(57)【要約】  電動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て変位部材を並進させるように動作可能なモータと、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、を含む。制御回路は、変位部材の少なくとも１つの位置を示す位置センサの位置出力を受信し、位置出力に対応する複数の速度で変位部材を並進させるようモータの速度を制御するように構成されている。複数の速度の各々は、所定の区域内で維持される。
2020524046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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ように動作可能なモータと、
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と、を備え、
前記制御回路は、
前記変位部材の少なくとも１つの位置を示す前記位置センサの位置出力を受信し、
前記位置出力に対応する複数の速度で前記変位部材を並進させるよう前記モータの速度を制御するように構成されており、前記複数の速度の各々は所定の区域内で維持される、
外科用器具。
【請求項２】
前記制御回路は、前記変位部材の前記並進を第１の区域内で第１の速度に、また第２の区域内で第２の速度に維持するように構成されており、前記第２の区域は前記第１の区域よりも遠位にある、請求項１に記載の外科用器具。
【請求項３】
前記第２の速度は前記第１の速度よりも大きい、請求項２に記載の外科用器具。
【請求項４】
前記制御回路は、前記変位部材の前記並進を第３の区域内で第３の速度に維持するように構成されており、前記第３の区域は前記第２の区域よりも遠位にある、請求項３に記載の外科用器具。
【請求項５】
前記第３の速度は前記第２の速度よりも大きい、請求項４に記載の外科用器具。
【請求項６】
前記制御回路に連結されたタイマー回路を更に備え、前記タイマー回路は、前記変位部材の所定の初期位置への並進中に経過した時間を測定するように構成されている、請求項２に記載の外科用器具。
【請求項７】
前記制御回路は、前記変位部材の前記所定の初期位置への並進中に経過した前記時間に基づいて、前記第１の速度を決定するように構成されている、請求項６に記載の外科用器具。
【請求項８】
複数のステープルを収容するステープルカートリッジを備えるエンドエフェクタを更に備え、近位位置から遠位位置への前記変位部材の前記並進により、前記ステープルが前記ステープルカートリッジから配備される、請求項１に記載の外科用器具。
【請求項９】
前記制御回路は、前記モータが受ける力又は電流に基づいて前記第１の速度を決定するように構成されている、請求項１に記載の外科用器具。
【請求項１０】
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ように動作可能なモータと、
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と、を備え、
前記制御回路は、
前記変位部材の少なくとも１つの位置を示す前記位置センサの位置出力を受信し、
前記変位部材の前記位置に対応する変位部材速度で前記変位部材を並進させるよう前記モータを駆動するように構成されている、
外科用器具。
【請求項１１】
前記制御回路は、前記変位部材速度を開始速度から線形に増加させ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】
前記制御回路に連結されたタイマー回路を更に備え、前記タイマー回路は、前記変位部材の所定の初期位置への並進中に経過した時間を測定するように構成されている、請求項１１に記載の外科用器具。
【請求項１３】
前記制御回路は、前記変位部材の前記所定の初期位置への並進中に経過した前記時間に基づいて、前記開始速度を決定するように構成されている、請求項１２に記載の外科用器具。
【請求項１４】
複数のステープルを収容するステープルカートリッジを備えるエンドエフェクタを更に備え、近位位置から遠位位置への前記変位部材の前記並進により、前記ステープルが前記ステープルカートリッジから配備される、請求項１０に記載の外科用器具。
【請求項１５】
前記制御回路は、前記モータが受ける力又は電流に基づいて前記第１の速度を決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１６】
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ように動作可能なモータと、
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と、を備え、
前記制御回路は、
近位位置と遠位位置との間の距離に沿った前記変位部材の少なくとも１つの位置を示す前記位置センサの位置出力を受信し、
前記モータを前記位置出力に対応する複数のデューティサイクルで駆動するように構成されており、前記複数のデューティサイクルの各々は前記近位位置と前記遠位位置との間の所定の区域内で維持される、
外科用器具。
【請求項１７】
前記制御回路は、前記モータを第１の区域内で第１のデューティサイクルで、また第２の区域内で第２のデューティサイクルで駆動するように構成されており、前記第２の区域は前記第１の区域よりも遠位にある、請求項１６に記載の外科用器具。
【請求項１８】
前記第２のデューティサイクルは前記第１のデューティサイクルよりも大きい、請求項１７に記載の外科用器具。
【請求項１９】
前記制御回路は、前記モータを第３の区域内で第３のデューティサイクルで駆動するように構成されており、前記第３の区域は前記第２の区域よりも遠位にある、請求項１８に記載の外科用器具。
【請求項２０】
前記第３のデューティサイクルは前記第２のデューティサイクルよりも大きい、請求項１９に記載の外科用器具。
【請求項２１】
前記制御回路に連結されたタイマー回路を更に備え、前記タイマー回路は、前記変位部材の所定の初期位置への並進中に経過した時間を測定するように構成されている、請求項１７に記載の外科用器具。
【請求項２２】
前記制御回路は、前記変位部材の前記所定の初期位置への並進中に経過した前記時間に基づいて、前記第１のデューティサイクルを決定するように構成されている、請求項２１に記載の外科用器具。
【請求項２３】
前記制御回路は、前記モータが受ける力又は電流に基づいて前記第１の速度を決定するように構成されている、請求項１６に記載の外科用器具。
【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】
電動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か、又はエンドエフェクタの関節運動速度を制御することが有用であり得る。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か、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決定され得る。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。そのような測定は、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節するために有用であり得る。組織の厚さは、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決定され得る。状況によっては、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な場合がある。また状況によっては、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な場合がある。
【０００３】
電動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が受ける発射力は、発射ストローク中の切断部材又は発射の場所によって実質的に異なり得る。一般に、最初の区域は最も荷重が大きく、最後の区域は最も荷重が少ない。したがって、発射システムが受ける発射力荷重に基づいて、発射ストロークを各区域の切断部材前進速度が異なる個別の区域に区画し、発射ストロークに沿った切断部材の位置に基づいて切断部材の発射速度を変化させるのが、望ましい場合がある。切断部材又は発射部材が最大荷重下にある第１の区域内にある間は発射速度を最も遅い速度に設定し、後続の区域毎に速度を増加させるのが望ましいであろう。モータを流れる電流、切断部材を所定の距離まで前進させる時間、所定の時間にわたる切断部材の変位、又はモータへの荷重のための任意の指標（proxy）の、任意の組み合わせを測定することによって、組織の厚さ又は組織の間隙を決定することにより、最初の区域における速度を設定するの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】
一態様では、本開示は、外科用器具を提供する。外科用器具は、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ように動作可能なモータと、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、を備え、制御回路は、変位部材の少なくとも１つの位置を示す位置センサの位置出力を受信し、位置出力に対応する複数の速度で変位部材を並進させるようモータの速度を制御するように構成されており、複数の速度の各々は所定の区域内で維持される。
【０００５】
別の態様では、外科用器具は、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ように動作可能なモータと、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、を備え、制御回路は、変位部材の少なくとも１つの位置を示す位置センサの位置出力を受信し、変位部材の位置に対応する変位部材速度で変位部材を並進させるようモータを駆動するように構成されている。
【０００６】
別の態様では、外科用器具は、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ように動作可能なモータと、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、を備え、制御回路は、近位位置と遠位位置との間の距離に沿った変位部材の少なくとも１つの位置を示す位置センサの位置出力を受信し、モータを位置出力に対応する複数のデューティサイクルで駆動するように構成されており、複数のデューティサイクルの各々は近位位置と遠位位置との間の所定の区域内で維持される。
【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。しかしながら、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深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アセンブリを有する、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アセンブリ図である。
【図３】本開示の一態様による、交換式シャフトアセンブリの一部分の分解アセンブリ図である。
【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つの延伸シートに及ぶ、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つの延伸シートに及ぶ、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、ハンドルアセンブリと電源アセンブリ、ハンドルアセンブリと交換式シャフトアセンブリ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例示する。
【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例示する。
【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例示する。
【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が、本開示の一態様による、センサ構成を備える制御モータ駆動回路構成を備える。
【図１１】一実施形態による、制御回路基板アセンブリ及びセンサ構成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構成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例示する。
【図１５】本開示の一態様によって実行される、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例示する。
【図１６】本開示の一態様による、閉鎖ストローク変位（ｄ）の関数としての図１の外科用器具のアンビルを閉じる力（ＦＴＣ）、及び時間の関数としての図１の外科用器具の発射力（ＦＴＦ）を示す、２つの図を示す。
【図１７】本開示の一態様による、Ｉ型梁発射ストロークを実施するために外科用器具（例えば、外科用器具の制御回路）によって実行され得る制御プログラム又は論理構成のプロセスの一例を示す、論理フロー図を示す。
【図１８】本開示の一態様による、発射ストローク変位（ｄ）の関数としてのＩ型梁の速度（ｖ）を示す図である。
【図１９Ａ】本開示の一態様による、発射制御プログラム又は論理構成を表す論理フロー図である。
【図１９Ｂ】本開示の一態様による、発射制御プログラム又は論理構成を表す論理フロー図である。
【図２０】本開示の一態様による、時間の関数としての図１の外科用器具の発射力（ＦＴＦ）、及びＩ型梁変位（ｄ）の関数としてのＩ型梁を駆動するモータのモータデューティサイクル（速度％）を示す、２つの図を示す。
【図２１】本開示の一態様による、Ｉ型梁変位（ｄ）の関数としてのＩ型梁を駆動するモータのモータデューティサイクル（速度％）、及びＩ型梁変位（ｄ）の関数としてのパルス幅変調（Pulse-Width Modulation、ＰＷＭ）を示す、２つの図を示す。
【図２２】本開示の一態様による、時間の関数としての図１の外科用器具のアンビルを閉じる力、及び時間の関数としての図１の外科用器具の発射力を示す、２つの図を示す。
【図２３】本開示の一態様によるアンビルを示す。
【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。
代理人整理番号ＥＮＤ８１９１ＵＳＮＰ／１７００５４、２０１７年６月２０日出願の発明者Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ  Ｅ．Ｓｈｅｌｔｏｎ，ＩＶらによる、表題ＣＯＮＴＲＯＬ  ＯＦ  ＭＯＴＯＲ  ＶＥＬＯＣＩＴＹ  ＯＦ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＡＮＤ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＢＡＳＥＤ  ＯＮ  ＡＮＧＬＥ  ＯＦ  ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＩＯＮ。
【０００９】
代理人整理番号ＥＮＤ８１９２ＵＳＮＰ／１７００５５、２０１７年６月２０日出願の発明者Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ  Ｅ．Ｓｈｅｌｔｏｎ，ＩＶらによる、表題ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＷＩＴＨ  ＶＡＲＩＡＢＬＥ  ＤＵＲＡＴＩＯＮ  ＴＲＩＧＧＥＲ  ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴ。
【００１０】
代理人整理番号ＥＮＤ８１９３ＵＳＮＰ／１７００５６、２０１７年６月２０日出願の発明者Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ  Ｅ．Ｓｈｅｌｔｏｎ，ＩＶらによる、表題ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ  ＤＩＳＰＬＡＣＥＭＥＮＴ  ＭＥＭＢＥＲ  ＭＯＴＩＯＮ  ＯＦ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＡＮＤ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ。
【００１１】
代理人整理番号ＥＮＤ８１９４ＵＳＮＰ／１７００５７、２０１７年６月２０日出願の発明者Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ  Ｅ．Ｓｈｅｌｔｏｎ，ＩＶらによる、表題ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ  ＭＯＴＯＲ  ＶＥＬＯＣＩＴＹ  ＯＦ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＡＮＤ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＡＣＣＯＲＤＩＮＧ  ＴＯ  ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＩＯＮ  ＡＮＧＬＥ  ＯＦ  ＥＮＤ  ＥＦＦＥＣＴＯＲ。
【００１２】
代理人整理番号ＥＮＤ８１９５ＵＳＮＰ／１７００５８、２０１７年６月２０日出願の発明者Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ  Ｅ．Ｓｈｅｌｔｏｎ，ＩＶらによる、表題ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ  ＭＯＴＯＲ  ＶＥＬＯＣＩＴＹ  ＯＦ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＡＮＤ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ。
【００１３】
代理人整理番号ＥＮＤ８１９６ＵＳＮＰ／１７００５９、２０１７年６月２０日出願の発明者Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ  Ｅ．Ｓｈｅｌｔｏｎ，ＩＶらによる、表題ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＨＡＶＩＮＧ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＡＢＬＥ  ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＩＯＮ  ＶＥＬＯＣＩＴＹ。
【００１４】
代理人整理番号ＥＮＤ８１９８ＵＳＮＰ／１７００６１、２０１７年６月２０日出願の発明者Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ  Ｅ．Ｓｈｅｌｔｏｎ，ＩＶらによる、表題ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ  ＤＩＳＰＬＡＣＥＭＥＮＴ  ＭＥＭＢＥＲ  ＶＥＬＯＣＩＴＹ  ＦＯＲ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ。
【００１５】
代理人整理番号ＥＮＤ８２２２ＵＳＮＰ／１７０１２５、２０１７年６月２０日出願の発明者Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ  Ｅ．Ｓｈｅｌｔｏｎ，ＩＶらによる、表題ＣＯＮＴＲＯＬ  ＯＦ  ＭＯＴＯＲ  ＶＥＬＯＣＩＴＹ  ＯＦ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＡＮＤ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＢＡＳＥＤ  ＯＮ  ＡＮＧＬＥ  ＯＦ  ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＩＯＮ。
【００１６】
代理人整理番号ＥＮＤ８１９９ＵＳＮＰ／１７００６２Ｍ、２０１７年６月２０日出願の発明者Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ  Ｅ．Ｓｈｅｌｔｏｎ，ＩＶらによる、表題ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ  ＦＯＲ  ＡＤＡＰＴＩＶＥ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＯＦ  ＭＯＴＯＲ  ＶＥＬＯＣＩＴＹ  ＯＦ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＡＮＤ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ。
【００１７】
代理人整理番号ＥＮＤ８２７５ＵＳＮＰ／１７０１８５Ｍ、２０１７年６月２０日出願の発明者Ｒａｙｍｏｎｄ  Ｅ．Ｐａｒｆｅｔｔらによる、表題ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ  ＦＯＲ  ＣＬＯＳＥＤ  ＬＯＯＰ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＯＦ  ＭＯＴＯＲ  ＶＥＬＯＣＩＴＹ  ＯＦ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＡＮＤ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ。
【００１８】
代理人整理番号ＥＮＤ８２６８ＵＳＮＰ／１７０１８６、２０１７年６月２０日出願の発明者Ｒａｙｍｏｎｄ  Ｅ．Ｐａｒｆｅｔｔらによる、表題ＣＬＯＳＥＤ  ＬＯＯＰ  ＦＥＥＤＢＡＣＫ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＯＦ  ＭＯＴＯＲ  ＶＥＬＯＣＩＴＹ  ＯＦ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＡＮＤ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＢＡＳＥＤ  ＯＮ  ＭＡＧＮＩＴＵＤＥ  ＯＦ  ＶＥＬＯＣＩＴＹ  ＥＲＲＯＲ  ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＳ。
【００１９】
代理人整理番号ＥＮＤ８２７６ＵＳＮＰ／１７０１８７、２０１７年６月２０日出願の発明者Ｊａｓｏｎ  Ｌ．Ｈａｒｒｉｓらによる、表題ＣＬＯＳＥＤ  ＬＯＯＰ  ＦＥＥＤＢＡＣＫ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＯＦ  ＭＯＴＯＲ  ＶＥＬＯＣＩＴＹ  ＯＦ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＡＮＤ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＢＡＳＥＤ  ＯＮ  ＭＥＡＳＵＲＥＤ  ＴＩＭＥ  ＯＶＥＲ  Ａ  ＳＰＥＣＩＦＩＥＤ  ＤＩＳＰＬＡＣＥＭＥＮＴ  ＤＩＳＴＡＮＣＥ。
【００２０】
代理人整理番号ＥＮＤ８２６６ＵＳＮＰ／１７０１８８、２０１７年６月２０日出願の発明者Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ  Ｅ．Ｓｈｅｌｔｏｎ，ＩＶらによる、表題ＣＬＯＳＥＤ  ＬＯＯＰ  ＦＥＥＤＢＡＣＫ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＯＦ  ＭＯＴＯＲ  ＶＥＬＯＣＩＴＹ  ＯＦ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＡＮＤ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＢＡＳＥＤ  ＯＮ  ＭＥＡＳＵＲＥＤ  ＤＩＳＰＬＡＣＥＭＥＮＴ  ＤＩＳＴＡＮＣＥ  ＴＲＡＶＥＬＥＤ  ＯＶＥＲ  Ａ  ＳＰＥＣＩＦＩＥＤ  ＴＩＭＥ  ＩＮＴＥＲＶＡＬ。
【００２１】
代理人整理番号ＥＮＤ８２６７ＵＳＮＰ／１７０１８９、２０１７年６月２０日出願の発明者Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ  Ｅ．Ｓｈｅｌｔｏｎ，ＩＶらによる、表題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。
【００２２】
代理人整理番号ＥＮＤ８２６９ＵＳＮＰ／１７０１９０、２０１７年６月２０日出願の発明者Ｊａｓｏｎ  Ｌ．Ｈａｒｒｉｓらによる、表題ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ  ＤＩＳＰＬＡＹＩＮＧ  ＭＯＴＯＲ  ＶＥＬＯＣＩＴＹ  ＦＯＲ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ。
【００２３】
代理人整理番号ＥＮＤ８２７０ＵＳＮＰ／１７０１９１、２０１７年６月２０日出願の発明者Ｊａｓｏｎ  Ｌ．Ｈａｒｒｉｓらによる、表題ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ  ＭＯＴＯＲ  ＳＰＥＥＤ  ＡＣＣＯＲＤＩＮＧ  ＴＯ  ＵＳＥＲ  ＩＮＰＵＴ  ＦＯＲ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ。
【００２４】
代理人整理番号ＥＮＤ８２７１ＵＳＮＰ／１７０１９２、２０１７年６月２０日出願の発明者Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ  Ｅ．Ｓｈｅｌｔｏｎ，ＩＶらによる、表題ＣＬＯＳＥＤ  ＬＯＯＰ  ＦＥＥＤＢＡＣＫ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＯＦ  ＭＯＴＯＲ  ＶＥＬＯＣＩＴＹ  ＯＦ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＡＮＤ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＢＡＳＥＤ  ＯＮ  ＳＹＳＴＥＭ  ＣＯＮＤＩＴＩＯＮＳ。
【００２５】
代理人整理番号ＥＮＤ８２７４ＵＳＤＰ／１７０１９３Ｄ、２０１７年６月２０日出願の発明者Ｊａｓｏｎ  Ｌ．Ｈａｒｒｉｓらによる、表題ＧＲＡＰＨＩＣＡＬ  ＵＳＥＲ  ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ  ＦＯＲ  Ａ  ＤＩＳＰＬＡＹ  ＯＲ  ＰＯＲＴＩＯＮ  ＴＨＥＲＥＯＦ。
【００２６】
代理人整理番号ＥＮＤ８２７３ＵＳＤＰ／１７０１９４Ｄ、２０１７年６月２０日出願の発明者Ｊａｓｏｎ  Ｌ．Ｈａｒｒｉｓらによる、表題ＧＲＡＰＨＩＣＡＬ  ＵＳＥＲ  ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ  ＦＯＲ  Ａ  ＤＩＳＰＬＡＹ  ＯＲ  ＰＯＲＴＩＯＮ  ＴＨＥＲＥＯＦ。
【００２７】
代理人整理番号ＥＮＤ８２７２ＵＳＤＰ／１７０１９５Ｄ、２０１７年６月２０日出願の発明者Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ  Ｅ．Ｓｈｅｌｔｏｎ，ＩＶらによる、表題ＧＲＡＰＨＩＣＡＬ  ＵＳＥＲ  ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ  ＦＯＲ  Ａ  ＤＩＳＰＬＡＹ  ＯＲ  ＰＯＲＴＩＯＮ  ＴＨＥＲＥＯＦ。
【００２８】
特定の実施形態が、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ように示され、説明される。一実施例に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。
【００２９】
「近位」及び「遠位」という用語は、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、臨床医により近い部分を指し、「遠位」は、臨床医から遠くに位置する部分を指す。便宜上、外科用器具が多くの配向及び位置で使用され得るため、図面に関して使用される「垂直」、「水平」、「上」、及び「下」という空間的用語は、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。
【００３０】
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、切開外科的処置を含む他の外科的処置及び用途に使用され得る。外科用器具は、自然の開口を通して、又は組織内に形成された切開若しくは穿刺孔を通して挿入され得る。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いシャフトを進めることが可能な作用通路を有するアクセスデバイスを通じて挿入することもできる。
【００３１】
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アセンブリ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、交換式シャフトアセンブリ２００に動作可能に取り付けるように構成されている。本開示によると、様々な形態の交換式シャフトアセンブリが、ロボット制御された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、交換式シャフトアセンブリを作動させるために使用され得る少なくとも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、ないしは別様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。交換式シャフトアセンブリは、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。
【００３２】
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アセンブリ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を中で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、交換式シャフトアセンブリ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アセンブリには、様々なシャフト長、サイズ、及び種類があり、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化されたエンドエフェクタが含まれる。ハウジング１２は、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印加するように構成されたアセンブリを含む、様々な交換式シャフトアセンブリと共に用いられてもよい。エンドエフェクタ、シャフトアセンブリ、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、シャフトアセンブリのエンドエフェクタに着脱可能に挿入及び／又は装着され得る。
【００３３】
ハンドルアセンブリ１４は、ねじ、スナップ機構、接着剤などで相互連結され得る一対の相互連結可能なハンドルハウジングセグメント１６、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。ハンドルアセンブリ１４は、複数の駆動システムを動作可能に支持し、それら駆動システムは、制御運動を生成してハンドルアセンブリに動作可能に取り付けられた交換式シャフトアセンブリの対応部分に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の下に提供され得る。
【００３４】
図２は、本開示の一態様による、図１の外科用器具１０の一部分の分解アセンブリ図である。ハンドルアセンブリ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を更に含み得る。フレーム２０は、「第１の」即ち閉鎖駆動システム３０を動作可能に支持することができ、この閉鎖駆動システムは、交換式シャフトアセンブリ２００に対して開閉運動を適用し得る。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によってハンドルアセンブリ１４に枢動可能に連結されて、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。臨床医がハンドルアセンブリ１４のピストルグリップ部分１９を把持するときに、閉鎖トリガ３２は、開始位置即ち「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、枢動することができる。
【００３５】
ハンドルアセンブリ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、ハンドルアセンブリに取り付けられた交換式シャフトアセンブリの対応部分に発射運動を適用するように構成されている。発射駆動システム８０は、ハンドルアセンブリ１４のピストルグリップ部分１９に位置する電気モータ８２を用いてもよい。電気モータ８２は、例えば、約２５，０００ＲＰＭの最大回転速度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を備え得る電源９０によって給電されてもよい。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、その中に複数の電池９８を動作可能に支持するように構成されている。電池９８は、それぞれ、例えば、リチウムイオン（Lithium Ion、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。直列に接続された数個の電池９８は、外科用器具１０を給電し得る。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は、ディスプレイ４３を露出させるように取り外されてもよい。
【００３６】
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係合をなして取り付けられるギヤ減速機アセンブリ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、ギヤ減速機アセンブリ８４の対応する駆動ギヤ８６と噛合係合するためにその表面に形成された、駆動歯のラック１２２を有する。
【００３７】
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すると、長手方向可動駆動部材１２０は、近位方向「ＰＤ」に軸方向に駆動することになる。ハンドルアセンブリ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み得る。ハンドルアセンブリ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が移動させられている方向を検出するように構成されたセンサを含み得る。
【００３８】
電気モータ８２の作動は、ハンドルアセンブリ１４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を枢動してもよい。
【００３９】
ここで図１を参照すると、交換式シャフトアセンブリ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を含み得る。交換式シャフトアセンブリ２００は、関節継手２７０を含み得る。エンドエフェクタ３００及び関節継手２７０の構成及び動作は、その開示内容の全体が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２０１４／０２６３５４１号、発明の名称「ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＡＢＬＥ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ  ＡＮ  ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＩＯＮ  ＬＯＣＫ」に明らかにされる。交換式シャフトアセンブリ２００は、ノズル部分２０２、２０３からなる近位ハウジング又はノズル２０１を含み得る。交換式シャフトアセンブリ２００は、閉鎖管２６０を含むことができ、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利用され得るシャフト軸ＳＡに沿って延びる。
【００４０】
図１を再び参照すると、閉鎖管２６０は、例えば、上記で参照された米国特許出願公開第２０１４／０２６３５４１号に説明された様式で閉鎖トリガ３２の作動に反応して、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放される。アンビル開位置において、閉鎖管２６０は、その近位位置に移動される。
【００４１】
図３は、本開示の一態様による、交換式シャフトアセンブリ２００の一部分の別の分解アセンブリ図である。交換式シャフトアセンブリ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を含み得る。発射部材２２０は、遠位切断部分又はナイフバー２８０に取り付けるために構成された中間発射シャフト２２２を含む。発射部材２２０は、「第２のシャフト」又は「第２のシャフトアセンブリ」と呼ばれることもある。中間発射シャフト２２２は、その遠位端に、ナイフバー２８０の近位端２８２にあるタブ２８４を受容するように構成された、長手方向スロット２２３を含み得る。長手方向スロット２２３及び近位端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２２２が、関節継手２７０を中心にエンドエフェクタ３００を関節運動させることを可能にし得る。一旦、エンドエフェクタ３００が好適に配向されると、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に、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２２２が遠位に前進され得る。スパイン２１０は、細長い開口部又は窓２１３をその中に有して、スパイン２１０内への中間発射シャフト２２２のアセンブリ及び挿入を容易にする。一旦、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を中に封入し得る。発射部材２２０の動作は、米国特許出願公開第２０１４／０２６３５４１号に見出すことができる。スパイン２１０は、発射部材２２０、及びスパイン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、近位関節ドライバ２３０を摺動可能に支持し得る。
【００４２】
交換式シャフトアセンブリ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たクラッチアセンブリ４００を含み得る。クラッチアセンブリ４００は、発射部材２２０の周りに位置付けられるロックカラー、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に連結する係合位置と、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が係合位置にあるとき、発射部材２２０の遠位の移動は、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の近位の移動は、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号に説明されている様々な様式で、関節駆動システムを発射駆動システムと動作可能に係合及び係合解除するために用いられ得る。
【００４３】
交換式シャフトアセンブリ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することができる、スリップリングアセンブリ６００を備えることができる。スリップリングアセンブリ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る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付けられ、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、シャフト軸線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、近位側コネクタフランジ６０４と遠位側コネクタフランジ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び得る。電気コネクタ６０６は、シャーシ取り付け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び得る。米国特許出願公開第２０１４／０２６３５５１号、発明の名称「ＳＴＡＰＬＥ  ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ  ＴＩＳＳＵＥ  ＴＨＩＣＫＮＥＳＳ  ＳＥＮＳＯＲ  ＳＹＳＴＥＭ」は、その内容全体が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、発明の名称「ＳＴＡＰＬＥ  ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ  ＴＩＳＳＵＥ  ＴＨＩＣＫＮＥＳＳ  ＳＥＮＳＯＲ  ＳＹＳＴＥＭ」は、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。スリップリングアセンブリ６００に関する更なる詳細は、米国特許出願公開第２０１４／０２６３５４１号に見出すことができる。
【００４４】
シャフトアセンブリ２００は、ハンドルアセンブリ１４に固定可能に取り付けら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、スリップリングアセンブリ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。スリップリングアセンブリ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。
【００４５】
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。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。開口１９９は、アンビル３０６から延びるピン１５２を受け入れることができる細長いチャネル３０２内に画定されて、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が、エンドエフェクタ３００内へと長手方向に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刃１８２とを備える。発射バー１７２の遠位に突出する端は、Ｉ型梁１７８に取り付けられて、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、Ｉ型梁１７８が発射バー１７２によって遠位に前進される際に組織を切るように鋭利な切刃１８２を含むことができる。動作中、Ｉ型梁１７８は、外科用ステープルカートリッジ３０４を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の切刃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。
【００４６】
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の部分に係合するように、中央ピン１８４及び下部フット１８６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は、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を可能にする。
【００４７】
図５Ａ及び図５Ｂは、本開示の一態様による、２つの延伸シートに及ぶ、図１の外科用器具１０の制御回路７００のブロック図である。図５Ａ及び図５Ｂを主に参照すると、ハンドルアセンブリ７０２はモータ７１４を含んでもよく、モータ７１４は、モータドライバ７１５によって制御され得、外科用器具１０の発射システムによって用いられ得る。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（field-effect transistor、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、ハンドルアセンブリ２００に解除可能に装着された電源アセンブリ７０６によって給電され得る。電源アセンブリ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み得る電池を備えてもよい。特定の状況下では、電源アセンブリ７０６の電池セルは、交換可能及び／又は再充電可能であってもよい。少なくとも１つの例では、電池セルは、電源アセンブリ７０６に分離可能に連結され得るリチウムイオン電池であってよい。
【００４８】
シャフトアセンブリ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アセンブリコントローラ７２２を含んでもよく、この場合、シャフトアセンブリ７０４及び電源アセンブリ７０６はハンドルアセンブリ７０２に連結されている。例えば、インターフェースは、対応するシャフトアセンブリ電気コネクタとの連結係合のための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と、シャフトアセンブリコントローラ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の対応する電源アセンブリ電気コネクタとの連結係合のための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と、を備えてもよく、この場合、シャフトアセンブリ７０４及び電源アセンブリ７０６はハンドルアセンブリ７０２に連結されている。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、装着された交換式シャフトアセンブリ７０４の１つ以上の電力要件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、装着されたシャフトアセンブリ７０４の電力要件に従って、以下により詳細に説明されているように、電源アセンブリ７０６の電池の電力出力を変調し得る。コネクタは、シャフトアセンブリ７０４との及び／又は電源アセンブリ７０６とのハンドルアセンブリ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、シャフトアセンブリコントローラ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。
【００４９】
インターフェースは、例えば、ハンドルアセンブリ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とシャフトアセンブリコントローラ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、インターフェースは、ハンドルアセンブリ７０２を介した電力管理コントローラ７１６とシャフトアセンブリコントローラ７２２との間の直接線の通信を容易にすることができ、この場合、シャフトアセンブリ７０４及び電源アセンブリ７０６はハンドルアセンブリ７０２に連結されている。
【００５０】
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（single-cycle serial random access memory、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（read-only memory、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（electrically erasable programmable read-only memory、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（quadrature encoder input、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（Analog-to-Digital Converter、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。
【００５１】
安全コントローラは、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ＩＳＯ２６２６２の安全限界用途専用に構成されてもよい。
【００５２】
電源アセンブリ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、及び電流検出回路７３６を含み得る。電力管理回路は、シャフトアセンブリ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することができ、この場合、シャフトアセンブリ７０４及び電源アセンブリ７０６はハンドルアセンブリ７０２に連結されている。電力管理コントローラ７１６は、電源アセンブリ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することができ、電流検出回路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、電源アセンブリ７０６の電力出力を監視するように用いることができ、そのため、電力管理コントローラ７１６は、電源アセンブリ７０６の電力出力を調節して、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／又はシャフトアセンブリコントローラ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／又はメモリ装置を備え得る。
【００５３】
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、触覚アクチュエータ）を含んでもよい。特定の状況下では、出力装置７４２は、ハンドルアセンブリ７０２に含まれ得るディスプレイ７４３を備えてよい。シャフトアセンブリコントローラ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、シャフトアセンブリコントローラ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、代わりに、電源アセンブリ７０６と統合されてもよい。このような状況下では、出力装置７４２とシャフトアセンブリコントローラ７２２との間の通信はインターフェースを介して実現することができ、この場合、シャフトアセンブリ７０４はハンドルアセンブリ７０２に連結されている。
【００５４】
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。回路セグメントの各々は、安全コントローラ及び／又はメインコントローラ７１７に連結され得る。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アセンブリ（printed circuit board assembly、ＰＣＢＡ）など、任意の好適な回路によって実装され得る。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、又は、コンピュータの中央処理装置（central processing unit、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デバイス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、本明細書に説明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。
【００５５】
加速度セグメント（セグメント３）は、加速度計を備える。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、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。
【００５６】
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もよく、及び／又はディスプレイとは別個に位置してもよい。ディスプレイは、例えば、有機発光ダイオード（organic light-emitting diode、ＯＬＥＤ）ディスプレイ、液晶ディスプレイ（liquid-crystal display、ＬＣＤ）、及び／又は任意の他の好適なディスプレイなど、任意の好適なディスプレイを備え得る。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。
【００５７】
シャフトセグメント（セグメント５）は、外科用器具１０（図１〜図４）に連結された交換式シャフトアセンブリ２００（図１及び図３）の制御機器、及び／又は交換式シャフトアセンブリ２００に連結されたエンドエフェクタ３００の１つ以上の制御機器を備える。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（ferroelectric random access memory、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、交換式シャフトアセンブリ２００及び／又はシャフトＰＣＢＡに固有の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、交換式シャフトアセンブリ２００に連結されてもよく、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と接続され得る１つ以上のシャフトアセンブリ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。
【００５８】
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（図１〜図４）のモータ７１４、交換式シャフトアセンブリ２００（図１及び図３）、及び／又はエンドエフェクタ３００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に連結され得る。
【００５９】
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（図１〜図４）の移動を制御するように構成されたモータ７１４を備える。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）を備えるＨブリッジドライバ及びモータコントローラによって、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も連結されている。モータ電流センサは、モータの電流引き出しを測定するために、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（motor electromagnetic interference、ＥＭＩ）フィルタに連結されている。
【００６０】
モータコントローラは、第１のモータフラグ及び第２のモータフラグを制御して、モータ７１４のステータス及び位置をメインコントローラ７１７に示す。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、バッファを介してモータコントローラに提供する。電力セグメントは、セグメント電圧を回路セグメントの各々に提供するように構成されている。
【００６１】
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電流引き出し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、既定の電圧値を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、既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。
【００６２】
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のステータスを示すように構成されてもよい。緊急離脱のための緊急離脱ドアスイッチ及びホール効果スイッチは、緊急離脱ドアのステータス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、複数の関節スイッチは、交換式シャフトアセンブリ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備える右側スイッチは、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。
【００６３】
任意の好適な機械的、電気機械的、又は固体スイッチが、複数のスイッチを実装するために、任意の組み合わせで用いられ得る。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運動又は物体の存在によって動作されるリミットスイッチであってもよい。そ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得る。リミットスイッチは、一組の接点に機械的にリンク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、電気的接続を確立又は遮断する。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、物体の移動の有無、通過、位置決め、及び終了を決定することができる。他の実装形態では、スイッチは、とりわけホール効果装置、磁気抵抗（magneto-resistive、ＭＲ）装置、巨大磁気抵抗（giant magneto-resistive、ＧＭＲ）装置、磁力計などの磁場の影響下で動作する固体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、ＩＲセンサ、紫外線センサなどの光の影響下で動作する固体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、金属酸化膜半導体−ＦＥＴ（metal-oxide semiconductor-FET、ＭＯＳＦＥＴ）、双極など）などの固体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、慣性センサが挙げられ得る。
【００６４】
図６は、本開示の一態様による、ハンドルアセンブリ７０２と電源アセンブリ７０６との間、及びハンドルアセンブリ７０２と交換式シャフトアセンブリ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。ハンドルアセンブリ７０２は、メインコントローラ７１７、シャフトアセンブリコネクタ７２６、及び電源アセンブリコネクタ７３０を備え得る。電源アセンブリ７０６は、電源アセンブリコネクタ７３２、電力管理コントローラ７１６を備え得る電力管理回路７３４、電力変調器７３８、及び電流検出回路７３６を含み得る。シャフトアセンブリコネクタ７３０、７３２は、インターフェース７２７を形成する。交換式シャフトアセンブリ７０４及び電源アセンブリ７０６がハンドルアセンブリ７０２に連結されている一方で、電力管理回路７３４は、交換式シャフトアセンブリ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、電源アセンブリ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、電流検出回路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、電源アセンブリ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、電源アセンブリ７０６の電力出力を調節して、所望の出力を維持することができる。シャフトアセンブリ７０４は、不揮発性メモリ７２１及びシャフトアセンブリコネクタ７２８に連結されて、シャフトアセンブリ７０４をハンドルアセンブリ７０２に電気的に連結するシャフトプロセッサ７１９を備える。シャフトアセンブリコネクタ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、本明細書に説明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。
【００６５】
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を備え得る。そのような装置は、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、触覚アクチュエータ）を含んでよい。特定の状況下では、出力装置７４２は、ハンドルアセンブリ７０２に含まれ得るディスプレイ７４３を備えてよい。シャフトアセンブリコントローラ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、シャフトアセンブリコントローラ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は電源アセンブリ７０６と統合されてもよい。出力装置７４２とシャフトアセンブリコントローラ７２２との間の通信は、インターフェース７２５を介して実現することができ、この場合、交換式シャフトアセンブリ７０４はハンドルアセンブリ７０２に連結されている。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（図５Ａ、図５Ｂ及び図６）を説明してきたが、本開示は、ここで、外科用器具１０（図１〜図４）及び制御回路７００の様々な構成に移る。
【００６６】
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を例示する。制御回路８００は、本明細書に説明される様々なプロセスを実装するように構成することができる。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、本明細書に説明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。
【００６７】
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を例示する。組み合わせ論理回路８１０は、本明細書に説明される様々なプロセスを実装するように構成することができる。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、組み合わせ論理回路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。
【００６８】
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を例示する。順序論理回路８２０又は組み合わせ論理回路８２２は、本明細書に説明される様々なプロセスを実装するように構成することができる。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、外科用器具１０と関連付けられたデータである入力８２６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ている。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及び順序論理回路８２０の組み合わせを含むことができる。
【００６９】
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／又はデータを格納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ため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。
【００７０】
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構成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用のセンサ構成１１０２は、変位部材１１１１の場所に対応する固有の位置信号を提供する。図２〜図４を簡単に参照すると、一態様では、変位部材１１１１は、ギヤ減速機アセンブリ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、各々、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の、外科用器具１０の任意の可動部材を指すために使用される。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ため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得る。直線変位センサは、接触式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 transformers、ＬＶＤＴ）、差動可変磁気抵抗型変換器（differential variable reluctance transducers、ＤＶＲＴ）、スライドポテンショメータ、移動可能な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移動可能な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、移動可能な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検出システム、又は固定された光源及び一連の移動可能な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検出システム、あるいはこれらの任意の組み合わせを含んでもよい。
【００７１】
電気モータ１１２０は、変位部材１１１１上の駆動歯の組又はラックと噛合係合で装着されるギヤアセンブリ１１１４と動作可能にインターフェースをとる、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１１２６素子の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、ギヤアセンブリ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１１１８の構成を、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では、変位部材１１１１は、ギヤ減速機アセンブリ８４の対応する駆動ギヤ８６と噛合係合するために表面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、又はそれらの組み合わせを表す。
【００７２】
位置センサ１１１２と関連付けられたセンサ素子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に連結されたセンサ素子１１２６の１回転後に、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。センサ構成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。
【００７３】
位置センサ１１１２の１回を超える回転に対する固有の位置信号を提供するために、ｎが１より大きい整数である一連のスイッチ１１２２ａ〜１１２２ｎを、単独で用いてもよく、又はギヤの減速と組み合わせて用いてもよい。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決定する。位置センサ１１１２の出力１１２４は、コントローラ１１０４に提供される。センサ構成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、電位差計などのアナログ回転センサ、アナログホール効果素子のアレイを備えてもよい。
【００７４】
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。
【００７５】
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の、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。モータ１１２０は、関節運動又はナイフシステムへのギヤボックス及び機械的リンクを有するブラシ付き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。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で容易に代用させることができる。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日出願の米国特許出願第１５／１３０，５９０号、発明の名称「ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＡＮＤ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」に説明されている。
【００７６】
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精密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の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。
【００７７】
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が提供されてもよい。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、有限の分解能及びサンプリング周波数を有することになる。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の、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及び図５Ｂ）。
【００７８】
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、ブラシ付きＤＣモータなどの誘導性負荷用に特定的に設計された、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、全（＞１０Ｖ）ゲート駆動を７Ｖまでの電池電圧に提供し、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。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、ブートストラップコンデンサを用いてもよい。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、抵抗器で調節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で容易に代用させることができる。
【００７９】
センサ構成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てきたが、本開示は、ここで、絶対位置決めシステム１１００のセンサ構成１１０２の一態様について説明するために、図１１〜図１２を参照する。図１１は、一実施形態による、回路１２０５及びセンサ構成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用のセンサ構成１１０２の分解斜視図である。絶対位置決めシステム１１００用のセンサ構成１１０２は、位置センサ１２００と、磁石１２０２のセンサ要素と、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ギヤアセンブリ１２０６と、を備える。図２を簡単に参照すると、変位部材１１１１は、ギヤ減速機アセンブリ８４の対応する駆動ギヤ８６と噛合係合するための駆動歯のラック１２２を備える、長手方向可動駆動部材１２０を表し得る。図１１を参照すると、ギヤアセンブリ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などの構造要素が提供されている。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の絶対角度位置を決定する。
【００８０】
センサ構成１１０２は、例えば、測定するのが全磁界かそれとも磁界のベクトル成分であるのかに従っ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側面を含んでいる。磁場検出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。
【００８１】
ギヤアセンブリは、３：１のギヤ比接続を提供する噛合係合の第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を中心に回転する。第３のギヤ１２１２は、変位部材１１１１（又は図２に示されるような１２０）と噛合係合し、変位部材１１１１が遠位方向Ｄに前進すると第１の方向に回転し、変位部材１１１１が近位方向Ｐに後退すると第２の方向に回転する。第２のギヤ１２１０もまた、シャフト１２１４を中心に回転し、それゆえに、シャフト１２１４を中心に第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に連結されているため、磁石ホルダ１２０４は、変位部材１１１１の各フルストロークについて完全に１回転する。
【００８２】
位置センサ１２００は、磁石ホルダ１２０４内の下方で回転する磁石１２０２と精密に位置合わせされた位置センサ１２００を収容するために好適な開口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と嵌合するように提供されている。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。
【００８３】
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されて、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及び図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を含む。チップ上には、高分解能ＡＤＣ１２３２及びスマート電力管理コントローラ１２３８も提供されている。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（Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ  Ｒｏｔａｔｉｏｎ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ：座標回転デジタルコンピュータの略）プロセッサ１２３６が提供されている。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ビットの分解能を提供する。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。
【００８４】
ホール効果素子１２２８Ａ、１２２８Ｂ、１２２８Ｃ、１２２８Ｄは、直接回転磁石１２０２の上方に位置している（図１１）。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、電流に直交する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、電流密度に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格納される。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に提供される。
【００８５】
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用途には６本の導線が必要とされ、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。割り込みをコントローラ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出力ピン１２４２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。また、コントローラ１１０４によってＳＰＩインターフェース１２３４で「角度読み取り」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が角度値の読み取りを完了すると、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。
【００８６】
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、複数回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。
【００８７】
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及び細長いチャネル２５０３を備え、ステープルカートリッジ２５１８が、細長いチャネル２５０３内に位置決めされている。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。切刃２５０９を含むＩ型梁２５１４は、発射バー２５２０の遠位部分に例示されている。楔形スレッド２５１３は、ステープルカートリッジ２５１８内に位置決めされている。Ｉ型梁２５１４が遠位に並進すると、切刃２５０９は、アンビル２５１６とステープルカートリッジ２５１８との間に位置決めされた組織２５２６に接触し、それを切断し得る。また、Ｉ型梁２５１４は、楔形スレッド２５１３に接触し、それを遠位に押し、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内に上昇させられて、ステープル２５０５を、組織を通って、ステープル２５０５を形状決めするアンビル２５１６内に画定されたポケット２５０７内へ前進させ得る。
【００８８】
例示的なＩ型梁２５１４の発射ストロークは、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と整列されて示されている。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を含み得る。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まで遠位に前進し得る。Ｉ型梁２５１４は、ストローク開始位置２５２７の１つの例示的な場所で示されている。Ｉ型梁２５１４の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を例示する。第１の発射ストローク領域２５１７では、Ｉ型梁２５１４は、遠位に前進し始め得る。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得る。しかしながら、第１の領域にある間、切刃２５０９は、組織に接触しない場合があり、楔形スレッド２５１３は、ステープルドライバ２５１１に接触しない場合がある。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、実質的に一定であり得る。
【００８９】
第２の発射部材ストローク領域２５１９では、切刃２５０９は、組織２５２６に接触して切断し始め得る。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に接触し始め得る。Ｉ型梁２５１４を駆動する力は、上昇し始め得る。図示のように、最初に接触する組織は、アンビル２５１６がステープルカートリッジ２５１８に対して枢動する方式のため、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では、切刃２５０９は、組織２５２６と連続的に接触しこれを切断し得、楔形スレッド２５１３は、ステープルドライバ２５１１に繰り返し接触し得る。Ｉ型梁２５１４を駆動する力は、第３の領域２５２１内で一定であり得る。第４の発射ストローク領域２５２３によって、Ｉ型梁２５１４を駆動する力は、低下し始め得る。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、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り、切断するために少ない力を必要とする。また、切刃２５０９及び楔形スレッド２５１３は、第４の領域２５２３にある間、組織２５２６の端に到達し得る。Ｉ型梁２５１４が第５の領域２５２５に到達すると、組織２５２６は、完全に切断され得る。楔形スレッド２５１３は、組織の端又はその近くで１つ以上のステープルドライバ２５１１に接触し得る。Ｉ型梁２５１４を第５の領域２５２５を通して前進させる力は、低減され得、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り得る。発射部材のストロークの終わりに、Ｉ型梁２５１４は、ストローク終了位置２５２８に到達し得る。図１８の発射部材のストローク領域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、エンドエフェクタの長手方向軸２５１５に沿った異なる位置で開始してもよい。
【００９０】
上で議論したように、かつここで図１０〜図１３を参照すると、外科用器具１０（図１〜図４）のハンドルアセンブリ内に位置決めされた電気モータ１１２２を利用することで、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、Ｉ型梁２５１４を含めシャフトアセンブリの発射システムを、シャフトアセンブリ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られ得る。制御回路１１０４は、Ｉ型梁２５１４の速度を制御するように構成され得る。コントローラ１１０４は、例えば、電圧及び／若しくは電流などの、電気モータ１１２２に供給される電源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若しくは外部影響に基づいて、Ｉ型梁２５１４の速度を予測するように構成され得る。コントローラ１１０４はまた、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の現在の速度を予測するように構成され得る。コントローラ１１０４は、本明細書に説明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得る。コントローラは、Ｉ型梁２５１４の予測速度と、Ｉ型梁２５１４の感知速度とを比較して、電気モータ１１２２への電力が、Ｉ型梁２５１４の速度を増加させるために増加させるべきか否か、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否かを決定するように構成され得る。米国特許第８，２１０，４１１号、発明の名称「ＭＯＴＯＲ−ＤＲＩＶＥＮ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」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７，８４５，５３７号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＨＡＶＩＮＧ  ＲＥＣＯＲＤＩＮＧ  ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」の全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００９１】
Ｉ型梁２５１４に作用する力は、様々な技術を使用して決定され得る。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決定され得、モータ２５０４の電流は、遠位に前進するときのＩ型梁２５１４が受ける荷重に基づく。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）上、及び／又は切刃２５０９の近位端上に歪みゲージを位置決めすることによって決定され得る。Ｉ型梁２５１４の力は、モータ２５０４の現在の設定速度に基づいて予期される速度で移動するＩ型梁２５１４の、所定の経過期間Ｔ１後の実際の位置を監視し、このＩ型梁２５１４の実際の位置を、モータ２５０４の現在の設定速度に基づく、期間Ｔ１の終了時のＩ型梁２５１４の予期される位置と比較することによって、決定され得る。したがって、Ｉ型梁２５１４の実際の位置がＩ型梁２５１４の予期される位置未満である場合、Ｉ型梁２５１４に対する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の予期される位置を超過する場合、Ｉ型梁２５１４に対する力は公称力よりも小さい。Ｉ型梁２５１４の実際の位置と予期される位置との間の差は、Ｉ型梁２５１４に対する力の公称力からの偏差に比例する。そのような技術は、代理人整理番号ＥＮＤ８１９５ＵＳＮＰに説明されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００９２】
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のブロック図を例示する。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、Ｉ型梁２５１４（鋭い切刃２５０９を含む）、及び着脱可能なステープルカートリッジ２５１８を備え得るエンドエフェクタ２５０２を備える。エンドエフェクタ２５０２、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、図１〜図１３に関して本明細書に説明されるように構成され得る。
【００９３】
Ｉ型梁２５１４などの直線変位部材１１１１の位置、移動、変位、及び／又は並進は、図１０〜図１２に示され図１４で位置センサ２５３４として表されるような、絶対位置決めシステム１１００、センサ構成１１０２、及び位置センサ１２００によって測定され得る。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され得る。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、本明細書に説明される位置センサ２５３４によって達成され得る。図５Ａ及び図５Ｂに説明された制御回路７００などの制御回路２５１０は、図１０〜図１２に関連して説明されたように、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得る。いくつかの例では、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説明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の位置を決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。
【００９４】
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、モータ２５０４は、図１、図５Ｂ、図１０に示すモータ８２、７１４、１１２０などの、ブラシ付きＤＣ電気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（direct current、ＤＣ）電気モータであってもよく、モータ駆動信号２５２４は、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。
【００９５】
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、スーパーコンデンサ、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の位置を決定してもよい。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の運動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。
【００９６】
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上に位置付けられ、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。
【００９７】
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。
【００９８】
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（図３）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が受ける組織圧縮を表すものであり得る。１つ以上のセンサ２５３８は、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決めされて、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及び図５Ｂに説明されるように、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。
【００９９】
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を前進させるために必要な力は、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。
【０１００】
図１〜図１４に関連して本明細書で開示される器具の物理的性質を用いて、かつ図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。
【０１０１】
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、交換式シャフトアセンブリの、例えば、変位部材及び関節運動ドライバを動作させる電気モータ２５０４である。外部影響とは、組織、周囲体、及び物理系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。そのような外部影響は、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。
【０１０２】
外科用器具２５００の態様を詳細に説明する前に、例示的な態様が、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構成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。
【０１０３】
様々な例示的な態様が、モータ駆動の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の反対側に位置決めさ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、本明細書に説明されるように、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の長手方向軸線に沿って、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と、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。
【０１０４】
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、本明細書に説明されるように、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、変位部材をより高速度で、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。
【０１０５】
いくつかの例では、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。
【０１０６】
図１５は、本開示の一態様によって実行される、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ｔ０で発射信号を受信し、初期モータ設定を提供し始め得る。変位部材ストロークの開ループ部分は、ｔ０〜ｔ１で経過し得る初期期間である。
【０１０７】
第１の例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との間に位置決めさ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まで横断し得る。制御回路２５１０は、位置２５９４が、ｔ１の後の（例えば閉ループ部分における）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決定し得る。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を調節してＶｓｌｏｗを維持することによって、Ｉ型梁２５１４を速度Ｖｓｌｏｗに合わせて駆動し得る。第２の例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との間に位置決めされたときの外科用器具２５００の応答を示す。
【０１０８】
ｔ０〜ｔ１の初期期間（例えば、開ループ期間）中、Ｉ型梁２５１４は、ストローク開始位置２５８６から位置２５９６まで横断し得る。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決定し得る。例２５９０の組織は、例２５９２の組織よりも薄いため、Ｉ型梁２５１４の運動に及ぼす抵抗がより小さい可能性がある。その結果、Ｉ型梁２５１４は、初期期間中に、ストロークのうちのより大きい部分を横断し得る。また、いくつかの例では、より薄い組織（例えば、初期期間中に変位部材ストロークのうちのより大きい部分が横断される）は、初期期間後のより高速な変位部材速度に対応し得る。
【０１０９】
図１６を参照すると、図６０４０は、閉鎖ストローク中にアンビル２５１６とステープルカートリッジ２５１８との間に把持された組織の周りでエンドエフェクタ２５０２を閉じるために加えられる力の例をプロットしており、この閉鎖力は閉鎖ストローク変位（ｄ）の関数としてプロットされる。図６０４０は２つの軸を含む。垂直軸６０４２は、エンドエフェクタ２５０２を閉じる力（ＦＴＣ）をニュートン（Ｎ）で示す。水平軸６０４４は、例えば閉鎖管２６０（図１）などの閉鎖部材が、エンドエフェクタ２５０２の閉鎖を引き起こすために移動した距離を示す。閉鎖ストローク中、閉鎖管２６０は、例えば、上記で参照された米国特許出願公開第２０１４／０２６３５４１号に説明された様式で閉鎖トリガ３２（図１）の作動に応じて、例えばステープルカートリッジ２５１８に対してアンビル２５１６を移動させるために、遠位（方向「ＤＤ」）に並進される。他の例では、閉鎖ストロークは、閉鎖トリガ３２の作動に応じてアンビルに対してステープルカートリッジを移動させることを含む。他の例では、閉鎖ストロークは、閉鎖トリガ３２の作動に応じてステープルカートリッジ及びアンビルを移動させることを含む。
【０１１０】
図６０４０は、閉鎖管２６０が遠位方向に移動すると、エンドエフェクタ２５０２を閉じる力（ＦＴＣ）が増大することを示す。閉じる力（ＦＴＣ）は、閉鎖管２６０が開始位置から移動した距離（ｄ）において最大力（Ｆｍａｘ）に達する。エンドエフェクタ２５０２に多くの点で類似しているエンドエフェクタ３００は、最大力（Ｆｍａｘ）に対応する最大閾値に組織を圧縮する。最大力（Ｆｍａｘ）は、エンドエフェクタ２５０２によって把持された組織の厚さに少なくとも部分的に依存する。一例では、閉鎖部材は、約０．２１０インチ（５．３３４ｍｍ）の距離（ｄ１）を移動して、約１６０重量ポンド（７１１．７１５ニュートン）の最大力（Ｆｍａｘ）に達するように構成されている。
【０１１１】
図１６はまた、外科用器具２５００の発射のために加えられる力（ＦＴＦ）の例をプロットする図６０４６を示す。発射力（ＦＴＦ）を適用して、外科用器具２５００の発射ストローク中にＩ型梁２５１４を前進させることができる。図６０４６は２つの軸を含む。垂直軸６０４８は、発射ストローク中にＩ型梁２５１４を前進させるために適用される力をニュートン（Ｎ）で示す。Ｉ型梁２５１４は、発射ストローク中にナイフ２５０９を前進させ、ドライバ２５１１を推進し（motivate）て、ステープル２５０５を配備するように構成されている。水平軸６０５０は時間を秒で示す。
【０１１２】
Ｉ型梁２５１４は、開始時間（ｔ＝０）から前進される。Ｉ型梁２５１４の前進は、エンドエフェクタ２５０２を閉じる力（ＦＴＣ）が最大力（Ｆｍａｘ）に達するときに開始される。あるいは、図２２に示すように、発射ストロークを開始する前に待機期間を適用することができる。待機期間により圧縮された組織からの流体排出が可能になり、これによって圧縮された組織の厚さが減少し、最大力（Ｆｍａｘ）が低下する。
【０１１３】
図６０４６は、外科用器具２５００の発射力（ＦＴＦ）が最高ピーク６０５２の頂部で最大力（Ｆ２）まで増大することを示す。最大力（Ｆ２）は、楔形スレッド２５１３が発射ストロークの初期区間にあるときのものである。最も低いピーク６０５４の頂部は、発射ストロークの最終区間で生じる最大力（Ｆ１）を表す。最大力（Ｆ１）は、楔形スレッド２５１３と遠位ステープルドライバ２５１１との係合中にＩ型梁２５１４に適用される。加えて、ピーク６０５２とピーク６０５４との間の発射ストロークの中間区域で生じる複数の中間ピーク６０５６は、発射ストロークの中間区域の間に外科用器具２５００を発射するために必要な力（ＦＴＦ）である、下向きの傾斜６０５３を大まかに示している。下向きの傾斜６０５３は、最高ピーク６０５２の頂部における最大力（Ｆ１）に対応する時間（ｔ１）から始まる。下向きの勾配６０５３は一般に、Ｉ型梁２５１４が時間（ｔ１）を超えて発射ストロークの中間部分を通して楔形スレッド２５１３を前進させるにつれ、荷重が漸減することから生じる。
【０１１４】
図１７は、組織状態及び／又はステープルカートリッジのタイプに応じてＩ型梁ストロークを実施するために、外科用器具２５００（例えば、制御回路２５１０）によって実行され得る制御プログラム又は論理構成のプロセス６０３０の一例を示す、論理フロー図を示す。制御回路２５１０は、発射信号を受信してもよい（６０３１）。発射信号は、トリガ３２（図１）又は他の好適な作動装置から受信されてもよい（６０３１）。例えば、臨床医は、エンドエフェクタ２５０２を設置し、アンビル２５１６とステープルカートリッジ２５１８との間の組織をクランプし、次いでトリガ３２を作動させてＩ型梁ストロークを開始することができる。トリガ３２は、作動時に制御回路２５１０に発射信号を提供するように構成されてもよい。
【０１１５】
制御回路２５１０は、発射信号に応答して、初期モータ設定を提供してもよい（６０３２）。例えば、初期モータ設定は、モータコントローラ２５０８に提供されるモータ設定点２５２２であってもよい。モータコントローラ２５０８は、初期モータ設定点２５２２をＰＷＭ信号、電圧信号、又はモータ２５０４を駆動するために、他の好適なモータ駆動信号に変換してもよい。いくつかの例では、（例えば、制御回路２５１０がモータ駆動信号２５２４を直接生成するとき）、初期モータ設定は、モータ２５０４に直接提供されるモータ駆動信号２５２４であってもよい。初期モータ設定は、特定のモータ速度、電力、又は他の好適な変量に対応し得る。モータ２５０４がブラシ付きＤＣモータであるいくつかの例では、初期モータ設定は、一定の電圧を有する信号であってもよい。モータがブラシレスＤＣモータであるいくつかの例では、初期モータ設定は、一定の位相、デューティサイクルなどを有する信号又は信号のセットであってもよい。
【０１１６】
制御回路２５１０は、Ｉ型梁部材移動データを受信してもよい（６０３６）。Ｅ部材梁移動データは、Ｉ型梁２５１４の位置及び／又は移動を記述する（例えば、位置センサ２５３４からの）情報を含んでもよい。Ｉ型梁部材移動データを受信すること（６０３６）は、プロセス６０３０の一部であってもよいが、いくつかの例では、制御回路２５１０は、Ｉ型梁２５１４の運動中にＩ型梁部材移動データを受信してもよい（６０３６）。例えば、位置センサ２５３４がエンコーダであるとき、制御回路２５１０はＩ型梁２５１４の移動中にエンコーダからパルス信号を受信することができ、各パルス信号は運動の量を表している。また、モータ２５０４がステッピングモータである例では、制御回路２５１０は、制御回路２５１０がモータ２５０４に実行を指示する工程の総数に基づいて、Ｉ型梁部材移動データを導出してもよい。
【０１１７】
Ｉ型梁部材移動データは初期期間中にＩ型梁２５１４が移動する距離を示すことができ、この距離は、アンビル２５１６とステープルカートリッジ２５１８との間に存在する組織の厚さ及び／又は靱性などの組織状態を反映し得るが、その理由は、組織の種類が異なれば呈する抵抗のレベルが異なるからである。例えば、より厚い又はより強靭な組織は、ナイフ及びステープルに及ぼす機械的抵抗がより大きい可能性がある。より大きい機械的抵抗は、初期モータ設定が実質的に一定に保持されている間、モータ２５０４をよりゆっくりと動作させ得る。同様に、より薄い又はより脆弱な組織は、ナイフ及びステープルに及ぼす機械的抵抗がより小さい可能性がある。これにより、初期モータ設定を実質的に一定に保持しながら、モータをより速く動作させ、より長い距離を横断させることができる。
【０１１８】
初期モータ設定が提供された後で、器具２５００は、図１８に示すように、区域１の診断の第１の部分（１ａ）において開ループ構成で動作してもよい。例えば、モータ駆動信号２５２４を実質的に一定に保持してもよい。結果として、モータ速度などのモータ２５０４の実際の特性は、組織状態（例えば、組織の厚さ、組織の靱性など）を含む要因に基づいてドリフトし得る。例えば、アンビル２５１６とステープルカートリッジ２５１８との間により厚い又はより強靭な組織が存在する場合、組織はナイフ及び／又はステープルにより大きい機械的抵抗を及ぼす可能性があり、このことは、モータ設定が実質的に一定に保持されるときにＩ型梁２５１４の速度を遅くする傾向を有する場合がある。
【０１１９】
制御回路２５１０は、Ｉ型梁ストロークの開ループ部分については初期モータ設定を維持するように構成されてもよい。図１７の例では、Ｉ型梁ストロークの開ループ部分は、Ｉ型梁２５１４が初期距離を横断するまで継続してもよい。したがって、制御回路２５１０は、Ｉ型梁が初期距離を横断するまで初期モータ設定を維持するように構成されてもよい。初期距離は、例えば、発射ストローク開始位置と発射ストローク終了位置との間の全距離の所定の部分（例えば、１／６、１／４、１／３など）であってもよい。一例では、初期開ループ距離は、ストローク開始位置２５２７から約０．２００インチ（５．０８ミリメートル）の距離にわたる区域１の第１の初期部分（１ａ）である（図１３）。制御回路２５１０は、Ｉ型梁２５１４が初期距離を横断し終わったかどうかを、受信したＩ型梁部材移動データから判定してもよい（６０３４）。横断し終わっていない場合、制御回路２５１０は初期モータ設定を提供し続け（６０３２）、追加のＩ型梁部材移動データを受信してもよい（６０３６）。
【０１２０】
いくつかの例では、初期開ループ距離は、約１ミリメートル〜約１０ミリメートルの範囲から選択される距離にわたる区域１の診断の第１の部分（１ａ）である。いくつかの例では、初期開ループ距離は、約３ミリメートル〜約７ミリメートルの範囲から選択される距離にわたる。
【０１２１】
プロセス６０３０は、Ｉ型梁が初期距離を横断し終わったと制御回路２５１０が判定する場合（６０３４）、進めることができる。いくつかの例では、制御回路２５１０は、初期距離が横断されている間、ランニングカウンタ又はタイマー２５３１（図１４）を維持してもよい。制御回路２５１０がＩ型梁が初期距離を横断し終わったと判定すると、制御回路２５１０はタイマー２５３１を停止してもよい。制御回路２５１０は、初期距離にわたるＩ型梁速度を決定してもよい（６０３９）。制御回路２５１０は、初期距離をこの距離を横断するのに必要な時間で除算することによって、Ｉ型梁速度を得ることができる。
【０１２２】
あるいは、いくつかの例では、開ループ部分は初期期間であってもよく、これは開ループ期間と呼ばれることもある。初期期間は、例えば１００ミリ秒を含む、任意の好適な長さであってもよい。例えば位置センサ２５３４（図１４）などの位置センサは、初期期間中にＩ型梁２５１４の位置を追跡してもよい。制御回路２５１０は、初期期間にわたるＩ型梁速度を決定してもよい。制御回路２５１０は、初期期間中にＩ型梁２５１４が横断した距離を初期期間で除算することによって、Ｉ型梁速度を得ることができる。区域１の診断の第１の部分（１ａ）におけるＩ型梁２５１４の速度は、アンビル２５１６とステープルカートリッジ２５１８との間に存在する組織の、厚さ及び／又は靱性などの組織状態を示し得る。
【０１２３】
あるいは、いくつかの例では、開ループ部分においてモータ２５０４によって引き込まれた電流（Ｉ）を使用して、アンビル２５１６とステープルカートリッジ２５１８との間に存在する組織の厚さ及び／又は靱性などの組織状態を評価することができる。例えば電流センサなどのセンサを用いて、開ループ部分においてモータ２５０４によって引き込まれる電流（Ｉ）を追跡することができる。電流センサ２５３６の一例を図１４に示す。
【０１２４】
ここで図１７に戻ると、制御回路２５１０は、例えば決定されたＩ型梁速度及び／又は、区域１の診断の第１の部分（１ａ）の開ループ部分においてモータ２５０４によって引き込まれた電流（Ｉ）に基づいて、発射制御プログラム又は構成を選択してもよい（６０３８）。制御回路２５１０は、選択された発射制御プログラム又は論理構成を実行してもよい（６０４１）。
【０１２５】
いくつかの例では、発射制御プログラムは、Ｉ型梁ストロークの残りの部分の間のＩ型梁２５１４の移動の目標値を決定してもよい。図１８は、６０３８で選択された発射制御プログラムによって実施され得る３つの例示的なＩ型梁ストローク６１０６、６１０８、６１１０について、発射ストロークに沿って移動した距離に対する速度をプロットする図６１００を示す。図６１００は２つの軸を含む。水平軸６１０２は、発射ストローク変位をミリメートルで表す。垂直軸６１０４は、Ｉ型梁２５１４の速度をミリメートル／秒で示す。図示されるように、図１８では、例６１０６、６１０８、６１１０は最初は、発射ストローク距離の区域１の診断の第１の部分（１ａ）において同じＩ型梁速度を有する。
【０１２６】
図１８の例６１０６では、発射制御プログラムは、Ｉ型梁２５１４の速度を、所定の一定の又は実質的に一定の速度に維持するように構成されている。この一定速度は、区域１の診断の第１の部分（１ａ）の間のＩ型梁の移動に基づいて選択されてもよい。いくつかの例では、発射制御プログラムは、一定の電力でＩ型梁２５１４を駆動することを含み得る。制御回路２５１０は、事前に選択された（６０３８）発射制御プログラム又は論理構成を実施してもよい（６０４１）。例えば、制御回路２５１０は、位置センサ２５３４によって示される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を調節して一定速度を維持することによって、一定速度でＩ型梁２５１４を駆動し得る。同様に、制御回路２５１０は、モータ２５０４によって引き込まれる電圧及び／又は電流を監視し、モータ設定点２５２２及び／又はモータ駆動信号２５２４を調節して一定の電力引き込みを維持することによって、一定電力でＩ型梁２５１４を駆動し得る。
【０１２７】
図１６の図６０４６に関連して上記したように、発射力（ＦＴＦ）は、発射ストローク中にＩ型梁２５１４が前進されるにつれて漸減する。したがって、Ｉ型梁２５１４の発射力（ＦＴＦ）は、発射ストロークの中間よりも発射ストロークの開始において概して高く、発射ストロークの終了よりも発射ストロークの中間において概して高い。Ｉ型梁２５１４がより高い荷重を受ける発射ストロークの部分において、低下させたＩ型梁２５１４の速度を維持することにより、モータ２５０４及びエネルギー源２５１２の能力が向上する。第１に、発射ストローク中にモータ２５０４によって引き込まれる全電流（Ｉ）が低減され、このことによりエネルギー源２５１２の寿命が延びる（図１４）。第２に、より荷重の高い発射ストロークの部分においてＩ型梁２５１４の速度を低下させることによって、停止しないようにモータ２５０４が保護される。増大した抵抗によりモータ２５０４が停止する場合がある。停止とは、モータが回転を止めるときの状態である。この状態は、荷重トルクがモータシャフトのトルクよりも大きいときに生じる。
【０１２８】
Ｉ型梁２５１４に適用される荷重又は力（ＦＴＦ）を低減するために、制御回路２５１０によって代替の発射制御プログラムが用いられる。代替の発射制御プログラムのうちの２つが、図１８の例６１０８、６１１０に表されている。図１９Ｂは、組織状態及び／又はステープルカートリッジのタイプに応じてＩ型梁ストロークを実施するために、６０４１において外科用器具２５００（例えば制御回路２５１０）によって選択され（６０３８）実行され（６０４１）得る制御プログラム又は論理構成のプロセス６１３１の一例を示す、論理フロー図を示す。発射プロセス６１３１は、図１８の例６１０８に示すように、Ｉ型梁２５１４が発射ストロークに沿って前進されるにつれて線形に増加する速度でＩ型梁２５１４を駆動する工程を含み得る。
【０１２９】
制御回路２５１０は、開始点６１０１である所定の位置で開始速度（ｖ１）に到達するように、モータ２５０４を制御する（６１３２）。制御回路２５１０は、Ｉ型梁２５１４が発射ストロークに沿って前進するにつれてＩ形梁２５１４の速度が線形に又は実質的に線形に増加するように、モータ設定点２５２２及び／又はモータ駆動信号２５２４を調節することによって、Ｉ型梁２５１４が発射ストロークに沿って前進されるにつれて所定の割合で線形に増加する速度で、Ｉ型梁２５１４を駆動する（６１３４）。Ｉ型梁２５１４の速度割合は、発射ストロークの終了まで維持される（６１３５）。
【０１３０】
制御回路２５１０は、位置センサ２５３４によって示されるＩ型梁２５１４の位置、及びタイマー２５３１によって示される時間を監視してもよい。位置センサ２５３４及びタイマー２５３１からのデータは、発射ストロークに沿った離散した位置でのＩ型梁２５１４の速度をサンプリングするために、制御回路２５１０によって用いられ得る。サンプリングされた速度を所定の閾値と比較して、Ｉ型梁２５１４が発射ストロークに沿って前進されるにつれてＩ型梁２５１４の速度を線形に又は実質的に線形に増加させるために、モータ設定点２５２２及び／又はモータ駆動信号２５２４をどのように調節すべきかを決定することができる。いくつかの例では、Ｉ型梁２５２０の速度は、１ミリメートルの間隔でサンプリングされる。
【０１３１】
いくつかの例では、絶対位置決めシステム１１００（図１０〜図１２）を用いてＩ型梁２５１４の位置を感知することができ、Ｉ型梁２５２０の速度は、センサ素子１１２６の回転によって定められる間隔でサンプリングされる。
【０１３２】
いくつかの例では、制御回路２５１０は、Ｉ型梁２５１４が発射ストロークを通して前進される際に、一定の又は実質的に一定の割合でＩ型梁２５１４の速度を増加させるように構成されている。Ｉ型梁２５１４の速度の増加の割合は、区域１の診断の第１の部分（１ａ）の間のＩ型梁の移動に基づいて選択されてもよい。一例では、ルックアップテーブルを用いて、区域１の診断の第１の部分（１ａ）の間のＩ型梁の移動を表す測定値に基づいて、Ｉ型梁２５１４の速度の増加の割合を決定することができる。
【０１３３】
図１８に示すように、Ｉ型梁２５１４の速度の線形の増加は、区域１の第２の部分（１ｂ）の開始時の所定の位置における開始速度（ｖ１）を表す開始点６１０１から始まる。開始速度ｖ１もまた、区域１の診断の第１の部分（１ａ）の間のＩ型梁２５１４の移動に基づいて決定することができる。一例では、ルックアップテーブルを用いて、区域１の診断の第１の部分（１ａ）の間のＩ型梁２５１４の移動を表す測定値に基づいて、開始速度ｖ１を決定することができる。特に、例６１０８の開始速度（ｖ１）は例６１１０の一定速度よりも著しく低く、このことにより、例６１０８では発射力（ＦＴＦ）が低減される。
【０１３４】
制御回路２５１０はまた、組織状態に基づいてＩ型梁２５１４の開始速度ｖ１及び／又は速度の増加の割合を決定するように構成され得る。上述したように、アンビル２５１６とステープルカートリッジ２５１８との間に存在する組織の厚さ及び／又は靱性などの組織状態は、組織の種類が異なれば呈する抵抗のレベルが異なるため、Ｉ型梁２５１４の移動に影響を及ぼし得る。例えば、より厚い又はより強靭な組織は、Ｉ型梁２５２０に及ぼす機械的抵抗がより大きい可能性がある。より大きい機械的抵抗は、初期モータ設定が実質的に一定に保持されている間、モータ２５０４をよりゆっくりと動作させる可能性がある。同様に、より薄い又はより脆弱な組織は、Ｉ型梁２５２０に及ぼす機械的抵抗がより小さい可能性がある。これにより、初期モータ設定が実質的に一定に保持されている間、モータがより速く動作し、より長い距離を横断する可能性がある。
【０１３５】
図１８の例６１１０では、発射制御プログラムは、Ｉ型梁２５１４が発射ストロークを通して前進される際の荷重又は発射力（ＦＴＦ）を低減するために、発射ストローク内の離散した又は連続した複数の部分又は区域内で、一定の又は実質的に一定の複数の速度で、Ｉ型梁２５１４を駆動又は維持することを含み得る。発射ストローク距離は、区域１、区域２、及び区域３の３つの区域に分割される。Ｉ型梁２５１４が区域１において受ける荷重は区域２よりも大きく、Ｉ型梁２５１４が区域２において受ける荷重は区域３よりも大きい。発射力（ＦＴＦ）を低減するために、図１８の例６１１０に示すように、Ｉ型梁２５１４は、区域１、区域２、及び区域３において、対応する一定の又は実質的に一定の３つの速度ｖ１、ｖ２、及びｖ３で駆動される。
【０１３６】
いくつかの例では、区域及び対応する速度の数は、ステープルカートリッジのサイズ及び／又は組織状態に応じて、３よりも多いか又は３未満であり得る。図１８におけるＩ型梁ストロークの区域の位置決めは、単なる一例である。いくつかの例では、異なる区域は、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、エンドエフェクタの長手方向軸２５１５に沿った異なる位置で開始してもよい。
【０１３７】
図１９Ａは、組織状態及び／又はステープルカートリッジのタイプに応じてＩ型梁ストロークを実施するために、６０４１において外科用器具２５００（例えば制御回路２５１０）によって選択され（６０３８）実行され（６０４１）得る制御プログラム又は論理構成のプロセス６１１１の一例を示す、論理フロー図を示す。Ｉ型梁２５１４が最も高い荷重を受ける区域１では、Ｉ型梁２５１４は、一定の又は実質的に一定の低い速度（ｖ１）で駆動される。制御回路２５１０は、区域１の第２の部分（１ｂ）の開始時の所定の位置を表す開始点６１０１（図１８）において速度（ｖ１）に到達するように、モータ２５０４を制御する（６１１４）。制御回路２５１０は、Ｉ型梁２５１４の速度を、開始点６１０１から始まる区域１の残り部分については速度（ｖ１）に維持する（６１１６）。６１１５において、Ｉ型梁２５１４が区域１にある場合、制御回路２５１０は、Ｉ型梁２５１４の速度を速度（ｖ１）に維持する（６１１６）。しかし、Ｉ型梁２５１４がもはや区域１にない場合、制御回路２５１０は、区域２において所定の位置を表す開始点６１０３（図１８）において速度（ｖ２）に到達するように、モータ２５０４を制御する（６１１７）。特に、速度（ｖ１）は例６１０６の一定速度よりも著しく低く、このことにより、例６１１０における発射力（ＦＴＦ）は例６１０６と比べて低減される。
【０１３８】
Ｉ型梁２５１４が中間の荷重を受ける区域２では、Ｉ型梁２５１４は、区域２の残りの部分については、速度（ｖ１）よりも高い一定の又は実質的に一定の速度（ｖ２）に維持される（６１１９）。制御回路２５１０がＩ型梁２５１４が区域２にあると決定する（６１１８）場合、制御回路２５１０は、Ｉ型梁２５１４の速度を速度（ｖ２）に維持する（６１１９）。しかし、Ｉ型梁２５１４がもはや区域２にない場合、制御回路２５１０は、区域３において所定の位置を表す開始点６１０５（図１８）において所定の速度（ｖ３）に到達するように、モータ２５０４を制御する（６１２０）。制御回路２５１０は、Ｉ型梁２５１４がストロークの終了に到達する（６１２２）まで速度（ｖ３）を維持する（６１２１）。
【０１３９】
上記したように、制御回路２５１０は、位置センサ２５３４によって示される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を調節して一定速度を維持することによって、一定速度でＩ型梁２５１４を駆動し得る。
【０１４０】
制御回路２５１０は、区域１の診断の第１の部分（１ａ）の間のＩ型梁２５１４の移動に基づいて、速度（ｖ１）、速度（ｖ２）、及び／又は速度（ｖ３）を選択してもよい。いくつかの例では、制御回路２５１０は、決定されたＩ型梁速度、及び／又は区域１の診断の第１の部分（１ａ）における開ループ部分においてモータ２５０４によって引き込まれた電流（Ｉ）に基づいて、速度（ｖ１）、速度（ｖ２）、及び／又は速度（ｖ３）を選択してもよい。一例では、ルックアップテーブルを用いて、区域１の診断の第１の部分（１ａ）の間のＩ型梁２５１４の移動を表す測定値に基づいて、速度（ｖ１）、速度（ｖ２）、及び／又は速度（ｖ３）を決定することができる。
【０１４１】
一例では、制御回路２５１０は、発射ストロークの１つ以上の先行する区域内のＩ型梁２５１４の移動に基づいて、発射ストロークの区域の一定の又は実質的に一定の速度を選択してもよい。例えば、制御回路２５１０は、第１の区域におけるＩ型梁２５１４の移動に基づいて、第２の又は中間の区域の速度を選択してもよい。また、制御回路２５１０は、第１の区域及び／又は第２の区域におけるＩ型梁２５１４の移動に基づいて、第３区域の速度を選択してもよい。
【０１４２】
図１８の例に示すように、制御回路２５１０は、区域２の初期部分において速度（ｖ１）からより高い速度（ｖ２）への線形の又は実質的に線形の移行を維持するように構成され得る。制御回路２５１０は、速度（ｖ１）からより高い速度（ｖ２）への線形の又は実質的に線形の移行がもたらされるように、一定割合でＩ型梁２５１４の速度を増加させることができる。あるいは、制御回路２５１０は、区域２の初期部分において速度（ｖ１）からより高い速度（ｖ２）への非線形の移行を維持するように構成され得る。
【０１４３】
更に、制御回路２５１０は、区域３の初期部分において速度（ｖ２）からより高い速度（ｖ３）への線形の又は実質的に線形の移行を維持するように構成され得る。制御回路２５１０は、速度（ｖ２）からより高い速度（ｖ３）への線形の又は実質的に線形の移行がもたらされるように、一定割合でＩ型梁２５１４の速度を増加させることができる。あるいは、制御回路２５１０は、区域３の初期部分において速度（ｖ２）からより高い速度（ｖ３）への非線形の移行を維持するように構成され得る。
【０１４４】
図２０の図６２３０に示すように、発射力（ＦＴＦ）は、発射ストローク中にＩ型梁２５１４が前進されるにつれて漸減する。したがって、Ｉ型梁２５１４に加えられる発射力（ＦＴＦ）は、発射ストロークの中間よりも発射ストロークの開始において概して高く、発射ストロークの終了よりも発射ストロークの中間において概して高い。Ｉ型梁２５１４がより高い荷重を受ける発射ストロークの部分において、低下させた又は低いデューティサイクルでモータ２５０４を動作させることにより、モータ２５０４及びエネルギー源２５１２の能力が向上する。上記したように、発射ストローク中にモータ２５０４によって引き込まれる全電流（Ｉ）が低減され、このことによりエネルギー源２５１２の寿命が延びる（図１４）。第２に、荷重の高い発射ストロークの部分において低下させたデューティサイクルでモータ２５０４を動作させることによって、停止しないようにモータ２５０４が保護される。
【０１４５】
いくつかの例では、発射制御プログラムは、発射ストロークに沿ったＩ型梁２５１４の位置に基づいて、モータ２５０４のデューティサイクルの目標値を決定してもよい。図２０は、６０３８で選択された発射制御プログラムによって実施され得る３つの例示的なＩ型梁ストローク６２０６、６２０８、６２１０について、発射ストロークに沿って移動した距離に対するモータ２５０４のデューティサイクルをプロットする図６２００を示す。図６２００では、水平軸６２０２は、発射ストローク変位をミリメートルで表す。垂直軸６２０４は、パーセンテージとして表されるモータ２５０４のデューティサイクルを示す。図示されるように、図２０では、例６２０６、６２０８、６２１０は最初は、発射ストローク距離の区域１の診断の第１の部分（１ａ）において同じデューティサイクルを有する。図２０は、図６２００の例６２０６、６２０８、及び６２１０にそれぞれ対応する例６２０６’、６２０８’、及び６２１０’を含む、図６２３０を示す。図６２００では、水平軸６２３４は時間を秒で表す。垂直軸６２３２は、Ｉ型梁２５１４が発射ストロークを通して前進される際に適用される発射力（ＦＴＦ）を示す。
【０１４６】
図２０の例６２０６では、発射制御プログラムは、モータ２５０４を、所定の一定の又は実質的に一定のデューティサイクルで動作させるように構成されている。この一定のデューティサイクルは、区域１の診断の第１の部分（１ａ）の間のＩ型梁の移動に基づいて選択されてもよい。例６２０６’は、発射ストローク中にモータ２５０４を一定の又は実質的に一定の所定のデューティサイクルで作動させることと関連付けられた、発射力（ＦＴＦ）を表す。
【０１４７】
例６２０８’及び６２１０’の発射力（ＦＴＦ）プロファイルに示すように、荷重又は発射力（ＦＴＦ）を低減するために、６０３８において、図６１００の例６２０８及び６２１０に対応する代替の発射制御プログラムが選択される。図６２３０に示すように、例６２０８’及び６２１０’は、例６２０６’よりも低い発射力（ＦＴＦ）プロファイル、並びに例６２０６’の最大力閾値（Ｆ３）よりも低い最大力閾値（Ｆ１）及び（Ｆ２）を有する。
【０１４８】
例６２１０’は、閉ループでモータ２５０４を動作させることと関連付けられた発射力（ＦＴＦ）プロファイルを表す。ストロークの閉ループ部分の間、制御回路２５１０は、Ｉ型梁２５１４の位置を記述する並進データに基づいて、モータ２５０４のデューティサイクルを調節してもよい。閉ループの間、制御回路２５１０は、Ｉ型梁２５１４が発射ストロークに沿って前進されるにつれてモータ２５０４のデューティサイクルを漸増させるように構成されている。
【０１４９】
制御回路２５１０は、位置センサ２５３４によって示されるＩ型梁２５１４の位置を監視してもよい。位置センサ２５３４からのデータは、モータ２５０４のデューティサイクルを設定するために制御回路２５１０によって用いられ得る。いくつかの例では、モータ２５０４のデューティサイクルは、制御回路２５１０によって１ミリメートルの間隔で変更される。一例では、制御回路２５１０は、Ｉ型梁２５１４が発射ストロークを通して前進される際に、モータ２５０４のデューティサイクルの実質的に線形の増加を維持するように構成されている。
【０１５０】
いくつかの例では、絶対位置決めシステム１１００（図１０〜図１２）を用いて梁２５１４の位置を感知することができ、モータ２５０４のデューティサイクルは、センサ素子１１２６の回転によって評価されるＩ型梁２５１４の位置に基づいて設定することができる。
【０１５１】
いくつかの例では、制御回路２５１０は、Ｉ型梁２５１４が発射ストロークを通して前進されるにつれて、実質的に一定の割合でモータ２０５４のデューティサイクルを増加させるように構成されている。モータ２５０４のデューティサイクルの増加の割合は、区域１の診断の第１の部分（１ａ）における診断時間（ｔ１）中のＩ型梁２５１４の移動に基づいて選択されてもよい。一例では、ルックアップテーブルを用いて、区域１の診断の第１の部分（１ａ）における診断時間（ｔ１）中のＩ型梁２５１４の移動を表す測定値に基づいて、Ｉ型梁２５１４の速度の増加の割合を決定することができる。
【０１５２】
一例では、ルックアップテーブルを用いて、区域１の診断の第１の部分（１ａ）の間のＩ型梁２５１４の移動を表す測定値に基づいて、モータ２５０４のデューティサイクルを決定することができる。制御回路２５１０はまた、組織状態に基づいて、発射ストロークに沿ったＩ型梁２５１４の様々な位置におけるモータ２５０４のデューティサイクルを決定するように構成され得る。上述したように、アンビル２５１６とステープルカートリッジ２５１８との間に存在する組織の厚さ及び／又は靱性などの組織状態は、組織の種類が異なれば呈する抵抗のレベルが異なるため、Ｉ型梁２５１４の移動に影響を及ぼし得る。
【０１５３】
代替の例６２０８’は、発射ストローク内の離散した又は連続した複数の部分又は区域内で、一定の又は実質的に一定の複数のデューティサイクルでモータ２５０４を動作させることと関連付けられた、低減された発射力（ＦＴＦ）プロファイルを表す。図６１００に関連して上述したように、発射ストローク距離は、区域１、区域２、及び区域３の３つの区域に分割される。Ｉ型梁２５１４が区域１において受ける荷重は区域２よりも大きく、Ｉ型梁２５１４が区域２において受ける荷重は区域３よりも大きい。発射力（ＦＴＦ）を低減するために、モータ２５０４を、図２０に示すような、区域１の点６２０１、区域２の点６２０３、及び区域３の点６２０５である所定の位置に設定された、３つの異なるデューティサイクルで動作させる。いくつかの例では、区域及び対応するデューティサイクルの数は、ステープルカートリッジのサイズ及び／又は組織状態に応じて、３よりも多いか又は３未満であり得る。図２０におけるＩ型梁ストロークの区域の位置決めは、一例に過ぎない。いくつかの例では、異なる区域は、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、エンドエフェクタの長手方向軸２５１５に沿った異なる位置で開始してもよい。
【０１５４】
Ｉ型梁２５１４が最も高い荷重を受ける区域１では、モータ２５０４を低いデューティサイクルで動作させる。図２０の例６２０８に示すように、制御回路２５１０は、モータ２５０４のデューティサイクルを、例えば、区域１の第２の部分（１ｂ）の開始時の所定の位置を表す点６２０１から始まる区域１の残りの部分については約４５％に維持するように構成されている。
【０１５５】
Ｉ型梁２５１４が中間の荷重を受ける区域２では、モータ２５０４を、区域１において維持されるデューティサイクルよりも高い中間デューティサイクルで動作させる。区域２の開始時に、制御回路２５１０は、モータ２５０４のデューティサイクルを所定のデューティサイクルまで増加させるように構成されており、このデューティサイクルは、区域２の残りの部分については、制御回路２５１０によって一定の又は実質的に一定の値に維持される。図２０の例６２０８に示すように、制御回路２５１０は、モータ２５０４のデューティサイクルを、例えば、所定の位置を表す点６２０３から始まる区域２の残りの部分については約７５％に維持するように構成されている。
【０１５６】
Ｉ型梁２５１４が最低の荷重を受ける区域３では、モータ２５０４を、区域２において維持されるデューティサイクルよりも高いデューティサイクルで動作させる。区域３の開始時に、制御回路２５１０は、モータ２５０４のデューティサイクルを所定のデューティサイクルまで増加させるように構成されており、このデューティサイクルは、区域３の残りの部分については、制御回路２５１０によって一定の又は実質的に一定の値に維持される。図２０の例６２０８に示すように、制御回路２５１０は、モータ２５０４のデューティサイクルを、例えば、所定の位置を表す点６２０５から始まる区域３の残りの部分については約１００％に維持するように構成されている。
【０１５７】
制御回路２５１０は、区域１の診断の第１の部分（１ａ）の間のＩ型梁２５１４の移動に基づいて、区域１、２、及び３に関するデューティサイクルを選択してもよい。いくつかの例では、制御回路２５１０は、決定されたＩ型梁速度、及び／又は区域１の診断の第１の部分（１ａ）における開ループ部分においてモータ２５０４によって引き込まれた電流（Ｉ）に基づいて、区域１、２、及び３に関するデューティサイクルを選択してもよい。一例では、ルックアップテーブルを用いて、区域１の診断の第１の部分（１ａ）の間のＩ型梁２５１４の移動を表す測定値に基づいて、区域１、２、及び３に関するデューティサイクルを決定することができる。
【０１５８】
例６２０８の発射制御プログラム又は論理構成は、４５％、７５％、及び１００％である一定の又は実質的に一定のデューティサイクルを有する３つのステップを示しているが、本開示では他のデューティサイクルが企図される。一例では、図２１の図６３００に示すように、発射制御プログラムは、発射ストロークの第１の区域内で約３３％のデューティサイクルで、発射ストロークの第２の区域内で約６６％のデューティサイクルで、また発射ストロークの第３の区域内で約１００％のデューティサイクルで、モータ２５０４を動作させることを含んでもよい。異なるデューティサイクルは、例えば、発射ストロークに沿った異なるＩ型梁位置で開始するように設定され得る。
【０１５９】
一例では、制御回路２５１０は、発射ストロークの１つ以上の先行する区域におけるモータ２５０４のデューティサイクルの運動に基づいて、発射ストロークの区域のモータ２５０４の一定の又は実質的に一定のデューティサイクルを選択してもよい。例えば、制御回路２５１０は、第１の区域におけるデューティサイクルに基づいて、第２の又は中間の区域のデューティサイクルを選択してもよい。また、制御回路２５１０は、第１の区域及び／又は第２の区域におけるデューティサイクルに基づいて、第３の区域のデューティサイクルを選択してもよい。
【０１６０】
図６３００は、６０３８で選択された発射制御プログラムによって実施され得る例示的な発射ストローク６３１０の発射ストロークに沿って移動した距離に対するモータ２５０４のデューティサイクルのプロットを示す。図６３００では、水平軸６３０２は、発射ストローク変位をミリメートルで表す。垂直軸６３０４は、パーセンテージとして表されるモータ２５０４のデューティサイクルを示す。図２１に示されるように、例６３１０は、発射ストロークの区域１において約３３％のデューティサイクルで、発射ストロークの区域２において約６６％のデューティサイクルで、また発射ストロークの区域３において約１００％のデューティサイクルで、モータ２５０４を動作させることを示す。本開示では、区域１、区域２、及び／又は区域３におけるデューティサイクルの他の値が企図される。
【０１６１】
一例では、モータ２５０４は、発射ストロークの初期区域内で、約２５％〜約５０％の範囲から選択されるデューティサイクルで動作させることができる。一例では、モータ２５０４は、発射ストロークの中間区域内で、約５０％〜約８０％の範囲から選択されるデューティサイクルで動作させることができる。一例では、モータ２５０４は、発射ストロークの最終区域内で、約７５％〜約１００％の範囲から選択されるデューティサイクルで動作させることができる。
【０１６２】
いくつかの例では、モータ２５０４は、ブラシレス直流（ＤＣ）電気モータであってもよく、モータ駆動信号２５２４は、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。図２１は、例６３１０の区域１、区域２、及び区域３のモータデューティサイクルに対応するパルス幅変調信号を示す例６３６０を示す、図６３５０を更に示す。図６３５０は２つの軸を含む。水平軸６３５４は、発射ストローク変位をミリメートルで表す。垂直軸６３５２はパルス幅変調信号を示す。
【０１６３】
例６３１０の発射制御プログラムは、発射ストロークに沿ったＩ型梁２５１４の位置に応じて、モータ２５０４に供給される信号のパルス幅を変化させることができる。第１のパルス幅は、区域１において維持され得る。第１のパルス幅よりも大きい第２のパルス幅は、区域２において維持され得る。第２のパルス幅よりも大きい第３のパルス幅は、区域３において維持され得る。
【０１６４】
様々な実施例において、発射ストロークの上記した区域１、２、及び３は、距離が等しくても又は実質的に等しくてもよい。換言すれば、３つの区域の各々は、発射ストローク中にＩ型梁２５１４が移動する全距離の約３分の１であり得る。他の例では、発射ストローク距離は、３つよりも多い又は少ない、距離が等しい又は異なる区域に分割することができる。
【０１６５】
図２２を参照すると、図６４００は、閉鎖ストローク中にアンビル２５１６とステープルカートリッジ２５１８との間に把持された組織に対してエンドエフェクタ２５０２を閉じるために加えられる力の例６４０８をプロットしており、この閉鎖力は時間の関数としてプロットされる。図６４００は２つの軸を含む。垂直軸６４０２は、エンドエフェクタ２５０２を閉じる力（ＦＴＣ）をニュートン（Ｎ）で示す。水平軸６４０４は時間を秒で示す。閉鎖ストローク中、閉鎖管２６０は、例えば、上記で参照された米国特許出願公開第２０１４／０２６３５４１号に説明された様式で閉鎖トリガ３２（図１）の作動に応じて、例えばステープルカートリッジ２５１８に対してアンビル２５１６を移動させるために、遠位（方向「ＤＤ」）に並進される。他の例では、閉鎖ストロークは、閉鎖トリガ３２の作動に応じてアンビルに対してステープルカートリッジを移動させることを含む。他の例では、閉鎖ストロークは、閉鎖トリガ３２の作動に応じてステープルカートリッジ及びアンビルを移動させることを含む。
【０１６６】
例６４０８は、エンドエフェクタ２５０２を閉じる力（ＦＴＣ）が、時間（ｔ０）で終了する初期クランプ期間中に増大することを示す。閉じる力（ＦＴＣ）は、時間（ｔ０）において最大力（Ｆ３）に到達する。初期クランプ期間は、例えば約１秒であり得る。発射ストロークを開始する前に待機期間を適用することができる。待機期間によりエンドエフェクタ２５０２によって圧縮された組織からの流体排出が可能になり、これにより、圧縮された組織の厚さが減少し、アンビル２５１６とステープルカートリッジ２５１８との間に生じる間隙が小さくなり、待機期間の終了時に生じる閉鎖力（Ｆ１）が低減される。いくつかの例では、約１０秒〜約２０秒の範囲から選択される待機期間が通常は用いられる。実施例６４０８では、約１５秒の時間が用いられる。待機期間の後に発射ストロークが続き、これは通常は、例えば約３秒〜例えば約５秒の範囲から選択される期間持続する。閉じる力（ＦＴＣ）は、Ｉ型梁２５１４が発射ストロークを通じてエンドエフェクタに対して前進されるにつれて減少する。
【０１６７】
図２２はまた、外科用器具２５００の発射ストローク中にＩ型梁２５１４を前進させるために適用される力の３つの例６４５６、６４５８、６４６０をプロットする、図６４５０を示す。図６４５０は２つの軸を含む。垂直軸６６４５２は、発射ストローク中にＩ型梁２５１４を前進させるために適用される力をニュートン（Ｎ）で示す。Ｉ型梁２５１４は、発射ストローク中にナイフ２５０９を前進させ、ドライバ２５１１を推進して、ステープル２５０５を配備するように構成されている。水平軸６０５０は時間を秒で示す。
【０１６８】
Ｉ型梁２５１４は、開始時間（ｔ＝０）におけるストローク開始位置２５２７（図１３）からストローク終了位置２５２８（図１３）まで前進される。Ｉ型梁２５１４が発射ストロークを通して前進されるにつれ、閉鎖アセンブリはステープルカートリッジ２５１８及びアンビル２５１６の制御を発射アセンブリへと引き渡し、これによって発射力（ＦＴＦ）が増加し、閉じる力（ＦＴＣ）が減少する。
【０１６９】
代替例６４０６では、より剛性の高いアンビル６４１０（図２３）が採用される。例６４０６のアンビル６４１０の剛性は、例６４０８のアンビルの剛性よりも高い。より剛性の高いアンビル６４１０は、例６４０８のアンビルと関連付けられた最大閉鎖力（Ｆ３）及び（Ｆ１）と比較して、時間（ｔ０）においてより大きい最大閉鎖力（Ｆ４）を、及び待機期間終了時においてより大きい最大閉鎖力（Ｆ２）をもたらす。剛性の増大により、例６４０６のアンビル６４１０が圧縮された組織から離れる方に偏向又は屈曲する能力は、例６４０８のアンビルの場合よりも小さい。したがって、例６４０６のアンビル６４１０は、閉鎖ストローク全体にわたって、例６４０８のアンビルよりも大きい荷重を受ける。
【０１７０】
図６４５０の例６４５６及び６４５８は、それぞれ図６４００の例６４０６及び６４０８に対応する発射力（ＦＴＦ）である。例６４０６及び５４５８のより剛性の高いアンビル６４１０は、例６４０８及び６４５６のアンビルよりも大きい閉じる力（ＦＴＣ）プロファイルを受ける一方で、受ける発射力（ＦＴＦ）プロファイルはより小さい。例６４５６及び６４５８において、発射力（ＦＴＦ）プロファイルは、アンビル６４１０の剛性の向上によって約２０％低減される。その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１９年１２月２１日出願の米国特許出願第１５／３８５，９２２号、表題ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＷＩＴＨ  ＭＵＬＴＩＰＬＥ  ＦＡＩＬＵＲＥ  ＲＥＳＰＯＮＳＥ  ＭＯＤＥＳに記載されているように、アンビルの剛性を向上させる際に様々な技法を用いることができる。
【０１７１】
より剛性の高いアンビル６４１０は、アンビルキャップ６４１６がそこへと取り付けられた上部本体部分６４１４を有する、細長いアンビル本体６４１２を有する。図２２に示す態様では、アンビルキャップ６４１６はほぼ矩形の形状であり、かつ外側キャップ周辺部６４１８を有する。アンビルキャップ６４１６の周辺部６４１８は、上部本体部分に形成された対応する形状の開口部を通して挿入され、軸方向に延びるアンビル本体６４１２の内部棚状部上で受けられるように構成されている。アンビル本体６４１２及びアンビルキャップ６４１６は、溶接に寄与する好適な金属から作製されてよい。第１の溶接部６４２０は、アンビルキャップ６４１６のキャップ周辺部６４１８全体の周囲に延びてもよく、又は、アンビルキャップ６４１６の長辺６４２２に沿ってのみ配置され、その遠位端部６４２４及び／若しくは近位端部６４２６には配置されなくてもよい。第１の溶接部６４１８は連続的であってよい、又は不連続的であっても断続的であってもよい。
【０１７２】
例６４５８の効率的な発射力（ＦＴＦ）プロファイルは、例６４６０に示すように、より剛性の高いアンビル６４１０と組み合わせて６０３８（図１７）で選択され得る発射制御プログラムを用いることによって、更に改善することができる。前述の例６１０８、６１１０、６２０８、又は６２１０と関連付けられた発射制御プログラムのいずれも、より効率的な発射力プロファイルを生み出すために、より剛性の高いアンビル６４１０と共に用いることができる。例６４６０の態様では、より剛性の高いアンビル６４１０は、最初により速い速度で、その後より厚い組織に接触するとより遅い速度でＩ型梁２５１４を走行させる発射制御プログラムと組み合わされる。より剛性の高いアンビル６４１０を発射プログラムと組み合わせることによって、例６４５６及び６４５８の対応する時間（ｔ２）、（ｔ３）と比べて、より短い時間（ｔ１）で最大発射力（ＦＴＦ）に達することができる。加えて、この組み合わせにより、例６４５６及び６４５８の対応する時間（ｔ５）及び（ｔ６）と比べて、発射ストロークのストローク終了位置２５２８（図１３）により短い時間（ｔ４）で達することができる。図６４５０に示すように、この組み合わせは、例６４５８の最大（ＦＴＦ）と比較して、最大（ＦＴＦ）の更なる２０％の減少をもたらす。いくつかの例では、選択された発射制御プログラムは、発射ストロークの第１の部分におけるＩ型梁２５１４の速度を、例６４５８に関連して用いられる速度と比べて約１／３低減するように構成されている。
【０１７３】
本明細書に説明される機能又はプロセス６０３０、６１１１、６１３１は、図５及び図６に関連して説明された制御回路７００、図７〜図９に説明された回路８００、８１０、８２０、図１０及び図１２に関連して説明されたマイクロコントローラ１１０４、並びに／又は図１４に説明された制御回路２５１０などの、本明細書に説明された処理回路のうちのいずれかによって実行され得る。
【０１７４】
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。
実施例１．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ように動作可能なモータと、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、を備え、制御回路は、変位部材の少なくとも１つの位置を示す位置センサの位置出力を受信し、位置出力に対応する複数の速度で変位部材を並進させるようモータの速度を制御するように構成されており、複数の速度の各々は所定の区域内で維持される、外科用器具。
【０１７５】
実施例２．制御回路が、第１の区域内の第１の速度及び第２の区域内の第２の速度で変位部材の並進を維持するように構成されており、第２の区域は第１の区域よりも遠位にある、実施例１に記載の外科用器具。
【０１７６】
実施例３．第２の速度は第１の速度よりも大きい、実施例２に記載の外科用器具。
【０１７７】
実施例４．制御回路は、変位部材の並進を第３の区域内で第３の速度に維持するように構成されており、第３の区域は第２の区域よりも遠位にある、実施例３に記載の外科用器具。
【０１７８】
実施例５．第３の速度は第２の速度よりも大きい、実施例４に記載の外科用器具。
【０１７９】
実施例６．制御回路に連結されたタイマー回路を更に備え、タイマー回路は、変位部材の所定の初期位置への並進中に経過した時間を測定するように構成されている、実施例２〜実施例５に記載の外科用器具。
【０１８０】
実施例７．制御回路は、変位部材の所定の初期位置への並進中に経過した時間に基づいて、第１の速度を決定するように構成されている、実施例６に記載の外科用器具。
【０１８１】
実施例８．複数のステープルを収容するステープルカートリッジを備えるエンドエフェクタを更に備え、近位位置から遠位位置への変位部材の並進により、ステープルがステープルカートリッジから配備される、実施例１〜実施例７に記載の外科用器具。
【０１８２】
実施例９．制御回路は、モータが受ける力又は電流に基づいて第１の速度を決定するように構成されている、実施例１〜実施例８に記載の外科用器具。
【０１８３】
実施例１０．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ように動作可能なモータと、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、を備え、制御回路は、変位部材の少なくとも１つの位置を示す位置センサの位置出力を受信し、変位部材の位置に対応する変位部材速度で変位部材を並進させるようモータを駆動するように構成されている、外科用器具。
【０１８４】
実施例１１．制御回路は、変位部材速度を開始速度から線形に増加させるように構成されている、実施例１０に記載の外科用器具。
【０１８５】
実施例１２．制御回路に連結されたタイマー回路を更に備え、タイマー回路は、変位部材の所定の初期位置への並進中に経過した時間を測定するように構成されている、実施例１１に記載の外科用器具。
【０１８６】
実施例１３．制御回路は、変位部材の所定の初期位置への並進中に経過した時間に基づいて、開始速度を決定するように構成されている、実施例１２に記載の外科用器具。
【０１８７】
実施例１４．複数のステープルを収容するステープルカートリッジを備えるエンドエフェクタを更に備え、近位位置から遠位位置への変位部材の並進により、ステープルがステープルカートリッジから配備される、実施例１０〜実施例１３に記載の外科用器具。
【０１８８】
実施例１５．制御回路は、モータが受ける力又は電流に基づいて第１の速度を決定するように構成されている、実施例１０〜実施例１４に記載の外科用器具。
【０１８９】
実施例１６．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ように動作可能なモータと、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、を備え、制御回路は、近位位置と遠位位置との間の距離に沿った変位部材の少なくとも１つの位置を示す位置センサの位置出力を受信し、モータを位置出力に対応する複数のデューティサイクルで駆動するように構成されており、複数のデューティサイクルの各々は近位位置と遠位位置との間の所定の区域内で維持される、外科用器具。
【０１９０】
実施例１７．制御回路は、モータを第１の区域内で第１のデューティサイクルで、また第２の区域内で第２のデューティサイクルで駆動するように構成されており、第２の区域は第１の区域よりも遠位にある、実施例１６に記載の外科用器具。
【０１９１】
実施例１８．第２のデューティサイクルは第１のデューティサイクルよりも大きい、実施例１７に記載の外科用器具。
【０１９２】
実施例１９．制御回路は、モータを第３の区域内で第３のデューティサイクルで駆動するように構成されており、第３の区域は第２の区域よりも遠位にある、実施例１８に記載の外科用器具。
【０１９３】
実施例２０．第３のデューティサイクルは第２のデューティサイクルよりも大きい、実施例１９に記載の外科用器具。
【０１９４】
実施例２１．制御回路に連結されたタイマー回路を更に備え、タイマー回路は、変位部材の所定の初期位置への並進中に経過した時間を測定するように構成されている、実施例１７〜実施例２０に記載の外科用器具。
【０１９５】
実施例２２．制御回路は、変位部材の所定の初期位置への並進中に経過した時間に基づいて、第１のデューティサイクルを決定するように構成されている、実施例２１に記載の外科用器具。
【０１９６】
実施例２３．制御回路は、モータが受ける力又は電流に基づいて第１の速度を決定するように構成されている、実施例１６〜実施例２２に記載の外科用器具。
【０１９７】
〔実施の態様〕
（１）  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ように動作可能なモータと、
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と、を備え、
前記制御回路は、
前記変位部材の少なくとも１つの位置を示す前記位置センサの位置出力を受信し、
前記位置出力に対応する複数の速度で前記変位部材を並進させるよう前記モータの速度を制御するように構成されており、前記複数の速度の各々は所定の区域内で維持される、
外科用器具。
（２）  前記制御回路は、前記変位部材の前記並進を第１の区域内で第１の速度に、また第２の区域内で第２の速度に維持するように構成されており、前記第２の区域は前記第１の区域よりも遠位にある、実施態様１に記載の外科用器具。
（３）  前記第２の速度は前記第１の速度よりも大きい、実施態様２に記載の外科用器具。
（４）  前記制御回路は、前記変位部材の前記並進を第３の区域内で第３の速度に維持するように構成されており、前記第３の区域は前記第２の区域よりも遠位にある、実施態様３に記載の外科用器具。
（５）  前記第３の速度は前記第２の速度よりも大きい、実施態様４に記載の外科用器具。
【０１９８】
（６）  前記制御回路に連結されたタイマー回路を更に備え、前記タイマー回路は、前記変位部材の所定の初期位置への並進中に経過した時間を測定するように構成されている、実施態様２に記載の外科用器具。
（７）  前記制御回路は、前記変位部材の前記所定の初期位置への並進中に経過した前記時間に基づいて、前記第１の速度を決定するように構成されている、実施態様６に記載の外科用器具。
（８）  複数のステープルを収容するステープルカートリッジを備えるエンドエフェクタを更に備え、近位位置から遠位位置への前記変位部材の前記並進により、前記ステープルが前記ステープルカートリッジから配備される、実施態様１に記載の外科用器具。
（９）  前記制御回路は、前記モータが受ける力又は電流に基づいて前記第１の速度を決定するように構成されている、実施態様１に記載の外科用器具。
（１０）  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ように動作可能なモータと、
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と、を備え、
前記制御回路は、
前記変位部材の少なくとも１つの位置を示す前記位置センサの位置出力を受信し、
前記変位部材の前記位置に対応する変位部材速度で前記変位部材を並進させるよう前記モータを駆動するように構成されている、
外科用器具。
【０１９９】
（１１）  前記制御回路は、前記変位部材速度を開始速度から線形に（at a linear rate）増加させ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）  前記制御回路に連結されたタイマー回路を更に備え、前記タイマー回路は、前記変位部材の所定の初期位置への並進中に経過した時間を測定するように構成されている、実施態様１１に記載の外科用器具。
（１３）  前記制御回路は、前記変位部材の前記所定の初期位置への並進中に経過した前記時間に基づいて、前記開始速度を決定するように構成されている、実施態様１２に記載の外科用器具。
（１４）  複数のステープルを収容するステープルカートリッジを備えるエンドエフェクタを更に備え、近位位置から遠位位置への前記変位部材の前記並進により、前記ステープルが前記ステープルカートリッジから配備される、実施態様１０に記載の外科用器具。
（１５）  前記制御回路は、前記モータが受ける力又は電流に基づいて前記第１の速度を決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。
【０２００】
（１６）  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ように動作可能なモータと、
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と、を備え、
前記制御回路は、
近位位置と遠位位置との間の距離に沿った前記変位部材の少なくとも１つの位置を示す前記位置センサの位置出力を受信し、
前記モータを前記位置出力に対応する複数のデューティサイクルで駆動するように構成されており、前記複数のデューティサイクルの各々は前記近位位置と前記遠位位置との間の所定の区域内で維持される、
外科用器具。
（１７）  前記制御回路は、前記モータを第１の区域内で第１のデューティサイクルで、また第２の区域内で第２のデューティサイクルで駆動するように構成されており、前記第２の区域は前記第１の区域よりも遠位にある、実施態様１６に記載の外科用器具。
（１８）  前記第２のデューティサイクルは前記第１のデューティサイクルよりも大きい、実施態様１７に記載の外科用器具。
（１９）  前記制御回路は、前記モータを第３の区域内で第３のデューティサイクルで駆動するように構成されており、前記第３の区域は前記第２の区域よりも遠位にある、実施態様１８に記載の外科用器具。
（２０）  前記第３のデューティサイクルは前記第２のデューティサイクルよりも大きい、実施態様１９に記載の外科用器具。
【０２０１】
（２１）  前記制御回路に連結されたタイマー回路を更に備え、前記タイマー回路は、前記変位部材の所定の初期位置への並進中に経過した時間を測定するように構成されている、実施態様１７に記載の外科用器具。
（２２）  前記制御回路は、前記変位部材の前記所定の初期位置への並進中に経過した前記時間に基づいて、前記第１のデューティサイクルを決定するように構成されている、実施態様２１に記載の外科用器具。
（２３）  前記制御回路は、前記モータが受ける力又は電流に基づいて前記第１の速度を決定するように構成されている、実施態様１６に記載の外科用器具。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図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】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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