリに記憶された所定の時間と比較することと、制御回路によって、比較に基づいてコマンド速度を調整するか、又は維持するかを判定することと、を更に含む、実施例１３〜実施例１４に記載の方法。
【０１６４】
実施例１６．制御回路によって、測定された時間が所定の時間の範囲内にあるときに、現在のゾーンのコマンド速度と同じ後続のゾーンのコマンド速度を維持することを更に含む、実施例１５に記載の方法。
【０１６５】
実施例１７．制御回路によって、測定された時間が所定の時間の範囲外であるとき、現在のゾーンのコマンド速度とは異なる後続のゾーンのコマンド速度を設定することを更に含む、実施例１５〜実施例１６に記載の方法。
【０１６６】
実施例１８．制御回路によって、コマンド速度が調整されたときに、後続のゾーンの時間測定をスキップすることを更に含む、実施例１７に記載の方法。
【０１６７】
実施例１９．制御回路によって、外科用器具と共に動作するように構成されたステープルカートリッジのために複数のゾーンを画定することを更に含む、実施例１３〜実施例１８に記載の方法。
【０１６８】
実施例２０．制御回路によって、異なる長さを有する少なくとも２つのゾーンを画定することを更に含む、実施例１９に記載の方法。
【０１６９】
〔実施の態様〕
（１）  外科用器具であって、
前記外科用器具内で複数の既定ゾーンにわたって並進するように構成された変位部材と、
前記変位部材に連結されて前記変位部材を並進させるモータと、
前記モータに連結された制御回路と、
前記制御回路に連結された位置センサであって、前記変位部材の位置を監視するように構成されている、位置センサと、
前記制御回路に連結されたタイマー回路であって、前記タイマー／カウンタ回路は、経過時間を測定するように構成されている、タイマー回路と、を備え、
前記制御回路は、
前記位置センサから、設定された変位間隔によって画定された現在のゾーン内の前記変位部材の前記位置を受信することと、
前記変位間隔の設定位置における時間を測定することであって、前記測定された時間は、前記変位部材が前記変位間隔を横断するのにかかる時間として定義される、測定することと、
現在の既定ゾーン内の前記測定された時間に基づいて、後続のゾーンに対する前記変位部材のコマンド速度を設定することと、
を行うように構成されている、外科用器具。
（２）  前記制御回路は、
前記変位部材が位置する前記設定された変位間隔を判定することであって、前記設定された変位間隔は、開始位置及び終了位置によって画定される、判定することと、
前記変位部材が前記変位間隔の前記終了位置に到達する時間を測定することと、
を行うように構成されている、実施態様１に記載の外科用器具。
（３）  前記制御回路は、
前記測定された時間を、前記制御回路に連結されたメモリに記憶された所定の時間と比較することと、
前記比較に基づいて前記コマンド速度を調整するか、又は維持するかを判定することと、
を行うように構成されている、実施態様１に記載の外科用器具。
（４）  前記制御回路は、前記測定された時間が所定の時間の範囲内にあるときに、前記現在のゾーンの前記コマンド速度と同じ前記後続のゾーンの前記コマンド速度を維持するように構成されている、実施態様３に記載の外科用器具。
（５）  前記制御回路は、前記測定された時間が所定の時間の範囲外であるときに、前記現在のゾーンの前記コマンド速度とは異なる前記後続のゾーンに対する前記コマンド速度を設定するように構成されている、実施態様３に記載の外科用器具。
【０１７０】
（６）  前記制御回路は、前記コマンド速度が調整されたときに、前記後続のゾーンの時間測定をスキップするように構成されている、実施態様５に記載の外科用器具。
（７）  前記外科用器具と共に動作するように構成されたステープルカートリッジのために複数のゾーンが画定されている、実施態様１に記載の外科用器具。
（８）  少なくとも２つのゾーンが異なる長さを有する、実施態様７に記載の外科用器具。
（９）  外科用器具であって、
前記外科用器具内で複数の既定ゾーンにわたって並進するように構成された変位部材と、
前記変位部材に連結されて前記変位部材を並進させるモータと、
前記モータに連結された制御回路と、
前記制御回路に連結された位置センサであって、前記変位部材の位置を監視するように構成されている、位置センサと、
前記制御回路に連結されたタイマー回路であって、前記タイマー／カウンタ回路は、経過時間を測定するように構成されている、タイマー回路と、を備え、
前記制御回路は、
前記位置センサから、所定の変位間隔によって画定された現在のゾーン内の前記変位部材の位置を受信することと、
前記変位部材がパーク位置から目標位置へと移動する時間を測定することと、
前記測定された時間に基づいて、第１の動的ゾーンに対する前記変位部材のコマンド速度を設定することと、
を行うように構成されている、外科用器具。
（１０）  前記制御回路は、前記測定された時間を、前記制御回路に連結されたメモリに記憶された所定の時間と比較するように構成されている、実施態様９に記載の外科用器具。
【０１７１】
（１１）  前記制御回路は、前記測定された時間が第１の時間範囲内にあるときに、初期ゾーンに対する前記コマンド速度を第１の速度に設定し、前記測定された時間が第２の時間範囲内にあるときに、前記初期ゾーンに対する前記コマンド速度を第２の速度に設定するように構成されている、実施態様１０に記載の外科用器具。
（１２）  前記制御回路は、ロックアウト状態を判定し、前記モータを停止するように構成されている、実施態様９に記載の外科用器具。
（１３）  外科用器具内のモータ速度を制御する方法であって、前記外科用器具は、前記外科用器具内で複数の既定ゾーンにわたって並進するように構成された変位部材と、前記変位部材に連結されて前記変位部材を並進させるモータと、前記モータに連結された制御回路と、前記制御回路に連結された位置センサであって、前記変位部材の位置を監視するように構成されている、位置センサと、前記制御回路に連結されたタイマー回路であって、前記タイマー／カウンタ回路は、経過時間を測定するように構成されている、タイマー回路と、を備え、前記方法は、
前記位置センサから、設定された変位間隔によって画定された現在のゾーン内の変位部材の位置を受信することと、
前記タイマー回路によって、前記変位部材の設定位置における時間を測定することであって、前記時間は、前記変位部材が前記変位間隔を横断するのにかかる時間によって定義される、測定することと、
前記制御回路によって、前記現在のゾーン内の前記測定された時間に基づいて、後続のゾーンに対する前記変位部材のコマンド速度を設定することと、を含む、方法。
（１４）  前記制御回路及び前記タイマー回路によって、前記変位部材が位置する前記設定された変位間隔を判定することであって、前記設定された変位間隔は開始位置及び終了位置によって定義される、判定することと、
前記制御回路によって、前記変位部材が前記変位間隔の前記終了位置に到達する時間を測定することと、
を更に含む、実施態様１３に記載の方法。
（１５）  前記制御回路によって、前記測定された時間を、前記制御回路に連結されたメモリに記憶された所定の時間と比較することと、
前記制御回路によって、前記比較に基づいて前記コマンド速度を調整するか、又は維持するかを判定することと、
を更に含む、実施態様１３に記載の方法。
【０１７２】
（１６）  前記制御回路によって、前記測定された時間が所定の時間の範囲内にあるときに、前記現在のゾーンの前記コマンド速度と同じ前記後続のゾーンの前記コマンド速度を維持することを更に含む、実施態様１５に記載の方法。
（１７）  前記制御回路によって、前記測定された時間が所定の時間の範囲外であるとき、前記現在のゾーンの前記コマンド速度とは異なる前記後続のゾーンの前記コマンド速度を設定することを更に含む、実施態様１５に記載の方法。
（１８）  前記制御回路によって、前記コマンド速度が調整されたときに、前記後続のゾーンの時間測定をスキップすることを更に含む、実施態様１７に記載の方法。
（１９）  前記制御回路によって、前記外科用器具と共に動作するように構成されたステープルカートリッジのために複数のゾーンを画定することを更に含む、実施態様１３に記載の方法。
（２０）  前記制御回路によって、異なる長さを有する少なくとも２つのゾーンを画定することを更に含む、実施態様１９に記載の方法。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2020524560.tif 000023
【図１６Ａ−１６Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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