(57)【要約】  電動外科用器具において速度を調節する方法が提供される。外科用器具は、外科用器具内で複数の所定の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、変位部材を並進させるように変位部材に結合されたモータと、モータに結合された制御回路と、制御回路に結合され、変位部材の位置を測定するように構成された、位置センサと、制御回路に結合され、経過時間を測定するように構成された、タイマー回路と、を備える。方法は、変位部材の指示速度を設定することと、変位部材の実際の速度を決定することと、変位部材の指示速度と変位部材の実際の速度との間の誤差を決定することと、誤差の大きさに基づいて変位部材の実際の速度を制御することと、を含む。
2020524554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動外科用器具において速度を調節する方法であって、前記外科用器具は、前記外科用器具内で複数の所定の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、前記変位部材を並進させるように前記変位部材に結合されたモータと、前記モータに結合された制御回路と、前記制御回路に結合され、前記変位部材の位置を測定するように構成された、位置センサと、前記制御回路に結合され、経過時間を測定するように構成された、タイマー回路と、を備え、前記方法は、
前記制御回路によって、前記変位部材の指示速度を設定することと、
前記制御回路によって、前記変位部材の実際の速度を決定することと、
前記制御回路によって、前記変位部材の前記指示速度と前記変位部材の前記実際の速度との間の誤差を決定することと、
前記制御回路によって、前記誤差の大きさに基づいて前記変位部材の前記実際の速度を制御することと、を含む、方法。
【請求項２】
前記誤差は、短期誤差（Ｓ）、累積誤差（Ｃ）、変化率誤差（Ｒ）、及びオーバーシュート数誤差（Ｎ）のうちの少なくとも１つに基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記外科用器具はエンドエフェクタを更に備え、前記変位部材は前記エンドエフェクタ内で並進するように構成されている、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記誤差は、所定の時間の増分にわたって決定される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記誤差は、所定の距離の増分にわたって決定される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記制御回路によって、前記変位部材が位置するゾーンを決定することを更に含む、請求項１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】
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こと、又はエンドエフェクタの関節運動速度を制御することは有用であり得る。変位部材の速度は、変位部材の既定の位置間隔にて経過時間を測定することにより、又は既定の時間間隔にて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。このような測定は、組織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のに有用であり得る。組織厚さは、切断部材の予想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。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】
電動外科用ステープル留め及び切断器具の使用中、速度制御システム誤差が、切断部材又は発射部材の指令又は指示速度と実際の測定速度との間で発生し得る可能性がある。従って、特定の時間／距離の増分にわたる、実際の速度と指令又は指示速度との間の差に基づく１つ以上の誤差項の大きさに基づいて発射速度を調節する閉ループフィードバック方法を提供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】
電動外科用器具において速度を調節する方法が提供される。外科用器具は、外科用器具内で複数の所定の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、変位部材を並進させるように変位部材に結合されたモータと、モータに結合された制御回路と、を備える。外科用器具は、制御回路に結合され、変位部材の位置を測定するように構成された位置センサと、制御回路に結合され、経過時間を測定するように構成されたタイマー回路と、を更に備える。方法は、制御回路によって、変位部材の指示速度を設定することと、制御回路によって、変位部材の実際の速度を決定することと、制御回路によって、変位部材の指示速度と変位部材の実際の速度との間の誤差を決定することと、制御回路によって、誤差の大きさに基づいて変位部材の実際の速度を制御することと、を含む、方法。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
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、これら態様は、構成及び動作方法のいずれに関しても、以下の記載を、添付の図面と関連させて参照することにより、より深く理解することができる。
【図１】本開示の一態様による、動作可能に結合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】本発明の一態様による、ハンドル組立体、電源組立体及びハンドル組立体、並びに交換式シャフト組立体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合せ論理回路を示す。
【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】本開示の一態様による、図１の外科用器具の絶対位置調整システムのダイアグラムであり、絶対位置調整システムは、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】本開示の一態様による、制御回路基板組立体及びセンサ構成の各要素の相対的な整合を示す、絶対位置調整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、磁気回転絶対位置調整システムを備える位置センサのダイアグラムである。
【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示す。
【図１５】本開示の一態様に従って実行された、２つの例示的な変位部材ストロークをプロットしたダイアグラムを示す。
【図１６】本開示の一態様による、変位部材の速度（ｖ）を変位部材の変位（δ）の関数として図示するグラフである。
【図１７】本開示の一態様による、変位部材の速度（ｖを変位部材の変位（δ）の関数として図示するグラフである。
【図１８】本開示の一態様による、変位部材の変位（δ）の関数としての変位部材の速度（ｖ）のグラフを示し、指示速度の閾値変化のための条件を図示している。
【図１９】本開示の一態様による、変位部材の指示速度８５０６を変化させるための条件を示すグラフである。
【図２０】本開示の一態様による、変位部材の指示速度と変位部材の実際の速度との間の測定された誤差に基づいて、変位部材の速度を制御するための制御プログラム又は論理構成を図示するプロセスの論理フロー図である。
【図２１】本開示の一態様による、変位部材の指示速度と変位部材の実際の速度との間の測定された誤差に基づいて、変位部材の速度を制御するための制御プログラム又は論理構成を図示する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、変位部材の指示速度と変位部材の実際の速度との間の測定された誤差に基づいて、変位部材の速度を制御するための論理構成の制御プログラムを図示するプロセスの論理フロー図である。
【図２３Ａ】本開示の一態様による、切断縁部を備えるＩビームに結合された発射部材を備えるエンドエフェクタを示す。
【図２３Ｂ】本開示の一態様による、頂部ピンがＴ字形スロット内に係合された状態で、Ｉビームが傾斜部の頂部において目標位置に位置しているエンドエフェクタを示す。
【図２４】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表される、Ｉビームの発射ストロークを表す。
【図２５】本開示の一態様による、時間（上部グラフ）の関数としてのＩビームストローク変位と、時間（下部グラフ）の関数としての予想される発射力とを比較するグラフ表示である。
【図２６】本開示の一態様による、Ｉビームストローク（上部グラフ）の設定変位間隔の関数としての組織厚さ、Ｉビームストローク（上から２つ目のグラフ）の設定変位間隔の関数としての発射力、Ｉビームストローク（上から３つ目のグラフ）の設定変位間隔の関数としての動的時間チェック、Ｉビームストローク（下部グラフ）の設定変位間隔の関数としてのＩビームの設定速度、を比較するグラフ表示である。
【図２７】本開示の一態様による、時間の関数としての発射力のグラフ表示であり、低速、中速、及び高速のＩビーム変位速度を比較している。
【図２８】本開示の一態様による、初期発射段階における指令速度を制御するための制御プログラム又は論理構成を図示するプロセスの論理フロー図である。
【図２９】本開示の一態様による、動的発射段階における指令速度を制御するための制御プログラム又は論理構成を図示するプロセスの論理フロー図である。
【図３０Ａ】本開示の一態様による、切断縁部を備えるＩビームに結合された発射部材を備えるエンドエフェクタを示す。
【図３０Ｂ】本開示の一態様による、頂部ピンがＴ字形スロット内に係合された状態で、Ｉビームが傾斜部の頂部において目標位置に位置しているエンドエフェクタを示す。
【図３１】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表された、Ｉビームの発射ストロークを表す。
【図３２】本開示の一態様による、Ｉビームストローク（上部グラフ）の設定時間間隔の関数としての組織厚さ、Ｉビームストローク（上から２つ目のグラフ）の設定時間間隔の関数としての発射力、Ｉビームストローク（上から３つ目のグラフ）の設定時間間隔の関数としての動的時間チェック、Ｉビームストローク（下部グラフ）の設定時間間隔の関数としてのＩビームの設定速度、を比較するグラフ表示である。
【図３３】本開示の一態様による、時間の関数としての発射力のグラフ表示であり、低速、中速、及び高速のＩビーム変位速度を比較している。
【図３４】本開示の一態様による、初期発射段階における指令速度を制御するための制御プログラム又は論理構成を図示するプロセスの論理フロー図である。
【図３５】本開示の一態様による、動的発射段階における指令速度を制御するための制御プログラム又は論理構成を図示するプロセスの論理フロー図である。
【図３６Ａ】本開示の一態様による、切断縁部を備えるＩビームに結合された発射部材を備えるエンドエフェクタを示す。
【図３６Ｂ】本開示の一態様による、頂部ピンがＴ字形スロット内に係合された状態で、Ｉビームが傾斜部の頂部において目標位置に位置しているエンドエフェクタを示す。
【図３７】本開示の一態様による、外科用器具１０（図１）と共に用いてもよいねじ駆動システム１０４７０を示す。
【図３８】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表された、Ｉビームの発射ストロークを表す。
【図３９】本開示の一態様による、時間（上部グラフ）の関数としてのＩビームストローク変位と、時間（下部グラフ）の関数としての予想される発射力とを比較するグラフ表示である。
【図４０】本開示の一態様による、Ｉビームストローク（上部グラフ）の設定回転間隔の関数としての組織厚さ、Ｉビームストローク（上から２つ目のグラフ）の設定回転間隔の関数としての発射力、Ｉビームストローク（上から３つ目のグラフ）の設定回転間隔の関数としての動的時間チェック、Ｉビームストローク（下部グラフ）の設定回転間隔の関数としてのＩビームの設定速度、を比較するグラフ表示である。
【図４１】本開示の一態様による、時間の関数としての発射力のグラフ表示であり、低速、中速、及び高速のＩビーム変位速度を比較している。
【図４２】本開示の一態様による、初期発射段階における指令速度を制御するための制御プログラム又は論理構成を図示するプロセスの論理フロー図である。
【図４３】本開示の一態様による、動的発射段階における指令速度を制御するための制御プログラム又は論理構成を図示するプロセスの論理フロー図である。
【図４４】本開示の一態様による、外科用器具の斜視図である。
【図４５】本開示の一態様による、図４４に示す外科用器具のディスプレイ部分の詳細図である。
【図４６】本開示の一態様による、ディスプレイ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４７】本開示の一態様による、速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図４８】本開示の一態様による、速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図４９】本開示の一態様による、自動モードを示す速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図５０】本開示の一態様による、自動モードを示す速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図５１】本開示の一態様による、自動モードを示す速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図５２】本開示の一態様による、自動モードを示す速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図５３】本開示の一態様による、手動モードを示す速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図５４】本開示の一態様による、手動モードを示す速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図５５】本開示の一態様による、自動モードを示す速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図５６】本開示の一態様による、速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図５７】本開示の一態様による、速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図５８】本開示の一態様による、速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図５９】本開示の一態様による、速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図６０】本開示の一態様による、速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図６１】本開示の一態様による、速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図６２】本開示の一態様による、速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図６３】本開示の一態様による、速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図６４】本開示の一態様による、速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図６５】本開示の一態様による、速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図６６】本開示の一態様による、速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図６７】本開示の一態様による、速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図６８】本開示の一態様による、速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図６９】本開示の一態様による、速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図７０】本開示の一態様による、速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図７１】本開示の一態様による、速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図７２】本開示の一態様による、速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図７３】本開示の一態様による、速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図７４】本開示の一態様による、指令速度及び実際の速度を示す速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図７５】本開示の一態様による、指令速度及び実際の速度を示す速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図７６】本開示の一態様による、指令速度及び実際の速度を示す速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図７７】本開示の一態様による、速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図７８】本開示の一態様による、速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図７９】本開示の一態様による、速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図８０】本開示の一態様による、速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図８１】本開示の一態様による、温度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図８２】本開示の一態様による、外科用器具の斜視図である。
【図８３】本開示の一態様による、図８２に示す外科用器具のディスプレイ部分の詳細図である。
【図８４】本開示の一態様による、ディスプレイ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８５】本開示の一態様による、速度フィードバック画面を示すディスプレイである。
【図８６】本開示の一態様による、速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図８７】図８２に示す外科用器具のハウジング上に配置されたスイッチである。
【図８８】ディスプレイが選択メニューオプションをどのようにハイライトするかの様々な方法を表すチャートである。
【図８９】本開示の一態様による、手動高速モードを示す速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図９０】本開示の一態様による、手動高速モードを示す速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図９１】本開示の一態様による、手動高速モードを示す速度フィードバック画面を図示するディスプレイである。
【図９２】本開示の一態様による、電池状態に基づいてモータ速度を制御するための制御プログラム又は論理構成を図示するプロセスの論理フロー図である。
【図９３】本開示の一態様による、正常発射サイクル中の停動状態に基づいてモータ速度を制御するための制御プログラム又は論理構成を図示するプロセスの論理フロー図である。
【図９４】本開示の一態様による、手動モード中にモータ速度を制御するための制御プログラム又は論理構成を図示するプロセスの論理フロー図である。
【図９５】本開示の一態様による、正常発射サイクル中に、停動状態に基づいてモータ速度を制御し、発射サイクルにおいて強制一時停止を実装するための制御プログラム又は論理構成を図示するプロセスの論理フロー図である。
【図９６】本開示の一態様による、正常発射中の停動状態に基づいてモータ速度を制御し、いったん発射サイクルが再開されたら、速度を１レベル低減させるための制御プログラム又は論理構成を図示するプロセスの論理フロー図である。
【図９７】本開示の一態様による、手動モードにおける正常発射サイクル中に、停動状態に基づいてモータ速度を制御し、発射サイクルがいったん再開されたら、速度を１レベル低減させるための制御プログラム又は論理構成を図示するプロセスの論理フロー図である。
【図９８】本開示の一態様による、正常発射サイクル中に、停動状態に基づいてモータ速度を制御し、ユーザが発射トリガを解放するまで発射サイクルを一時停止させるための制御プログラム又は論理構成を図示するプロセスの論理フロー図である。
【図９９】本開示の一態様による、速度間の移行の間にモータ速度を制御するための制御プログラム又は論理構成を図示するプロセスの論理フロー図である。
【図１００】本開示の一態様による、時間又は距離の特定の増分にわたる、変位部材の実際の速度と、変位部材の指令又は指示速度との間の差に基づく、１つ以上の誤差項の大きさに基づいて、変位部材の速度を調節するための制御プログラム又は論理構成のプロセスを図示する論理フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
代理人整理番号ＥＮＤ８１９７ＵＳＮＰ／１７００６０、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  ＶＥＬＯＣＩＴＹ  ＯＦ  Ａ  ＤＩＳＰＬＡＣＥＭＥＮＴ  ＭＥＭＢＥＲ  ＯＦ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＡＮＤ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【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、これらは、それぞれの内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。１つの実施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、修正形態及び変形形態は、本開示の範囲内にある。
【００３０】
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する用語であり、「近位」は臨床医により近い部分を指し、「遠位」は、臨床医からより遠い部分を指す。外科用器具は様々な向き及び位置で使用され得るので、便宜上、図面に関して使用される空間的な用語「垂直」、「水平」、「上」、及び「下」は、限定及び／又は絶対的であることを意図していない。
【００３１】
腹腔鏡下及び低侵襲性の外科的処置を行うための、例示的な装置及び方法が提供される。しかし、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。器具の作用部分、すなわちエンドエフェクタ部分は、体内に直接に挿入することができ、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前進させ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ができる。
【００３２】
図１〜図４は、再使用されてもよく又はされなくてもよい、切断及び締結用のモータ駆動式外科用器具１０を示す。図示した実施例では、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が動作可能に結合されている、交換式シャフト組立体２００に動作可能に取り付けられ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組立体が、ロボット制御された外科用システムと関連させて効果的に使用され得る。従って、「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又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、その全体が参照として本明細書に組み込まれる、米国特許第９，０７２，５３５号、題名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。
【００３３】
図１は、本開示の一態様による、動作可能に結合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はエンドエフェクタ３００を含み、エンドエフェクタ３００は、外科用ステープルカートリッジ３０４を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その中に備える。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もよく、交換式シャフト組立体は、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を含み、様々なシャフト長さ、サイズ及び種類を有する。ハウジング１２は、様々な交換式シャフト組立体と共に用いられてもよく、交換式シャフト組立体は、様々な外科的用途及び処置に関連して用いるように適合されたエンドエフェクタ構成に対して、高周波（ＲＦ）エネルギー、超音波エネルギー、及び／又は運動などの、他の運動及びエネルギー形態を印加するように構成された組立体を含む。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、組織を締結するために任意の好適な締結具を利用できる。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及び／又は装着され得る。
【００３４】
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、１８を備え得る。ハンドルハウジングセグメント１６、１８は協働して、臨床医によって把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。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、駆動システムは、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、制御運動を生成及び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の下方に設けられてもよい。
【００３５】
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、「第１の」、すなわ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、閉鎖駆動システムは、交換式シャフト組立体２００に対して閉鎖及び開放運動を適用することができる。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に枢動可能に結合されて、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。臨床医がハンドル組立体１４のピストルグリップ部分１９を把持する場合に、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枢動できる。
【００３６】
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てもよく、発射駆動システム８０は、それに取り付けられた交換式シャフト組立体の対応する部分に対して発射運動を適用するように構成されていてもよい。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の最大回転スピードを有するブラシ付きＤＣモータであってもよい。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、取り外し可能な電源パック９２を備え得る電源９０によって給電されてもよい。取り外し可能な電源パック９２は、遠位ハウジング部分９６に取り付け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もよい。遠位ハウジング部分９６は、制御回路基板１００に取り外し可能かつ動作可能に取り付けられるように構成され、制御回路基板１００は電気モータ８２に動作可能に結合されている。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に電気的に結合されている。ディスプレイ４３を暴露させるために、カバー４５を取り除いてもよい。
【００３７】
電気モータ８２は、長手方向に移動可能な駆動部材１２０上にある駆動歯１２２の組又はラックと噛合係合して装着さ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する、回転式シャフト（図示せず）を含み得る。長手方向に移動可能な駆動部材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の、その上に形成された駆動歯１２２のラックを有する。
【００３８】
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、長手方向に移動可能な駆動部材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、長手方向に移動可能な駆動部材１２０は、近位方向「ＰＤ」に軸方向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に印加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、長手方向に移動可能な駆動部材１２０の位置、及び／又は長手方向に移動可能な駆動部材１２０が動か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。
【００３９】
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を枢動してもよい。
【００４０】
図１に戻ると、交換式シャフト組立体２００はエンドエフェクタ３００を含み、エンドエフェクタ３００はその中に、外科用ステープルカートリッジ３０４を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、その全体が参照として本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第２０１４／０２６３５４１号、題名ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＡＢＬＥ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ  ＡＮ  ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＩＯＮ  ＬＯＣＫ、に記述されている。交換式シャフト組立体２００は、ノズル部分２０２、２０３から構成される近位ハウジング又はノズル２０１を含んでもよい。交換式シャフト組立体２００は、シャフト軸線ＳＡに沿って延びる閉鎖管２６０を含んでもよく、閉鎖チューブ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。
【００４１】
図１に戻ると、前述の参考文献である米国特許出願公開第２０１４／０２６３５４１号に記載されている方法で、例えば、閉鎖トリガ３２の作動に応じて、閉鎖管２６０を遠位方向（方向「ＤＤ」）に並進させてアンビル３０６が閉鎖される。アンビル３０６は、閉鎖管２６０を近位方向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、その近位位置へと動かされる。
【００４２】
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内部で軸方向移動するように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に取り付けるよう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のシャフト組立体」と呼ばれる場合もある。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を収容す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２８２は、それらの間の相対移動が可能なように構成されてもよく、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を動かさずに、又は少なくとも実質的に動かさずに、発射部材２２０の中間発射シャフト２２２が、エンドエフェクタ３００を関節継手２７０の周りに関節運動させることを可能にし得る。いったんエンドエフェクタ３００が適切に向けられたら、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を遠位方向に前進させて、ナイフバー２８０を前進させ、チャネル３０２内に位置するステープルカートリッジを発射することができる。スパイン２１０は内部に細長い開口部又は窓２１３を有して、スパイン２１０の中への中間発射シャフト２２２の組み付け及び挿入を容易にしている。いったん中間発射シャフト２２２が挿入されたら、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を中に囲い込んでもよい。発射部材２２０の動作は、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、発射部材２２０と、スパイン２１０の周りに延びる閉鎖管２６０とを摺動可能に支持するように構成され得る。スパイン２１０は、関節運動ドライバ２３０を摺動可能に支持してもよい。
【００４３】
交換式シャフト組立体２００は、関節運動ドライバ２３０を発射部材２２０に選択的かつ取り外し可能に結合させるように構成されたクラッチ組立体４００を含み得る。クラッチ組立体４００は、発射部材２２０の周りに位置付けられるロックカラー又はロックスリーブ４０２を含み、ロックスリーブ４０２は、ロックスリーブ４０２が関節運動ドライバ２３０を発射部材２２０に結合する係合位置と、関節運動ドライバ２３０が発射部材２２０に動作可能に結合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場合は、発射部材２２０の遠位方向移動によって、関節運動ドライバ２３０を遠位方向に動かすことができ、それに対応して、発射部材２２０の近位方向移動によって、関節運動ドライバ２３０を近位方向に動かすことができる。ロックスリーブ４０２がその係合解除位置にある場合は、発射部材２２０の移動は関節運動ドライバ２３０に伝達されず、その結果、発射部材２２０を関節運動ドライバ２３０とは無関係に動かすことができる。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させるために用いることができる。
【００４４】
交換式シャフト組立体２００は、スリップリング組立体６００を備えることができ、スリップリングアセンブリ６００は、例えば、エンドエフェクタ３００に及び／若しくはエンドエフェクタ３００から電力を伝え、並びに／又は、エンドエフェクタ３００に及び／若しくはエンドエフェクタ３００から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は、ノズル部分２０２、２０３内に画定されたスロットの内部に配置された近位コネクタフランジ６０４及び遠位コネクタフランジ６０１を備え得る。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の面に隣接して配置され、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（図１）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。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のうちの１つに対応し、それと電気的に接触している。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、導体６０２をシャフト回路基板と通信させることができる、電気コネクタ６０６を含み得る。少なくとも一事例では、複数の伝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てもよい。「ＳＴＡＰＬＥ  ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ  ＴＩＳＳＵＥ  ＴＨＩＣＫＮＥＳＳ  ＳＥＮＳＯＲ  ＳＹＳＴＥＭ」と題する、米国特許出願公開第２０１４／０２６３５５１号が、その全体が参照として本明細書に組み込まれる。「ＳＴＡＰＬＥ  ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ  ＴＩＳＳＵＥ  ＴＨＩＣＫＮＥＳＳ  ＳＥＮＳＯＲ  ＳＹＳＴＥＭ」と題する、米国特許出願公開第２０１４／０２６３５５２号が、その全体が参照として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が、米国特許出願公開第２０１４／０２６３５４１号に見出され得る。
【００４５】
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。
【００４６】
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に結合されてもよい。アンビル３０６から延びるピン１５２を収容するように、細長いチャネル３０２内にアパーチャ１９９を画定することができて、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の中へと長手方向に並進するように構成される。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ビーム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の遠位方向に突出する端部は、Ｉビーム１７８に取り付けることができて、アンビル３０６が閉位置にある場合に、細長いチャネル３０２内に配置された外科用ステープルカートリッジ３０４から間隔を空けてアンビル３０６を配置する手助けをすることができる。Ｉビーム１７８は、Ｉビーム１７８を発射バー１７２によって遠位方向に前進させながら組織を切るための鋭利な切断縁部１８２を含んでもよい。動作時に、Ｉビーム１７８は、外科用ステープルカートリッジ３０４を発射してもよい。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、対応する上向きに開いたステープルキャビティ１９５内に保持する成形されたカートリッジ本体１９４を含むことができる。楔形スレッド１９０は、Ｉビーム１７８によって遠位方向に駆動され、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。Ｉビーム１７８の切断縁部１８２がクランプされた組織を切る間に、楔形スレッド１９０は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を追い出して変形させてアンビル３０６と接触させる。
【００４７】
Ｉビーム１７８は、発射の間に、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ビーム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の一部分に係合するために、中央ピン１８４及び底部フット１８６を含んでもよい。外科用ステープルカートリッジ３０４が細長いチャネル３０２内に配置される場合、カートリッジ本体１９４内に画定されたスロット１９３を、カートリッジトレイ１９６内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内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。使用時は、Ｉビーム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ビーム１７８の底部フット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が遠位方向へと前進して、外科用ステープルカートリッジ３０４からステープルを発射し、及び／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際に、Ｉビーム１７８は、アンビル３０６と外科用ステープルカートリッジ３０４との間の間隔を空けるか、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ビーム１７８を近位方向へと後退させ、それによりアンビル３０６が開かれ、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可能になる。
【００４８】
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、モータドライバ７１５によって制御されることができ、外科用器具１０の発射システムによって用いられることができるモータ７１４を含んでもよい。様々な形態において、モータ７１４は、約２５，０００ＲＰＭの最大回転スピードを有するブラシ付きＤＣ駆動モータであってもよい。他の構成では、モータ７１４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を含んでもよい。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の、ハンドル組立体２００に取り外し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み得る電池を備えてもよい。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もよい。少なくとも１つの例では、電池セルは、電源組立体７０６に別個に結合可能なリチウムイオン電池であってもよい。
【００４９】
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に結合されている一方で、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を含んでもよい。例えば、インターフェースは、対応するシャフト組立体電気コネクタとの結合係合のための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、対応する電源組立体電気コネクタとの結合係合のための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とを含んで、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に結合されている間に、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してもよい。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に通信することができる。それに応じて、更に詳細に後述するように、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、電源組立体７０６の電池の電力出力を変調してもよい。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の機械的結合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ってもよい。
【００５０】
インターフェースは、例えば、ハンドル組立体７０２内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はハンドル組立体７０２に結合されている一方で、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との間の直接通信回線を容易にし得る。
【００５１】
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もよい。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の電気的消去書き込み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。
【００５２】
安全コントローラは、やはりＴｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製の商標名Ｈｅｒｃｕｌｅｓ  ＡＲＭ  Ｃｏｒｔｅｘ  Ｒ４で知られているＴＭＳ５７０及びＲＭ４ｘなどの２つのコントローラベースファミリーを備える安全コントローラプラットフォームであってもよい。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。
【００５３】
電源組立体７０６は、電力管理コントローラ７１６を備え得る電力管理回路、電力変調器７３８、及び電流センス回路７３６を含んでもよい。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に結合されている一方で、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することができ、電流センス回路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に提供するために、電源組立体７０６の電力出力を監視するように用いることができ、それにより、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格納し得る１つ以上のプロセッサ及び／又はメモリ装置を備え得る。
【００５４】
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を備えてもよい。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を備えてもよい。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。代わりに、出力装置７４２を電源組立体７０６に組み込むことができる。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に結合されている間は、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。
【００５５】
制御回路７００は、動力式外科用器具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に結合されてもよい。メインコントローラ７１７はまた、フラッシュメモリに結合されている。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結合された、複数の入力を備える。セグメント化回路は、例えば、動力式外科用器具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場合、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デバイスを含むことを理解すきである。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、メモリに格納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。
【００５６】
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、動力式外科用器具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が、スリープモードに出入りする移行、動力式外科用器具の向きの識別、及び／又は外科用器具が落下した場合の識別に使用されてもよい。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に結合されている。
【００５７】
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に結合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をディスプレイに結合させる。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配置されてもよい。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）、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てもよい。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結合されている。
【００５８】
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）に結合されている、交換式シャフト組立体２００（図１及び図３）用の制御部、及び／又は、交換式シャフト組立体２００に結合されたエンドエフェクタ３００用の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に結合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に結合されてもよく、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、動力式外科用器具１０とインターフェースされ得る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。
【００５９】
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、交換式シャフト組立体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に結合されてもよい。
【００６０】
モータ回路セグメント（セグメント７）は、動力式外科用器具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）及びモータ制御部を備える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に結合されている。Ｈブリッジドライバはまた、安全コントローラに結合されている。モータ電流センサは、モータの電流引き込みを測定するために、モータと直列に結合されている。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）フィルタに結合されている。
【００６１】
モータ制御部は、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の状態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制御部に提供する。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供給するように構成される。
【００６２】
電力セグメント（セグメント８）は、安全コントローラに結合された電池、メインコントローラ７１７、及び追加の回路セグメントを備える。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結合されている。電流センサは、セグメント化回路の合計電流引き込み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、例えば最大１３Ｖなど、既定値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、電力消費が多い動作の間、追加の電圧及び／又は電流を供給し、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。
【００６３】
複数のスイッチが、安全コントローラ及び／又はメインコントローラ７１７に結合されている。スイッチは、外科用器具１０（図１〜図４）、及びセグメント化回路の動作を制御し、及び／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が、緊急離脱ドアの状態を示すように構成されている。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に結合されている。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、左側屈曲式コネクタによってメインコントローラ７１７に結合されている。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、右側屈曲式コネクタによってメインコントローラ７１７に結合されている。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が、メインコントローラ７１７に結合されている。
【００６４】
任意の好適な機械的、電気機械的、又は固体スイッチを用いて、複数のスイッチを任意の組合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）に関連付けられた構成要素の動きによって、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、一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した場合、デバイスは接点を動作させて電気的接続を形成させるか又は切断させる。リミットスイッチは、その堅牢さ、設置の容易さ、及び動作信頼性ゆえに、様々な用途及び環境で使用される。リミットスイッチは、物体の有無、通過、配置、及び移動終了を決定することができる。他の実装形態では、スイッチは磁場の影響下で動作する固体スイッチ、とりわけ、ホール効果デバイス、磁気抵抗（ＭＲ）デバイス、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）デバイス、磁力計であってもよい。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固体スイッチであってもよい。やはり、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（ＭＯＳＦＥＴ）、バイポーラ等）などの固体装置であってもよい。他のスイッチは、とりわけ、無線スイッチ、超音波スイッチ、加速度計、慣性センサを含んでもよい。
【００６５】
図６は、本発明の一態様による、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含み得る電力管理回路７３４、電力変調器７３８、及び電流センス回路７３６を含んでもよい。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に結合されている間に、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することができ、電流センス回路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に提供するために、電源組立体７０６の電力出力を監視するように用いることができ、それにより、電力管理コントローラ７１６は、電源組立体７０６の電力出力を調節して、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、不揮発性メモリ７２１に結合されたシャフトプロセッサ７１９と、シャフト組立体７０４をハンドル組立体７０２に電気的に結合させるシャフト組立体コネクタ７２８とを備える。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。
【００６６】
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与える出力装置７４２を備えてもよい。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を備えてもよい。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を電源組立体７０６に組み込むことができる。交換式シャフト組立体７０４がハンドル組立体７０２に結合されている間は、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（図５Ａ、図５Ｂ及び図６）について説明したので、ここで本開示は、外科用器具１０（図１〜図４）の様々な構成及び制御回路７００に移る。
【００６７】
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に結合された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得る。メモリ回路８０４は、プロセッサ８０２によって実行された場合、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格納する。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の任意の１つであってもよい。メモリ回路８０４は、揮発性及び不揮発性の記憶媒体を含んでもよい。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もよい。
【００６８】
図８は、本開示の一態様による、外科用器具１０（図１〜図４）又はツールの態様を制御するように構成された組合せ論理回路８１０を示す。組合せ論理回路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、外科用器具１０と関連付けられたデータを入力８１４において受信し、組合せ論理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合せ論理回路８１２を含む有限状態マシンを含み得る。
【００６９】
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又は組合せ論理回路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、組合せ論理回路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。特定の場合には、順序論理回路８２０は、同期式又は非同期式であってもよい。組合せ論理回路８２２は、外科用器具１０と関連付けられたデータを入力８２６において受信し、組合せ論理回路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、本明細書の様々なプロセスを実装するために、プロセッサ８０２と有限状態マシンとの組合せを備えてもよい。他の態様では、有限状態マシンは、組合せ論理回路８１０と順序論理回路８２０との組合せを含んでもよい。
【００７０】
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。
【００７１】
図１０は、本開示の一態様による、図１の外科用器具１０（図１〜図４）の絶対位置調整システム１１００のダイアグラムであり、絶対位置調整システム１１００は、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。絶対位置調整システム１１００用のセンサ構成１１０２は、変位部材１１１１の位置に対応する固有の位置信号を供給する。図２〜図４を簡略的に参照すると、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に移動可能な駆動部材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）及びＩビーム１７８（図４）を表し、これらの各々が駆動歯のラックを含むように適合され構成され得る。それに応じて、本明細書で使用する場合、変位部材という用語は、駆動部材１２０、発射部材２２０、発射バー１７２、Ｉビーム１７８、又は変位され得る任意の要素など、外科用器具１０の任意の移動可能な部材を総称して指すために使用される。一態様では、長手方向に移動可能な駆動部材１２０は、発射部材２２０、発射バー１７２、及びＩビーム１７８に結合される。それに応じて、絶対位置調整システム１１００は、実質的に、長手方向に移動可能な駆動部材１２０の変位を追跡することによって、Ｉビーム１７８の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、変位を測定するのに好適な任意のセンサに結合されてもよい。従って、長手方向に移動可能な駆動部材１２０、発射部材２２０、発射バー１７２、又はＩビーム１７８、又は組合せは、任意の好適な変位センサに結合されてもよい。変位センサは、接触式又は非接触式の変位センサを含んでもよい。変位センサは、線形可変差動変圧器（linear variable differential transformers、ＬＶＤＴ）、差動可変磁気抵抗変換器（differential variable reluctance transducers、ＤＶＲＴ）、スライドポテンショメータ、可動磁石と直線状に配置された一連のホール効果センサとを備える磁気感知システム、固定磁石と直線状に配置された一連の可動ホール効果センサとを備える磁気感知システム、可動光源と直線状に配置された一連の光ダイオード若しくは光検出器とを備える光学検出システム、固定光源と直線上に配置された一連の可動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、又はこれらの任意の組合せを含んでもよい。
【００７２】
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して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する回転式シャフト１１１６を含んでもよい。センサ要素１１２６は、センサ要素１１２６の１旋回が、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に動作可能に結合されてもよい。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リニアアクチュエータに、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、絶対位置調整システム１１００に電力を供給し、出力インジケータ１１２８は、絶対位置調整システム１１００の出力を表示してもよい。図２において、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と噛合係合するように、その上に形成された駆動歯１２２のラックを備える長手方向に移動可能な駆動部材１２０を表す。変位部材１１１１は、長手方向に移動可能な発射部材２２０、発射バー１７２、Ｉビーム１７８、又はこれらの組合せを表す。
【００７３】
位置センサ１１１２に関連付けられたセンサ要素１１２６の１旋回は、変位部材１１１１の長手方向変位ｄ１と同等であり、ここで、ｄ１は、変位部材１１１１に結合したセンサ要素１１２６が１旋回した後に、変位部材１１１１が点「ａ」から点「ｂ」まで動く長手方向の直線距離である。センサ構成１１０２は、変位部材１１１１のフルストロークに対して、位置センサ１１１２が１回以上の旋回を完了する結果をもたらすギヤ減速機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旋回を完了し得る。
【００７４】
位置センサ１１１２の２回以上の旋回に対する固有の位置信号を適用するために、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、又はギヤ減速機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はロジックを適用して、変位部材１１１１の長手方向変位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合せを出力する、磁気センサ、電位差計のような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。
【００７５】
絶対位置調整システム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測する従来の回転エンコーダで必要となり得るような、リセット（ゼロ又はホーム）位置への変位部材１１１１の後退又は前進なしで、器具の電源投入時点で、変位部材１１１１の絶対位置を提供する。
【００７６】
コントローラ１１０４は、ナイフ及び関節運動システムのスピード及び位置に対する精密な制御など、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、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連結部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。絶対位置調整システム１１００で使用するために、他のモータドライバで簡単に置き換えられ得る。絶対位置調整システム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、題名ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＡＮＤ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ、に記載されている。
【００７７】
コントローラ１１０４は、変位部材１１１１及び関節運動システムのスピード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影響を検知することができる。
【００７８】
絶対位置調整システム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／又はこれら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によって測定される位置に加えて、物理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、絶対位置調整システム１１００はデジタルデータ取得システムに結合され、そこで絶対位置調整システム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。絶対位置調整システム１１００は、加重平均、及び計算された応答を測定された応答に向けて駆動する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、比較及び組合せ回路を備えてもよい。入力を知ることによって物理システムの状態及び出力がどのようになるかを予測するために、物理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）。
【００７９】
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モータなどの誘導負荷に対して特別に設計された外部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、最小７Ｖの電池電圧に対してフル（＞１０Ｖ）ゲート駆動をもたらし、Ａ３９４１が最小５．５Ｖでの低減された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に必要な上述の電池供給電圧を供給するためにブートストラップコンデンサが使用されてもよい。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。絶対位置調整システム１１００で使用するために、他のモータドライバで簡単に置き換えられ得る。
【００８０】
センサ構成１１０２用の絶対位置調整システム１１００の態様を実装するための全般的なアーキテクチャについて説明したので、ここで、絶対位置調整システム１１００のセンサ構成１１０２の一態様について説明するために、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及びセンサ構成１１０２の各要素の相対的な配列を示す、絶対位置調整システム１１００用のセンサ構成１１０２の分解斜視図である。絶対位置調整システム１１００のためのセンサ構成１１０２は、位置センサ１２００、磁石１２０２センサ要素、変位部材１１１１のフルストロークごとに１回転する磁石ホルダ１２０４、及びギヤ減速機を提供するギヤアセンブリ１２０６を備える。図２を簡略的に参照すると、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を備える長手方向に移動可能な駆動部材１２０を表す。図１１に戻ると、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要素を備え、磁石１２０２に近接して定置されている。磁石１２０２が回転するにつれて、位置センサ１２００の磁気感知要素は、１旋回にわたって磁石１２０２の絶対角度位置を判定する。
【００８１】
センサ構成１１０２は、例えば、全磁場を測定するか磁場のベクトル成分を測定するかによ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。
【００８２】
ギヤアセンブリは、噛合係合し３：１のギヤ比接続を提供する第１のギヤ１２０８及び第２のギヤ１２１０を備える。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に示すように１２０）と噛合係合しており、変位部材１１１１が遠位方向Ｄに前進するにつれて第１の方向に回転し、変位部材１１１１が近位方向Ｐに後退するにつれて第２の方向に回転する。第２のギヤ１２１０もまた、シャフト１２１４の周りに回転し、従って、シャフト１２１４の周りの第２のギヤ１２１０の回転は、変位部材１１１１の長手方向並進に対応する。従って、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のフルストロークの１つが、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に結合されているので、磁石ホルダ１２０４は、変位部材１１１１の各フルストロークに対して完全に１回転する。
【００８３】
位置センサ１２００は、アパーチャ１２２０を画定する位置センサホルダ１２１８によって支持されており、アパーチャ１２２０は、位置センサ１２００を、下にある磁石ホルダ１２０４内部で回転している磁石１２０２に正確に整列させて収容するのに好適である。固定具が、ブラケット１２１６及び回路１２０５に結合されており、磁石１２０２が磁石ホルダ１２０４と共に回転する間、静止したままである。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に結合された第２のギヤ１２１０及び第３のギヤ１２１２も示されている。
【００８４】
図１２は、本開示の一態様による、磁気回転絶対位置調整システムを備える絶対位置調整システム１１００用の位置センサ１２００のダイアグラムである。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調整システム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。高解像度ＡＤＣ１２３２及びスマート電力管理コントローラ１２３８もまたチップ上に設けられている。デジットバイデジット（digit-by-digit）方法及びボルダーアルゴリズム（Volder's algorithm）としても知られる、ＣＯＲＤＩＣプロセッサ１２３６（座標回転デジタルコンピュータ、Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ  Ｒｏｔａｔｉｏｎ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒの略）が設けられて、加算、減算、ビットシフト、及びテーブルルックアップ操作のみを必要とする、双曲線関数及び三角関数を計算するための単純かつ効率的なアルゴリズムが実装される。角度位置、アラームビット、及び磁場情報は、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。
【００８５】
ホール効果素子１２２８Ａ、１２２８Ｂ、１２２８Ｃ、１２２８Ｄは、回転磁石１２０２（図１１）の真上に配置されている。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、電気導体にわたって、導体内の電流と、電流に垂直な磁場とに交差する電圧差（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乗じ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旋回にわたる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によって計算され、ＡＳ５０５５位置センサ１２００に搭載されたレジスタ又はメモリ内に格納される。１旋回にわたる磁石１２０２の位置を示す角度値は、様々な技術で、例えば電源投入時点で、又はコントローラ１１０４によって要求された時点で、コントローラ１１０４に提供される。
【００８６】
ＡＳ５０５５位置センサ１２００は、コントローラ１１０４に接続されている場合、動作するのに、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本の導線を必要とし、すなわち、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。割り込みをホストのコントローラ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通知するために、７番目の接続が加えられてもよい。電源投入時点で、ＡＳ５０５５位置センサ１２００は、１回の角度測定を含む完全な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として示され、角度値は内部レジスタに格納される。この出力がいったん設定されると、ＡＳ５０５５位置センサ１２００はサスペンド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において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によっていったん読み取られると、ＩＮＴ出力１２４２は再びクリアされる。コントローラ１１０４によって、ＳＰＩインターフェース１２３４にて「角度読取り」指令を位置センサ１２００に送信することによっても、チップが自動的に給電され、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はクリアされ、新たな結果が角度レジスタ内に格納される。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。
【００８７】
ＡＳ５０５５位置センサ１２００の測定原理に起因して、各電源投入シーケンス後のごく短い時間（約６００μｓ）に単一の角度測定のみが実施される。１つの角度の測定が完了すると直ちに、ＡＳ５０５５位置センサ１２００はサスペンド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実装されていない。その理由は、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、より長い電源投入時間を必要とし、低電力用途には望ましくないからである。角度のジッターは、いくつかの角度サンプルをコントローラ１１０４で平均化することによって低減され得る。例えば、４つのサンプルの平均化によりジッターは６ｄＢ（５０％）低減する。
【００８８】
図１３は、本開示の一態様による、エンドエフェクタ２５０２内部で把持された組織２５２６に対するＩビーム２５１４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に示す外科用器具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と細長チャネル２５０３とを備え、細長いチャネル２５０３内にはステープルカートリッジ２５１８が配置されている。発射バー２５２０は、エンドエフェクタ２５０２の長手方向軸２５１５に沿って遠位方向及び近位方向に並進可能である。エンドエフェクタ２５０２が関節運動していない場合は、エンドエフェクタ２５０２は器具のシャフトと同一線上にある。切断縁部２５０９を備えるＩビーム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がステープルカートリッジ２５１８内に配置されている。Ｉビーム２５１４が遠位方向に並進するにつれて、切断縁部２５０９は、アンビル２５１６とステープルカートリッジ２５１８との間に位置する組織２５２６と接触し切断してもよい。また、Ｉビーム２５１４は楔形スレッド２５１３に接触し、それを遠位方向に押し、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は駆動されてステープル２５０５の中に入ってもよく、その結果、ステープル２５０５は前進して組織を貫通し、アンビル２５１６内に画定されたポケット２５０７の中に入り、それによりステープル２５０５は成形される。
【００８９】
Ｉビーム２５１４の発射ストロークの例が、エンドエフェクタ２５０２と位置合わせされたチャート２５２９によって表される。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を備えてもよい。Ｉビーム２５１４の発射ストロークの間、Ｉビーム２５１４は、ストローク開始位置２５２７からストローク終了位置２５２８まで遠位方向に前進してもよい。Ｉビーム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ビーム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発射ストローク領域２５１７では、Ｉビーム２５１４は遠位方向に前進し始めてもよい。第１発射ストローク領域２５１７では、Ｉビーム２５１４は楔形スレッド２５１３に接触し、それを遠位方向に動かし始めてもよい。しかし、第１領域にある間、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に接触しなくてもよい。静止摩擦が克服された後、第１領域２５１７内のＩビーム２５１４を駆動する力は、実質的に一定であってもよい。
【００９０】
第２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と接触し切断し始めてもよい。また、楔形スレッド２５１３は、ステープルドライバ２５１１に接触し始めて、ステープル２５０５を駆動してもよい。Ｉビーム２５１４を駆動する力は、上昇し始める場合がある。図示するように、アンビル２５１６がステープルカートリッジ２５１８に対して旋回する方法ゆえに、初期的に遭遇する組織は圧縮されている、及び／又はより薄い場合がある。第３の発射部材ストローク領域２５２１では、切断縁部２５０９は、組織２５２６と連続的に接触し切断してもよく、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ビーム２５１４を駆動する力は、第３領域２５２１内で平坦になり得る。第４発射ストローク領域２５２３までには、Ｉビーム２５１４を駆動する力は低下し始める場合がある。例えば、第４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の旋回点により近い組織よりも圧縮されていない場合があり、よって、切断に必要な力はより少ない。また、切断縁部２５０９及び楔形スレッド２５１３は、第４領域２５２３にある間に組織２５２６の末端に到達してもよい。Ｉビーム２５１４が第５領域２５２５に到達した時、組織２５２６は完全に切られていてもよい。楔形スレッド２５１３は、組織の末端又はその近くで１つ以上のステープルドライバ２５１１に接触してもよい。Ｉビーム２５１４を第５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、Ｉビーム２５１４を第１領域２５１７内で駆動する力と同様であってもよい。発射部材ストロークの終わりに、Ｉビーム２５１４はストローク終了位置２５２８に到達してもよい。図１３の発射部材ストローク領域２５１７、２５１９、２５２１、２５２３、２５２５の配置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との間の組織の配置に基づいて、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。
【００９１】
上で議論したように、及び図１０〜図１３を参照すると、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部に配置された電気モータ１１２２を利用して、Ｉビーム２５１４を含む、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ビーム２５１４は、所望のスピードで、又は所望のスピードの範囲内で前進又は後退させてもよい。コントローラ１１０４は、Ｉビーム２５１４のスピードを制御するように構成されてもよい。コントローラ１１０４は、例えば、電圧及び／又は電流などの、電気モータ１１２２に供給される電源の様々なパラメータ、及び／又は電気モータ１１２２の他の動作パラメータ、又は外的影響に基づいて、Ｉビーム２５１４のスピードを予測するように構成されてもよい。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／若しくは位置のようなシステムの以前の状態に基づいて、Ｉビーム２５１４の現在のスピードを予測するように構成されてもよい。コントローラ１１０４は、本明細書に記載された絶対位置調整センサシステムを利用して、Ｉビーム２５１４のスピードを感知するように構成されてもよい。コントローラは、Ｉビーム２５１４の予測スピードとＩビーム２５１４の感知スピードとを比較して、電気モータ１１２２への電力を、Ｉビーム２５１４のスピードを増大させるために増加させるべきか、かつ／又は、Ｉビーム２５１４のスピードを低減させるために減少させるべきかを判定するように構成され得る。米国特許第８，２１０，４１１号、題名ＭＯＴＯＲ−ＤＲＩＶＥＮ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ、が参照として、その全体が本明細書に組み込まれる。「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＨＡＶＩＮＧ  ＲＥＣＯＲＤＩＮＧ  ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」と題する米国特許第７，８４５，５３７号の、その全体が参照として本明細書に組み込まれる。
【００９２】
Ｉビーム２５１４に作用する力は、様々な技術を用いて決定することができる。Ｉビーム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てもよく、モータ２５０４の電流はＩビーム２５１４が遠位方向に前進する際に受ける負荷に基づく。Ｉビーム２５１４の力は、歪みゲージを、駆動部材１２０（図２）、発射部材２２０（図２）、Ｉビーム２５１４（Ｉビーム１７８、図２０）、発射バー１７２（図２）上に、及び／又は切断縁部２５０９の近位端上に配置することによって決定されてもよい。Ｉビーム２５１４の力は、既定の経過期間Ｔ１後のモータ２５０４の現在の設定速度に基づいて、予想速度で動いているＩビーム２５１４の実際の位置を監視し、期間Ｔ１の終了におけるモータ２５０４の現在の設定速度に基づいて、Ｉビーム２５１４の実際の位置を、Ｉビーム２５１４の予想位置に対して比較することにより決定してもよい。従って、Ｉビーム２５１４の実際の位置が、Ｉビーム２５１４の予想位置よりも小さい場合、Ｉビーム２５１４への力は公称の力よりも大きい。逆に、Ｉビーム２５１４の実際の位置が、Ｉビーム２５１４の予想位置よりも大きい場合、Ｉビーム２５１４への力は公称の力よりも小さい。Ｉビーム２５１４の実際の位置と予想位置との間の差は、Ｉビーム２５１４への力の、公称の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に記載されており、その全体が参照として本明細書に組み込まれる。
【００９３】
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ビーム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ている。外科用器具２５００は、アンビル２５１６、Ｉビーム２５１４（鋭い切断縁部２５０９を含む）、及び取り外し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ビーム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記載されるように構成されてもよい。
【００９４】
図１０〜図１２に示し、図１４の位置センサ２５３４として表されるように、Ｉビーム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、絶対位置調整システム１１００、センサ構成１１０２、及び位置センサ１２００によって測定できる。Ｉビーム２５１４は長手方向に移動可能な駆動部材１２０に結合されているため、Ｉビーム２５１４の位置は、位置センサ２５３４を使用する長手方向に移動可能な駆動部材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。それに応じて、以下の説明では、Ｉビーム２５１４の位置、変位、及び／又は並進は、本明細書に記載されるように、位置センサ２５３４によって達成され得る。図５Ａ及び図５Ｂに記載される制御回路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ビーム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、プロセッサに、変位部材、例えばＩビーム２５１４を、記載された形態で制御す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ビーム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ビーム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タイミングを計るように構成されてもよい。
【００９５】
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、モータ制御部２５０８に提供されてもよい。モータ制御部２５０８は、本明細書で説明するように、モータ２５０４を駆動するためモータ駆動信号２５２４をモータ２５０４に提供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（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、いくつかの実施例では、モータ制御部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。
【００９６】
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、超コンデンサ、若しくは任意の他の好適なエネルギー源２５１２であってもよく、又はそれらを含んでもよい。モータ２５０４は、伝達装置２５０６を介してＩビーム２５１４に機械的に結合されてもよい。伝達装置２５０６は、モータ２５０４をＩビーム２５１４に結合させるための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ビーム２５１４の位置を感知し得る。位置センサ２５３４は、Ｉビーム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ビーム２５１４が遠位方向及び近位方向に並進するにつれて、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、Ｉビーム２５１４の位置を判定するためにパルスを追跡してもよい。例えば近接センサを含む、他の好適な位置センサを使用してもよい。他の種類の位置センサは、Ｉビーム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は、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ビーム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。
【００９７】
制御回路２５１０は、１つ以上のセンサ２５３８と通信状態にあってもよい。センサ２５３８は、エンドエフェクタ２５０２上に配置されてもよく、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、磁場センサ、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。
【００９８】
１つ以上のセンサ２５３８は、クランプされた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との間で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。
【００９９】
センサ２５３８は、アンビル２５１６に及ぼされる力を閉鎖駆動システム３０によって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に印加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することができる。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は、閉鎖駆動システム３０によってアンビル２５１６に印加される閉鎖力を検出するために、閉鎖駆動システム３０（図２）に沿った様々な相互作用点に配置されてもよい。図５Ａ〜図５Ｂに記載されるように、１つ以上のセンサ２５３８は、クランプ動作中に、プロセッサによって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、時間ベースの情報を提供及び分析し、アンビル２５１６に印加される閉鎖力をリアルタイムで査定する。
【０１００】
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ビーム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相当する。力はデジタル信号に変換され、制御回路２５１０に提供される。
【０１０１】
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、及び図１４を参照して、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制御回路２５１０を構成することができる。変位部材を作動させて、エンドエフェクタ２５０２内のＩビーム２５１４を目標速度又はその付近で動かすことができる。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を含む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。
【０１０２】
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ビーム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運動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。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。
【０１０３】
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に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、及び修正形態に実装されるか又は組み込まれてもよく、様々な方式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。また、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、以下に記載される他の態様、態様の具現、及び／又は実施例のうちの任意の１つ以上と組み合わせることができることを理解されたい。
【０１０４】
様々な例示的態様は、モータ駆動の外科用ステープル留め及び切断手段を有するエンドエフェクタ２５０２を備える外科用器具２５００を対象とする。例えば、モータ２５０４は、エンドエフェクタ２５０２の長手方向軸線に沿って遠位方向及び近位方向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場合は、アンビル２５１６の反対側に配置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った場合、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方向に駆動することができる。変位部材が遠位方向に並進するにつれて、遠位端に配置された切断要素を有するＩビーム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。
【０１０５】
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ビーム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、直接的に又は間接的にのいずれかで、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は、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は、制御回路２５１０は、変位部材をより速い速度で、かつ／又はより高い電力で並進させるようにプログラムされてもよい。
【０１０６】
いくつかの実施例では、制御回路２５１０は、初期的に、モータ２５０４を、変位部材のストロークの最初の開ループ部分に対して、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時間、開ループ部分の間にモータ２５０４に供給されたエネルギー、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装してもよい。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。
【０１０７】
図１５は、本開示の一態様に従って実行された、２つの例示的な変位部材ストロークをプロットしたダイアグラム２５８０を示す。ダイアグラム２５８０は２つの軸を含む。横軸２５８４は経過時間を示す。縦軸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ビーム２５１４の位置を示す。横軸２５８４上で、制御回路２５１０は、ｔ０において発射信号を受信し初期モータ設定を提供し始めてもよい。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。
【０１０８】
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との間に配置された場合の外科用器具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の初期期間中に、Ｉビーム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の後の（例えば、閉ループ部分内の）例２５９２の傾きによって示される選択された一定速度（Ｖｓｌｏｗ）にてＩビーム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ビーム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を調整することにより、Ｉビーム２５１４を速度Ｖｓｌｏｗに駆動して、Ｖｓｌｏｗを維持してもよい。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との間に配置された場合の外科用器具２５００の応答を示す。
【０１０９】
ｔ０〜ｔ１の初期期間（例えば、開ループ期間）の間に、Ｉビーム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。例２５９０の組織は例２５９２の組織よりも薄いので、Ｉビーム２５１４の動きに対する抵抗がより小さくなり得る。その結果、Ｉビーム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得る。また、いくつかの実施例では、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より大きい部分を横断する）は、初期期間後の、より速い変位部材速度に対応し得る。
【０１１０】
速度誤差測定値の大きさに基づく、外科用ステープル留め及び切断器具のモータ速度の閉ループフィードバック制御
電動外科用ステープル留め及び切断器具の使用中、速度制御システム誤差が、切断部材又は発射部材の指令速度と実際の測定速度との間で発生し得る可能性がある。従って、特定の時間／距離の増分にわたる、実際のスピードと指令スピードとの間の差に基づいて決定される１つ以上の誤差項の大きさに基づいて、切断部材又は発射部材の速度を調節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。
【０１１１】
図１６〜図２２は、変位部材の指示速度と変位部材の実際の速度との間の誤差を決定し、誤差に基づいて変位部材の指示速度を調節するための様々なグラフ表示及び過程を示す。図１６〜図２２に示す態様では、変位部材はＩビーム２５１４である。しかし他の態様では、変位部材は、駆動部材１２０（図２）、発射部材２２０、２５０９（図３、図１３）、発射バー１７２（図４）、Ｉビーム１７８、２５１４（図４、１３、１４）、又はこれらの任意の組合せであってもよい。
【０１１２】
ここで図１６を参照すると、本開示の一態様による、変位部材の速度（ｖ）を変位部材の変位（δ）の関数として示すグラフ８５００が示される。図示した態様では、Ｉビーム２５１４の変位（δ）は横軸８５０２に沿って示され、Ｉビーム２５１４の速度（ｖ）は縦軸８５０４に沿って示される。Ｉビーム２５１４の速度の代わりに、モータ２５０４の速度が縦軸８５０４に沿って示されてもよいことが理解されよう。破線で示される関数は、Ｉビーム２５１４の指示速度８５０６を表し、実線の形で示される関数は、Ｉビーム２５１４の実際の速度８５０８を表す。指示速度８５０６は、制御回路２５１０によってモータ制御２５０８回路に印加されるモータ設定点２５２２速度に基づく。これに応答して、図１４に示されるように、モータ制御２５０８は、モータ２５０４の速度を設定するために、既定のデューティサイクルを有する対応するモータ駆動信号２５２４をモータ２５０４に適用して、Ｉビーム２５１４の指示速度８５０６を実現する。指示速度８５０６は、指令速度とも呼ばれ得る。モータ設定点２５２２速度に基づいて、Ｉビーム２５１４の変位は、指示速度８５０６によって与えられる。しかし、外部影響により、Ｉビーム２５１４の実際の変位は実際の速度８５０８によって与えられる。グラフ８５００から確認できるように、Ｉビーム２５１４の指示速度８５０６と実際の速度８５０８との間の差が明らかである。指示速度８５０６と実際の速度８５０８との間の差は、本明細書では、短期誤差（Ｓ）、累積誤差（Ｃ）、変化率誤差（Ｒ）、及びオーバーシュート数誤差（Ｎ）などの速度誤差項と称される。短期誤差Ｓは、変位δ１において、実際の速度８５０８が指示速度８５０６からどれだけ離れているかを表す。時間にわたって斜線を施した領域（ｍｍ２／秒）として示される累積誤差Ｃは、実際の速度８５０８と指示速度８５０６との間の誤差偏差を時間にわたって蓄積させたものを表す。傾きｂ／ａによって与えられる変化率Ｒは、実際の速度８５０８が指示速度８５０６に近づく速度を表す。最後に、オーバーシュート数Ｎは、実際の速度８５０８が指示速度８５０６をオーバーシュート又はアンダーシュートした回数を表す。
【０１１３】
図１７は、本開示の一態様による、変位部材の速度（ｖ）を変位部材の変位（δ）の関数として図示するグラフ８５１０を示す。図示した態様では、Ｉビーム２５１４の変位（δ）（ｍｍ）は横軸８５１２に沿って示され、Ｉビーム２５１４の速度（ｖ）（ｍｍ／秒）は縦軸８５１４に沿って示される。横軸８５１２は、例えば１０〜６０ｍｍのステープルカートリッジなどのステープルカートリッジ２５１８の長さＸにわたるＩビーム２５１４の変位を表すような縮尺にしている。一態様では、６０ｍｍのカートリッジ２５１８では、Ｉビーム２５１４の変位は６０ｍｍであり、Ｉビーム２５１４の速度は０〜３０ｍｍ／秒を変化する。破線の形で示される関数は、Ｉビーム２５１４の指示速度８５０６を表し、実線の形で示される関数は、Ｉビーム２５１４の実際の速度８５０８を表す。グラフ８５１０によって示されるように、Ｉビーム２５１４の変位は、ステープルカートリッジ２５１８のストロークに沿って、３つのゾーン８５１６、８５１８、８５２０に分割されている。第１ゾーン８５１６（０〜δ２ｍｍ）では、ストロークの開始時（０ｍｍ）において、制御回路２５１０はモータ駆動信号２５２４を第１のデューティサイクル（ＤＳ１）に設定する。第２ゾーン８５１８（δ２ｍｍ〜δ３ｍｍ）では、制御回路２５１０はモータ駆動信号２５２４を第２のデューティサイクル（ＤＳ２）に設定する。第３ゾーン８５２０（δ３ｍｍ〜ストロークの終了最後）では、制御回路２５１０はモータ駆動信号２５２４を第３のデューティサイクル（ＤＳ３）に設定する。この態様によると、指示速度８５０６は、発射ストローク中のＩビーム２５１４の位置に基づいて調節される。グラフ８５１０は３つのゾーン８５１６、８５１８、８５２０に分割された発射ストロークを示すが、発射ストロークは、追加のゾーン又はより少ないゾーンに分割されてもよいことが理解されよう。外科用器具２５００は、Ｉビーム２５１４がステープルカートリッジ２５１８を横断する際の時間又は距離のいずれかの特定の増分にわたる、指示速度８５０６と実際の速度８５０８との間の差に基づく、誤差項Ｓ、Ｃ、Ｒ、及びＮのうちの１つ以上の大きさに基づいて、モータ駆動信号２５２４のデューティサイクルを調節又は制御してＩビーム２５１４の速度を調節する、閉ループフィードバックシステムを備える。一態様では、制御システム２５００は、ＰＩＤ誤差制御を用いて、Ｉビーム２５１４ストロークの個々の時間／距離位置δｎにおけるモータ２５０４の速度を制御し、ＰＩＤ誤差を用いて、個々の時間／変位チェックの間のＩビーム２５１４の一定速度を制御する。
【０１１４】
第１ゾーン８５１６を参照すると、ストロークの開始時において、制御回路２５１０は、モータ設定点２５２２をモータ制御２５０８に提供し、モータ制御２５０８は、第１のデューティサイクル（ＤＳ１）を有するモータ駆動信号２５２４をモータ２５０４に適用して、Ｉビーム２５１４の指示速度８５０６をＶ２に設定する。Ｉビーム２５１４が遠位方向に前進するにつれて、位置センサ２５３４及びタイマー／カウンタ２５３１回路はそれぞれ、Ｉビーム２５１４の位置及び時間を追跡して、Ｉビーム２５１４の実際の位置及び実際の速度８５０８を決定する。Ｉビーム２５１４の位置がδ１に近づくにつれて、実際の速度８５０８は、指示速度８５０６に向かう正方向への移行を開始する。図示するように、実際の速度８５０８はＳ１だけ指示速度８５０６に遅れており、かつ一定期間にわたって累積誤差Ｃ１だけ指示速度８５０６に遅れている。δ１において、実際の速度８５０８の変化率はＲ１である。Ｉビーム２５１４がδ２に向かって遠位方向に前進するにつれて、実際の速度８５０８は指示速度８５０６をオーバーシュートしＮ１１、Ｎ１２．．．Ｎ１ｎ、最終的には指示速度８５０６に落ち着く。
【０１１５】
ここで第２ゾーン８５１８を参照すると、δ２において、制御回路２５１０は、新しいモータ設定点２５２２をモータ制御２５０８に提供し、モータ制御２５０８は、第２のデューティサイクル（ＤＳ２）を有する新しいモータ駆動信号２５２４をモータ２５０４に適用して、Ｉビーム２５１４の指示速度８５０６をＶ１に減少させる。δ２において、Ｉビーム２５１４の実際の速度８５０８は、より低い指示速度８５０６への負方向の移行を開始する。Ｉビーム２５１４が遠位方向に前進するにつれて、実際の速度８５０８はＳ２だけ指示速度８５０６に遅れ、かつ一定期間にわたって累積誤差Ｃ２だけ指示速度８５０６に遅れており、実際の速度８５０８の変化率はＲ２である。Ｉビーム２５１４がδ３に向かって遠位方向に前進するにつれて、実際の速度８５０８は指示速度８５０６をアンダーシュートしＮ２１、Ｎ２２．．．Ｎ２ｎ、最終的には指示速度８５０６に落ち着く。
【０１１６】
ここで第３ゾーン８５２０を参照すると、δ３において、制御回路２５１０は、新しいモータ設定点２５２２をモータ制御２５０８に提供し、モータ制御２５０８は、第３のデューティサイクル（ＤＳ３）を有する新しいモータ駆動信号２５２４をモータ２５０４に適用して、Ｉビーム２５１４の指示速度８５０６をＶ３に増加させる。δ３において、Ｉビーム２５１４の実際の速度８５０８は、より速い指示速度８５０６への正方向の移行を開始する。Ｉビーム２５１４が遠位方向に前進するにつれて、実際の速度８５０８はＳ３１だけ指示速度８５０６に遅れ、かつ一定期間にわたって累積誤差Ｃ３１だけ指示速度８５０６に遅れており、実際の速度８５０８の変化率はＲ３１である。Ｉビーム２５１４が遠位方向に前進するにつれて、実際の速度８５０８はＲ３２の割合で指示速度８５０６に近づいて、遅れ誤差をＳ３２に減少させ、一定期間にわたる累積誤差をＣ３２に増加させる。Ｉビーム２５１４がストロークの終わりに向かって前進するにつれて、実際の速度８５０８は指示速度８５０６をオーバーシュートしＮ３１、Ｎ３２、Ｎ３３．．．Ｎ３ｎ、最終的には指示速度８５０６に落ち着く。
【０１１７】
別の態様では、外科用器具２５００の制御システムは、ＰＩＤ制御誤差を用いて、Ｉビーム２５１４ストロークにわたるＰＩＤ誤差項Ｓ、Ｃ、Ｒ、Ｎの大きさに基づいてモータ速度を制御する。Ｉビーム２５１４がステープルカートリッジ２５２８を横断する際の指示速度８５０６の変化は、実際の速度８５０８と指示速度８５０６との間の測定誤差に基づいてもよい。例えば、外科用器具２５００の速度制御システムでは、指示速度８５０６と実際の測定速度８５０８との間に誤差項が生成される。これら誤差項の大きさは、新しい指示速度８５０６を設定するために使用できる。関心対象の誤差項は、例えば、短期、定常状態、及び蓄積を含んでもよい。異なるゾーン８５１６、８５１８、８５２０（例えば、傾斜部を登るゾーン、中間ゾーン、最終ゾーン）内で異なる誤差項を使用できる。様々な誤差項を、アルゴリズム内でのそれらの重要性に基づいて、様々に拡大することができる。
【０１１８】
図１８は、本開示の一態様による、変位部材の変位（δ）の関数としての変位部材の速度（ｖ）のグラフ８５３０を示し、指示速度８５０６−１の閾値変化のための条件を図示している。図示した態様では、Ｉビーム２５１４の変位（δ）（ｍｍ）は横軸８５３２に沿って示され、Ｉビーム２５１４の速度（ｖ）（ｍｍ／秒）は縦軸８５３４に沿って示される。図１８によると、外科用器具２５００の速度制御システムは、Ｉビーム２５１４の指示速度とＩビーム２５１４の実際の速度８５０８との間の誤差を測定し、誤差の大きさに基づいて指示速度８５０６を調節するように構成され得る。図１８に示すように、δ０において、指示速度８５０６−１と実際の速度８５０８とは、ほぼ同じである。しかし、Ｉビーム２５１４が遠位方向に前進するにつれて、外部組織の影響に起因して、実際の速度は指示速度８５０６−１から逸脱する。外科用器具２５００の速度制御システムは、位置センサ２５３４及びタイマー／カウンタ２５３１を使用してＩビーム２５１４の位置及びタイミングを測定して、Ｉビーム２５１４の位置及び実際の速度８５０８を決定し、既定の位置の各々において、速度制御システムは、Ｉビーム２５１４の指示速度とＩビーム２５１４の実際の速度８５０８との間の誤差を決定し、誤差を閾値と比較する。例えば、δ１において、制御回路２５１０は第１の誤差測定を行い、実際の速度８５０８と指示速度８５０６−１との間の遅れＳ２１、蓄積誤差Ｃ２１、及び変化率Ｒ２１を決定する。δ１における誤差測定に基づいて、制御回路２５１０は、誤差の大きさが誤差閾値８５３６内にあると判定し、現在の指示速度８５０６−１を維持する。δ２において、制御回路２５１０は別の誤差測定を行い、実際の速度８５０８と指示速度８５０６−１との間の遅れＳ２２、蓄積誤差Ｃ２２、及び変化率Ｒ２２を決定する。δ２における誤差測定に基づいて、制御回路２５１０は、誤差の大きさが誤差閾値８５３６を超えたと判定し、指示速度を新しい指示速度８５０６−２に下げる。このプロセスは、測定誤差が閾値８５３６に低下するまで繰り返され、指示速度は、元の指示速度８５０６−１又は新たな指示速度８５０６−ｎに戻るように調節されてもよい。発射ストローク中に、様々なＩビーム２５１４変位位置において複数の誤差閾値を用いてもよいことが理解されよう。
【０１１９】
一態様では、変位部材（例えば、Ｉビーム２５１４）の実際の速度８５０８と指示速度８５０６との間の速度誤差ＶＤＭは、以下の数式１によって表すことができる。
【０１２０】
【数１】
2020524554.tif 000003
式中、Ａ、Ｂ、及びＤは係数であり、Ｓは短期誤差、Ｃは累積誤差、Ｒは変化率誤差である。図１８を参照して、誤差の合計が、以下の数式２によって表されるように、誤差閾値Ｚよりも小さい場合は、
Ｓ２１＋Ｃ２１＋Ｒ２１＜Ｚ                        数式２
制御回路２５１０は、誤差は閾値Ｚ内にあると判定し、指示速度８５０６内にあるとは判定しない。それに応じて、指示速度８５０６−１は、Ｉビーム２５１４の次の既定位置まで維持される。誤差の合計が、以下の数式３によって表される誤差閾値Ｚよりも大きい場合は、
Ｓ２２＋Ｃ２２＋Ｒ２２＞Ｚ                        数式３
制御回路２５１０は、誤差が閾値Ｚの外側にあると判定し、指示速度８５０６を、より低い指示速度８５０６−２に調節する。
【０１２１】
図１９は、本開示の一態様による、変位部材の指示速度８５０６を変化させるための条件を示すグラフ８５４０である。図示した態様では、Ｉビーム２５１４の変位は、横軸８５４１に沿って示され、累積誤差（Ｓ＋Ｃ＋Ｒ）は縦軸８５４４に沿って示される。誤差曲線８５４６は、Ｉビーム２５１４変位の関数としての累積誤差の変化を表す。縦軸８５４４に沿ってマークされるのは、様々な誤差閾値−Ｙ、−Ｚ、０、＋Ｚ、＋Ｙである。誤差曲線８５４６が、様々な誤差閾値−Ｙ、−Ｚ、０、＋Ｚ、＋Ｙを横断するにつれて、外科用器具２５００の速度制御システムの制御回路２５１０は、異なる速度で新しい指示速度にシフトするか、又はシフトせずに現在の指示速度を維持する。横軸８５４２に沿った累積誤差０は、Ｉビーム２５１４の指示速度と実際の速度との間に差がない状態を表す。累積誤差が±Ｚの誤差閾値内にある場合、速度制御システムの制御回路２５１０は、指示速度に対して調節を行わない。累積誤差がＺ閾値とＹ閾値との間、又は−Ｚ閾値と−Ｙ閾値との間にある場合は、速度制御システムの制御回路２５１０は、グラフ８５４０においてシフトレート１として示される第１のシフトレートにて新しい指示速度にシフトする。累積誤差が±Ｙ誤差閾値を超える場合は、制御回路２５１０は、グラフ８５４０においてシフトレート２として示される第２のシフトレートにて新しい指示速度にシフトし、例えばシフトレート２はシフトレート１よりも大きい。
【０１２２】
依然として図１９のグラフ８５４０を参照すると、外科用器具２５００の速度制御システムの制御回路２５１０は、δ０とδ１との間のＩビーム２５１４の初期変位中には動作しない。それに応じて、初期変位（δ１−δ０）の間、累積誤差８５４８は、実際の速度が指示速度に近づくにつれてゼロに戻り、δ２までゼロ近傍に留まる。δ２の後、累積誤差８５５０は、δ３において−Ｚ閾値を超えるまでゼロから逸脱している。−Ｚ閾値を超えた時点で、制御回路２５１０は、Ｉビーム２５１４の速度を、シフトレート１にて新しい指示速度に調節する。累積誤差８５５２は最終的にゼロに戻り、δ４までゼロ近傍に留まる。δ４とδ５との間において、累積誤差８５５４はゼロから逸脱し、＋Ｙ誤差閾値を超え、δ５において、制御回路２５１０は、Ｉビーム２５１４の速度をシフトレート１を超えるシフトレート２にて新しい指示速度に調節する。シフトレート２の指示速度を調節した時点で、累積誤差８５５６はゼロに戻る。異なる誤差項（Ｓ、Ｃ、Ｒ）を、アルゴリズムにおける重要性に基づき、異なって拡大することができ、異なる誤差項（Ｓ、Ｃ、Ｒ）を、異なるゾーン、例えば、図１７のゾーン８５１６、８５１８、８５２０（例えば、傾斜部を登るゾーン、中間ゾーン、最終ゾーン）において用いることができる。
【０１２３】
図２０は、本開示の一態様による、変位部材の位置及び変位部材の実際の速度に基づいて、変位部材の速度を制御するための制御プログラム又は論理構成を図示するプロセス８６００の論理フロー図である。図１４に示される外科用器具２５００の速度制御システムも参照すると、制御回路２５１０は、位置センサ２５３４及びタイマー／カウンタ２５３１回路を利用して、Ｉビーム２５１４などの変位部材の位置を決定する（８６０２）。図１７に関連して説明したように、制御回路２５１０は、変位部材の位置を複数のゾーン８５１６、８５１８、８５２０のうちの１つと比較する。ゾーン８５１６、８５１８、８５２０は、メモリに格納されてもよい。制御回路２５１０は、先に決定された８６０２変位部材の位置に基づいて、変位部材が位置するゾーン８５１６、８５１８、８５２０を決定する（８６０４）。次に、制御回路２５１０は、ゾーンに基づいてモータ設定点２５２２速度を設定８６０６し、モータ制御２５０８はモータ駆動信号２５２４を設定して、モータ２５４速度を設定して、変位部材の所望の指示速度を達成する。一態様では、モータ制御２５０８は、変位部材がどのゾーン８５１６、８５１８、８５２０に位置しているかに基づくデューティサイクルに、モータ駆動信号２５２４を設定する。制御回路２５１０は、変位部材がストロークの末端にあるかどうかを判定する（８６０８）。変位部材がストロークの末端にない場合、プロセス８６００は、「いいえ」分岐に沿って継続し、変位部材の新たな位置を決定する（８６０２）。プロセス８６００は、変位部材がストロークの末端に到達するまで継続し、「はい」分岐に沿って進み終了する（８６１０）。
【０１２４】
図２１は、本開示の一態様による、変位部材の指示速度と変位部材の実際の速度との間の測定された誤差に基づいて、変位部材の速度を制御するための制御プログラム又は論理構成を図示するプロセス８６００の論理フロー図である。図１４に示される外科用器具２５００の速度制御システムも参照すると、制御回路２５１０は、位置センサ２５３４及びタイマー／カウンタ２５３１回路を利用して、Ｉビーム２５１４などの変位部材の位置を決定する（８７０２）。次に、制御回路２５１０は、位置センサ２５３４及びタイマー／カウンタ２５３１回路から受信した位置情報に基づいて、変位部材の実際の速度を決定する（８７０４）。変位部材の実際の速度を決定した（８７０４）時点で、制御回路２５１０は、変位部材の指示速度を変位部材の実際の速度と比較する（８７０６）。比較８７０６に基づいて、制御回路２５１０は、変位部材の指示速度と変位部材の実際の速度との間の誤差を決定し（８７０８）、誤差を誤差閾値と比較する（８７１０）。
【０１２５】
誤差は、上記の数式１に基づいて計算され得る。制御回路２５１０は、誤差が誤差閾値内にあるかどうかを判定する（８７１２）。誤差が誤差閾値内にある場合（数式２）、プロセス８７００は、「はい」分岐に沿って継続し、その現在の値で指示速度を維持する（８７１４）。次に、制御回路２５１０は、変位部材が終了ストロークにあるかどうかを判定する（８７１８）。変位部材がストロークの末端にある場合、プロセス８７００は、「はい」分岐に沿って継続し終了する（８７２０）。変位部材がストロークの末端にない場合、プロセス８７００は、「いいえ」分岐に沿って継続し、変位部材の新たな位置を決定する（８７０２）。プロセス８７００は、変位部材がストローク終了に達するまで継続する。
【０１２６】
誤差が誤差閾値を超える場合（数式３）、プロセス８７００は、「いいえ」分岐に沿って継続し、指示された指示速度を新しい値に調節する（８７１６）。新しい指示速度は、変位部材の現在の指示速度よりも速くても遅くてもよい。次に、制御回路２５１０は、変位部材が終了ストロークにあるかどうかを判定する（８７１８）。変位部材がストロークの末端にある場合、プロセス８７００は、「はい」分岐に沿って継続し終了する（８７２０）。変位部材がストロークの末端にない場合、プロセス８７００は、「いいえ」分岐に沿って継続し、変位部材の新たな位置を決定する（８７０２）。プロセス８７００は、変位部材がストローク終了に達するまで継続する。
【０１２７】
図２２は、本開示の一態様による、変位部材の指示速度と変位部材の実際の速度との間の測定された誤差に基づいて、変位部材の速度を制御するための論理構成の制御プログラムを図示するプロセス８７００の論理フロー図である。図１４に示される外科用器具２５００の速度制御システムも参照すると、制御回路２５１０は、位置センサ２５３４及びタイマー／カウンタ２５３１回路を利用して、Ｉビーム２５１４などの変位部材の位置を決定する（８８０２）。次に、制御回路２５１０は、位置センサ２５３４及びタイマー／カウンタ２５３１回路から受信した位置情報に基づいて、変位部材の実際の速度を決定する（８８０４）。変位部材の実際の速度を決定した（８８０４）時点で、制御回路２５１０は、変位部材の指示速度を変位部材の実際の速度と比較する（８８０６）。比較８８０６に基づいて、制御回路２５１０は、変位部材の指示速度と変位部材の実際の速度との間の誤差を決定し（８８０８）、誤差を複数の誤差閾値と比較する（８８１０）。例えば、例示される実施例では、図１９に関連して説明されるように、誤差は２つの誤差閾値と比較される。
【０１２８】
制御回路２５１０は、図１９に記載されるように、誤差が第１の誤差閾値内（±Ｚ）にあるかどうかを判定する（８８１２）。誤差が第１の誤差閾値（±Ｚ）内にある場合、プロセスは、「はい」分岐に沿って継続し、制御回路２５１０は、いかなるシフト変化も伴わずに指示速度を維持する（８８１４）。制御回路２５１０は、変位部材がストロークの末端にあるかどうかを判定する（８８１６）。変位部材がストロークの末端にある場合、プロセス８８００は、「はい」分岐に沿って継続し終了する（８８２４）。変位部材がストロークの末端にない場合、プロセス８８００は、「いいえ」分岐に沿って継続し、制御回路２５１０は、変位部材の新しい位置を決定し（８８０２）、プロセス８８００は、変位部材がストロークの末端に到達するまで継続する。
【０１２９】
誤差が第１の誤差閾値（±Ｚ）の外にある場合、プロセス８８００は、「いいえ」分岐に沿って継続し、制御回路２５１０は、誤差が第２の誤差閾値を超えたかどうか（±Ｙ）を判定する（８８１８）。誤差が第２の誤差閾値を超えなかった場合、制御回路２５１０は、誤差が−Ｚと−Ｙとの間、又は＋Ｚと＋Ｙとの間の誤差閾値内にあると判定し、「いいえ」分岐に沿って進み、制御回路２５１０は、指示速度を第１の変化率で調節する（８８２０）。制御回路２５１０は、ストロークの終了を決定し（８８１６）、続いて、変位部材の新たな位置を決定する（８８０２）。プロセス８８００は、変位部材がストローク終了に達するまで継続する。誤差が第２の誤差閾値を超える場合、制御回路２５１０は、誤差が第２の誤差閾値（±Ｙ）を超えていると判定し、「はい」分岐に沿って進み、制御回路２５１０は、第１の変化率よりも大きい第２の変化率で指示速度を調節する（８８２２）。一態様では、第２の変化率は、第１の変化率の２倍である。第２の変化率は、第１の変化率よりも大きくても小さくてもよいことが理解されよう。制御回路２５１０は、ストロークの終了を決定し（８８１６）、続いて、変位部材の新たな位置を決定する（８８０２）。プロセス８８００は、変位部材がストローク終了に達するまで継続する。追加の誤差閾値及び対応する変化率が実装されてもよいことが理解されよう。
【０１３０】
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．外科用器具であって、外科用器具内で複数の所定の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、変位部材を並進させるように変位部材に結合されたモータと、モータに結合された制御回路と、制御回路に結合され、変位部材の位置を測定するように構成された、位置センサと、制御回路に結合され、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た、タイマー回路と、を備え、制御回路は、変位部材の位置を決定し、変位部材が位置するゾーンを決定し、変位部材が位置するゾーンに基づいて変位部材の指示速度を設定するように構成されている、外科用器具。
【０１３１】
実施例２．制御回路は、位置センサから変位部材の位置を受信し、タイマー回路から経過時間を受信し、変位部材が位置しているゾーンに基づいてモータのデューティサイクルを設定するように構成されている、実施例１に記載の外科用器具。
【０１３２】
実施例３．制御回路は、変位部材の実際の速度を決定するように構成されている、実施例２に記載の外科用器具。
【０１３３】
実施例４．制御回路は、変位部材の指示速度と変位部材の実際の速度との間の誤差を決定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。
【０１３４】
実施例５．制御回路は、誤差に基づき、変位部材の新しい指示速度を設定するように構成されている、実施例４に記載の外科用器具。
【０１３５】
実施例６．誤差は、短期誤差（Ｓ）、累積誤差（Ｃ）、変化率誤差（Ｒ）、及びオーバーシュート数誤差（Ｎ）のうちの少なくとも１つに基づく、実施例４に記載の外科用器具。
【０１３６】
実施例７．エンドエフェクタを備える、実施例１〜実施例６に記載の外科用器具であって、変位部材はエンドエフェクタ内で並進するように構成されている、外科用器具。
【０１３７】
実施例８．外科用器具であって、外科用器具内で並進するように構成された変位部材と、変位部材を並進させるように変位部材に結合されたモータと、モータに結合された制御回路と、制御回路に結合され、変位部材の位置を測定するように構成された、位置センサと、制御回路に結合され、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た、タイマー回路と、を備え、制御回路は、変位部材の指示速度を設定し、変位部材の位置を決定し、変位部材の実際の速度を決定し、変位部材の指示速度を変位部材の実際の速度と比較し、変位部材と変位部材の実際の速度との間の誤差を決定し、誤差に基づいて変位部材の指示速度を調節する、外科用器具。
【０１３８】
実施例９．制御回路は、誤差を誤差閾値と比較するように構成されている、実施例８に記載の外科用器具。
【０１３９】
実施例１０．誤差が誤差閾値内にある場合、制御回路は、変位部材の指示速度を維持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。
【０１４０】
実施例１１．誤差が誤差閾値を超える場合、制御回路は、変位部材の指示速度を調節して指示速度を変化させるように構成されている、実施例９〜実施例１０に記載の外科用器具。
【０１４１】
実施例１２．変位部材の実際の速度が以下の式によって与えられ、
【０１４２】
【数２】
2020524554.tif 000004
Ａ、Ｂ、及びＤは係数、Ｓは短期誤差、Ｃは累積誤差、及びＲは変化率誤差である、実施例８〜実施例１１に記載の外科用器具。
【０１４３】
実施例１３．エンドエフェクタを備える、実施例８〜実施例１２に記載の外科用器具であって、変位部材はエンドエフェクタ内で並進するように構成されている、外科用器具。
【０１４４】
実施例１４．外科用器具であって、外科用器具内で並進するように構成された変位部材と、変位部材を並進させるように変位部材に結合されたモータと、モータに結合された制御回路と、制御回路に結合され、変位部材の位置を測定するように構成された、位置センサと、制御回路に結合され、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た、タイマー回路と、を備え、制御回路は、変位部材の指示速度を設定し、変位部材の位置を決定し、変位部材の実際の速度を決定し、変位部材の指示速度を変位部材の実際の速度と比較し、変位部材と変位部材の実際の速度との間の誤差を決定し、誤差に基づく変化率で変位部材の指示速度を調節する、外科用器具。
【０１４５】
実施例１５．制御回路は、誤差を複数の誤差閾値と比較するように構成されている、実施例１４に記載の外科用器具。
【０１４６】
実施例１６．制御回路は、誤差に基づく複数の変化率で、変位部材の指示速度を調節するように構成されている、実施例１５に記載の外科用器具。
【０１４７】
実施例１７．制御回路は、誤差を第１の誤差閾値と比較し、誤差が第１の誤差閾値内にある場合は、指示速度を維持するように構成されている、実施例１５〜実施例１６に記載の外科用器具。
【０１４８】
実施例１８．制御回路は、誤差を第２の誤差閾値と比較し、誤差が第１の誤差閾値を超え、かつ第２の誤差閾値内にある場合に、指示速度を第１の変化率で調節するように構成されている、実施例１７に記載の外科用器具。
【０１４９】
実施例１９．制御回路は、誤差を第２の誤差閾値と比較し、誤差が第１の誤差閾値及び第２の誤差閾値の両方を超える場合に、指示速度を第２の変化率で調節するように構成されている、実施例１７〜実施例１８に記載の外科用器具。
【０１５０】
実施例２０．誤差は、短期誤差（Ｓ）、累積誤差（Ｃ）、変化率誤差（Ｒ）、及びオーバーシュート数誤差（Ｎ）のうちの少なくとも１つに基づく、実施例１４〜実施例１９に記載の外科用器具。
【０１５１】
特定の変位距離にわたる測定時間に基づく、外科用ステープル留め及び切断器具のモータ速度の閉ループフィードバック制御
電動外科用ステープル留め及び切断器具の使用中、組織の状態を補償するために、切断部材又は発射部材の速度を測定、調節する必要があり得る可能性がある。厚い組織では、切断部材又は発射部材が受ける発射力が閾値力よりも大きい場合、切断部材又は発射部材が受ける発射力を低下させるために速度を低下させてもよい。薄い組織では、切断部材又は発射部材が受ける発射力が閾値未満である場合、速度を増加させてもよい。従って、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節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。固定設定変位間隔にて時間を測定することにより、切断部材の速度を測定することが望ましい場合がある。
【０１５２】
ここで本開示は、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に移る。閉ループフィードバックシステムは、変位部材の特定の距離間隔又は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節する。一態様では、閉ループフィードバックシステムは、２つのフェーズを含む。開始フェーズは、発射ストロークの間にＩビーム２５１４が遠位方向に前進しながら、発射ストロークの開始から、その後に動的発射フェーズが続くフェーズとして定義される。図２３Ａ及び２３Ｂは、発射ストロークの開始フェーズに配置されたＩビーム２５１４を示す。図２３Ａは、切断縁部２５０９を備えるＩビーム２５１４に結合された発射部材２５２０を備えるエンドエフェクタ２５０２を示す。アンビル２５１６は閉鎖位置にあり、Ｉビーム２５１４は、閉鎖傾斜部９００６の底部における近位又は待機位置９００２に位置している。待機位置９００２は、Ｉビーム２５１４が、アンビル２５１６閉鎖傾斜部９００６を傾斜部９００６の頂部まで上に移動しＴ字形スロット９００８に至るのに先立つ、Ｉビーム２５１４の位置である。頂部ピン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。
【０１５３】
図２３Ｂでは、頂部ピン２５８０がＴ字形スロット９００８内に係合された状態で、Ｉビーム２５１４は、傾斜部９００６の頂部において目標位置９００４に位置している。図２３Ａ〜図２３Ｂに示すように、待機位置９００２から目標位置９００４へと移動する際に、Ｉビーム２５１４は、Ｘｏとして示される距離を水平遠位方向に移動する。開始フェーズの間、Ｉビーム２５１４の速度は、既定の初期速度Ｖｏに設定される。制御回路２５１０は、Ｉビーム２５１４が、傾斜部９００６を待機位置９００２から目標位置９００４まで初期速度Ｖｏにて上に移動するのに要する実際の時間ｔｏを測定する。一態様では、水平距離は４．１ｍｍ、初期速度Ｖｏは１２ｍｍ／秒である。以下により詳細に記載するように、実際の時間ｔｏは、Ｉビーム２５１４が遠位方向に前進するにつれて、後続のステープルカートリッジゾーンＺ内におけるＩビーム２５１４の指令速度を低速、中速、又は高速に設定するために使用される。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）に依存してもよい。指令速度又は設定速度は、Ｉビーム２５１４の所望の速度をもたらすために、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の速度である。Ｉビーム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ビーム２５１４が横断するのに要する実際の時間ｔｏを、タイマー／カウンタ２５３１回路を用いて測定することにより、制御回路２５１０によって決定される。本開示の一態様によると、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ビーム２５１４又は変位部材が既定の固定距離又は変位間隔Ｘｎを移動するのに要する実際の時間ｔｎを測定する。既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。
【０１５４】
図２４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によって表された、Ｉビーム２５１４の発射ストロークを表す。図示するように、初期ゾーン（Ｚｏ）、又はベースゾーンは、Ｉビーム２５１４が待機位置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ビーム２５１４が、閉鎖傾斜部９００６を目標位置９００４まで初期設定速度Ｖｏにて上に移動するのに要する時間である。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ビーム２５１４の変位はＸｏである。Ｉビーム２５１４が距離Ｘｏにわたって移動するのに要する時間である期間Ｔｏは、後続のゾーンＺ１内の指令速度を設定するために使用される。
【０１５５】
ここで図１４〜図１５及び図２３Ａ〜図２４を参照すると、開始フェーズにおいて、例えば、発射ストロークの開始時において、制御回路２５１０は、Ｉビーム２５１４などの変位部材の発射を既定速度Ｖｏ（例えば、１２ｍｍ／秒）で開始するように構成されている。開始フェーズの間、制御回路２５１０は、Ｉビーム２５１４の位置を監視し、Ｉビーム２５１４が、Ｉビーム２５１４の待機位置９００２からＩビーム２５１４の目標位置９００４まで移動するのに要する時間ｔｏ（秒）を、アンビル２５１６閉鎖傾斜部９００６の頂部に至るまで、又は低電力動作モードの終了時のいずれかで測定するように構成されている。初期ゾーン９０１０における時間Ｔｏは、第１ゾーンＺ１を通るＩビーム２５１４の発射速度を決定するために制御回路２５１０によって使用される。例えば、一態様では、時間ｔｏが＜０．９秒である場合は、速度Ｖ１は高速に設定されてもよく、時間ｔｏ≧０．９秒である場合は、速度は中速に設定されてもよい。より速い又はより遅い時間が、ステープルカートリッジ２５１８の長さに基づいて選択されてもよい。Ｉビーム２５１４が対応するゾーンＺ１〜Ｚ５を横断するのに要する実際の時間ｔ１〜ｔ５が、対応する設定変位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すると、Ｉビーム２５１４が目標位置９００４に到達する前にモータ２５０４は停動することになる。この状態が発生した場合、外科用器具ディスプレイは器具の状態を示し、停動警報を発してもよい。ディスプレイはまた、スピード選択を示してもよい。
【０１５６】
動的発射フェーズの間、外科用器具は動的発射フェーズに入り、制御回路２５１０は、Ｉビーム２５１４の変位間隔δｎを監視し、Ｉビーム２５１４がゾーンの開始からゾーンの終了まで（例えば、合計距離５ｍｍ又は１０ｍｍ）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２４において、基準時間Ｔ１は、Ｉビーム２５１４が設定速度Ｖ１にてゾーンＺ１の開始点からゾーンＺ１の終了点まで移動する時間である。同様に、基準時間Ｔ２は、Ｉビーム２５１４が設定速度Ｖ２にてゾーンＺ２の開始点からゾーンＺ２の終了点まで移動する時間であり、以下同様である。表１は、様々なサイズのステープルカートリッジ２５１８に対して定義され得るゾーンを示す。
【０１５７】
【表１】
2020524554.tif 000005
【０１５８】
６０ｍｍを超えるステープルカートリッジ２５１８については、パターンは継続するが、最後の１０〜１５ｍｍは、とりわけストローク終了のために他の介入を保留して、前のゾーンの指令又は示された速度で継続する。各ゾーンの終了時に、Ｉビーム２５１４がゾーンを通り過ぎる実際の時間ｔｎが他のテーブル（例えば、以下の表２〜表５）の値と比較されて、次のゾーンの指令速度をどのように設定するかを決定する。指令速度は次のゾーンのために更新され、プロセスは継続される。指令速度が更新された場合はいつでも、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、外科用器具の既定のプロトコル／アルゴリズムに従って処理される。ストローク終了時、Ｉビーム２５１４は速いスピードで初期Ｉビームの待機位置９００２に戻される。戻りストロークの終了（待機位置９００２に戻ること）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。他のゾーンが、限定することなく定義されてもよい。
【０１５９】
【表２】
2020524554.tif 000006
【０１６０】
【表３】
2020524554.tif 000007
【０１６１】
【表４】
2020524554.tif 000008
【０１６２】
【表５】
2020524554.tif 000009
【０１６３】
一態様では、表１〜５は、外科用器具のメモリ内に格納されてもよい。表１〜表５はルックアップテーブル（ＬＵＴ）の形態でメモリに格納されてもよく、それにより、制御回路２５１０は値を取り込み、ＬＵＴに格納された値に基づいて各ゾーンにおけるＩビーム２５１４の指令速度を制御することができる。
【０１６４】
図２５は、本開示の一態様による、時間９１０２（上部グラフ）の関数としてのＩビーム２５１４のストローク変位間隔δｎと、時間９１０４（下部グラフ）の関数としてのＩビーム２５１４の予想される発射力とを比較するグラフ表示９１００である。上部グラフ９１０２を参照すると、横軸９１０６は０〜１．００Ｘの秒数（秒）で時間（ｔ）を表し、Ｘは換算係数である。例えば、一態様では、Ｘ＝６であり、横軸９１０６は０〜６秒からの時間を表す。縦軸９１０８は、Ｉビーム２５１４の変位（δ）をミリメートル（ｍｍ）で表す。変位間隔δ１は、薄い組織及び中厚の組織に対する、傾斜部９００６（図２３Ａ、図２３Ｂ）の頂部でのＩビーム２６１５のストローク９１１４又は変位を表す。薄い組織に対しては、Ｉビーム２５１４が傾斜部ストローク９１１４の頂部に達する時間はｔ１であり、中厚の組織に対しては、Ｉビーム２５１４が傾斜部ストローク９１１４の頂部に達する時間はｔ２である。図示するように、ｔ１＜ｔ２、であるので、薄い組織に対してＩビーム２５１４が傾斜部ストローク９１１４の頂部に到達する時間は、中厚又は厚い組織に対して要する時間よりも少ない。一実施例では、傾斜部ストローク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。それに応じて、表５も参照すると、傾斜部ストローク９１１４の頂部に到達する速度は、薄い組織に対しては高速であり、中厚の組織に対しては中速である。
【０１６５】
ここで下部グラフ９１０４を参照すると、横軸９１１０は秒数（秒）で時間（ｔ）を表し、上部グラフ９１０２の横軸９１０６と同じスケールを有する。しかし、縦軸９１１２は、予想されるＩビーム２５１４の発射力（Ｆ）をニュートン（Ｎ）で、薄い組織に対する発射力のグラフ９１１６、及び中厚の組織に対する発射力のグラフ９１１８で表している。薄い組織に対する発射力のグラフ９１１６は、中厚の組織に対する発射力のグラフ９１１８よりも低い。薄い組織に対する発射力のグラフ９１１６におけるピーク力Ｆ１は、中厚の組織に対する発射力のグラフ９１１８におけるピーク力Ｆ２よりも低い。また、上部及び下部グラフ９１０２、９１０４を参照すると、ゾーンＺｏにおけるＩビーム２５１４の初期速度は、推定される組織厚さに基づいて決定することができる。薄い組織に対する発射力のグラフ９１１６に示すように、Ｉビーム２５１４は、傾斜部ストローク９１１４の頂部のピーク力Ｆ１に高速初期速度（例えば、３０ｍｍ／秒）で到達し、中厚の組織に対する発射力のグラフ９１１８に示すように、Ｉビーム２５１４は、傾斜部ストローク９１１４の頂部のピーク力Ｆ２に中速初期速度（例えば、１２ｍｍ／秒）で到達する。いったんゾーンＺｏにおける初期速度が決定されると、制御回路２５１０は、ゾーンＺ１でのＩビーム２５１４の推定速度を設定することができる。
【０１６６】
図２６は、本開示の一態様による、Ｉビームストローク９２０２（上部グラフ）の設定変位間隔の関数としての組織厚さ、Ｉビームストローク９２０４（上から２つ目のグラフ）の設定変位間隔の関数としての発射力、Ｉビームストローク９２０６（上から３つ目のグラフ）の設定変位間隔の関数としての動的時間チェック、Ｉビームストローク９２０８（下部グラフ）の設定変位間隔の関数としてのＩビームの設定速度、を比較するグラフ表示９２００である。グラフ９２０２、９２０４、９２０６、９２０８のそれぞれに対する横軸９２１０は、例えば、６０ｍｍのステープルカートリッジに対するＩビーム２５１４のストロークの設定変位間隔を表す。表１も参照すると、６０ｍｍのステープルカートリッジに対して定義されたゾーンＺ１〜Ｚ６を特定するために横軸９２１０がマークされている。表１に示すように、定義されたゾーンは、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。図１４も参照して、本開示によると、制御回路２５１０は、発射ストローク中に、ステープルカートリッジ２５１８に沿った、Ｉビーム２５１４又は他の変位部材の変位間隔において、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から受信した設定変位間隔δｎにおいて、制御回路２５１０は、Ｉビーム２５１４が固定変位間隔δｎを移動するのに要した経過時間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ビーム２５１４の実際の速度を決定し、実際の速度を推定速度と比較し、モータ２５０４速度に対して、いかなる必要な調節をも行うことができる。
【０１６７】
組織厚さに関するグラフ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、及び水平破線で図示するような、示される厚さ９２２１を示す。発射力のグラフ９２０４は、ステープルカートリッジ２５１８に沿った発射力プロファイル９２２８を示す。Ｉビーム２５１４がゾーンＺ１及びＺ２を横断する際、組織厚さ９２２２が示される厚さ９２２１未満に留まっている間、発射力９２３０は比較的一定のままである。Ｉビーム２５１４がゾーンＺ３に入ると組織厚さ９２２４は増加し、Ｉビーム２５１４がゾーンＺ３、Ｚ４及びＺ５における、より厚い組織を横断するにつれて発射力も増加する。Ｉビーム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、発射力９２３４も減少する。
【０１６８】
ここで図１４、図２４〜図２６、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によって決定される指令速度Ｖｏに設定され、これは、図２３Ａ、図２３Ｂ及び図２５を参照して説明されるように、Ｉビーム２５１４がゾーンＺｏにおいて傾斜部９００６の頂部へと移動する時間に基づく。図２６のグラフ９２０６、９２０８も参照すると、初期設定速度Ｖｏは中速に設定され、従って、ゾーンＺ１内での設定速度Ｖ１は中速に設定され、よってＶ１＝Ｖｏとなる。
【０１６９】
設定変位位置δ１（例えば、６０ｍｍのステープルカートリッジに対しては５ｍｍ）において、Ｉビーム２５１４がゾーンＺ１を出てゾーンＺ２に入るにつれて、制御回路２５１０は、Ｉビーム２５１４が設定変位間隔Ｘ１（長さ５ｍｍ）を横断する実際の速度ｔ１を測定し、Ｉビーム２５１４の実際の速度を決定する。図２６のグラフ９２０６及び９２０８を参照して、設定変位位置δ１において、Ｉビーム２５１４が設定変位間隔Ｘ１を移動するのに要する実際の時間ｔ１はｔ１＝０．５５秒である。表３によると、ゾーンＺ１における実際の移動時間ｔ１＝０．５５秒は、ゾーンＺ２における指令又は設定速度Ｖ２を中速に設定することを要求する。それに応じて、制御回路２５１０は、ゾーンＺ２に対する指令速度をリセットせず、中速で維持する。
【０１７０】
設定変位位置δ２（例えば、６０ｍｍのステープルカートリッジに対しては１５ｍｍ）において、Ｉビーム２５１４がゾーンＺ２を出てゾーンＺ３に入るにつれて、制御回路２５１０は、Ｉビーム２５１４が設定変位間隔Ｘ２（長さ１０ｍｍ）を横断する実際の速度ｔ２を測定し、Ｉビーム２５１４の実際の速度を決定する。図２６のグラフ９６０６及び９６０８を参照して、設定変位位置δ２において、Ｉビーム２５１４が設定変位間隔Ｘ２を移動するのに要する実際の時間ｔ２はｔ２＝０．９５秒である。表３によると、ゾーンＺ２における実際の移動時間ｔ２＝０．９５秒は、ゾーンＺ３における指令又は設定速度Ｖ３を中速に設定することを要求する。それに応じて、制御回路２５１０は、ゾーンＺ３に対する指令速度をリセットせず、中速で維持する。
【０１７１】
設定変位位置δ３（例えば、６０ｍｍのステープルカートリッジに対しては２５ｍｍ）において、Ｉビーム２５１４がゾーンＺ３を出てゾーンＺ４に入るにつれて、制御回路２５１０は、Ｉビーム２５１４が設定変位間隔Ｘ３（長さ１０ｍｍ）を横断する実際の速度ｔ３を測定し、Ｉビーム２５１４の実際の速度を決定する。図２６のグラフ９６０６及び９６０８を参照して、設定変位位置δ３において、Ｉビーム２５１４が設定変位間隔Ｘ３を移動するのに要する実際の時間ｔ３はｔ３＝１．３０秒である。表３によると、ゾーンＺ３における実際の移動時間ｔ３＝１．３０秒は、ゾーンＺ４における指令又は設定速度Ｖ４を低速に設定することを要求する。これは、１．３秒の実際の移動時間が１．１０秒よりも大きく、前の範囲から外れるからである。それに応じて、グラフ９２０２の組織領域９２２４に示されるように、予想されるよりも組織が厚いなどの外的影響に起因して、制御回路２５１０はゾーンＺ３における実際のＩビーム２５１４の速度が予想よりも遅いと判定する。それに応じて、制御回路２５１０は、ゾーンＺ４内での指令速度Ｖ４を中速から低速にリセットする。
【０１７２】
一態様では、制御回路２５１０は、速度がリセットされたゾーンに続く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。換言すると、現在のゾーン内で速度が更新される場合はいつでも、後続のゾーンは評価されない。速度はゾーンＺ４で更新されたので、Ｉビーム２５１４がゾーンＺ４を横断するのに要する時間は、ゾーンＺ４の終了時に設定変位距離δ４（例えば、６０ｍｍのステープルカートリッジに対して３５ｍｍ）において測定されないであろう。それに応じて、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、動的時間測定が設定変位位置δ５（例えば、６０ｍｍのステープルカートリッジに対して４５ｍｍ）において再び始まる。
【０１７３】
設定変位位置δ５（例えば、６０ｍｍのステープルカートリッジに対しては４５ｍｍ）において、Ｉビーム２５１４がゾーンＺ５を出てゾーンＺ６に入るにつれて、制御回路２５１０は、Ｉビーム２５１４が設定変位間隔Ｘ５（長さ１０ｍｍ）を横断する実際の速度ｔ５を測定し、Ｉビーム２５１４の実際の速度を決定する。図２６のグラフ９６０６及び９６０８を参照して、設定変位位置δ５において、Ｉビーム２５１４が設定変位間隔Ｘ５を横断するのに要する実際の時間ｔ５はｔ５＝０．９５秒である。表３によると、ゾーンＺ５における実際の移動時間ｔ５＝０．９５秒は、ゾーンＺ６における指令又は設定速度Ｖ６を高速に設定することを要求する。これは、０．９５秒の実際の移動時間が１．００秒未満であり、前の範囲から外れるからである。それに応じて、グラフ９６０２の組織領域９６２６に示されるように、予想されるよりも組織が薄いなどの外的影響に起因して、制御回路２５１０はゾーンＺ５における実際のＩビーム２５１４の速度が予想よりも速かったと判定する。それに応じて、制御回路２５１０は、ゾーンＺ６内での指令速度Ｖ６を低速から高速にリセットする。
【０１７４】
図２７は、本開示の一態様による、時間の関数としての発射力のグラフ表示９３００であり、低速、中速、及び高速のＩビーム２５１４変位速度を比較している。横軸９３０２は、Ｉビームがステープルカートリッジを横断するのに要する時間ｔ（秒）を表す。縦軸９３０４は、発射力Ｆ（Ｎ）を表す。グラフ表示は、時間に対して３つの別個の発射力曲線を示す。第１の発射力曲線９３１２は、薄い組織９３０６を高速度で通って横断し、ｔ１において傾斜部９００６（図２３Ｂ）の頂部で最大の発射力Ｆ１に達するＩビーム２５１４（図１４）を表す。一実施例では、Ｉビーム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、中厚の組織９３０８を中速度で通って横断し、ｔ１よりも大きいｔ２において傾斜部９００６の頂部で最大の発射力Ｆ２に達するＩビーム２５１４を表す。一実施例では、Ｉビーム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、厚い組織９３１０を低速度で通って横断し、ｔ２よりも大きいｔ３において傾斜部９００６の頂部で最大の発射力Ｆ３に達するＩビーム２５１４を表す。一実施例では、Ｉビーム２５１４の低速横断速度は、約９ｍｍ／秒である。
【０１７５】
図２８は、本開示の一態様による、初期発射段階における指令速度を制御するための制御プログラム又は論理構成を図示するプロセスの論理フロー図９４００である。図１４及び図２３Ａ〜図２７も参照すると、制御回路２５１０は、位置センサ２５３４によって提供される位置情報に基づいて、例えば、Ｉビーム２５１４などの変位部材の基準位置を決定する（９４０２）。Ｉビーム２５１４の例では、基準位置は、図２３Ｂに示すように、閉鎖傾斜部９００６の底部における近位又は待機位置９００２である。いったん基準位置が決定されると（９４０２）、制御回路２５１０及びモータ制御２５０８は、モータ２５０４の指令速度を既定の指令速度Ｖｏに設定し、初期又はベースゾーンＺｏに対して既定の指令速度Ｖｏで変位部材（例えば、Ｉビーム２５１４）の発射を開始する（９４０４）。一実施例では、初期の既定の指令速度Ｖｏは約１２ｍｍ／秒であるが、他の初期の既定の指令速度Ｖｏが用いられてもよい。図２３Ｂに示すような傾斜部９００６の頂部の目標位置にＩビーム２５１４が到達するまで、制御回路２５１０は、位置センサ２５３４から受信した位置情報を用いて変位部材の位置を監視する（９４０６）。既定の変位期間Ｔｏは、現在の設定指令速度Ｖｏで移動する変位部材の予想変位期間である。実際の変位期間Ｔｎと既定の変位期間Ｔｏとの間の偏差は、少なくとも部分的には、変位部材に作用する外的影響、例えば、Ｉビーム２５１４の切断縁部２５０９に作用する組織厚さに起因する。
【０１７６】
タイマー／カウンタ回路２５３１から受信されたタイミング情報、及び位置センサ２５３４から受信された位置情報を用いて、制御回路２５１０は、変位部材が基準位置９００２から目標位置９００４へと移動するのに要する時間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ゾーンＺ１に対する指令速度Ｖ１を設定する（９４１０）。表１に示すように、様々な定義されたゾーンが、様々なサイズのステープルカートリッジに対して定義されてもよい。しかし、他のゾーンが定義されてもよい。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）に格納されたような、メモリに格納された値と比較することによって（９４１２）、第１ゾーンＺ１に対する指令速度Ｖ１を設定する（９４１０）。一実施例では、表４に全般的に及び表５に具体的な例として示すように、Ｉビーム２５１４が傾斜部９００６を基準位置９００２から目標位置９００４まで上に移動するのに要する時間ｔｏが０．０〜０．９秒（０．０秒＜ｔｏ＜０．９秒）である場合、第１ゾーンＺ１の指令速度は、高速（例えば、３０ｍｍ／秒）に設定される（９４１４）。そうでない場合は、Ｉビーム２５１４が、傾斜部９００６を基準位置９００２から目標位置９００４まで上に移動するのに要する時間ｔｏが０．９秒を超え１．８秒まで（ｔｏ＞０．９秒から１．８秒まで）である場合、第１ゾーンＺ１に対する指令速度は中速（例えば、１２ｍｍ／秒）に設定される（９４１６）。続いて、制御回路２５１０は、ロックアウト状態をチェックし（９４１８）、ロックアウト状態がある場合は、モータ２５０４を停止させる（９４２０）。そうでない場合は、制御回路は、図２９のプロセス９４５０を参照して以下に記載されるように、動的発射フェーズに入る（９４２２）。
【０１７７】
図２９は、本開示の一態様による、動的発射段階における指令速度を制御するための制御プログラム又は論理構成を図示するプロセス９４５０の論理フロー図である。図１４及び図２３Ａ〜図２７も参照すると、図２８のプロセス９４００に関して説明されるように、制御回路２５１０は、初期時間ｔｏに基づいて、第１ゾーンＺ１に対してモータ２５０４の初期指令速度を設定する（９４５２）。変位部材がステープルカートリッジ２５１８を横断するにつれて、制御回路２５１０は、位置センサ２５３４から変位部材の位置を、タイマー／カウンタ２５３１回路からタイミング情報を受信し、所定のゾーンＺｎにわたって変位部材の位置を監視する（９４５４）。ゾーンＺｎの終了時に、制御回路２５１０は、変位部材が次のゾーンＺｎの開始からゾーンＺｎの終了まで移動するのに要する実際の時間ｔｎを測定し（９４５６）、表２に全般的に示され表３に具体例として示される特定のゾーンに対して、実際の時間ｔｎを既定の時間と比較する（９４５８）。既定の変位期間Ｔｎは、現在の設定指令速度Ｖｎで移動する変位部材の予想変位期間である。実際の変位期間ｔｎと既定の変位期間Ｔｎとの間の偏差は、少なくとも部分的には、変位部材に作用する外的影響、例えば、Ｉビーム２５１４の切断縁部２５０９に作用する組織厚さに起因する。
【０１７８】
例えば、表３を参照すると、特定の指令速度でゾーンを通過する時間が、様々な動的発射ゾーンに対して提供される。例えば、動的発射ゾーンが、ゾーンＺ１（長さ５ｍｍ）であり、ｔｎ＜０．５秒である場合、次のゾーンＺ２に対する指令速度は高速に設定され、０．５＜ｔｎ＜０．６秒の場合は、次のゾーンＺ２に対する指令速度は中速に設定され、ｔｎ＞０．６秒の場合は、次のゾーンＺ２に対する指令速度は低速に設定される。
【０１７９】
しかし、動的発射ゾーンが、例えば、第１ゾーンＺ１と最終ゾーンＺ６との間に位置する中間ゾーンＺ２〜Ｚ５（長さ１０ｍｍ）の場合で、かつｔｎ＜０．９秒の場合は、次のゾーンＺ２に対する指令速度は高速に設定され、０．９＜ｔｎ＜１．１秒の場合は、次のゾーンＺ３〜Ｚ５に対する指令速度は中速に設定され、ｔｎ＞１．１秒の場合は、次のゾーンＺ３〜Ｚ５に対する指令速度は低速に設定される。
【０１８０】
最後に、動的発射ゾーンが、最終測定ゾーンＺ５（長さ１０ｍｍ）であり、ｔｎ＜１．０秒である場合、最終ゾーンＺ６に対する指令速度は高速に設定され、１．０＜ｔｎ＜１．３秒の場合は、最終ゾーンＺ６に対する指令速度は中速に設定され、ｔｎ＞１．３秒の場合は、最終ゾーンＺ６に対する指令速度は低速に設定される。動的発射ゾーンを定義するだけでなく、指定された指令速度でゾーンを通過する時間を様々な動的発射ゾーンに対しても定義するために、他のパラメータを用いてもよい。
【０１８１】
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９４５０を継続する。例えば、比較９４５８の結果が、前のゾーンＺｎにおける実際の速度（高速、中速、低速）が前の指令速度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、次のゾーンＺｎ＋１に対する指令速度Ｖ１を前の指令速度Ｖ１と同じに維持する（９４６０）。プロセス９４５０は、次の所定のゾーンＺｎ＋１にわたって変位部材の位置を監視し続ける（９４５４）。次のゾーンＺｎ＋１の終了時に、制御回路２５１０は、変位部材が次のゾーンＺｎ＋１の開始から次のゾーンＺｎ１の終了まで移動するのに要する時間ｔｎ＋１を測定し（９４５６）、表２に全般的に示され表３に具体例として示される特定のゾーンに対して、実際の時間ｔｎ＋１を既定の時間と比較する（９４５８）。指令速度に変化が必要ない場合は、変位部材、例えばＩビーム２５１４がストローク９４６６の終了に到達するまで、プロセス９４５０は、そして変位部材を基準位置９００２に戻す（９４６８）。
【０１８２】
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）が前の指令速度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に要約されているアルゴリズムに従って、次のゾーンＺｎ＋１に対する指令速度をＶｎｅｗにリセット（９４６２）又は更新する。指令速度がリセット９４６２又は更新される場合、制御回路２５１０は、追加のゾーンＺｎ＋２に対して指令速度Ｖｎｅｗを維持する（９４６４）。換言すれば、次のゾーンＺｎ＋１の終了時に、制御回路２５１０は時間を評価又は測定しない。変位部材、例えばＩビーム２５１４がストローク９４６６の終了に到達するまで、プロセス９４５０は次の所定のゾーンＺｎ＋１にわたって変位部材の位置を監視し続け（９４５４）、そして変位部材を基準位置９００２に戻す（９４６８）。
【０１８３】
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．外科用器具であって、外科用器具内で複数の所定の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、変位部材を並進させるように変位部材に結合されたモータと、モータに結合された制御回路と、制御回路に結合され、変位部材の位置を監視するように構成された位置センサと、を備え、制御回路に結合され、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た、タイマー回路と、を備え、制御回路は、位置センサから、設定変位間隔によって定義された現在のゾーンにおける変位部材の位置を受信し、変位間隔の設定位置において時間を測定し、現在の所定のゾーンにおいて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指令速度を設定するように構成されており、測定された時間は、変位部材が変位間隔を横断するのに要する時間として定義される、外科用器具。
【０１８４】
実施例２．制御回路は、開始位置及び終了位置によって定義され変位部材が位置する設定変位間隔を決定し、変位間隔の終了位置に変位部材が到達した時間を測定するように構成されている、実施例１に記載の外科用器具。
【０１８５】
実施例３．制御回路は、測定された時間を、制御回路に結合されたメモリに格納された既定の時間と比較し、比較に基づいて、指令速度を調節又は維持するかどうかを判定するように構成されている、実施例１〜実施例２に記載の外科用器具。
【０１８６】
実施例４．制御回路は、測定された時間が既定の時間の範囲内にある場合に、後続のゾーンに対する指令速度を現在のゾーンの指令速度と同じに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。
【０１８７】
実施例５．制御回路は、測定された時間が既定の時間の範囲外にある場合に、後続のゾーンに対する指令速度を現在のゾーンの指令速度とは異なって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。
【０１８８】
実施例６．指令速度が調節された場合、制御回路は、後続のゾーンに対する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。
【０１８９】
実施例７．複数のゾーンは、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に対して定義される、実施例１〜実施例６に記載の外科用器具。
【０１９０】
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。
【０１９１】
実施例９．外科用器具であって、外科用器具内で複数の所定の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、変位部材を並進させるように変位部材に結合されたモータと、モータに結合された制御回路と、制御回路に結合され、変位部材の位置を監視するように構成された位置センサと、を備え、制御回路に結合され、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た、タイマー回路と、を備え、制御回路は、位置センサから、既定の変位間隔によって定義された現在のゾーンにおける変位部材の位置を受信し、変位部材が待機位置から目標位置へと動く際の時間を測定し、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指令速度を設定するように構成されている、外科用器具。
【０１９２】
実施例１０．制御回路は、測定された時間を、制御回路に結合されたメモリ内に格納された既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。
【０１９３】
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場合は、初期ゾーンに対する指令速度を第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場合は、初期ゾーンに対する指令速度を第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。
【０１９４】
実施例１２．制御回路は、ロックアウト状態を判定し、モータを停止させ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。
【０１９５】
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所定の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、変位部材を並進させるように変位部材に結合されたモータと、モータに結合された制御回路と、制御回路に結合され、変位部材の位置を監視するように構成された位置センサと、制御回路に結合され、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た、タイマー回路と、を備え、方法は、位置センサから、設定変位間隔によって定義された、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いて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要する時間として定義される、ことと、制御回路によって、現在のゾーンにおいて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指令速度を設定することと、を含む、方法。
【０１９６】
実施例１４．制御回路及びタイマー回路によって、開始位置及び終了位置によって定義され変位部材が位置する設定変位間隔を決定することと、制御回路によって、変位間隔の終了位置に変位部材が到達した時間を測定することと、更に含む、実施例１３に記載の方法。
【０１９７】
実施例１５．制御回路により、測定された時間を、制御回路に結合されたメモリに格納された既定の時間と比較することと、比較に基づいて、制御回路により、指令速度を調節又は維持するかどう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。
【０１９８】
実施例１６．測定された時間が既定の時間の範囲内にある場合に、制御回路によって、後続のゾーンに対する指令速度を現在のゾーンの指令速度と同じに維持することを更に含む、実施例１５に記載の方法。
【０１９９】
実施例１７．測定された時間が既定の時間の範囲外にある場合に、制御回路によって、後続のゾーンに対する指令速度を現在のゾーンの指令速度とは異なって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。
【０２００】
実施例１８．指令速度が調節された場合に、後続ゾーンの時間測定を制御回路によってスキップすることを更に含む、実施例１７に記載の方法。
【０２０１】
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定義された複数のゾーンを定義することを更に含む、実施例１３〜実施例１８に記載の方法。
【０２０２】
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つのゾーンを定義することを更に含む、実施例１９に記載の方法。
【０２０３】
特定の時間間隔にわたって移動した測定変位距離に基づく、外科用ステープル留め及び切断器具のモータ速度の閉ループフィードバック制御
電動外科用ステープル留め及び切断器具の使用中、組織の状態を補償するために、切断部材又は発射部材の速度を測定、調節する必要があり得る可能性がある。厚い組織では、切断部材又は発射部材が受ける発射力が閾値力よりも大きい場合、切断部材又は発射部材が受ける発射力を低下させるために速度を低下させてもよい。薄い組織では、切断部材又は発射部材が受ける発射力が閾値未満である場合、速度を増加させてもよい。従って、特定の時間増分にわたる移動距離の測定に基づいて、切断部材又は発射部材の速度を測定及び調節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。固定設定時間間隔にて距離を測定することにより、切断部材又は発射部材の速度を測定することが望ましい場合がある。
【０２０４】
ここで本開示は、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に移る。閉ループフィードバックシステムは、変位部材の特定の距離又は変位にわたる時間の測定に基づいて、変位部材の速度を調節する。一態様では、閉ループフィードバックシステムは、２つのフェーズを含む。開始フェーズは、発射ストロークの間に、Ｉビーム２５１４が遠位方向に前進する際に、発射ストロークの開始から、その後に動的発射フェーズが続くフェーズとして定義される。図３０Ａ及び図３０Ｂは、発射ストロークの開始フェーズに配置されたＩビーム２５１４を示す。図３０Ａは、切断縁部２５０９を備えるＩビーム２５１４に結合された発射部材２５２０を備えるエンドエフェクタ２５０２を示す。アンビル２５１６は閉鎖位置にあり、Ｉビーム２５１４は、閉鎖傾斜部９５０６の底部における近位又は待機位置９５０２に位置している。待機位置９５０２は、アンビル２５１６の閉鎖傾斜部９５０６を傾斜部９５０６の頂部まで上に移動してＴ字形スロット９５０８の中へ至る前のＩビーム２５１４の位置であり、恐らく、変位部材の変位が測定される固定時間期間である既定の固定された初期時間間隔Ｔｏにわたって、その位置から距離が測定される位置である。頂部ピン９５８０はＴ字形スロット９５０８と係合するように構成され、ロックアウトピン９５８２はラッチ機構９５８４と係合するように構成されている。
【０２０５】
図３０Ｂでは、頂部ピン２５８０がＴ字形スロット９５０８及び底部ピンに係合された状態で、Ｉビーム２５１４は、時間間隔Ｔｏの終了において遠位位置９５０４に位置している。図３０Ａ〜図３０Ｂに示すように、時間間隔Ｔｏの間に待機位置９５０２から遠位位置９５０４へと移動する際に、Ｉビーム２５１４は、実際の測定された変位δｏとして示される距離を水平遠位方向に移動する。開始フェーズの間、Ｉビーム２５１４の速度は、既定の初期速度Ｖｏに設定される。制御回路２５１０は、Ｉビーム２５１４が、初期速度Ｖｏにて待機位置９５０２から遠位位置９５０４まで既定の固定時間間隔Ｔｏにわたって移動した、実際の変位δｏを測定する。一態様では、１２ｍｍ／秒の初期指令速度Ｖｏにおいて、固定時間間隔Ｔｏ＝０．８秒にわたるＩビーム２５１２の実際の測定された水平変位δｏは、Ｉビーム２５１４の切断縁部２５０９に作用する外的影響ゆえに、δｏ＝１０．１６ｍｍであり得る。以下により詳細に記載するように、時間間隔Ｔｏは固定され、固定された時間間隔ＴｏにわたるＩビーム２５１４の実際の変位が測定され、Ｉビーム２５１４が遠位方向に前進する際に、後続のステープルカートリッジゾーンＺ１、Ｚ２、Ｚ３．．．Ｚｎ内におけるＩビーム２５１４の指令速度を低速、中速、又は高速に設定するために使用される。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）に依存してもよい。ゾーンＺ１〜Ｚｎは、固定時間間隔Ｔ１〜Ｔｎの観点で定義され、その間、制御回路２５１０は、変位部材の実際の変位を測定する。
【０２０６】
指令速度又は設定速度は、Ｉビーム２５１４の所望の速度をもたらすために、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の速度である。Ｉビーム２５１４の実際の速度は、制御回路２５１０により、Ｉビーム２５１４の位置を、タイマー／カウンタ２５３１によって決定された固定時間間隔Ｔｎで、位置センサ２５３４を用いて測定することにより決定される。本開示の一態様によると、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ビーム２５１４又は変位部材の実際の変位δｎを既定の時間固定間隔Ｔｎにわたって測定する。各ゾーンＺｎは、既定の固定時間間隔Ｔｎによって定義されてもよく、その間、制御回路２５１０は、変位部材、例えば、Ｉビーム２５１４の実際の変位δｎを測定する。
【０２０７】
図３１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９５０９によって表された、Ｉビーム２５１４の発射ストロークを表す。図示するように、初期ゾーンＺｏ又はベースゾーンは、Ｉビーム２５１４が待機位置９５０２から遠位位置９５０４へと移動する固定時間間隔Ｔｏの長さであり、これは、Ｉビーム２５１４に作用する外的影響、例えば組織厚さに基づいて変化し得る。初期時間間隔Ｔｏは、Ｉビーム２５１４が、閉鎖傾斜部９５０６を遠位位置９５０４まで初期設定速度Ｖｏにて上に移動することを可能にする、設定された固定時間である。固定期間Ｔｏ中のゾーンＺｏにおけるＩビーム２５１４の実際の変位δｏは、後続のゾーンＺ１における指令速度を設定するために使用される。
【０２０８】
ここで図１４〜図１５及び図３０Ａ〜図３１を参照すると、開始フェーズにおいて、例えば、発射ストロークの開始時において、制御回路２５１０は、Ｉビーム２５１４などの変位部材の発射を既定速度Ｖｏ（例えば、１２ｍｍ／秒）で開始するように構成されている。開始フェーズの間、制御回路２５１０は、Ｉビーム２５１４の位置を監視し、Ｉビーム２５１４の実際の変位δｏを、待機位置９５０２からの固定時間間隔Ｔｏにわたって、又は低電力動作モードの終了時に測定するように構成されている。固定時間間隔Ｔｏにわたる変位部材の実際の変位δｏは、第１ゾーンＺ１を通るＩビーム２５１４の発射速度を決定するために制御回路２５１０によって使用される。例えば、一態様では、実際の変位がδｏ＞１０．０ｍｍである場合、速度は高速に設定されてもよく、実際の変位がδｏ≦１０．０ｍｍである場合、速度は中速に設定されてもよい。より速い又はより遅い時間間隔Ｔｎが、ステープルカートリッジ２５１８の長さに基づいて選択されてもよい。様々な態様では、ロックアウト状態に遭遇すると、Ｉビーム２５１４が初期時間間隔Ｔｏの終わりに到達する前にモータ２５０４は停動することになる。この状態が発生した場合、外科用器具のディスプレイは器具の状態を示し、停動警報を発してもよい。ディスプレイはまた、スピード選択を示してもよい。
【０２０９】
動的発射フェーズの間、外科用器具は、変位部材の動的発射制御を使用し、制御回路２５１０は、Ｉビーム２５１４の位置を監視し、時間間隔Ｔｎの間、例えば、ゾーンの開始からゾーンの終了まで、Ｉビーム２５１４の実際の変位δｎを測定するように構成されており、時間間隔Ｔｎは、例えば、０．４秒又は０．８秒であってもよい。図３１では、δ１は、ゾーンＺ１の開始からゾーンＺ１の終了までのＩビーム２５１４の実際の変位を表す。同様に、δ２は、ゾーンＺ２の開始からゾーンＺ２の終了までＩビーム２５１４が移動する距離を表し、以下同様である。表１は、様々なサイズのステープルカートリッジ２５１８に対して定義され得るゾーンを示す。
【０２１０】
【表６】
2020524554.tif 000010
【０２１１】
６０ｍｍを超えるステープルカートリッジ２５１８については、パターンは継続するが、最後の１０〜１５ｍｍの間は、とりわけストローク終了のために他の介入を保留して、前のゾーンの指令又は示された速度で継続する。各ゾーンＺｎの終了時に、Ｉビーム２５１４の実際の変位δｎが、ルックアップテーブル内に格納された値（例えば、以下の表２〜表５に示すような）と比較され、次のゾーンＺｎ＋１に対する指令速度Ｖｎ＋１の設定方法を決定する。指令速度は次のゾーンのために更新され、プロセスは継続される。指令速度がゾーンＺｎで更新される場合はいつでも、次のゾーンＺｎ＋１は、時間間隔Ｔｎにわたって評価されない。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、外科用器具の既定のプロトコル／アルゴリズムに従って処理される。ストローク終了時、Ｉビーム２５１４は速いスピードで初期Ｉビームの待機位置９５０２に戻される。戻りストロークの終了（待機位置９５０２に戻ること）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。他のゾーンが、限定することなく定義されてもよい。
【０２１２】
【表７】
2020524554.tif 000011
【０２１３】
【表８】
2020524554.tif 000012
【０２１４】
【表９】
2020524554.tif 000013
【０２１５】
【表１０】
2020524554.tif 000014
【０２１６】
一態様では、表１〜５は、外科用器具のメモリ内に格納されてもよい。表１〜表５はルックアップテーブル（ＬＵＴ）の形態でメモリに格納されてもよく、それにより、制御回路２５１０は値を取り込み、ＬＵＴに格納された値に基づいて各ゾーンにおけるＩビーム２５１４の指令速度を制御することができる。
【０２１７】
図３２は、本開示の一態様による、Ｉビームストローク９２０２（上部グラフ）の設定時間間隔Ｔｎの関数としての組織厚さ、Ｉビームストローク９６０４（上から２つ目のグラフ）の設定時間間隔Ｔｎの関数としての発射力、Ｉビームストローク９６０６（上から３つ目のグラフ）の設定時間間隔Ｔｎの関数としての動的時間チェック、Ｉビームストローク９６０８（下部グラフ）の設定時間間隔Ｔｎの関数としてのＩビームの設定速度、を比較するグラフ表示９６００である。グラフ９６０２、９６０４、９６０６、９６０８のそれぞれに対する横軸９６１０は、例えば、６０ｍｍのステープルカートリッジに対するＩビーム２５１４のストロークの設定時間間隔Ｔｎを表す。異なる長さのステープルカートリッジで容易に置換され得る。表１も参照すると、６０ｍｍのステープルカートリッジに対して定義されたゾーンＺ１〜Ｚ６を特定するために横軸９６１０がマークされている。表１に示すように、定義されたゾーンは、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。図１４も参照し、本開示によると、制御回路２５１０は、Ｉビーム２５１４が発射ストローク中にステープルカートリッジ２５１８に沿って遠位方向に前進するにつれて、受信したタイマー／カウンタ回路２５３１を形成した設定時間間隔で、Ｉビーム２５１４の変位をサンプリングする。設定時間間隔において、制御回路２５１０は、位置センサ２５３４からＩビーム２５１４の位置をサンプリングし、時間間隔Ｔｎの間にＩビーム２５１４の実際の変位δｎを決定する。このようにして、制御回路２５１０は、Ｉビーム２５１４の実際の速度を決定し、実際の速度を推定速度と比較し、モータ２５０４速度に対して、いかなる必要な調節をも行うことができる。
【０２１８】
組織厚さに関するグラフ９６０２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９６２０、及び水平破線で図示するような、組織領域内の示される厚さ９６２１を示す。発射力のグラフ９６０４は、ステープルカートリッジ２５１８に沿った発射力プロファイル９６２８を示す。Ｉビーム２５１４がゾーンＺ１及びＺ２を横断する際、組織領域内の組織厚さ９６２２が、組織領域内の示される厚さ９６２１未満に留まっている間、発射力９６３０は比較的一定のままである。Ｉビーム２５１４がゾーンＺ３に入ると組織領域内の組織厚さ９６２４は増加し、Ｉビーム２５１４が時間ゾーンＺ３、Ｚ４及びＺ５における、より厚い組織を横断するにつれて発射力も増加する。Ｉビーム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、発射力９２３４も減少する。
【０２１９】
ここで図１４、図３１〜図３２、及び表２〜表３を参照すると、ゾーンＺ１における速度Ｖ１は、ゾーンＺｏにおける制御回路２５１０によって決定される速度Ｖｏに設定され、これは、図３０Ａ、図３０Ｂを参照して説明されるように、初期設定時間間隔Ｔｏの間のＩビーム２５１４の変位δｏに基づいている。図３２のグラフ９６０６、９６０８も参照すると、初期設定速度Ｖｏは中速に設定され、従って、ゾーンＺ１内での設定速度Ｖ１は中速に設定され、よってＶ１＝Ｖｏとなる。
【０２２０】
設定時間ｔ１（例えば６０ｍｍステープルカートリッジに対しては０．４秒）において、Ｉビーム２５１４がゾーンＺ１を出てゾーンＺ２に入ると、制御回路２５１０は、Ｉビーム２５１４の実際の変位δ１を設定時間間隔Ｔ１（０．４秒間）にわたって測定し、Ｉビーム２５１４の実際の速度を決定する。図３２のグラフ９６０６及び９６０８を参照すると、設定時間ｔ１において、設定時間間隔Ｔ１にわたるＩビーム２５１４の実際の変位δ１はδ１＝４．５ｍｍである。表３によると、ゾーンＺ１における４．５ｍｍの実際の変位は、ゾーンＺ２内の指令又は設定速度Ｖ２を中速に設定することを要求する。それに応じて、制御回路２５１０は、ゾーンＺ２に対する指令速度をリセットせず、中速で維持する。
【０２２１】
設定時間ｔ２（例えば６０ｍｍステープルカートリッジに対しては０．８秒）において、Ｉビーム２５１４がゾーンＺ２を出てゾーンＺ３に入ると、制御回路２５１０は、Ｉビーム２５１４の実際の変位δ２を設定時間間隔Ｔ２（０．８秒間）にわたって測定し、Ｉビーム２５１４の実際の速度を決定する。図３２のグラフ９６０６及び９６０８を参照すると、設定時間ｔ２において、設定時間間隔Ｔ２にわたるＩビーム２５１４の実際の変位δ２はδ２＝９．０ｍｍである。表３によると、ゾーンＺ２における９．０ｍｍの実際の変位は、ゾーンＺ３内の指令又は設定速度Ｖ３を中速に設定することを要求する。それに応じて、制御回路２５１０は、ゾーンＺ３に対する指令速度をリセットせず、中速で維持する。
【０２２２】
設定時間ｔ３（例えば６０ｍｍステープルカートリッジに対しては２．０秒）において、Ｉビーム２５１４がゾーンＺ３を出てゾーンＺ４に入ると、制御回路２５１０は、Ｉビーム２５１４の実際の変位δ３を設定時間間隔Ｔ３（０．８秒間）にわたって測定し、Ｉビーム２５１４の実際の速度を決定する。図３２のグラフ９６０６及び９６０８を参照すると、設定時間ｔ３において、設定時間間隔Ｔ３にわたるＩビーム２５１４の実際の変位δ３はδ３＝７．５ｍｍである。表３によると、ゾーンＺ３における７．５ｍｍの実際の変位は、ゾーンＺ４内の指令又は設定速度Ｖ４を低速に設定することを要求する。これは、７．５ｍｍの実際の変位が８．０ｍｍ未満であり、前の範囲から外れるからである。それに応じて、グラフ９６０２の組織領域９６２４に示されるように、予想されるよりも組織が厚いなどの外的影響に起因して、制御回路２５１０はゾーンＺ３における実際のＩビーム２５１４の速度が予想よりも遅いと判定する。それに応じて、制御回路２５１０は、ゾーンＺ４内での指令速度Ｖ４を中速から低速にリセットする。
【０２２３】
一態様では、制御回路２５１０は、速度がリセットされたゾーンに続く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。換言すると、現在のゾーン内で速度が更新される場合はいつでも、後続のゾーンは評価されない。速度はゾーンＺ４で更新されたので、Ｉビームが移動した距離は、ゾーンＺ４の終了時に設定時間ｔ４（例えば、６０ｍｍのステープルカートリッジに対して２．８秒）において測定されないであろう。それに応じて、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、動的変位測定が設定時間ｔ５（例えば、６０ｍｍのステープルカートリッジに対して３．６秒）において再び始まる。
【０２２４】
設定時間ｔ５において、Ｉビーム２５１４がゾーンＺ５を出てゾーンＺ６に入ると、制御回路２５１０は、Ｉビーム２５１４の実際の変位δ５を設定時間間隔Ｔ５（０．８秒間）にわたって測定し、Ｉビーム２５１４の実際の速度を決定する。図３２のグラフ９６０６及び９６０８を参照すると、設定時間ｔ５において、設定時間間隔Ｔ５にわたるＩビーム２５１４の実際の変位δ５はδ５＝９．５ｍｍである。表３によると、ゾーンＺ５における９．５ｍｍの実際の変位は、ゾーンＺ６内の指令又は設定速度Ｖ６を高速に設定することを要求する。これは、グラフ９６０２の組織領域９６２６に示されるように、９．５ｍｍの実際の変位は９．０ｍｍよりも大きく、かつ前の範囲を外れるので、予想されるよりも組織が薄いなどの外的影響に起因して、制御回路２５１０はゾーンＺ５におけるＩビーム２５１４の実際の速度が予想よりも速かったと判定する。それに応じて、制御回路２５１０は、ゾーンＺ６内での指令速度Ｖ６を低速から高速にリセットする。
【０２２５】
図３３は、本開示の一態様による、時間の関数としての発射力のグラフ表示９７００であり、低速、中速、及び高速のＩビーム２５１４変位速度を比較している。横軸９７０２は、Ｉビームがステープルカートリッジを横断するのに要する時間ｔ（秒）を表す。縦軸９７０４は、発射力Ｆ（Ｎ）を表す。グラフ表示は、時間に対して３つの別個の発射力曲線を示す。第１の発射力曲線９７１２は、Ｉビーム２５１４（図１４）が薄い組織９７０６を高速度で通って横断し、ｔ１において傾斜部９５０６（図３０Ｂ）の頂部で最大の発射力Ｆ１に達することを表す。一実施例では、Ｉビーム２５１４の高速横断速度は、約３０ｍｍ／秒である。第２の発射力曲線９７１４は、Ｉビーム２５１４が中厚の組織９７０８を中速度で通って横断し、ｔ１よりも大きいｔ２において傾斜部９５０６の頂部で最大の発射力Ｆ２に達することを表す。一実施例では、Ｉビーム２５１４の中速横断速度は、約１２ｍｍ／秒である。第３の発射力曲線９７１６は、Ｉビーム２５１４が厚い組織９７１０を低速度で通って横断し、ｔ２よりも大きいｔ３において傾斜部９７０６の頂部で最大の発射力Ｆ３に達することを表す。一実施例では、Ｉビーム２５１４の低速横断速度は、約９ｍｍ／秒である。
【０２２６】
図３４は、本開示の一態様による、初期発射段階における指令速度を制御するための制御プログラム又は論理構成を図示するプロセス９８００の論理フロー図である。図１４及び図３０Ａ〜図３４も参照すると、制御回路２５１０は、位置センサ２５３４によって提供される位置情報に基づいて、例えば、Ｉビーム２５１４などの変位部材の基準位置を決定する（９８０２）。Ｉビーム２５１４の例では、基準位置は、図３０Ｂに示すように、閉鎖傾斜部９５０６の底部における近位又は待機位置９５０２である。いったん基準位置が決定されたら（９８０２）、制御回路２５１０及びモータ制御２５０８は、モータ２５０４の指令速度を既定の指令速度Ｖｏに設定し、初期又はベースゾーンＺｏに対して既定の指令速度Ｖｏで変位部材（例えば、Ｉビーム２５１４）の発射を開始する（９８０４）。一実施例では、初期の既定の指令速度Ｖｏは約１２ｍｍ／秒であるが、他の初期の既定の指令速度Ｖｏが用いられてもよい。制御回路２５１０は、位置センサ２５３４から受信した位置情報を用いて、既定の時間間隔Ｔｏにわたって変位部材の位置を監視し（９８０６）、図３０Ｂに示すような時間間隔Ｔｏの終了時に変位部材の実際の変位δｏを記録する。既定の変位Ｘｏは、現在の設定指令速度Ｖｏで移動する変位部材の予想変位である。実際の変位δｏと既定の変位Ｘｏとの間の偏差は、少なくとも部分的には、変位部材に作用する外的影響、例えば、Ｉビーム２５１４の切断縁部２５０９に作用する組織厚さに起因する。
【０２２７】
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から受信した位置情報を用いて、制御回路２５１０は、時間間隔Ｔｏにわたって変位部材の実際の変位δｏを測定する（９８０８）。実際の変位δｏ及び設定時間間隔Ｔｏに基づいて、制御回路２１０は、第１ゾーンＺ１に対する指令速度Ｖ１を設定する（９８１０）。表１に示すように、様々なゾーンが様々なサイズのステープルカートリッジに対して定義されてもよい。しかし、他のゾーンが定義されてもよい。制御回路２５１０は、実際の変位δｏを、例えばルックアップテーブル（ＬＵＴ）に格納されたような、メモリに格納された値と比較することによって（９８１２）、第１ゾーンＺ１に対する指令速度Ｖ１を設定する（９８１０）。一実施例では、表４に全般的に及び表５に具体的な例として示すように、変位部材が０．８秒の固定時間間隔Ｔｏ（秒）にわたって移動した実際の変位δｏが１０ｍｍより大きければ、第１ゾーンＺ１に対する指令速度は、高速に設定される（９８１４）（例えば、３０ｍｍ／秒）。そうでない場合は、０．８秒の固定時間間隔Ｔｏ（秒）にわたる変位部材の実際の変位δｏが１０ｍｍ未満であれば、第１ゾーンＺ１に対する指令速度は、中速に設定される（９８１６）（例えば、１２ｍｍ／秒）。続いて、制御回路２５１０は、ロックアウト状態をチェックし（９８１８）、ロックアウト状態がある場合は、モータ２５０４を停止させる（９８２０）。そうでない場合は、制御回路は、図３５のプロセス９８５０を参照して以下に記載されるように、動的発射フェーズに入る（９８２２）。
【０２２８】
図３５は、本開示の一態様による、動的発射段階における指令速度を制御するための制御プログラム又は論理構成を図示するプロセス９８５０の論理フロー図である。図１４及び図３０Ａ〜図３４も参照すると、図３４のプロセス９８００に関して説明されるように、制御回路２５１０は、初期設定時間間隔Ｔｏにわたる変位部材の変位δｏに基づいて、第１ゾーンＺ１に対するモータ２５０４の初期指令速度Ｖ１を設定する（９８５２）。変位部材がステープルカートリッジ２５１８を横断するにつれて、制御回路２５１０は、位置センサ２５３４から変位部材の位置を、タイマー／カウンタ２５３１からのタイミング情報を受信し、所定の設定時間間隔ＴｎにわたってゾーンＺｎにおける変位部材の位置を監視する（９８５４）。ゾーンＺｎの終了時に、変位部材２５１４がゾーンＺｎの開始からゾーンＺｎの終了まで横断する際に、制御回路２５１０は、所定の時間間隔Ｔｎにわたって変位部材の実際の変位δｎを測定し（９８５６）、表２に全般的に示され表３に具体例として示される特定のゾーンに対して、実際の変位δｎを既定の変位Ｘｎと比較する（９８５８）。既定の変位Ｘｎは、現在の設定指令速度Ｖｎで移動する変位部材の予想変位である。実際の変位δｎと既定の変位Ｘｎとの間の偏差は、少なくとも部分的には、変位部材に作用する外的影響、例えば、Ｉビーム２５１４の切断縁部２５０９に作用する組織厚さに起因する。
【０２２９】
例えば、表３を参照すると、変位部材が、設定時間間隔Ｔｎにわたって特定の指令速度でゾーンを通過する距離が、様々な動的発射ゾーンに対して提供される。例えば、動的発射ゾーンがＺ１（Ｔ１＝０．４秒間）であり、実際の変位がδｎ＜４ｍｍである場合、次のゾーンＺ２に対する指令速度は高速に設定され、実際の変位が４＜δｎ＜５ｍｍの場合は、次のゾーンＺ２に対する指令速度は中速に設定され、実際の変位がδｎ＞５ｍｍの場合は、次のゾーンＺ２に対する指令速度は低速に設定される。
【０２３０】
しかし、動的発射ゾーンが、例えば、第１ゾーンＺ１と最終ゾーンＺ６との間に位置する中間ゾーンＺ２〜Ｚ５（Ｔ＝０．８秒間）であり、実際の変位がδｎ＜８ｍｍの場合は、次のゾーンＺ２に対する指令速度は高速に設定され、実際の変位が８＜δｎ＜１０ｍｍの場合は、次のゾーンＺ３〜Ｚ５に対する指令速度は中速に設定され、実際の変位がδｎ＞１０ｍｍの場合は、次のゾーンＺ３〜Ｚ５に対する指令速度は低速に設定される。
【０２３１】
最後に、動的発射ゾーンが最終測定ゾーンＺ５（Ｔ＝０．８秒間）であり、実際の変位がδｎ＜７ｍｍである場合、最終ゾーンＺ６に対する指令速度は高速に設定され、実際の変位が７＜δｎ＜９ｍｍの場合は、最終ゾーンＺ６に対する指令速度は中速に設定され、実際の変位がδｎ＞９ｍｍの場合は、最終ゾーンＺ６に対する指令速度は低速に設定される。動的発射ゾーンを定義するだけでなく、指定された指令速度でゾーンを通過する時間を様々な動的発射ゾーンに対しても定義するために、他のパラメータを用いてもよい。
【０２３２】
比較９８５８アルゴリズムの結果に基づいて、制御回路２５１０はプロセス９８５０を継続する。例えば、比較９８５８の結果が、前のゾーンＺｎにおける実際の速度（高速、中速、低速）が前の指令速度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、次のゾーンＺｎ＋１に対する指令速度を前の指令速度と同じに維持する（９８６０）。プロセス９８５０は、次の所定のゾーンＺｎ＋１にわたって変位部材の位置を監視し続ける（９８５４）。次のゾーンＺｎ＋１の終了時に、変位部材が次のゾーンＺｎ＋１の開始から次のゾーンＺｎ１の終了まで横断する間に、制御回路２５１０は、所定の時間間隔Ｔｎ＋１にわたって変位部材の実際の変位δｎ＋１を測定し（９８５６）、表２に全般的に示され表３に具体例として示される特定のゾーンに対して、実際の変位δｎ＋１を既定の変位Ｘｎ＋１と比較する（９８５８）。指令速度に変化が必要ない場合は、変位部材、例えばＩビーム２５１４がストローク９８６６の終了に到達するまで、プロセス９８５０は、そして変位部材を基準位置９５０２に戻す（９８６８）。
【０２３３】
比較９８５８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）が前の指令速度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に要約されているアルゴリズムに従って、次のゾーンＺｎ＋１に対する指令速度をＶｎｅｗにリセット（９８６２）又は更新する。指令スピードがリセットされる（９８６２）又は更新される場合、制御回路２５１０は、追加のゾーンＺｎ＋２に対して指令速度Ｖｎｅｗを維持する（９８６４）。換言すれば、次のゾーンＺｎ＋１の終了時に、制御回路２５１０は変位を評価又は測定しない。変位部材、例えばＩビーム２５１４がストローク９８６６の終了に到達するまで、プロセス９８５０は次の所定のゾーンＺｎ＋１にわたって変位部材の位置を監視し続け（９８５４）、そして変位部材を基準位置９５０２に戻す（９８６８）。
【０２３４】
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．外科用器具であって、外科用器具内で複数の所定の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、変位部材を並進させるように変位部材に結合されたモータと、モータに結合された制御回路と、制御回路に結合され、変位部材の位置を監視するように構成された位置センサと、制御回路に結合され、経過時間を測定するように構成されたタイマー回路と、を備え、制御回路は、位置センサから、設定時間間隔の間に、現在のゾーンにおける変位部材の位置を受信し、設定時間間隔の終了時における設定時間にて、変位部材の変位を測定し、電流ゾーン内での変位部材の測定された変位に基づいて、後続のゾーンに対する変位部材の指令速度を設定するように構成されており、測定された変位は、設定時間間隔の間に、現在のゾーンに対する設定指令速度で変位部材が移動した距離として定義される、外科用器具。
【０２３５】
実施例２．制御回路は、開始時間及び終了時間によって定義され変位部材が位置する設定時間間隔を決定し、設定時間間隔の終了時間における変位部材の変位を測定するように構成されている、実施例１に記載の外科用器具。
【０２３６】
実施例３．制御回路は、測定された変位を、制御回路に結合されたメモリに格納された既定の変位と比較し、比較に基づいて、現在のゾーンに対する指令速度を調節又は維持するかどうかを判定するように構成されている、実施例１〜実施例２に記載の外科用器具。
【０２３７】
実施例４．制御回路は、測定された変位が既定の変位の範囲内にある場合に、後続のゾーンに対する指令速度を現在のゾーンの指令速度と等しく設定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。
【０２３８】
実施例５．制御回路は、測定された変位が既定の変位の範囲外にある場合に、後続のゾーンに対する指令速度を現在のゾーンの指令速度とは異なって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。
【０２３９】
実施例６．指令速度が調節された場合、制御回路は、後続のゾーンに対する変位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。
【０２４０】
実施例７．複数のゾーンは、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に対して定義される、実施例１〜実施例６に記載の外科用器具。
【０２４１】
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。
【０２４２】
実施例９．外科用器具であって、外科用器具内で複数の所定の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、変位部材を並進させるように変位部材に結合されたモータと、モータに結合された制御回路と、制御回路に結合され、変位部材の位置を監視するように構成された位置センサと、制御回路に結合され、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た、タイマー回路と、を備え、制御回路は、位置センサから、初期の設定時間間隔の間に、現在のゾーンにおける変位部材の位置を受信し、初期設定時間間隔の間に、待機位置から遠位位置への変位部材の変位を測定し、待機位置から遠位位置への測定された変位に基づき、第１の動的ゾーンに対する変位部材の指令速度を設定するように構成されている、外科用器具。
【０２４３】
実施例１０．制御回路は、測定された変位を、制御回路に結合されたメモリ内に格納された既定の変位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。
【０２４４】
実施例１１．制御回路は、測定された変位が第１の変位範囲内にある場合は、初期ゾーンに対する指令速度を第１の速度に設定し、測定された時間が第２の変位範囲内にある場合は、初期ゾーンに対する指令速度を第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。
【０２４５】
実施例１２．制御回路は、ロックアウト状態を判定し、モータを停止させ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。
【０２４６】
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所定の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、変位部材を並進させるように変位部材に結合されたモータと、モータに結合された制御回路と、制御回路に結合され、変位部材の位置を監視するように構成された位置センサと、制御回路に結合され、経過時間を測定するように構成されたタイマー回路と、を備え、方法は、位置センサによって、既定の距離によって定義された、現在の所定のゾーン内の変位部材の位置を受信することと、制御回路によって、設定時間間隔の終了時における設定時間にて、変位部材の変位を測定することであって、測定された変位は、設定時間間隔の間に、現在のゾーンに対する設定指令速度で変位部材が移動した距離として定義される、ことと、制御回路によって、現在のゾーン内での測定された変位に基づいて、後続のゾーンに対する変位部材の指令速度を設定することと、を含む方法。
【０２４７】
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時間間隔を決定することであって、設定時間間隔は開始時間及び終了時間によって定義される、ことと、タイマー回路により、設定時間間隔の終了時に変位部材の変位を測定することと、を更に含む、実施例１３に記載の方法。
【０２４８】
実施例１５．制御回路により、測定された変位を、制御回路に結合されたメモリに格納された既定の変位と比較することと、比較に基づいて、制御回路により、現在のゾーンに対する指令速度を調節するか又は維持するかどう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。
【０２４９】
実施例１６．測定された変位が既定の変位の範囲内にある場合に、制御回路によって、後続のゾーンに対する指令速度を現在のゾーンの指令速度と等しく設定することを更に含む、実施例１５に記載の方法。
【０２５０】
実施例１７．測定された変位が既定の変位の範囲外にある場合に、制御回路によって、後続のゾーンに対する指令速度を現在のゾーンの指令速度とは異なって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。
【０２５１】
実施例１８．指令速度が調節された場合に、後続ゾーンの変位測定を制御回路によってスキップすることを更に含む、実施例１７に記載の方法。
【０２５２】
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、複数の所定のゾーンを定義することを更に含む、実施例１３〜実施例１８に記載の方法。
【０２５３】
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つの所定のゾーンを定義することを更に含む、実施例１９に記載の方法。
【０２５４】
特定のシャフト回転数にわたる測定時間に基づく、外科用ステープル留め及び切断器具のモータ速度の閉ループフィードバック制御
電動外科用ステープル留め及び切断器具の使用中、組織の状態を補償するために、切断部材又は発射部材の速度を測定、調節する必要があり得る可能性がある。厚い組織では、切断部材又は発射部材が受ける発射力が閾値力よりも大きい場合、切断部材又は発射部材が受ける発射力を低下させるために速度を低下させてもよい。薄い組織では、切断部材又は発射部材が受ける発射力が閾値未満である場合、速度を増加させてもよい。従って、特定のシャフト回転数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節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。固定時間にてシャフト回転数を測定することが望ましい場合がある。
【０２５５】
ここで本開示は、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に移る。閉ループフィードバックシステムは、特定のシャフト回転数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節する。一態様では、閉ループフィードバックシステムは、２つのフェーズを含む。開始フェーズは、発射ストロークの間に、Ｉビーム２５１４が遠位方向に前進しながら、発射ストロークの開始から、その後に動的発射フェーズが続くフェーズとして定義される。図３６Ａ及び図３６Ｂは、発射ストロークの開始フェーズに配置されたＩビーム２５１４を示す。図３６Ａは、切断縁部２５０９を備えるＩビーム２５１４に結合された発射部材２５２０を備えるエンドエフェクタ２５０２を示す。アンビル２５１６は閉鎖位置にあり、Ｉビーム２５１４は、閉鎖傾斜部１０００６の底部における近位又は待機位置１０００２に位置している。待機位置１０００２は、シャフトの既定回転数後に、Ｉビーム２５１４が、アンビル２５１６閉鎖傾斜部１０００６を傾斜部１０００６の頂部まで上に移動しＴ字形スロット１０００８に至るのに先立つ、Ｉビーム２５１４の位置である。頂部ピン１００８０はＴ字形スロット１０００８と係合するように構成され、ロックアウトピン１００８２はラッチ機構１００８４と係合するように構成されている。
【０２５６】
図３６Ｂでは、頂部ピン１００８０がＴ字形スロット１０００８内に係合された状態で、Ｉビーム２５１４は、傾斜部１０００６の頂部において目標位置１０００４に位置している。図１４、図３６Ａ、及び図３６Ｂに示すように、シャフトの既定回転数後に、待機位置１０００２から目標位置１０００４へと移動する際に、Ｉビーム２５１４は、Ｘｏとして示される距離を水平遠位方向に移動する。開始フェーズの間、Ｉビーム２５１４の速度は、既定の初期速度が毎秒Φｏ回転に設定される。制御回路２５１０は、Ｉビーム２５１４が、傾斜部１０００６を待機位置１０００２から目標位置１０００４まで初期速度毎秒Φｏ回転にて上に移動するのに要する実際の時間ｔｏを測定する。一態様では、水平距離は５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲にあり、一例では、７．４ｍｍであり、初期速度は毎秒Φｏ＝５回転である。以下により詳細に記載するように、実際の時間ｔｏは、Ｉビーム２５１４が遠位方向に前進する際に、後続のステープルカートリッジゾーンＺ内におけるＩビーム２５１４の指令速度を、シャフトの１秒当たりの回転数の観点で、低速、中速、又は高速に設定するために使用される。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）に依存してもよい。指令速度又は設定速度は、Ｉビーム２５１４の所望の速度をもたらすために、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の速度である。一態様では、速度は、モータ２５０４のシャフトの回転数に基づいて、１秒当たりの回転数の観点で決定される。Ｉビーム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ビーム２５１４が横断するのに要する実際の時間ｔｏを、一例では１インチ当たり６０個のねじ山を想定した設定回転間隔に基づき、タイマー／カウンタ２５３１回路を用いて測定することにより、制御回路２５１０によって決定される。本開示の一態様によると、外科用器具の閉ループフィードバック制御システムは、１インチ当たり６０個のねじ山を想定してモータシャフトの既定のセットの回転間隔の後に、Ｉビーム２５１４又は変位部材が既定の固定距離又は回転間隔Ｘｎを移動するのに要する実際の時間ｔｎを測定する。既定の固定距離又は回転間隔Ｘｎは、各ゾーン（例えば、Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３．．．Ｚｎ）に対して定義される。
【０２５７】
図３７は、本開示の一態様による、外科用器具１０（図１）と共に用いてもよいねじ駆動システム１０４７０を示す。一態様では、長手方向に移動可能な駆動部材１２０（図２）は、ねじ駆動（ナット駆動と呼ばれる場合もある）システム１０４７０に置き換えられてもよい。ねじ駆動システム１０４７０は、駆動ギヤ１０４７８を介してモータ８２（図２）のシャフト１０４７４に結合され、回転運動を直線運動に変換するように適合及び構成された、リードスクリュー１０４７２、ボールねじ、又は他の機械的リニアアクチュエータを備える。リードスクリュー１０４７２は、ナット１４７６を介して発射部材２２０に結合されている。図２〜図４に示し記載されるように、発射部材２２０は発射バー１７２に結合され、発射バー１７２はＩビーム１７８に結合されている。モータ８２のシャフト１４７４によって駆動される駆動ギヤ１０４７８は、ねじ駆動システム１０４７０を回転させるように適合されている。
【０２５８】
ねじ駆動システム１０４７０は、動力ねじ並進ねじとしても知られる、リードスクリュー１０４７２及びナット１０４７６を備え、駆動ギヤ１０４７８を介してモータ８２のシャフト１０４７４に結合して、モータ８２のシャフト１０４７４の回転運動を、ナット１０４７６に結合された、例えば、Ｉビーム２５１４などの変位部材の直線運動に変換するように適合されている。リードスクリュー１０４７２のねじ山は、ナット１０４７６内の対応する部品と摺動接触しており、これにより、リードスクリュー１０４７２が回転するにつれて、ナット１０４７６は、示されるような駆動ギヤ１０４７８の回転に従って前方及び後方に並進する。ボールねじはまた、低摩擦用途に使用されてもよい。ボールねじでは、ねじ山付きシャフトは、精密ねじとしての役割を担う、ボールベアリング用の螺旋状軌道を提供する。ボールねじは、高いスラスト負荷を印加すること又は耐えることが可能であることに加えて、これが最小限の内部摩擦で可能である。ボールねじは、精密公差ゆえに高精度用途での使用に好適である。ボールアセンブリはナットとして役割を担う一方で、ねじ山付きシャフトはねじとして役割を担う。リードスクリュー１０４７２及びナット１０４７６、又はボールねじ駆動などのねじ駆動システム１０４７０は、１インチ当たり６０個のねじ山を有するねじ山付きシャフトを含んでもよく、それにより、モータシャフトの約１４２回転で６０ｍｍのステープルカートリッジを横断させることができる。例えば、リードスクリュー１０４７２のねじ山付きシャフトの１回転は、ナット１０４７６及び変位部材を１インチ（２５．４ｍｍ）前進させる。６０ｍｍのカートリッジは２．３６インチ長であり、シャフト１０４７４の回転とリードスクリュー１０４７２の回転との間の比率が１：１である場合、ナット１０４７６及び変位部材を、６０ｍｍの全ストロークを前進させるためには、リードスクリュー１０４７２を約１４２回転させる必要がある。ギヤ減速機組立体を使用する他の比率が、限定なしで適合され得る。シャフト１０４７４の回転は、１つ以上の磁石及び１つ以上のホール効果センサを備えて、シャフト１０４７４７の回転を測定して、シャフト回転信号を制御回路に提供する位置センサ構成によって測定できる。
【０２５９】
一態様では、図３７、並びに図２〜図４及び図１０〜図１２も参照すると、モータ８２（図２）又は１１１６（図１０）のシャフト１０４７４の回転は、絶対位置調整システム１１００（図１０及び図１２）、及び位置センサ１２００（図１１、図１２）を使用して、駆動ギヤ８６（図２）に結合されたシャフト１２１４（図１１）の回転を測定することにより測定できる。図１２を参照すると、磁気回転絶対位置調整システムを備える絶対位置調整システム１１００の位置センサ１２００を用いて、モータのシャフトの磁気回転位置を測定できる。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調整システム１１００を提供する。絶対位置調整システム１１００及び位置センサ１２００の追加の詳細は、図１２に関して上述されており、便宜上、本明細書では繰り返さない。
【０２６０】
ここで図３８を参照すると、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として、Ｉビーム２５１４の発射ストロークが表されている。図示するように、初期ゾーン（Ｚｏ）、又はベースゾーンは、Ｉビーム２５１４が待機位置１０００２から目標位置１０００４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ビーム２５１４が、閉鎖傾斜部１０００６を目標位置１０００４まで初期設定速度Φｏ回転／秒にて上に移動するのに要する時間である。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ビーム２５１４の変位はΘｏ回転である。Ｉビーム２５１４が距離Θｏにわたって移動するのに要する時間である期間Ｔｏは、後続のゾーンＺ１内の指令速度を設定するために使用される。
【０２６１】
ここで図１４〜図１５及び図３６Ａ〜図３８を参照すると、開始フェーズにおいて、例えば、発射ストロークの開始時において、制御回路２５１０は、Ｉビーム２５１４などの変位部材の発射を既定速度Φｏ（例えば、５回転／秒）で開始するように構成されている。開始フェーズの間、制御回路２５１０は、Ｉビーム２５１４の位置を監視し、Ｉビーム２５１４が、Ｉビーム２５１４の待機位置１０００２からＩビーム２５１４の目標位置１０００４まで移動するのに要する時間ｔｏ（秒）を、アンビル２５１６閉鎖傾斜部１０００６の頂部に至るまで、又は低電力動作モードの終了時のいずれかで測定するように構成されている。初期ゾーン１００１０における時間Ｔｏは、第１ゾーンＺ１を通るＩビーム２５１４の発射速度を決定するために制御回路２５１０によって使用される。例えば、一態様では、時間ｔｏが＜０．９秒である場合は、速度Φ１は高速に設定されてもよく、時間ｔｏ≧０．９秒である場合は、速度Φ１は中速に設定されてもよい。より速い又はより遅い時間が、ステープルカートリッジ２５１８の長さに基づいて選択されてもよい。Ｉビーム２５１４が対応するゾーンＺ１〜Ｚ５を横断するのに要する実際の時間ｔ１〜ｔ５が、対応する設定回転変位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すると、Ｉビーム２５１４が目標位置１０００４に到達する前にモータ２５０４は停動することになる。この状態が発生した場合、外科用器具ディスプレイは器具の状態を示し、停動警報を発してもよい。ディスプレイはまた、スピード選択を示してもよい。
【０２６２】
動的発射フェーズの間、外科用器具は動的発射フェーズに入り、制御回路２５１０は、Ｉビーム２５１４の回転間隔δｎを監視し、Ｉビーム２５１４がゾーンの開始からゾーンの終了まで（例えば、合計距離１２回転又は２３回転）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３７において、基準時間Ｔ１は、Ｉビーム２５１４が設定速度Φ１にてゾーンＺ１の開始点からゾーンＺ１の終了点まで移動する時間である。同様に、基準時間Ｔ２は、Ｉビーム２５１４が設定速度Φ２にてゾーンＺ２の開始点からゾーンＺ２の終了点まで移動する時間であり、以下同様である。表１は、様々なサイズのステープルカートリッジ２５１８に対して定義され得るゾーンを示す。
【０２６３】
【表１１】
2020524554.tif 000015
【０２６４】
６０ｍｍを超えるステープルカートリッジ２５１８については、パターンは継続するが、最後の１０〜１５ｍｍは、とりわけストローク終了のために他の介入を保留して、前のゾーンの指令又は示された速度で継続する。各ゾーンの終了時に、Ｉビーム２５１４がゾーンを通り過ぎる実際の時間ｔｎが他のテーブル（例えば、以下の表２〜表５）の値と比較されて、次のゾーンの指令速度をどのように設定するかを決定する。指令速度は次のゾーンのために更新され、プロセスは継続される。指令速度が更新された場合はいつでも、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、外科用器具の既定のプロトコル／アルゴリズムに従って処理される。ストローク終了時、Ｉビーム２５１４は速いスピードで初期Ｉビームの待機位置１０００２に戻される。戻りストロークの終了（待機位置１０００２に戻ること）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。他のゾーンが、限定することなく定義されてもよい。
【０２６５】
【表１２】
2020524554.tif 000016
【０２６６】
【表１３】
2020524554.tif 000017
【０２６７】
【表１４】
2020524554.tif 000018
【０２６８】
【表１５】
2020524554.tif 000019
【０２６９】
一態様では、表１〜５は、外科用器具のメモリ内に格納されてもよい。表１〜表５はルックアップテーブル（ＬＵＴ）の形態でメモリに格納されてもよく、それにより、制御回路２５１０は値を取り込み、ＬＵＴに格納された値に基づいて各ゾーンにおけるＩビーム２５１４の指令速度を制御することができる。
【０２７０】
図３９は、本開示の一態様による、時間１０１０２（上部グラフ）の関数としてのＩビーム２５１４のストローク回転間隔δｎと、時間１０１０４（下部グラフ）の関数としてのＩビーム２５１４の予想される発射力とを比較するグラフ表示１０１００である。上部グラフ１０１０２を参照すると、横軸１０１０６は０〜１．００Ｘの秒数（秒）で時間（ｔ）を表し、Ｘは換算係数である。例えば、一態様では、Ｘ＝６であり、横軸１０１０６は０〜６秒からの時間を表す。縦軸１０１０８は、Ｉビーム２５１４の変位（δ）をミリメートル（ｍｍ）で表す。回転間隔δ１は、薄い組織及び中厚の組織に対する、傾斜部１０００６（図３６Ａ、図３６Ｂ）の頂部でのＩビーム２６１５のストローク１０１１４又は変位を表す。薄い組織に対しては、Ｉビーム２５１４が傾斜部ストローク１０１１４の頂部に達する時間はｔ１であり、中厚の組織に対しては、Ｉビーム２５１４が傾斜部ストローク１０１１４の頂部に達する時間はｔ２である。図示するように、ｔ１＜ｔ２、であるので、薄い組織に対してＩビーム２５１４が傾斜部ストローク１０１１４の頂部に到達する時間は、中厚又は厚い組織に対して要する時間よりも少ない。一実施例では、傾斜部ストローク１０１１４の回転間隔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。それに応じて、表５も参照すると、傾斜部ストローク１０１１４の頂部に到達する速度は、薄い組織に対しては高速であり、中厚の組織に対しては中速である。
【０２７１】
［０００１］ここで下部グラフ１０１０４を参照すると、横軸１０１１０は秒数（秒）で時間（ｔ）を表し、上部グラフ１０１０２の横軸１０１０６と同じスケールを有する。しかし、縦軸１０１１２は、予想されるＩビーム２５１４の発射力（Ｆ）をニュートン（Ｎ）で、薄い組織に対する発射力のグラフ１０１１６、及び中厚の組織に対する発射力のグラフ１０１１８で表している。薄い組織に対する発射力のグラフ１０１１６は、中厚の組織に対する発射力のグラフ１０１１８よりも低い。薄い組織に対する発射力のグラフ１０１１６におけるピーク力Ｆ１は、中厚の組織に対する発射力のグラフ１０１１８におけるピーク力Ｆ２よりも低い。また、上部及び下部グラフ１０１０２、１０１０４を参照すると、ゾーンＺｏにおけるＩビーム２５１４の初期速度は、推定される組織厚さに基づいて決定することができる。薄い組織に対する発射力のグラフ１０１１６に示すように、Ｉビーム２５１４は、傾斜部ストローク１０１１４の頂部のピーク力Ｆ１に高速初期速度（例えば、３０ｍｍ／秒）で到達し、中厚の組織に対する発射力のグラフ１０１１８に示すように、Ｉビーム２５１４は、傾斜部ストローク１０１１４の頂部のピーク力Ｆ２に中速初期速度（例えば、１２ｍｍ／秒）で到達する。いったんゾーンＺｏにおける初期速度が決定されると、制御回路２５１０は、ゾーンＺ１でのＩビーム２５１４の推定速度を設定することができる。
【０２７２】
図４０は、本開示の一態様による、Ｉビームストローク１０２０２（上部グラフ）の設定回転間隔の関数としての組織厚さ、Ｉビームストローク１０２０４（上から２つ目のグラフ）の設定回転間隔の関数としての発射力、Ｉビームストローク１０２０６（上から３つ目のグラフ）の設定回転間隔の関数としての動的時間チェック、Ｉビームストローク１０２０８（下部グラフ）の設定回転間隔の関数としてのＩビームの設定速度、を比較するグラフ表示１０２００である。グラフ１０２０２、１０２０４、１０２０６、１０２０８のそれぞれに対する横軸１０２１０は、例えば、６０ｍｍのステープルカートリッジに対するモータ２５０４のシャフトの設定回転間隔を表す。モータ２５０４のシャフトの回転は、例えばＩビーム２５１４などの変位部材の変位に対応する。一実施例では、６０ｍｍカートリッジ２５１８は、１インチ当たり６０個のねじ山を有するねじの駆動を用いてモータ２５０４シャフトの約１４２回転でＩビーム２５１４によって横断され得る。表１も参照すると、６０ｍｍのステープルカートリッジに対して定義されたゾーンＺ１〜Ｚ６を特定するために横軸１０２１０がマークされている。表１に示すように、定義されたゾーンは、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。横軸１０２１０は、６０ｍｍのカートリッジ及び１インチ当たり６０個のねじ山を有するリードスクリューの駆動に対して、０〜１４２回転がマークされている。図１４も参照して、本開示によると、制御回路２５１０は、発射ストローク中にステープルカートリッジ２５１８を横断するＩビーム２５１４の変位に対応する複数のモータ２５０４シャフト回転間隔に対する経過時間を、タイマー／カウンタ回路２５３１からサンプリング又は測定する。位置センサ２５３４から受信した設定回転間隔δｎ、例えば、１２回転、２３回転、又は他の好適なシャフト回転数において、制御回路２５１０は、Ｉビーム２５１４が固定回転間隔δｎに対応する距離を移動するのに要する経過時間ｔｎをサンプリング又は測定する。例えば、１インチ当たり６０個のねじ山を有するリードスクリューは、１回転当たり０．４２ｍｍに相当する。従って、例えば、モータ２５０４シャフトの１２回転は、５．０４ｍｍ（〜５ｍｍ）の直線変位に対応し、モータ２５０４シャフトの２３回転は、９．６６ｍｍ（約１０ｍｍ）の変位に対応する。このようにして、制御回路２５１０は、Ｉビーム２５１４の実際の速度を決定し、実際の速度を推定速度と比較し、モータ２５０４速度に対して、いかなる必要な調節をも行うことができる。
【０２７３】
組織厚さに関するグラフ１０２０２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１０２２０、及び水平破線で図示するような、示される厚さ１０２２１を示す。発射力のグラフ１０２０４は、ステープルカートリッジ２５１８に沿った発射力プロファイル１０２２８を示す。Ｉビーム２５１４がゾーンＺ１及びＺ２を横断する際、組織厚さ１０２２２が示される厚さ１０２２１未満に留まっている間、発射力１０２３０は比較的一定のままである。Ｉビーム２５１４がゾーンＺ３に入ると組織厚さ１０２２４は増加し、Ｉビーム２５１４がゾーンＺ３、Ｚ４及びＺ５における、より厚い組織を横断するにつれて発射力も増加する。Ｉビーム２５１４がゾーンＺ５を出てゾーンＺ６に入ると、組織厚さ１０２２６は減少し、発射力１０２３４も減少する。
【０２７４】
ここで図１４、図３６〜図４０、及び表２〜表３を参照すると、ゾーンＺ１内の速度Φ１は、ゾーンＺｏ内の制御回路２５１０によって決定される指令速度Φｏに１秒当たりの回転数で設定され、これは、図３６Ａ、図３６Ｂ及び図３８を参照して説明されるように、Ｉビーム２５１４がゾーンＺｏにおいて傾斜部１０００６の頂部へと移動する時間に基づく。図３９のグラフ１０２０６、１０２０８も参照すると、初期設定速度Φｏは中速に設定され、従って、ゾーンＺ１内での設定速度Φ１は中速に設定され、よってΦ１＝Φｏとなる。
【０２７５】
Ｉビーム２５１４がゾーンＺ１を出てゾーンＺ２に入る際に、設定回転位置δ１（例えば、６０ｍｍステープルカートリッジ及び１インチ当たり６０個のねじ山を有するリードスクリューでは１２回転［５．０４ｍｍ］）において、制御回路２５１０は、設定回転間隔Θ１（１２回転、５．０４ｍｍ）の間にＩビーム２５１４が設定距離を移動するのに要する実際の時間ｔ１を測定し、Ｉビーム２５１４の実際の速度を決定する。図３９のグラフ１０２０６及び１０２０８を参照すると、設定回転位置δ１において、Ｉビーム２５１４が設定回転間隔Θ１の間に設定距離を移動するのに要する実際の時間はｔ１はｔ１＝０．５５秒である。表３によると、ゾーンＺ１における実際の移動時間ｔ１＝０．５５秒は、ゾーンＺ２における指令又は設定速度Φ２を中速に設定することを要求する。それに応じて、制御回路２５１０は、ゾーンＺ２に対する指令速度をリセットせず、中速で維持する。
【０２７６】
Ｉビーム２５１４がゾーンＺ２を出てゾーンＺ３に入る際に、設定回転位置δ２（例えば、６０ｍｍステープルカートリッジ及び１インチ当たり６０個のねじ山を有するリードスクリューでは３５回転［１４．７ｍｍ］）において、制御回路２５１０は、設定回転間隔Θ２（２３回転、９．６６ｍｍ）の間にＩビーム２５１４が設定距離を移動するのに要する実際の時間ｔ２を測定し、Ｉビーム２５１４の実際の速度を決定する。図３９のグラフ１０６０６及び１０６０８を参照すると、設定回転位置δ２において、Ｉビーム２５１４が設定回転間隔Θ２の間に設定距離を移動するのに要する実際の時間はｔ２はｔ２＝０．９５秒である。表３によると、ゾーンＺ２における実際の移動時間ｔ２＝０．９５秒は、ゾーンＺ３における指令又は設定速度Φ３を中速に設定することを要求する。それに応じて、制御回路２５１０は、ゾーンＺ３に対する指令速度をリセットせず、中速で維持する。
【０２７７】
Ｉビーム２５１４がゾーンＺ３を出てゾーンＺ４に入る際に、設定回転位置δ３（例えば、６０ｍｍステープルカートリッジ及び１インチ当たり６０個のねじ山を有するリードスクリューでは５９回転［２４．７８ｍｍ］）において、制御回路２５１０は、設定回転間隔Θ３（２３回転、９．６６ｍｍ）の間にＩビーム２５１４が設定距離を移動するのに要する実際の時間ｔ３を測定し、Ｉビーム２５１４の実際の速度を決定する。図３９のグラフ１０６０６及び１０６０８を参照すると、設定回転位置δ３において、Ｉビーム２５１４が設定回転間隔Θ３の間に設定距離を移動するのに要する実際の時間はｔ３はｔ３＝１．３０秒である。表３によると、ゾーンＺ３における実際の移動時間ｔ３＝１．３０秒は、ゾーンＺ４における指令又は設定速度Φ４を低速に設定することを要求する。これは、１．３秒の実際の移動時間が１．１０秒よりも大きく、前の範囲から外れるからである。それに応じて、グラフ１０２０２の組織領域１０２２４に示されるように、予想されるよりも組織が厚いなどの外的影響に起因して、制御回路２５１０はゾーンＺ３における実際のＩビーム２５１４の速度が予想よりも遅いと判定する。それに応じて、制御回路２５１０は、ゾーンＺ４内での指令速度Φ４を中速から低速にリセットする。
【０２７８】
一態様では、制御回路２５１０は、速度がリセットされたゾーンに続く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。換言すると、現在のゾーン内で速度が更新される場合はいつでも、後続のゾーンは評価されない。速度はゾーンＺ４で更新されたので、Ｉビーム２５１４がゾーンＺ４を横断するのに要した時間は、ゾーンＺ４の終了時に設定回転距離δ４（例えば、６０ｍｍのステープルカートリッジに対して８２回転［３４．４４ｍｍ］）において測定されないであろう。それに応じて、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、動的時間測定が設定回転位置δ５（例えば、６０ｍｍのステープルカートリッジ及び１インチ当たり６０個のねじ山を有するリードスクリューでは１０６回転［４４．５２ｍｍ］）において再び始まる。
【０２７９】
［０００２］Ｉビーム２５１４がゾーンＺ５を出てゾーンＺ６に入る際に、設定回転位置δ５（例えば、６０ｍｍステープルカートリッジ及び１インチ当たり６０個のねじ山を有するリードスクリューでは１０６回転［４４．５２ｍｍ］）において、制御回路２５１０は、設定回転間隔Θ５（２３回転、９．７５ｍｍ）の間にＩビーム２５１４が設定距離を移動するのに要する実際の時間ｔ５を測定し、Ｉビーム２５１４の実際の速度を決定する。図３９のグラフ１０６０６及び１０６０８を参照すると、設定回転位置δ５において、Ｉビーム２５１４が設定回転間隔Θ５の間に設定距離を移動するのに要する実際の時間はｔ５はｔ５＝０．９５秒である。表３によると、ゾーンＺ５における実際の移動時間ｔ５＝０．９５秒は、ゾーンＺ６における指令又は設定速度Φ６を高速に設定することを要求する。これは、０．９５秒の実際の移動時間が１．００秒未満であり、前の範囲から外れるからである。それに応じて、グラフ１０６０２の組織領域１０６２６に示されるように、予想されるよりも組織が薄いなどの外的影響に起因して、制御回路２５１０はゾーンＺ５における実際のＩビーム２５１４の実際の速度が予想よりも速かったと判定する。それに応じて、制御回路２５１０は、ゾーンＺ６内での指令速度Φ６を低速から高速にリセットする。
【０２８０】
図４１は、本開示の一態様による、時間の関数としての発射力のグラフ表示１０３００であり、低速、中速、及び高速のＩビーム２５１４変位速度を比較している。横軸１０３０２は、Ｉビームがステープルカートリッジを横断するのに要する時間ｔ（秒）を表す。縦軸１０３０４は、発射力Ｆ（Ｎ）を表す。グラフ表示は、時間に対して３つの別個の発射力曲線を示す。第１の発射力曲線１０３１２は、Ｉビーム２５１４（図１４）が薄い組織１０３０６を高速度で通って横断し、ｔ１において傾斜部１０００６（図３６Ｂ）の頂部で最大の発射力Ｆ１に達することを表す。一実施例では、Ｉビーム２５１４の高速横断速度は、約３０ｍｍ／秒（約７１回転／秒）である。第２の発射力曲線１０３１４は、Ｉビーム２５１４が中厚の組織１０３０８を中速度で通って横断し、ｔ１よりも大きいｔ２において傾斜部１０００６の頂部で最大の発射力Ｆ２に達することを表す。一実施例では、Ｉビーム２５１４の中速横断速度は、約１２ｍｍ／秒（約２９回転／秒）である。第３の発射力曲線１０３１６は、Ｉビーム２５１４が厚い組織１０３１０を低速度で通って横断し、ｔ２よりも大きいｔ３において傾斜部９００６の頂部で最大の発射力Ｆ３に達することを表す。一実施例では、Ｉビーム２５１４の低速横断速度は、約９ｍｍ／秒（約２１回転／秒）である。
【０２８１】
図４２は、本開示の一態様による、初期発射段階における指令速度を制御するための制御プログラム又は論理構成を図示するプロセス１０４００の論理フロー図である。図１４及び図３６Ａ〜図４０も参照すると、制御回路２５１０は、モータ２５０４シャフトの回転数及びリードスクリューの１ｍｍ又は１インチ当たりのねじ山数に基づいて、Ｉビーム２５１４などの変位部材の基準位置を決定する（１０４０２）。前述したように、１インチ当たり６０個のねじ山を有するリードスクリューは、シャフトの１回転当たり変位部材を０．４２ｍｍ前進させる。シャフト回転情報に基づく位置情報は、位置センサ２５３４によって提供される。Ｉビーム２５１４の例では、基準位置は、図３６Ｂに示すように、閉鎖傾斜部１０００６の底部おける近位又は待機位置１０００２である。いったん基準位置が決定されると（１０４０２）、制御回路２５１０及びモータ制御２５０８は、モータ２５０４の指令速度を既定の指令速度Φｏに設定し、初期又はベースゾーンＺｏに対して既定の指令速度Φｏで変位部材（例えば、Ｉビーム２５１４）の発射を開始する（１０４０４）。一実施例では、初期の既定の指令速度Φｏは約１２ｍｍ／秒（２９回転／秒）であるが、他の初期の既定の指令速度Φｏが用いられてもよい。図３６Ｂに示すような傾斜部１０００６の頂部の目標位置にＩビーム２５１４が到達するまで、制御回路２５１０は、位置センサ２５３４から受信したシャフト回転情報を監視する（１０４０６）。既定の回転間隔期間Ｔｏは、変位部材が現在の設定指令速度Φｏで移動しながら既定の距離を移動する予想期間である。実際の回転期間Ｔｎと既定の回転期間Ｔｏとの間の偏差は、少なくとも部分的には、変位部材に作用する外的影響、例えば、Ｉビーム２５１４の切断縁部２５０９に作用する組織厚さに起因する。
【０２８２】
タイマー／カウンタ回路２５３１から受信されたタイミング情報、及び位置センサ２５３４から受信されたシャフト回転情報を用いて、制御回路２５１０は、特定の数のシャフト回転（例えば、１２又は２４回転）後に、変位部材が基準位置１０００２から目標位置１０００４へと移動するのに要する時間ｔｏを測定する（１０４０８）。制御回路２１０は、測定された時間Ｔｏに基づいて、第１ゾーンＺ１に対する指令速度Φ１を設定する（１０４１０）。表１に示すように、様々な定義されたゾーンが、様々なサイズのステープルカートリッジに対して定義されてもよい。しかし、他のゾーンが定義されてもよい。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）に格納されたような、メモリに格納された値と比較することによって（９４１２）、第１ゾーンＺ１に対する指令速度Φ１を設定する（１０４１０）。一実施例では、表４に全般的に及び表５に具体的な例として示すように、Ｉビーム２５１４が、傾斜部１０００６を基準位置１０００２から目標位置１０００４まで５回転／秒で上に移動するのに要する時間ｔ０が０．９秒未満（ｔｏ＜０．９秒）である場合、第１ゾーンＺ１に対する指令速度は高速（例えば、３０ｍｍ／秒、７１回転／秒）に設定される（１０４１４）。そうでない場合は、Ｉビーム２５１４が、傾斜部１０００６を基準位置１０００２から目標位置１０００４まで５回転／秒で上に移動するのに要する時間ｔｏ（秒）が０．９秒以上（ｔｏ≧０．９）である場合、第１ゾーンＺ１の指令速度は中速（例えば、１２ｍｍ／秒、２９回転／秒）に設定される（１０４１６）。続いて、制御回路２５１０は、ロックアウト状態をチェックし（１０４１８）、ロックアウト状態がある場合は、モータ２５０４を停止させる（１０４２０）。そうでない場合は、制御回路は、図４２のプロセス１０４５０を参照して以下に記載されるように、動的発射フェーズに入る（１０４２２）。
【０２８３】
図４３は、本開示の一態様による、動的発射段階における指令速度を制御するための制御プログラム又は論理構成を図示するプロセス１０４５０の論理フロー図である。図１４及び図３６Ａ〜図４０も参照すると、図４１のプロセス１０４００に関して説明されるように、制御回路２５１０は、初期時間ｔｏに基づいて、第１ゾーンＺ１に対して１秒当たりの回転数でモータ２５０４の初期指令速度を設定する（１０４５２）。変位部材がステープルカートリッジ２５１８を横断するにつれて、制御回路２５１０は、位置センサ２５３４からシャフト回転情報を受信し、タイマー／カウンタ２５３１回路からタイミング情報を受信し、所定のゾーンＺｎにわたる変位部材の位置を表すシャフト回転数を監視する（１０４５４）。ゾーンＺｎの終了時に、制御回路２５１０は、変位部材が次のゾーンＺｎの開始からゾーンＺｎの終了まで移動するのに要する実際の時間ｔｎをシャフトの既定の回転数に基づいて測定し（１０４５６）、表２に全般的に示され表３に具体例として示される特定のゾーンに対して、実際の時間ｔｎを既定の時間と比較する（１０４５８）。既定の回転期間Ｔｎは、現在の設定指令速度Φｎ回転／秒で移動する変位部材の予想回転期間である。実際の回転期間ｔｎと既定の回転期間Ｔｎとの間の偏差は、少なくとも部分的には、変位部材に作用する外的影響、例えば、Ｉビーム２５１４の切断縁部２５０９に作用する組織厚さに起因する。
【０２８４】
例えば、表３を参照すると、特定の指令速度でゾーンを通過する時間が、様々な動的発射ゾーンに対して提供される。例えば、動的発射ゾーンが、ゾーンＺ１（１２回転）であり、ｔｎ＜０．５秒である場合、次のゾーンＺ２に対する指令速度は高速に設定され、０．５＜ｔｎ＜０．６秒の場合は、次のゾーンＺ２に対する指令速度は中速に設定され、ｔｎ＞０．６秒の場合は、次のゾーンＺ２に対する指令速度は低速に設定される。
【０２８５】
しかし、動的発射ゾーンが、例えば、第１ゾーンＺ１と最終ゾーンＺ６との間に位置する中間ゾーンＺ２〜Ｚ５（２４回転）であり、ｔｎ＜０．９秒の場合は、次のゾーンＺ２に対する指令速度は高速に設定され、０．９＜ｔｎ＜１．１秒の場合は、次のゾーンＺ３〜Ｚ５に対する指令速度は中速に設定され、ｔｎ＞１．１秒の場合は、次のゾーンＺ３〜Ｚ５に対する指令速度は低速に設定される。
【０２８６】
最後に、動的発射ゾーンが、最終測定ゾーンＺ５（２４回転）であり、ｔｎ＜１．０秒である場合、最終ゾーンＺ６に対する指令速度は高速に設定され、１．０＜ｔｎ＜１．３秒の場合は、最終ゾーンＺ６に対する指令速度は中速に設定され、ｔｎ＞１．３秒の場合は、最終ゾーンＺ６に対する指令速度は低速に設定される。動的発射ゾーンを定義するだけでなく、指定された指令速度でゾーンを通過する時間を様々な動的発射ゾーンに対しても定義するために、他のパラメータを用いてもよい。
【０２８７】
比較１０４５８アルゴリズムの結果に基づいて、制御回路２５１０はプロセス１０４５０を継続する。例えば、比較１０４５８の結果が、前のゾーンＺｎにおける実際の速度（高速、中速、低速）が前の指令速度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、次のゾーンＺｎ＋１に対する指令速度を前の指令速度と同じに維持する（１０４６０）。プロセス１０４５０は、次の所定のゾーンＺｎ＋１にわたってシャフト回転数を監視し続ける（１０４５４）。次のゾーンＺｎ＋１の終了時に、制御回路２５１０は、変位部材が次のゾーンＺｎ＋１の開始から次のゾーンＺｎ１の終了までの距離を移動するのに要する時間ｔｎ＋１を、シャフトの既定の回転数の間に測定し（１０４５６）、表２に全般的に示され表３に具体例として示される特定のゾーンに対して、実際の時間ｔｎ＋１を既定の時間と比較する（１０４５８）。指令速度に変化が必要ない場合は、変位部材、例えばＩビーム２５１４がストローク１０４６６の終了に到達したことを回転数が示すまで、プロセス１０４５０は、そして変位部材を基準位置１０００２に戻す（１０４６８）。
【０２８８】
比較１０４５８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）が前の指令速度Φ１（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に要約されているアルゴリズムに従って、次のゾーンＺｎ＋１に対する指令速度をリセット（１０４６２）又は更新する。指令スピードがΦｎｅｗにリセット（１０４６２）又は更新される場合、制御回路２５１０は、追加のゾーンＺｎ＋２に対して指令速度Φｎｅｗを維持する（１０４６４）。換言すれば、次のゾーンＺｎ＋１の終了時に、制御回路２５１０は時間を評価又は測定しない。変位部材、例えばＩビーム２５１４がストローク１０４６６の終了に到達したことを回転数が示すまで、プロセス１０４５０は、次の所定のゾーンＺｎ＋１にわたって変位部材の位置を表すシャフト回転数を監視し続け（１０４５４）、そして変位部材を基準位置１０００２に戻す（１０４６８）。
【０２８９】
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．外科用器具であって、外科用器具内で複数の所定の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、シャフトを備え、変位部材を並進させるように変位部材に結合されたモータと、モータに結合された制御回路と、制御回路に結合され、シャフトの回転を監視するように構成された位置センサと、制御回路に結合され、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た、タイマー回路と、を備え、制御回路は、位置センサから、設定回転間隔によって定義された、現在のゾーンにおけるシャフトの回転数を受信し、回転間隔の設定位置において時間を測定し、現在の所定のゾーンにおいて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指令速度を設定するように構成されており、測定された時間は、既定のシャフト回転数に基づいて変位部材が回転間隔を横断するのに要する時間として定義される、外科用器具。
【０２９０】
実施例２．制御回路は、開始位置から終了位置への変位部材の直線並進をもたらすシャフトの回転数によって定義され変位部材が位置する設定回転間隔を決定し、変位部材が回転間隔の終了位置に到達した時間を測定するように構成されている、実施例１に記載の外科用器具。
【０２９１】
実施例３．制御回路は、測定された時間を、制御回路に結合されたメモリに格納された既定の時間と比較し、比較に基づいて、指令速度を調節又は維持するかどうかを判定するように構成されている、実施例１に記載の外科用器具。
【０２９２】
実施例４．制御回路は、測定された時間が既定の時間の範囲内にある場合に、後続のゾーンに対する指令速度を現在のゾーンの指令速度と同じに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。
【０２９３】
実施例５．制御回路は、測定された時間が既定の時間の範囲外にある場合に、後続のゾーンに対する指令速度を現在のゾーンの指令速度とは異なって設定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。
【０２９４】
実施例６．指令速度が調節された場合、制御回路は、後続のゾーンに対する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。
【０２９５】
実施例７．複数のゾーンは、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に対して定義される、請求項１に記載の外科用器具。
【０２９６】
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、請求項７に記載の外科用器具。
【０２９７】
実施例９．モータのシャフトに結合されたねじ駆動システムを更に備える、請求項１に記載の外科用器具であって、ねじ駆動システムはナットに結合されたリードスクリューを備え、ナットは変位部材に結合されている、外科用器具。
【０２９８】
実施例１０．外科用器具であって、外科用器具内で複数の所定の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、シャフトを備え、変位部材を並進させるように変位部材に結合されたモータと、モータに結合された制御回路と、制御回路に結合され、シャフトの回転を監視するように構成された位置センサと、制御回路に結合され、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た、タイマー回路と、を備え、制御回路は、位置センサから、既定の回転間隔によって定義された、現在のゾーンにおけるシャフトの回転数を受信し、既定のシャフト回転数に基づいて、変位部材が待機位置から目標位置へと動く際の時間を測定し、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指令速度を設定するように構成されている、外科用器具。
【０２９９】
実施例１１．制御回路は、測定された時間を、制御回路に結合されたメモリ内に格納された既定の時間と比較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。
【０３００】
実施例１２．制御回路は、測定された時間が第１の時間範囲内にある場合は、初期ゾーンに対する指令速度を第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場合は、初期ゾーンに対する指令速度を第２の速度に設定するように構成されている、実施例１１に記載の外科用器具。
【０３０１】
実施例１３．制御回路は、ロックアウト状態を判定し、モータを停止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。
【０３０２】
実施例１４．モータのシャフトに結合されたねじ駆動システムを更に備える、実施例１０に記載の外科用器具であって、ねじ駆動システムはナットに結合されたリードスクリューを備え、ナットは変位部材に結合されている、外科用器具。
【０３０３】
実施例１５．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所定の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、シャフトを備え、変位部材を並進させるように変位部材に結合されたモータと、モータに結合された制御回路と、制御回路に結合され、シャフトの回転を監視するように構成された位置センサと、制御回路に結合され、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た、タイマー回路と、を備え、方法は、位置センサから、設定回転間隔によって定義された、現在のゾーンにおけるシャフトの回転数を受信することと、タイマー回路によって、回転間隔の設定位置において時間を測定することであって、測定された時間は、既定のシャフト回転数に基づいて変位部材が回転間隔を横断するのに要する時間として定義される、ことと、制御回路によって、現在のゾーンにおいて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指令速度を設定することと、を含む、方法。
【０３０４】
実施例１６．制御回路及びタイマー回路によって、開始位置から終了位置への変位部材の直線並進をもたらすシャフトの回転数によって定義され変位部材が位置する設定回転間隔を決定することと、制御回路によって、変位部材が回転間隔の終了位置に到達した時間を測定することと、を更に含む、実施例１５に記載の方法。
【０３０５】
実施例１７．制御回路により、測定された時間を、制御回路に結合されたメモリに格納された既定の時間と比較することと、比較に基づいて、制御回路により、指令速度を調節又は維持するかどうかを判定することと、を更に含む、実施例１５に記載の方法。
【０３０６】
実施例１８．測定された時間が既定の時間の範囲内にある場合に、制御回路によって、後続のゾーンに対する指令速度を現在のゾーンの指令速度と同じに維持することを更に含む、実施例１７に記載の方法。
【０３０７】
実施例１９．測定された時間が既定の時間の範囲外にある場合に、制御回路によって、後続のゾーンに対する指令速度を現在のゾーンの指令速度とは異なって設定することを更に含む、実施例１７に記載の方法。
【０３０８】
実施例２０．指令速度が調節された場合に、後続ゾーンの時間測定を制御回路によってスキップすることを更に含む、実施例１９に記載の方法。
【０３０９】
実施例２１．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定義された複数のゾーンを定義することを更に含む、実施例１５に記載の方法。
【０３１０】
実施例２２．制御回路によって、異なる長さを有する少なくとも２つのゾーンを定義することを更に含む、実施例２１に記載の方法。
【０３１１】
外科用器具用のモータ速度の表示を制御するシステム及び方法
電動外科用ステープル留め及び切断器具の使用中、ユーザが、切断部材又は発射部材の指令速度又は実際の速度を知らないことがある可能性がある。従って、切断部材又は発射部材の発射速度に関する情報を提供するために、ディスプレイ画面を通じてユーザに情報を通信することが望ましい場合があり、この速度はディスプレイ画面上に示されるゾーンのサイズに関連する。閉ループフィードバック自動モード又は手動で選択されたモードにおいて、指令速度並びに発射モードを示すために、速度制御を通信することが望ましい場合がある。
【０３１２】
ここで本開示は、様々な条件に基づいてモータ速度を制御する閉ループフィードバックシステムに移る。制御回路２５１０によって実行されるような閉ループフィードバックシステムは、デフォルトの、例えば、予めプログラムされた発射状態、又はユーザが選択した発射状態のいずれかを実装するように構成され得る。ユーザが選択する発射条件は、開ループ部分の間に、又は変位ストロークの閉ループ部分の前に選択することができる。一態様では、ユーザ選択された発射条件が、デフォルト又は予めプログラムされた発射条件の実行をオーバーライドするように構成される。
【０３１３】
ここで図４４を参照すると、本開示の一態様による、外科用器具１０５００の斜視図が示される。一態様では、シャフト１０５０３を介してハンドル組立体１０５０２に接続されたエンドエフェクタ１０５０４を備える外科用器具１０５００は、ディスプレイ１０５０６を更に備える。外科用器具１０５００は、ホームボタン１０５０８、関節トグル１０５１０、発射トリガ及び安全リリース１０５１２、並びに閉鎖トリガ１０５１４を備える。
【０３１４】
以下の議論では、図１４も参照しなければならない。ディスプレイ１０５０６は制御回路２５１０に動作可能に結合されており、それにより、制御回路２５１０は、器具１０５００の動作に関連付けられた様々な情報、例えば、位置センサ２５３４、電流センサ２５３６、及び／又は他のセンサ２５３８によって決定された情報、又はこれらセンサからの情報をディスプレイ１０５０６に表示させることができる。一態様では、ディスプレイ１０５０６は、Ｉビーム２５１４がモータ２５０４によって並進されるように設定された速度、すなわち、指令速度、及び／又はＩビーム２５１４が並進されている実際の速度を表示するように構成され得る。指令速度は、設定速度、目標速度、又は所望の速度である。Ｉビーム２５１４が並進される指令速度は、モータ駆動信号２５２４によってモータ制御２５０８から決定され、モータ２５０４がＩビーム２５１４を駆動する速度を決定するモータ設定点を受信することによって、又は、モータ制御２５０８に提供されたモータ駆動信号２５２４を、その後に取り出すためにメモリに格納すること、のいずれかによって決定され得る。Ｉビーム２５１４又は発射駆動システムの他の構成要素が並進される実際の速度は、タイマー／カウンタ２５３１からの入力を介して制御回路２５１０によって追跡できる、一定時間期間にわたるＩビーム２５１４の位置を監視することにより決定できる。
【０３１５】
様々な態様では、外科用器具１０５００のディスプレイ１０５０６は、ハンドル組立体１０５０２の外部ハウジング若しくはケーシング上に直接配置されてもよく、又は外科用器具１０５００と一体式に関連付けられてもよい。他の態様では、ディスプレイ１０５０６は、外科用器具１０５００に取り外し可能に接続可能又は取り付け可能であり得る。更に他の態様では、ディスプレイ１０５０６は、外科用器具１０５００とは別個であってもよく、又はそれとは異なっていてもよい。ディスプレイ１０５０６は、有線接続又は無線接続のいずれかを介して制御回路２５１０に通信可能に結合することができる。
【０３１６】
図４５は、本開示の一態様による、図４４に示す外科用器具１０５００のディスプレイ部分１０５０６の詳細図である。ディスプレイ１０５０６は速度制御を通信するＬＣＤディスプレイ１０５１６を含み、速度制御は、指令速度、並びに発射モードが閉ループフィードバック（自動）モードにあるか又は手動選択モードにあるかどうか、を表示することを含む。ディスプレイ１０５０６は、ナイフ１０５２０及びステープル列１０５２２を有するエンドエフェクタステープルカートリッジ１０５１８のグラフィック画像を表示することによって、横切開フィードバックを提供する。左側のグラフィックラベル１０５２４は、ナイフ１０５２０が遠位方向に移動した距離１０５２８（例えば、１０ｍｍ）を示し、右側のグラフィックラベル１０５２６は、ナイフ１０５２０が遠位方向に移動する際のナイフ１０５２０の速度を示し、現在の速度が丸で囲まれており（例えば、３）、１は高速度、２は中速度、３は低速度である。速度は、組織の状態に基づいて手動又は自動で選択されてもよい。
【０３１７】
図４６は、本開示の一態様による、ディスプレイ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１０５５０の論理フロー図である。また、図１４及び図４４も参照すべきである。それに応じて、制御回路２５１０は、最初に、器具入力から指令速度を受信し（１０５５２）、モータ２５０４速度を指令速度に設定する（１０５５４）。制御回路２５１０は、位置センサ２５３４から変位部材（例えば、Ｉビーム２５１４）の位置情報を受信し（１０５５６）、タイマー／カウンタ回路２５３１からタイミング情報を受信し１０５５８、変位部材の速度を決定する（１０５６０）。Ｉビーム２５１４の速度は、Ｉビーム２５１４が並進される実際の速度、又はＩビーム２５１４が並進されるように設定された指令速度を含むことができる。次に、制御回路２５１０は、器具１０５００の構成に応じて、変位部材の実際の速度、及び／又は指令速度を示す指標をディスプレイ１０５０６に表示させる（１０５６２）。一態様では、制御回路２５１０は、Ｉビーム２５１４の実際の速度及び指令速度の両方を決定し（１０５６０）、次に、実際の速度及び指令速度のそれぞれに対する指標をディスプレイ１０５０６に表示させる（１０５６２）。次いで、制御回路２５１０は、変位部材の速度を指令速度と比較し（１０５６４）、比較に関する指標をディスプレイ１０５０６に表示させる（１０５６６）。例えば、制御回路２５１０は、ディスプレイ１０５０６に、変位部材の実際の速度が指令速度と等しいか、指令速度を超えるか、又は指令速度未満であるかどうかを示す指標を表示させることができる。いくつかの態様では、制御回路２５１０は、例えば、低速若しくは遅い（例えば、０〜７ｍｍ／秒）、中速（例えば、７〜１２ｍｍ／秒）、又は高速若しくは速い（例えば、１２〜３０ｍｍ／秒）などの指令速度の範囲に対して、変位部材の実際の速度をディスプレイ１０５０６に表示させる。更には、制御回路２５１０は、エネルギー源２５１２から、電池の動作状態、例えば、電圧、電流、インピーダンス、容量、温度などを受信し（１０５６８）、電池の状態をディスプレイ１０５０６に表示させる（１０５７０）。
【０３１８】
速度用の指標は、例えば、ｍｍ／秒で提示される速度を示す数字、最大値又は最小値に対する速度の値を示す数字、速度に従って変更される形状、速度に従って色で塗りつぶし又は網掛けされた形状、速度に従って点滅する形状又は英数字、速度に従って色を変化させる形状又は英数字、絶対速度又は相対速度を示すダイヤル、速度が該当するゾーンを示す形状又は英数字、速度を示す動物を表すアイコン又は一連のアイコン、速度を表すように構成された様々な他の指標、及びこれらの組合せを含み得る。これらの指標が、例えば、図４７〜図８１を参照して、表示フィードバック画面の図示の形態で以下に描画及び説明される。
【０３１９】
図４７〜図４９は、本開示の一態様による、速度フィードバック画面を図示する様々なディスプレイ１０６００を示す。ディスプレイ１０６００は、エンドエフェクタステープルカートリッジ１０６１８のグラフィック画像を図示している。ディスプレイ１０６００は、変位部材（例えば、Ｉビーム２５１４）の指令速度又は実際の速度を示す速度指標１０６０２を備える。一態様では、速度指標１０６０２は、図４７〜図４９に示すような、速度に比例して塗りつぶし又は網掛けされた形状又は一連の形状を含む。速度指標１０６０２の形状は、例えば、三角錐台又は任意の他の好適な幾何学的形状を含んでもよい。一態様では、速度指標１０６０２は、速度の相対値を示す複数のゾーンを含み得る。そのような一態様では、速度指標１０６０２は、低速度、中速度、及び高速度にそれぞれ対応する第１ゾーン１０６０４、第２ゾーン１０６０６、及び第３ゾーン１０６０８を含む。制御回路２５１０は、上述のように、制御回路２５１０によって決定されたように、速度が入るゾーンをディスプレイ１０６００に表示させる。ゾーン１０６０４、１０６０６、１０６０８のそれぞれは、Ｉビーム２５１４要素の指令速度の追加の解像度を提供するために、目盛り１０６１０又はマークを備えてもよい。加えて、速度指標１０６０２は、第１ゾーン１０６０４の下方に低速度を表すグラフィック、例えばカメ１０６１２のシルエットを、及び第３ゾーン１０６０８の上方に高速度を表すグラフィック、例えばウサギ１０６１４のシルエットを含んでもよい。図４７に示すように、第１及び第２ゾーン１０６０４、１０６０６は塗りつぶし又は網掛けされている一方で、第３ゾーン１６００８は塗りつぶし又は網掛けされていないことによって示されるように、指令速度は中速に設定されている。図４８に示すように、第１ゾーン１０６０４のみが塗りつぶし又は網掛けされ、第２及び第３ゾーン１０６０６、１６００８は塗りつぶし又は網掛けされていないことによって示されるように、指令速度は低速に設定されている。図４９に示すように、３つのゾーン１０６０４、１０６０６、１０６０８の全てが完全に塗りつぶし又は網掛けされていることによって示されるように、指令速度は高速に設定されている。ディスプレイ１０６００の底部のステータスバー１０６２０は、動作状態を、正常（例えば、緑色）又は警告（例えば、黄色）として示す。図４７〜図４９に示す実施例では、ステータスバー１０６２０は正常動作を示している。
【０３２０】
いくつかの態様では、ディスプレイ１０６００は、外科用器具１０５００が設定されているモードを示すモード指標を更に備える。そのようなモードは、例えば、自動モード１０６１６又は手動モード１０６２２を含み得る。Ｉビーム２５１４が駆動される速度を制御し、それに応じて、外科用器具１０５００のモードをディスプレイ１０６００に表示させるための制御回路２５１０に対する、そのようなモード及びプロセスは、米国特許出願代理人整理番号ＥＮＤ８２７０ＵＳＮＰ／１７０１９１、に記載されており、その全体が参照として本明細書に組み込まれる。いくつかの態様では、自動モード１０６１６又は手動モード１０６２２は、点減１０６２４してもよい。
【０３２１】
速度指標１０６０２は加えて、速度を示すように構成された様々な英数字を含むことができる。英数字は、単一で、又はゾーンなどの他の指標と組み合わせて提示され得る。
【０３２２】
一態様では、速度指標１０６０２によって占有されるディスプレイ１０６００のサイズ又は相対的部分は速度に対応する。例えば、速度指標１０６０２は、図４７〜図５５に示すように、最大速度に対する速度に応じて塗りつぶし又は網掛けされ得る。速度指標１０６０２が英数字を含む別の態様では、英数字のサイズを、制御回路２５１０によって決定された速度に従って拡大させることができる。
【０３２３】
図５０〜図５２は、本開示の一態様による、速度フィードバック画面を図示する様々なディスプレイ１０６３０を示す。ディスプレイ１０６３０は、エンドエフェクタステープルカートリッジ１０６４２のグラフィック画像を図示している。ディスプレイ１０６３０は、変位部材（例えば、Ｉビーム２５１４）の指令速度又は実際の速度を示す速度指標１０６３２を備える。一態様では、速度指標１０６３２は、図５０〜図５２に示すような、速度に比例して塗りつぶし又は網掛けされた形状又は一連の形状を含む。速度指標１０６３２の形状は、例えば、三角錐台又は任意の他の好適な幾何学的形状を含んでもよい。一態様では、速度指標１０６３２は、速度の相対値を示す複数のゾーンを含み得る。そのような一態様では、速度指標１０６３２は、低速度、中速度、及び高速度にそれぞれ対応する第１ゾーン１０６３４、第２ゾーン１０６３６、及び第３ゾーン１０６３８を含む。制御回路２５１０は、上述のように、制御回路２５１０によって決定されたように、速度が入るゾーンをディスプレイ１０６３０に表示させる。ゾーン１０６３４、１０６３６、１０６３８のそれぞれは、Ｉビーム２５１４要素の指令速度の追加の解像度を提供するために、目盛り１０６４０又はマークを備えてもよい。加えて、速度指標１０６３２は、自動動作モード又は手動動作モードのいずれかを示す英数字１０６４４を含んでもよい。図示した実施例では、モードは自動用のＡＵＴＯに設定されている。ディスプレイ１０６３０の底部のステータスバー１０６４６は、動作状態を、正常（例えば、緑色）又は警告（例えば、黄色）として示す。図５０〜図５２に示す実施例では、ステータスバー１０６４６は正常動作を示している。
【０３２４】
図５０に示すように、指令速度は、塗りつぶし又は網掛けされた第１及び第２ゾーン１０６３４、１０６３６、並びに塗りつぶし又は網掛けされていない第３ゾーン１６０３８によって示されるように、中速に設定されている。図５１に示すように、塗りつぶし又は網掛けされた第１ゾーン１０６３４、並びに塗りつぶし又は網掛けされていない第２及び第３ゾーン１０６３６、１６０３８は塗りつぶし又は網掛けされていないことによって示されるように、指令速度は低速に設定されている。図５２に示すように、３つのゾーン１０６３４、１０６３６、１０６３８の全てが塗りつぶし又は網掛けされていることによって示されるように、指令速度は高速に設定されている。
【０３２５】
図５３〜図５５は、本開示の一態様による、速度フィードバック画面を図示する様々なディスプレイ１０６５０を示す。ディスプレイ１０６５０は、エンドエフェクタステープルカートリッジ１０６６２のグラフィック画像を図示している。ディスプレイ１０６５０は、変位部材（例えば、Ｉビーム２５１４）の指令速度、並びに実際の速度を示す速度指標１０６５２を備える。一態様では、速度指標１０６５２は、図５３〜図５５に示すような、速度に比例して塗りつぶし又は網掛けされた形状又は一連の形状を含む。速度指標１０６５２の形状は、例えば、三角錐台又は任意の他の好適な幾何学的形状を含んでもよい。一態様では、速度指標１０６５２は、速度の相対値を示す複数のゾーンを含み得る。そのような一態様では、速度指標１０６５２は、低速、中速、及び高速の実際の速度にそれぞれ対応する第１ゾーン１０６５４、第２ゾーン１０６５６、及び第３ゾーン１０６５８を含む。制御回路２５１０は、上述のように、制御回路２５１０によって決定されたように、速度が入るゾーンをディスプレイ１０６５０に表示させる。ゾーン１０６５４、１０６５６、１０６５８のそれぞれは、Ｉビーム２５１４要素の指令速度の追加の解像度を提供するために、目盛り１０６６０又はマークを備えてもよい。加えて、速度指標１０６５２は、幾何学的要素内に位置して低速度、中速度、及び高速度を表す、英数字を含むアイコンを含んでもよい。図５３〜図５５に示す例では、速度指標１０６５２は、指令速度を示すために、丸で囲まれた「Ｈ」アイコン１０６５３、丸で囲まれた「Ｍ」アイコン１０６５５、丸で囲まれた「Ｌ」アイコン１０６５７などの英数字を含んでもよい。指令速度に応じて、Ｈ」アイコン１０６５３、「Ｍ」アイコン１０６５５、又は「Ｌ」アイコン１０６５７は、指令速度設定を示すために、塗りつぶされるか、網掛けされるか、又は明るくなる。加えて、速度指標１０６５２は、自動動作モード又は手動動作モードのいずれかを示す英数字１０６６４を含んでもよい。図示した実施例では、モードは自動用のＭＡＮＵＡＬに設定されている。ディスプレイ１０６５０の底部のステータスバー１０６６６は、動作状態を、正常（例えば、緑色）又は警告（例えば、黄色）として示す。図５３〜図５５に示す実施例では、ステータスバー１０６６６は正常動作を示している。一態様では、「Ｈ」アイコン１０６５３、「Ｍ」アイコングラフィック１０６５５、及び「Ｌ」アイコン１０６５７の塗りつぶし又は網掛けされた色は、正常又は警告の動作モードを示すためのステータスバー１０６６６の塗りつぶし又は網掛けされた色と同じであってもよい。
【０３２６】
図５３に示すように、実際の速度は、塗りつぶし又は網掛けされた第１及び第２ゾーン１０６５４、１０６６、並びに塗りつぶし又は網掛けされていない第３ゾーン１６０５８によって示されるように中速に設定され、指令速度は、塗りつぶし又は網掛けされた「Ｍ」アイコン１０６５５（並びに塗りつぶし又は網掛けされていない「Ｈ」及び「Ｌ」アイコン１０６５３、１０６５７）によって示されるように中速に設定されている。図５４に示すように、実際の速度は、塗りつぶし又は網掛けされた第１ゾーン１０６５４（並びに、塗りつぶし又は網掛けされていない第２及び第３ゾーン１０６５６、１６０５８）によって示されるように低速であり、指令速度は、塗りつぶしされた「Ｌ」アイコン１０６５７（並びに、塗りつぶし又は網掛けされていない「Ｈ」及び「Ｍ」アイコン１０６５３、１０６５５）によって更に示されるように低速に設定されている。図５５に示すように、実際の速度は、３つのゾーン１０６５４、１０６５６、１０６５８の全てが完全に塗りつぶし又は網掛けされていることによって示されるように高速であり、指令速度は、塗りつぶし又は網掛けされた「Ｈ」アイコン１０６５３（並びに塗りつぶし又は網掛けされていない丸で囲まれた「Ｍ」及び丸で囲まれた「Ｌ」グラフィック１０６５５、１０６５７）によって更に示されるように高速に設定されている。
【０３２７】
図５６〜図５８は、本開示の一態様による、様々な速度フィードバック画面を図示する様々なディスプレイ１０６７０、１０６７０’を示す。ディスプレイ１０６７０、１０６７０’は、エンドエフェクタステープルカートリッジ１０６８２のグラフィック画像を図示している。ディスプレイ１０６７０、１０６７０’は、変位部材（例えば、Ｉビーム２５１４）の指令速度、並びに発射サイクルの間の実際の速度を示す速度指標１０６７２、１０６７２’を備える。一態様では、速度指標１０６７２、１０６７２’は、図５６〜５８に示すような、速度に比例して塗りつぶし又は網掛けされた形状又は一連の形状を含む。速度指標１０６７２、１０６７２’の形状は、例えば、弓形又は任意の他の好適な幾何学的形状を含んでもよい。一態様では、速度指標１０６７２、１０６７２’は、複数の目盛り１０６８０を含む弓形グラフィック１０６７８、１０６７８’を含んで、例えば０〜３０ｍｍ／秒の変位部材の実際の速度を示すことができる。英数字１０６８４（０、７、１２及び３０）は、弓形グラフィック１０６７８、１０６７８’の外周の周りに配置されて、塗りつぶし又は網掛けされた領域１０６８６によって実際の速度を示す。図５６に示すディスプレイ１０６７０は、図５７及び図５８に示すディスプレイ１０６７０’をわずかに修正したバージョンである。例えば、図６２に示すディスプレイ１０６７０の弓形グラフィック１０６７８は、例えば、英数字１０６８４（７及び１２）の周りに切り欠きを含む。
【０３２８】
加えて、速度指標１０６７２、１０６７２’は、指令速度を示す１つ以上の白矢印を有する塗りつぶし又は網掛けされた円アイコン１０６７６を更に備え、それにより、例えば、１つの矢印は低速度又は低速を指し、２つの矢印は中速度を指し、３つの矢印は高速度又は高速を指す。追加の英数字１０６７４は、速度の単位、例えばｍｍ／秒を示す。速度が増加又は減少するにつれて、網掛けされた領域１０６８６はそれに対応して増加又は減少する。ディスプレイ１０６７０の底部のステータスバー１０６８８は、動作状態を、正常（例えば、緑色）、又は警告（例えば、黄色）として示す。図５６〜図５８に示す実施例では、ステータスバー１０６８８は正常動作を示している。一態様では、速度領域１０６８６の塗りつぶし又は網掛けされた色は、正常又は警告の動作モードを示すためのステータスバー１０６８８の塗りつぶし又は網掛けされた色と同じであってもよい。
【０３２９】
図５６に示すように、網掛けされた領域１０６８６によって示されるように、実際の速度は高速（約１２ｍｍ／秒）であり、指令速度は、円アイコン１０６７６内の３つの矢印によって示されるように高速に設定されている。先に述べたように、英数字１０６８４「７」及び「１２」は切り欠きを含む。図５７に示すように、網掛けされた領域１０６８６によって示されるように、実際の速度はまた高速（約３０ｍｍ／秒）であり、指令速度は、円アイコン１０６７６内の３つの矢印によって示されるように高速に設定されている。図５８に示すように、網掛けされた領域１０６８６によって示されるように、指令速度は中速（約１０ｍｍ／秒）であり、指令速度は、円アイコン１０６７６内の２つの矢印によって示されるように中速に設定されている。
【０３３０】
図５９〜図６１は、本開示の一態様による、様々な速度フィードバック画面を図示する様々なディスプレイ１０６９０、１０６９０’、１０６９０’’を示す。ディスプレイ１０６９０、１０６９０’、１０６９０’’は、エンドエフェクタステープルカートリッジ１０７０２、１０７０２’、１０７０２’’のグラフィック画像を図示している。ディスプレイ１０６９０、１０６９０’、１０６９０’’は、変位部材（例えば、Ｉビーム２５１４）の指令速度、並びに発射サイクルの間の実際の速度を示す速度指標１０６９２、１０６９２’、１０６９２’’を備える。一態様では、速度指標１０６９２、１０６９２’、１０６９２’’は、図５９〜図６１に示すような、速度に比例して塗りつぶし又は網掛けされた形状又は一連の形状を含む。速度指標１０６９２、１０６９２’、１０６９２’’の形状は、例えば、弓形又は任意の他の好適な幾何学的形状を含んでもよい。一態様では、速度指標１０６９２、１０６９２’、１０６９２’’は、複数の目盛り１０７００、１０７００’、１０７００’’を含む弓形グラフィック１０６９８、１０６９８’、１０６９８’’を含んで、例えば０〜３０ｍｍ／秒の実際の速度を示すことができる。英数字１０７０４、１０７０４’、１０７０４’’（０、７、１２及び３０）は、弓形グラフィック１０６９８、１０６９８’、１０６９８’’の外周の周りに配置されて、塗りつぶし又は網掛けされた領域１０７０６、１０７０６’、１０７０６’’によって実際の速度を示す。ディスプレイ１０６９０、１０６９０’、１０６９０’’は、実質的に類似しているが、いくつかのわずかな変形を含む。例えば、図５９に図示されるディスプレイ１０６９０の弓形グラフィック１０６７８は、例えば、英数字１０７０４（７及び１２）の周囲に切り欠きを含み、一方で、図６０及び図６１に図示されるディスプレイ１０６９０’、１０６９０’’の弓形グラフィック１０６７８’、１０６７８’’は、そうではない。更には、図５９及び図６１に示されるディスプレイ１０６９０、１０６９０’’の速度指標１０６９２、１０６９２’’は、ディスプレイ１０６９０、１０６９０’’の底部に、速度の単位、例えばｍｍ／秒を示す英数字１０６９４、１０６９４’’を含み、一方で、図６０に示されるディスプレイ１０６９０’は、ディスプレイ１０６９０’の頂部に、速度の単位、例えばｍｍ／秒を示す英数字１０６９４’を含む。
【０３３１】
加えて、速度指標１０６９２、１０６９２’、１０６９２’’は、指令速度を示す１つ以上の白矢印を有する塗りつぶし又は網掛けされた円アイコン１０６９６、１０６９６’、１０６９６’’を更に備え、それにより、例えば、１つの矢印は低速度又は低速を指し、２つの矢印は中速度を指し、３つの矢印は高速度又は高速を指す。速度が増加又は減少するにつれて、塗りつぶし又は網掛けされた領域１０７０６、１０７０６’、１０７０６’’はそれに対応して増加又は減少する。ディスプレイ１０６９０、１０６９０’、１０６９０’’の底部のステータスバー１０７０８、１０７０８’、１０７０８’’は、動作状態を、正常（例えば、緑色）又は警告（例えば、黄色）として示す。図５９に示す実施例では、ステータスバー１０７０８は警告動作を示している。図６０、図６１に示す実施例では、バー１０７０８’、１０７０８’’は正常動作を示している。一態様では、速度領域１０７０６、１０７０６’、１０７０６’’の塗りつぶし又は網掛けされた色は、正常又は警告の動作モードを示すためのステータスバー１０７０８、１０７０８’、１０７０８’’の塗りつぶし又は網掛けされた色と同じであってもよい。
【０３３２】
図５９に示すように、実際の速度は、網掛けされた領域１０７０６によって示されるように中速（約１２ｍｍ／秒）であるが、指令速度は、円アイコン１０６９６内の３つの矢印によって示されるように高速に設定されている。先に述べたように、英数字１０７０４「７」及び「１２」は切り欠きを含む。図６０に示すように、網掛けされた領域１０７０６’によって示されるように、実際の速度は低速（約７ｍｍ／秒）であり、指令速度は、円アイコン１０６９６’内の単一の矢印によって示されるように低速に設定されている。図６１に示すように、網掛けされた領域１０７０６’’によって示されるように、実際の速度はまた低速（約２ｍｍ／秒）であり、指令速度は、円アイコン１０６９６’’内の単一の矢印によって示されるように低速に設定されている。
【０３３３】
図６２〜図６４は、本開示の一態様による、様々な速度フィードバック画面を図示する様々なディスプレイ１０７２０、１０７２０’を示す。ディスプレイ１０７２０、１０７２０’は、エンドエフェクタステープルカートリッジ１０７３２のグラフィック画像を図示している。ディスプレイ１０７２０、１０７２０’は、変位部材（例えば、Ｉビーム２５１４）の指令速度、並びに発射サイクルの間の実際の速度を示す速度指標１０７２２、１０７２２’を備える。一態様では、速度指標１０７２２、１０７２２’は、図６２〜図６４に示すような、速度に比例して塗りつぶし又は網掛けされた形状又は一連の形状を含む。速度指標１０７２２、１０７２２’の形状は、例えば、弓形又は任意の他の好適な幾何学的形状を含んでもよい。一態様では、速度指標１０７２２、１０７２２’は、複数の目盛り１０７３６を含む弓形グラフィック１０７２８、１０７２８’を含んで、例えば０〜３０ｍｍ／秒の実際の速度を示すことができる。英数字１０７３４（０、７、１２及び３０）は、弓形グラフィック１０７２８、１０７２８’の外周の周りに配置されて、塗りつぶし又は網掛けされた領域１０７３６によって実際の速度を示す。図６２に示すディスプレイ１０７２０は、図６３及び図６４に示すディスプレイ１０７２０’をわずかに修正したバージョンである。例えば、図６２に示すディスプレイ１０７２０の弓形グラフィック１０７２８は、例えば、英数字１０７３４（７及び１２）の周りに切り欠きを含む。
【０３３４】
加えて、速度指標１０７２２、１０７２２’は、指令速度を示す１つ以上の黒色又は網掛けされた矢印を有する透明又は白色の円アイコン１０７２６を更に備え、それにより、例えば、１つの矢印は低速度又は低速を指し、２つの矢印は中速度を指し、３つの矢印は高速度又は高速を指す。追加の英数字１０７２４は、速度の単位、例えばｍｍ／秒を示す。速度が増加又は減少するにつれて、網掛けされた領域１０７３６はそれに応じて増加又は減少する。ディスプレイ１０７２０、１０７２’の底部のステータスバー１０７３８は、動作状態を、正常（例えば、緑色）又は警告（例えば、黄色）として示す。図６２〜図６４に示す実施例では、ステータスバー１０７３８は正常動作を示している。一態様では、速度領域１０７３６の塗りつぶし又は網掛けされた色は、正常又は警告の動作モードを示すためのステータスバー１０７３８の塗りつぶし又は網掛けされた色と同じである。
【０３３５】
図６２に示すように、網掛けされた領域１０７３６によって示されるように、実際の速度は中速から高速（約１２ｍｍ／秒）であり、指令速度は、円アイコン１０７２６内の３つの矢印によって示されるように高速に設定されている。先に述べたように、英数字１０７３４「７」及び「１２」は切り欠きを含む。図６３に示すように、網掛けされた領域１０７３６によって示されるように、実際の速度は高速（約３０ｍｍ／秒）であり、指令速度は、円アイコン１０７２６内の３つの矢印によって示されるように高速に設定されている。図６４に示すように、網掛けされた領域１０７３６によって示されるように、実際の速度は中速（約１０ｍｍ／秒）であり、指令速度は、円アイコン１０７２６内の２つの矢印によって示されるように中速に設定されている。
【０３３６】
図６５〜図６７は、本開示の一態様による、様々な速度フィードバック画面を図示する様々なディスプレイ１０７４０、１０７４０’、１０７４０’’を示す。ディスプレイ１０７４０、１０７４０’、１０７４０’’は、エンドエフェクタステープルカートリッジ１０７５２、１０７５２’、１０７５２’’のグラフィック画像を図示している。ディスプレイ１０７４０、１０７４０’、１０７４０’’は、変位部材（例えば、Ｉビーム２５１４）の指令速度、並びに発射サイクルの間の実際の速度を示す速度指標１０７４２、１０７４２’、１０７４２’’を備える。一態様では、速度指標１０７４２、１０７４２’、１０７４２’’は、図６５〜図６７に示すような、速度に比例して塗りつぶし又は網掛けされた形状又は一連の形状を含む。速度指標１０７４２、１０７４２’、１０７４２’’の形状は、例えば、弓形又は任意の他の好適な幾何学的形状を含んでもよい。一態様では、速度指標１０７４２、１０７４２’、１０７４２’’は、複数の目盛り１０７５０、１０７５０’、１０７５０’’を含む弓形グラフィック１０７４８、１０７４８’、１０７４８’’を含んで、例えば０〜３０ｍｍ／秒の実際の速度を示すことができる。英数字１０７０４、１０７０４’、１０７０４’’（０、７、１２及び３０）は、弓形グラフィック１０７４８、１０７４８’、１０７４８’’の外周の周りに配置されて、塗りつぶし又は網掛けされた領域１０７５６、１０７５６’、１０７５６’’によって実際の速度を示す。ディスプレイ１０７４０、１０７４０’、１０７４０’’は、実質的に類似しているが、いくつかのわずかな変形を含む。例えば、図６５に図示されるディスプレイ１０７４０の弓形グラフィック１０７４８は、例えば、英数字１０７５４（７及び１２）の周囲に切り欠きを含み、一方で、図６６及び図６７に図示されるディスプレイ１０７４０’、１０７４０’’の弓形グラフィック１０７４８’、１０７４８’’は、そうではない。更には、図６５及び図６７に示されるディスプレイ１０７４０、１０７４０’’の速度指標１０７４２、１０７４２’’は、ディスプレイ１０７４０、１０７４０’’の底部に、速度の単位、例えばｍｍ／秒を示す英数字１０７４４、１０７４４’’を含み、一方で、図６６に示されるディスプレイ１０７４０’は、ディスプレイ１０７４０’の頂部に、速度の単位、例えばｍｍ／秒を示す英数字１０７４４’を含む。
【０３３７】
加えて、速度指標１０７４２、１０７４２’、１０７４２’’は、指令速度を示す１つ以上の黒色又は網掛けされた矢印を有する透明又は白色の円アイコン１０７４６、１０７４６’、１０７４６’’を更に備え、それにより、例えば、１つの矢印は低速度又は低速を指し、２つの矢印は中速度を指し、３つの矢印は高速度又は高速を指す。速度が増加又は減少するにつれて、塗りつぶし又は網掛けされた領域１０７５６、１０７５６’、１０７５６’’はそれに対応して増加又は減少する。ディスプレイ１０７４０、１０７４０’、１０７４０’’の底部のステータスバー１０７５８、１０７５８’、１０７５８’’は、動作状態を、正常（例えば、緑色）又は警告（例えば、黄色）として示す。図６５に示す実施例では、ステータスバー１０７５８は警告動作を示している。図６６、図６７に示す実施例では、バー１０７５８’、１０７５８’’は正常動作を示している。一態様では、速度領域１０７５６、１０７５６’、１０７５６’’の塗りつぶし又は網掛けされた色は、正常又は警告の動作モードを示すためのステータスバー１０７５８、１０７５８’、１０７５８’’の塗りつぶし又は網掛けされた色と同じであってもよい。
【０３３８】
図６５に示すように、網掛けされた領域１０７５６によって示されるように、実際の速度は中速（約１２ｍｍ／秒）であり、指令速度は、円アイコン１０７２６内の３つの矢印によって示されるように高速度に設定されている。先に述べたように、英数字１０７３４「７」及び「１２」は切り欠きを含む。図６６に示すように、網掛けされた領域１０７５６’によって示されるように、実際の速度は低速（約７ｍｍ／秒）であり、指令速度は、円アイコン１０７４６’内の単一の矢印によって示されるように低速に設定されている。図６７に示すように、網掛けされた領域１０７５６’’によって示されるように、実際の速度は低速（約２ｍｍ／秒）であり、指令速度は、円アイコン１０７４６’’内の単一の矢印によって示されるように低速に設定されている。
【０３３９】
図６８〜図７０は、本開示の一態様による、速度フィードバック画面を図示するディスプレイ１０７６０を示す。ディスプレイ１０７６０は、エンドエフェクタステープルカートリッジ１０７７２のグラフィック画像を図示している。ディスプレイ１０７６０は、変位部材（例えば、Ｉビーム２５１４）の指令速度、並びに実際の速度を示す速度指標１０７６２を備える。一態様では、速度指標１０７６２は、図６８〜図７０に示すような、速度に比例して塗りつぶし又は網掛けされた形状又は一連の形状を含む。速度指標１０７６２の形状は、例えば、矩形又は任意の他の好適な幾何学的形状を含んでもよい。一態様では、速度指標１０７６２は、実際の速度の値を示すために、塗りつぶし又は網掛けされた矩形ゾーン１０７７８を含むことができる。制御回路２５１０は、上述のように、制御回路２５１０によって決定されたように、速度が入るゾーンをディスプレイに表示させる（１０７６０）。矩形ゾーン１０７７８は、Ｉビーム２５１４要素の指令速度の追加の解像度を提供するために、目盛り又はマークを備えてもよい。加えて、速度指標１０７６２は、幾何学的要素内に位置して自動又は手動動作モードを表す、英数字を含むアイコン１０７６６を含んでもよい。例示的実施例では、モードは自動「Ａ」に設定され、指令速度は７〜１２ｍｍ／秒の範囲に設定されている。従って、自動アイコン１０７６６は、実際の速度が変化できる範囲の間に位置する。塗りつぶし又は網掛けされた領域１０７７０は、実際の速度が、例えば、７〜１２ｍｍ／秒の間で変化し得る範囲を示す。棒グラフ要素１０７６４は、変位部材の実際の速度を示す。ディスプレイ１０７６０の底部のステータスバー１０７７６は、動作状態を、正常（例えば、緑色）又は警告（例えば、黄色）として示す。図６８〜図７０に示す実施例では、ステータスバー１０７７６は正常動作を示している。一態様では、塗りつぶし又は網掛けされた領域１０７７０の塗りつぶし又は網掛けされた色は、正常又は警告の動作モードを示すためのステータスバー１０７７６の塗りつぶし又は網掛けされた色と同じであってもよい。追加の英数字１０７６２は、速度の単位、例えばｍｍ／秒を示す。追加の英数字１０７６８は、指令速度範囲（例えば、０〜７、７〜１２、１２〜３０）を示す。
【０３４０】
図６８に示すように、自動「Ａ」指令速度アイコン１０７６６は、７〜１２ｍｍ／秒の間に位置し、実際の速度は、棒グラフ要素１０７６４によって示されるように設定範囲の上端の方に位置する。図６９に示すように、実際の速度は、棒グラフ要素１０７６４によって示されるように、７〜１２ｍｍ／秒のセット範囲の底部の方に位置する。図７０に示すように、実際の速度は、棒グラフ要素１０７６４によって示されるように遅く、自動範囲は、アイコン１０７６６の位置によって示されるように０〜７ｍｍ／秒である。
【０３４１】
図７１〜図７３は、本開示の一態様による、速度フィードバック画面を図示するディスプレイ１０７８０を示す。ディスプレイ１０７８０は、エンドエフェクタステープルカートリッジ１０７９２のグラフィック画像を図示している。ディスプレイ１０７８０は、変位部材（例えば、Ｉビーム２５１４）の指令速度、並びに実際の速度を示す速度指標１０７８２を備える。一態様では、速度指標１０７８２は、図７１〜図７３に示すような、速度に比例して塗りつぶし又は網掛けされた形状又は一連の形状を含む。速度指標１０７８２の形状は、例えば、矩形又は任意の他の好適な幾何学的形状を含んでもよい。一態様では、速度指標１０７８２は、実際の速度の値を示すために、塗りつぶし又は網掛けされた矩形要素１０７９８を含むことができる。制御回路２５１０は、上述のように、制御回路２５１０によって決定されたように、速度が入るゾーンをディスプレイ１０７８０に表示させる。矩形要素１０７９８は、Ｉビーム２５１４要素の指令速度の追加の解像度を提供するために、目盛り又はマークを備えてもよい。加えて、速度指標１０７８２は、幾何学的要素内に位置して自動又は手動動作モードを表す、英数字を含むアイコン１０７８６を含んでもよい。例示的実施例では、モードは手動「Ｍ」に設定され、指令速度は７〜１２ｍｍ／秒の範囲に設定されている。アイコン１０７８６は、矩形要素１０７９８上の範囲の中点を示すバー１０７９２に接続されている。従って、自動アイコン１０７８６は、実際の速度が変化できる範囲の間に位置する。塗りつぶし又は網掛けされた領域１０７９０は、実際の速度が、例えば、７〜１２ｍｍ／秒の間で変化し得る範囲を示す。棒グラフ要素１０７８４は、変位部材の実際の速度を示す。ディスプレイ１０７８０の底部のステータスバー１０７９６は、動作状態を、正常（例えば、緑色）又は警告（例えば、黄色）として示す。図７１、図７２に示す実施例では、ステータスバー１０７９６は正常動作を示し、図７３に示すようにステータスバー１０７９６は、ステータスを警告として示している。一実施例では、棒グラフ要素１０７８４によって示されるように実際の速度は１２〜３０ｍｍ／秒の設定範囲をはるかに下回るので、警告状態が設定されてもよく、これは、切断要素が予想されるよりも厚い組織に遭遇したことを示し得る。一態様では、塗りつぶし又は網掛けされた領域１０７９０の塗りつぶし又は網掛けされた色は、正常又は警告の動作モードを示すためのステータスバー１０７９６の塗りつぶし又は網掛けされた色と同じであってもよい。追加の英数字１０７９４は、速度の単位、例えばｍｍ／秒を示す。追加の英数字１０７８８は、指令速度範囲（例えば、０〜７、７〜１２、１２〜３０）を示す。
【０３４２】
図７１に示すように、手動「Ｍ」指令速度範囲アイコン１０７８６は、７〜１２ｍｍ／秒の間に位置し、実際の速度は、棒グラフ要素１０７８４によって、バー１０７９２の直ぐ上方の設定範囲の間にあるように示される。図７２に示すように、実際の速度は、棒グラフ要素１０７８４によって示されるように、１２〜３０ｍｍ／秒の設定範囲内にあり、バー１０７９２の直ぐ下方にある。図７３に示すように、実際の速度は、棒グラフ１０７８４及びバー１０７９２によって示されるように、１２〜３０ｍｍ／秒の設定範囲の下方に位置している。
【０３４３】
図７４〜図７６は、本開示の一態様による、速度フィードバック画面を図示するディスプレイ１０８００を示す。ディスプレイ１０８００は、エンドエフェクタステープルカートリッジ１０８１２のグラフィック画像を図示している。ディスプレイ１０８００は、変位部材（例えば、Ｉビーム２５１４）の指令速度、並びに実際の速度を示す速度指標１０８０２を備える。一態様では、速度指標１０８０２は、図７４〜図７６に示すような、速度に比例して塗りつぶし又は網掛けされた形状又は一連の形状を含む。速度指標１０８０２の形状は、例えば、矩形又は任意の他の好適な幾何学的形状を含んでもよい。一態様では、速度指標１０８０２は、２つのより小さい矩形要素１０８０４、１０８０６に分割された矩形要素１０８１４を含むことができる。下部要素１０８０４は、指令又は「設定」速度（例えば、３０ｍｍ／秒）を示し、上部要素１０８０６は実際の速度（例えば、２５ｍｍ／秒）を示す。追加の英数字１０８０８は、速度の単位、例えばｍｍ／秒を示す。ディスプレイ１０８００の底部のステータスバー１０８１０は、動作状態を、正常（例えば、緑色）又は警告（例えば、黄色）として示す。図７４、図７５に示す実施例では、ステータスバー１０８１０は正常動作を示し、図７６に示すようにステータスバー１０８１０は、ステータスを警告として示している。一実施例では、上部矩形要素１０８０６によって示されるように６ｍｍ／秒の実際の速度が１２ｍｍ／秒の設定指令速度をはるかに下回るので、警告状態が設定されてもよく、これは、切断要素が予想されるよりも厚い組織に遭遇したことを示し得る。
【０３４４】
図７４に示すように、指令速度は、下部矩形要素１０８４によって示されるように３０ｍｍ／秒に設定され、実際の速度は、上部矩形要素１０８０６によって示されるように２５ｍｍ／秒である。図７５に示すように、指令速度は、下部矩形要素１０８４によって示されるように１２ｍｍ／秒に設定され、実際の速度は、上部矩形要素１０８０６によって示されるように１１ｍｍ／秒である。図７６に示すように、指令速度は、下部矩形要素１０８４によって示されるように１２ｍｍ／秒に設定され、実際の速度は、上部矩形要素１０８０６によって示されるように６ｍｍ／秒である。
【０３４５】
図７７〜図８０は、本開示の一態様による、速度フィードバック画面を図示するディスプレイ１０８２０を示す。ディスプレイ１０８２０は、エンドエフェクタステープルカートリッジ１０８３２のグラフィック画像を図示している。ディスプレイ１０８２０は、変位部材（例えば、Ｉビーム２５１４）の指令速度、並びに実際の速度を示す速度指標１０８２２を備える。一態様では、速度指標１０８２２は、図７７〜図８０に示すような、速度に比例して塗りつぶし又は網掛けされた形状又は一連の形状を含む。速度指標１０８２２の形状は、例えば、弓形又は任意の他の好適な幾何学的形状を含んでもよい。一態様では、速度指標１０８２２は、３つのより小さい要素１０８３６ａ、１０８３６ｂ、１０８３６ｃに分割された弓形要素１０８２８を含むことができる。より小さい要素１０８３６ａ、１０８３６ｂ、１０８３６ｃは、塗りつぶし又は網掛けされた場合、指令速度範囲を表す。幾何学的形状に包含される英数字要素を含むアイコン１０８２６は、自動「Ａ」又は手動「Ｍ」動作モードを表す。解像度を増加させるために、針１０８４０がアイコン１０８２６に接続され、目盛り１０８３０を含む速度計のように実際の速度を示す。図７７に示すように、第１の要素１０８３６ａは網掛けされ、０〜７ｍｍ／秒（低速）の指令速度を表す。図７８に示すように、第２の要素１０８３６ｂは網掛けされ、７〜１２ｍｍ／秒（中速）の指令速度を表す。図７９に示すように、第３の要素１０８３６ｃは網掛けされ、１２〜３０ｍｍ／秒（高速）の指令速度を表す。追加の英数字１０８２４は、速度の単位、例えばｍｍ／秒を示す。ディスプレイ１０８２０の底部のステータスバー１０８３８は、動作状態を、正常（例えば、緑色）又は警告（例えば、黄色）として示す。図７７〜図７９に示す実施例では、ステータスバー１０８３８は正常動作を示し、図８０に示すようにステータスバー１０８３８は、ステータスを警告として示している。一実施例では、針１０８４０によって示されるように実際の速度は第１の要素１０８３６ａ内に示される指令速度範囲の上にあるので、警告状態が設定されてもよく、これは、切断要素が予想されるよりも薄い組織に遭遇したことを示し得る。
【０３４６】
図７７に示すように、指令速度は、第１の要素１０８３６ａによって示されるように０〜７ｍｍ／秒の低速範囲に設定され、実際の速度は、針１０８４０によって示されるように約３．５ｍｍ／秒である。図７８に示すように、指令速度は、第２の要素１０８３６ｂによって示されるように７〜１２ｍｍ／秒の中速範囲に設定され、実際の速度は、針１０８４０によって示されるように約９．５ｍｍ／秒である。図７９に示すように、指令速度は、第３の要素１０８３６ｃによって示されるように１２〜３０ｍｍ／秒の高速範囲に設定され、実際の速度は、針１０８４０によって示されるように約２１ｍｍ／秒である。図７７〜図７９に示す実施例のそれぞれにおいて、動作は正常であり、ステータスバー１０８３８は正常動作を示している。ここで図８０を参照すると、指令速度は、第１の要素１０８３６ａによって示されるように０〜７ｍｍ／秒の低速範囲に設定され、実際の速度は、針１０８４０によって示されるように約９．５ｍｍ／秒であり、これは指令速度範囲の外である。それに応じて、ステータスバー１０８３８は警告を示すように設定される。前述したように、針１０８４０によって示されるように、実際の速度は指令速度範囲の上限よりも速いので、警告動作が示され、これは恐らく、切断要素が予想されるよりも薄い組織に遭遇したことを示し得る。
【０３４７】
図８１は、本開示の一態様による、電池フィードバック画面を図示するディスプレイ１０８６０を示す。ディスプレイ１０８６０は、過熱した電池１０８６４を通信する、電池１０８６４のグラフィック画像を図示している。電池１０８６４が過熱状態にある場合、電池１０８６４は要求されたような発射を完了する能力がなく、よって過熱した電池状態を示す場合がある。ディスプレイ１０８６０は、例えば、太陽などの熱１０８６８を表すアイコンを含む。温度計１０８６６のアイコンはまた、電池１０８６４の実際の温度を示してもよい。過熱した電池１０８６４の状態を示すために、警告アイコン１０８７０及び警告ステータスバー１０８７２が表示される。
【０３４８】
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．外科用器具であって、外科用器具内で並進するように構成された変位部材と、変位部材を並進させるように変位部材に結合されたモータと、ディスプレイと、モータ及びディスプレイに結合された制御回路と、制御回路に結合され、変位部材の位置を監視するように構成された位置センサと、を備え、制御回路は、変位部材の速度を位置センサを介して決定し、ディスプレイに、自動モード及び手動モードを含む外科用器具のモードを示すモード指標を表示させ、ディスプレイに、変位部材の速度を示す指標を表示させるように構成されており、指標によって占められるディスプレイの部分が変位部材の速度に対応する、外科用器具。
【０３４９】
実施例２．指標は第１の指標であり、制御回路は、モータに設定点速度を提供し、モータ設定点速度を示す第２の指標をディスプレイに表示させるように更に構成されており、モータ設定点は、モータに、変位部材をモータ速度で駆動させるように構成されている、実施例１に記載の外科用器具。
【０３５０】
実施例３．指標は複数のゾーンを含み、複数のゾーンのそれぞれが速度レベルを示す、実施例１〜実施例２に記載の外科用器具。
【０３５１】
実施例４．複数のゾーンは、低速度を示す第１ゾーン、中速度を示す第２ゾーン、及び高速度を示す第３ゾーンを含む、実施例３に記載の外科用器具。
【０３５２】
実施例５．外科用器具であって、外科用器具内で並進するように構成された変位部材と、変位部材を並進させるように変位部材に結合されたモータと、ディスプレイと、モータ及びディスプレイに結合された制御回路と、制御回路に結合され、変位部材の位置を監視するように構成された位置センサと、を備え、制御回路はモータ設定点をモータに提供し、モータ設定点はモータに変位部材を一定速度で駆動させるように構成されており、変位部材の速度を示す指標をディスプレイ上に表示させ、モータ設定点速度を示す第２の指標をディスプレイ上に表示させるように構成されており、指標によって占められるディスプレイの一部分が変位部材の速度に対応する、外科用器具。
【０３５３】
実施例６．制御回路は、外科用器具のモードを示すモード指標をディスプレイに表示させるように更に構成されている、実施例５に記載の外科用器具。
【０３５４】
実施例７．モードは自動モード及び手動モードを含む、実施例６に記載の外科用器具。
【０３５５】
実施例８．制御回路は、変位部材を表す画像を表示させ、変位部材が遠位方向に前進するにつれて、変位部材を表す画像の進行を表示させる、ように更に構成されている、実施例５に記載の外科用器具。
【０３５６】
実施例９．制御回路は、モータ設定点速度を示す第２の指標をディスプレイに表示させるように更に構成されており、第２の指標はモータ設定点速度の範囲を表す、実施例５〜実施例８に記載の外科用器具。
【０３５７】
実施例１０．制御回路は、外科用器具の動作状態を表すステータスバーを表示するように更に構成されている、実施例５〜実施例９に記載の外科用器具。
【０３５８】
実施例１１．変位部材の速度がモータ設定点速度の範囲内にある場合は、ステータスバーは正常動作を表す、実施例１０に記載の外科用器具。
【０３５９】
実施例１２．変位部材の速度がモータ設定点速度の範囲外にある場合は、ステータスバーは警告常動作を表す、実施例１０〜実施例１１に記載の外科用器具。
【０３６０】
実施例１３．制御回路は、電池の状態を監視し、電池の状態を示す電池の画像をディスプレイに表示させるように更に構成されている、実施例５〜実施例１２に記載の外科用器具。
【０３６１】
実施例１４．外科用器具を動作させる方法であって、外科用器具は、外科用器具内で並進するように構成された変位部材と、変位部材を並進させるように変位部材に結合されたモータと、ディスプレイと、モータ及びディスプレイに結合された制御回路と、制御回路に結合され、変位部材の位置を監視するように構成された位置センサと、を備え、方法は、制御回路によって、変位部材の速度を位置センサを介して決定することと、制御回路によって、変位部材の速度を示す指標をディスプレイ上に提示することと、を含み、指標によって占められるディスプレイの部分が変位部材の速度に対応し、より高い速度を表す指標がより低い速度を表す指標よりも大きい、方法。
【０３６２】
実施例１５．指標は第１の指標であり、方法は、制御回路によって、モータに設定点速度を提供することであって、モータ設定点は、モータに、変位部材をモータ速度で駆動させるように構成されている、ことと、制御回路によって、モータ設定点速度を示す第２の指標をディスプレイ上に提示することと、を更に含む、実施例１４に記載の方法。
【０３６３】
実施例１６．制御回路によって、外科用器具のモードを示すモード指標をディスプレイ上に提示することを更に含む、実施例１４〜実施例１５に記載の方法。
【０３６４】
実施例１７．制御回路によって、自動モード及び手動モードを含むモードをディスプレイ上に表示させることを更に含む、実施例１６に記載の方法。
【０３６５】
実施例１８．制御回路によって、複数のゾーンを含む指標をディスプレイ上に提示させることを更に含み、複数のゾーンの各々は速度レベルを示す、実施例１４〜実施例１７に記載の方法。
【０３６６】
実施例１９．制御回路によって、低速度を示す第１ゾーン、中速度を示す第２ゾーン、及び高速度を示す第３ゾーンを含む複数のゾーンをディスプレイ上に提示させることを更に含む、実施例１８に記載の方法。
【０３６７】
実施例２０．制御回路によって電池の状態を監視することと、電池の状態を示す電池の画像を制御回路によって提示することと、を更に含む、請求項１４〜実施例１９に記載の方法。
【０３６８】
外科用器具のユーザ入力に従ってモータスピードを制御するシステム及び方法
電動外科用ステープル留め及び切断器具の使用中、ユーザが、切断部材又は発射部材の指令速度又は実際の速度を知らないことがある可能性がある。従って、手動選択によって発射スピードを制御する能力をユーザに提供することが望ましい場合がある。切断部材又は発射部材が移動する距離の測定及び時間要素に基づき外科用器具によって設定される第１の発射状態と、ユーザによって事前に決定された第２の発射状態とを、外科用器具に設けることが望ましい場合がある。
【０３６９】
ここで本開示は、様々な条件に基づいてモータ速度を制御する閉ループフィードバックシステムに移る。制御回路２５１０によって実行されるような閉ループフィードバックシステムは、デフォルトの、例えば、予めプログラムされた発射状態、又はユーザが選択した発射状態のいずれかを実装するように構成され得る。ユーザが選択する発射条件は、開ループ部分の間に、又は変位ストロークの閉ループ部分の前に選択することができる。一態様では、ユーザ選択された発射条件が、デフォルト又は予めプログラムされた発射条件の実行をオーバーライドするように構成される。
【０３７０】
ここで図８２を参照すると、本開示の一態様による、外科用器具１０５００の斜視図が示される。一態様では、シャフト１０５０３を介してハンドル組立体１０５０２に接続されたエンドエフェクタ１０５０４を備える外科用器具１０５００は、ディスプレイ１０５０６を更に備える。外科用器具１０５００は、ホームボタン１０５０８、関節トグル１０５１０、発射トリガ及び安全リリース１０５１２、並びに閉鎖トリガ１０５１４を備える。
【０３７１】
以下の議論では、図１４も参照しなければならない。ディスプレイ１０５０６は制御回路２５１０に動作可能に結合されており、それにより、制御回路２５１０は、器具１０５００の動作に関連付けられた様々な情報、例えば、位置センサ２５３４、電流センサ２５３６、及び／又は他のセンサ２５３８によって決定された情報、又はこれらセンサからの情報をディスプレイ１０５０６に表示させることができる。一態様では、ディスプレイ１０５０６は、Ｉビーム２５１４がモータ２５０４によって並進されるように設定された速度、すなわち、指令速度、及び／又はＩビーム２５１４が並進されている実際の速度を表示するように構成され得る。指令速度は、設定速度、目標速度、又は所望の速度である。Ｉビーム２５１４が並進される指令速度は、モータ駆動信号２５２４によってモータ制御２５０８から決定され、モータ２５０４がＩビーム２５１４を駆動する速度を決定するモータ設定点を受信することによって、又は、モータ制御２５０８に提供されたモータ駆動信号２５２４を、その後に取り出すためにメモリに格納すること、のいずれかによって決定され得る。Ｉビーム２５１４又は発射駆動システムの他の構成要素が並進される実際の速度は、タイマー／カウンタ２５３１からの入力を介して制御回路２５１０によって追跡できる、一定時間期間にわたるＩビーム２５１４の位置を監視することにより決定できる。
【０３７２】
様々な態様では、外科用器具１０５００のディスプレイ１０５０６は、ハンドル組立体１０５０２の外部ハウジング若しくはケーシング上に直接配置されてもよく、又は外科用器具１０５００と一体式に関連付けられてもよい。他の態様では、ディスプレイ１０５０６は、外科用器具１０５００に取り外し可能に接続可能又は取り付け可能であり得る。更に他の態様では、ディスプレイ１０５０６は、外科用器具１０５００とは別個であってもよく、又はそれとは異なっていてもよい。ディスプレイ１０５０６は、有線接続又は無線接続のいずれかを介して制御回路２５１０に通信可能に結合することができる。
【０３７３】
図８３は、本開示の一態様による、図８２に示す外科用器具１０５００のディスプレイ部分１０５０６の詳細図である。ディスプレイ１０５０６は速度制御を通信するＬＣＤディスプレイ１０５１６を含み、速度制御は、指令速度、並びに発射モードが閉ループフィードバック（自動）モードにあるか又は手動選択モードにあるかどうか、を表示することを含む。ディスプレイ１０５０６は、ナイフ１０５２０及びステープル列１０５２２を有するエンドエフェクタステープルカートリッジ１０５１８のグラフィック画像を表示することによって、横切開フィードバックを提供する。左側のグラフィックラベル１０５２４は、ナイフ１０５２０が遠位方向に移動した距離１０５２８（例えば、１０ｍｍ）を示し、右側のグラフィックラベル１０５２６は、ナイフ１０５２０が遠位方向に移動する際のナイフ１０５２０の速度を示し、現在の速度が丸で囲まれており（例えば、３）、１は高速度、２は中速度、３は低速度である。速度は、組織の状態に基づいて手動又は自動で選択されてもよい。
【０３７４】
図８４は、本開示の一態様による、ディスプレイ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１１０００の論理フロー図である。また、図１４及び図８２も参照すべきである。図８２に示すプロセス１１０００は、ユーザが発射ストロークのスピードを選択する能力に関する。プロセス１１０００を開始するために、制御回路２５１０は発射ストロークを開始する（１１０１０）。発射ストロークは、変位部材を第１の距離だけ並進させることにより開始される（１１０１０）。変位部材が第１の距離を動く時、制御回路は、変位部材が第１の距離を並進するのに必要な時間幅を測定するように構成されている。既定の第１の距離にわたる変位部材のそのような並進を測定することにより、制御回路は、外科用器具によって、例えば、切断及び／又はステープル留めされている組織の厚さを計算することが可能になる。例えば、図８３のナイフ１０５２０を、外科用器具１０５００を通して遠位方向に並進させることによって発射する前に、ユーザは、以下でより詳細に論じる様々なスピードから速度選択を選ぶことによって、手動で発射スピードを選択することができる。第１の距離及び時間幅からの、組織の厚さの計算に基づいて、ユーザは、様々なスピードから処置に適切な選択をするだけであり得る。代替形態では、ユーザは、様々なスピードの全てから、速度選択を手動で選んでもよい。発射ストロークを開始した（１１０１０）後、制御回路２５１０は、第１の時間までに、ユーザが速度選択を行ったかどうかを査定する（１１０２０）。ユーザが速度選択を行わなかった場合（１１０２０）、制御回路２５１０は、この時点における変位部材の位置を決定する（１１０２２）ように構成されている。変位部材又はナイフ１０５２０の位置を決定することによって、制御回路２５１０は、モータ速度を適宜に設定する（１１０２４）ことができる。従って、ユーザ入力がない場合、制御回路２５１０は、対応するスピードで発射ストロークを実行するためにモータ速度を自動的に設定する。代替として、ユーザが第１の時間までに速度選択を行う場合（１１０２０）、制御回路２５１０は、ユーザ選択に対応するようにモータ速度を設定すること（１１０２６）によってモータを制御するように構成されている。ユーザが発射スピードを手動で選択するか、又は制御回路２５１０が発射スピードを自動的に設定するかのいずれかの後、発射ストロークの速度を設定するプロセスは終了し（１１０２８）、外科用器具は継続するか又は別の機能を開始し得る。
【０３７５】
図８５、図８６は、本開示の一態様による、ユーザ選択メニュー画面を図示する様々なディスプレイ１１１００を示す。外科的処置の間、ディスプレイ１１１００上に提示される情報は、手術室全体を通じて、例えば腹腔鏡カメラに接続された主画面などの追加の画面に通信されてもよい。ディスプレイ１１１００は、エンドエフェクタステープルカートリッジ１１１３２のグラフィック画像を図示している。追加の英数字１１１０４は、速度の単位、例えばｍｍ／秒を示す。ディスプレイ１１１００は、発射ストロークの間の変位部材（例えば、Ｉビーム２５１４）の利用可能なスピードを示す選択メニュー指標１１１０２を含む。１つのこのような態様では、選択メニュー指標１０６０２は、円の形状の４つのメニューオプション１１１１２、１１１１４、１１１１６、１１１１８を含み得る。選択メニュー指標１１１０２の形状は、多数の形状が想定されるので円形である必要はない。選択メニュー指標１１１０２の形状は、例えば、三角形、任意の他の好適な幾何学的形状を含み得る。第１のメニューオプション１１１１２は、外科用器具１０５００の自動モードを示す。自動モードは、第１のメニューオプション１１１１２において、大文字「Ａ」によって表される。自動モードは代替の方法で表されてもよく、例えば、短縮された単語「ａｕｔｏ」又は小文字「ａ」を含む。第２のメニューオプション１１１１４は、外科用器具１０５００の低速モードを示す。低速モードは、第２のメニューオプション１１１１４内で円内の単一の矢尻によって表される。低速モードは、代替的な様式で表されてもよく、例えば、「ｓｌｏｗ」という語によって、又は低速モード中の変位部材の速度を示す数字によって表されてもよい。第３のメニューオプション１１１１６は、外科用器具１０５００の中速モードを示す。中速モードは、第３のメニューオプション１１１１４内で円内の２つの矢尻によって表される。中速モードは、代替的な様式で表されてもよく、例えば、「ｍｅｄｉｕｍ」という語によって、又は中速モード中の変位部材の速度を示す数字によって表されてもよい。第４のメニューオプション１１１１８は、外科用器具１０５００の高速モードを示す。高速モードは、第４のメニューオプション１１１１８内で円内の３つの矢尻によって表される。高速モードは、代替的な様式で表されてもよく、例えば、「ｆａｓｔ」という語によって、又は高速モード中の変位部材の速度を示す数字によって表されてもよい。発射ストロークの間、ディスプレイ１１１００の底部のステータスバー１１１３８は、動作状態を、正常（例えば、緑色）又は警告（例えば、黄色）として示す。図８５及び図８６では、変位部材がまだ並進していないので、ステータスバー１１１３８は空である。
【０３７６】
図８５は、変位部材の発射スピードをユーザに選択させる様子を提示するディスプレイ１１１００の一実施形態を表す。制御回路２５１０をトリガさせてこのディスプレイ１１１００を提示するために、ユーザはエンドエフェクタ（例えば、図８２の１０５０４）のジョーを閉じてもよい。いかなるユーザ入力もないので、モータ２５０４は自動モードで動作する。自動モードから手動モードに切り替えるために、外科医は、図８７に示される関節トグル１０５１０などのボタンを短時間押してもよい。この短時間は、例えば、約２秒間続き得る。この短時間が経過した後、制御回路は、図８５に図示されるインタラクティブ選択メニューの一部として発射スピードの選択に関連付けられた様々な情報をディスプレイに表示させる。例えば、ディスプレイは、速度モードに関連する４つのメニューオプションを表示でき、これらモードは、自動モード、低速モード、中速モード、及び高速モードである。加えて又は代替として、ディスプレイ１１１００はタッチスクリーンであってもよく、ユーザは単に画面にタッチして、インタラクティブ選択メニューに到達することができる。
【０３７７】
ユーザが自動モードを選択した場合、制御回路２５１０は、様々な条件に応じて、モータ２５０４の出力、従って、Ｉビーム２５１４又は変位部材の速度を制御することができる。ユーザが低速モードを選択すると、制御回路２５１０はモータ２５０４の速度を減速させる。モータ２５０４の出力を減少させることにより、Ｉビーム２５１４の並進がより遅くなり、従って、発射スピードがより遅くなる。ユーザが高速モードを選択すると、制御回路２５１０はモータ２５０４の速度を増加させる。モータ２５０４の出力を増加させることにより、Ｉビーム２５１４の並進がより速くなり、従って、より速い発射スピードがもたらされる。ユーザが、低速モード及び高速モードから提供される発射スピードの間にある発射スピードを望む場合は、ユーザは中速モードを選択することができる。中速モードでは、制御回路２５１０は、モータ２５０４の速度を、低速モードにおけるモータ２５０４の速度よりも速いが、高速モードにおけるモータ２５０４の速度よりも遅い点まで増加させる。中速モードにおけるモータ２５０４の出力は、Ｉビーム２５１４の中速での並進、従って、中速での発射スピードがもたらされる。
【０３７８】
図８６は、ユーザ選択プロセス中のディスプレイ１１１００の一実施形態を表す。例えば、ユーザが関節トグル１０５１０上に力Ｆを加えるにつれて、ユーザは、速度モードに関連する様々なメニューオプション１１１１２、１１１１４、１１１１６、１１１１８を循環することができる。図８７の関節トグル１０５１０の上方に位置する上向きの矢尻１１１５０は、ユーザが関節トグル１０５１０の上半分を押下すると、ユーザがスクロールして、現在ハイライトされているオプションの上方にあるメニューオプション１１１１２、１１１１４、１１１１６、１１１１８に至ることを示す。メニューオプションは連続的であるように構成されてもよく、上部オプション１１１１２を越えてスクロールする場合、関節トグル１０５１０を再び押すと、次にハイライトされるオプションは下部オプション１１１１８となる。代替として、いったん到達すると、ユーザは上部メニューオプション又は下部メニューオプションを越えてスクロールすることはできない場合がある。ディスプレイ１１１００が上述のタッチスクリーン能力を有する場合、関節トグル１０５１０の代わりに又はそれと組み合わせて、ユーザは、単にメニューオプション１１１１２、１１１１４、１１１１６、１１１１８にタッチして所望の速度モードをハイライトさせてもよい。
【０３７９】
ユーザがメニューオプション１１１１２、１１１１４、１１１１６、１１１１８をスクロールすると、メニューオプションはサイズを変える。例えば、図８６では、第２のメニューオプション１１１２４が拡大されているので、ユーザは低速モードをハイライトしている。選択されたモードを更に強調するために、他の３つのメニューオプション１１１２２、１１１２６、１１１２８が縮小されていることも読者は認識するであろう。選択されたモードは、スクロールメニューによって選択された時点で、緑色などの色でハイライト及び／又は照明されてもよい。
【０３８０】
図８８は、上述の選択プロセス中にメニューオプション１１１１２、１１１１４、１１１１６、１１１１８がハイライトされ得る様々な形式を示すチャート１１２００を表す。メニューオプションは、メニューオプションの円の背景が白と黒の網掛け１１２１０との間で交互に入れ替わる時にハイライトされてもよい。例えば、メニューオプションは、メニューオプションが明滅及び／又は点滅する（１１２１２）時にハイライトされる。メニューオプションの第１の背景１１２１４が色を持たないか又は白色であり、メニューオプションの第２の背景１１２１６が黒色なので、ユーザは点滅１１２１２を認識できる。点滅１１２１２は、第１の背景１１２１４と第２の背景１１２１６との間で交互に入れ替わる。加えて、メニューオプションは、メニューオプションの円の背景が白と有色の網掛けとの間で交互に入れ替わる時にハイライトされてもよい（１１２３０）。例えば、メニューオプションは、メニューオプションが明滅及び／又は点滅する（１１２１２）時にハイライトされる。メニューオプションの第１の背景１１２１４が色を持たないか又は白色であり、メニューオプションの第２の背景１１２３２が有色、例えば緑色なので、ユーザは点滅１１２１２を認識できる。フラッシュ１１２１２は、第１の背景１１２１４と第２の背景１１２３２との間で交互に入れ替わる。メニューオプションがハイライトされ得る第３の例示的な方法は、サイズ区別による（１１２２０）。例えば、メニューオプションは全て同じ色の背景１１２２２を有してもよいが、選択されていないメニューオプション１１２２４はサイズが縮小されてもよく、一方でハイライトされたメニューオプション１１２２６は拡大されてもよい。これらのハイライト方法は、限定することを意図しておらず、組み合わせて又は別個に使用することができる。
【０３８１】
ハイライトされたメニューオプションを設定及び／又は起動するために、ユーザは発射トリガに軽く触れることができる。代替として、ユーザは、いかなる追加のユーザ入力もすることなく短時間待ってもよく、制御回路２５１０は、ハイライトされたメニューオプションを自動的に活性化させることになる。メニューオプションがいったん選択されたら、制御回路２５１０は、スクリーンを速度フィードバックシステムに変更させて、使用中の発射ストロークの速度をユーザが監視することを可能にしてもよい。
【０３８２】
図８９〜図９１は、本開示の一態様による、様々な速度フィードバック画面を図示するディスプレイ１１３００を示す。ディスプレイ１１３００は、エンドエフェクタステープルカートリッジ１１３１２のグラフィック画像を図示している。ディスプレイ１１３００は、選択されたメニューオプション、並びに発射サイクルの間の変位部材（例えば、Ｉビーム２５１４）の実際の速度を示す速度指標１１３０２を備える。一態様では、速度指標１１３０２は、図８９〜図９１に示すような、速度に比例して塗りつぶし又は網掛けされた形状又は一連の形状を含む。速度指標１１３０２の形状は、例えば、弓形又は任意の他の好適な幾何学的形状を含んでもよい。一態様では、速度指標１１３０２は、複数の目盛り１１３１０を含む弓形グラフィック１１３０８を含んで、例えば０〜３０ｍｍ／秒の変位部材の実際の速度を示すことができる。英数字１１３１４（０、７、１２及び３０）は、弓形グラフィック１１３０８の外周の周りに配置されて、塗りつぶし又は網掛けされた領域１１３１６によって実際の速度を示す。図８９に示すディスプレイ１１３００は、図９０及び図９１に示すディスプレイ１１３００’、１１３００’’をわずかに修正したバージョンである。ディスプレイ１１３００の弓形グラフィック１１３０８は、例えば、英数字１１３１４「１２」の周りに切り欠きを含んでもよい。
【０３８３】
加えて、速度指標１１３０２は、指令速度を示す１つ以上の白矢印を有する塗りつぶし又は網掛けされた円アイコン１１３０６を更に備え、それにより、例えば、１つの矢印は低速度又は低速を指し、２つの矢印は中速度を指し、３つの矢印は高速度又は高速を指す。図８９〜図９１に示すディスプレイ上で、ユーザは、上述のような代替のユーザ選択画面から、高速モードを手動で選択した。追加の英数字１１３０４は、速度の単位、例えばｍｍ／秒を示す。変位部材の速度が増加又は減少するにつれて、網掛けされた領域１１３１６はそれに応じて増加又は減少する。ディスプレイ１１３００の底部のステータスバー１１３１８は、動作状態を、正常（例えば、緑色）又は警告（例えば、黄色）として示す。図８９及び図９０に示す実施例では、ステータスバー１１３１８は正常動作を示している。図９１に示す実施例では、ステータスバー１１３１８は警告動作を示している。一態様では、速度領域１１３１６、１１３１６’、１１３１６’’の塗りつぶし又は網掛けされた色は、正常又は警告の動作モードを示すためのステータスバー１１３１８、１１３１８’の塗りつぶし又は網掛けされた色と同じであってもよい。
【０３８４】
図８９に示すように、変位部材の実際の速度は、網掛けされた領域１１３１６によって示されるように、高速であり約２０ｍｍ／秒である。指令速度又は選択されたメニューオプションは、円アイコン１１３０６内の３つの矢尻によって示されるように高速に設定される。少なくとも指令速度と実際の速度が互いに対応しているという理由から、ステータスバー１１３１８は、正常動作を示す網掛けされた緑色である。図９０に示すように、網掛けされた領域１１３１６’によって示されるように、実際の速度はまた高速、約１４ｍｍ／秒であり、指令速度は、円アイコン１１３０６内の３つの矢印によって示されるように高速に設定されている。少なくとも指令速度と実際の速度が互いに対応しているという理由から、ステータスバー１１３１８もまた、正常動作を示す網掛けされた緑色である。図９１を参照すると、円アイコン１１３０６内の３つの矢印によって示されるように指令速度は高速モードに設定されているが、実際の速度は、網掛けされた領域１１３１６’’によって示されるように約１０ｍｍ／秒である。少なくとも指令速度と実際の速度との間の不一致に起因して、ステータスバー１１３１８’は警告動作を示す網掛けされた黄色である。選択された速度は、例えば組織厚さに起因して不適切なので、警告動作を示すステータスバー１１３１８’が、ユーザに、例えば、発射ストロークの速度を変更するように注意喚起してもよい。加えて、警告動作の指示は、外科用器具に欠陥があることをユーザに注意喚起してもよい。
【０３８５】
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．外科用器具であって、外科用器具内で並進するように構成された変位部材と、変位部材を一定速度で並進させるように変位部材に結合されたモータであって、速度は速度モードによって設定される、モータと、ディスプレイと、モータ及びディスプレイに結合された制御回路と、を備え、制御回路は、変位部材に第１の距離を並進させ、変位部材が第１の距離を並進するのに必要な第１の時間期間を決定し、速度モードを示し第１の距離及び第１の期間によって制限される選択メニュー指標をディスプレイに提示させ、速度モードに対応するユーザ入力を受信し、ユーザ入力に基づいてモータ速度を設定する、ように構成されている外科用器具。
【０３８６】
実施例２．制御回路は、変位部材の速度を示す速度指標をディスプレイに表示させるように更に構成されている、実施例１に記載の外科用器具。
【０３８７】
実施例３．速度モードが、自動モード、低速モード、中速モード、及び高速モードを含む、実施例１〜実施例２に記載の外科用器具。
【０３８８】
実施例４．ユーザ入力がない場合、速度モードは自動モードに設定される、実施例３に記載の外科用器具。
【０３８９】
実施例５．外科用器具は、制御回路に結合された位置センサを更に備える、実施例１〜実施例４に記載の外科用器具。
【０３９０】
実施例６．位置センサ部が、変位部材の位置を監視するように構成されている、実施例５の外科用器具。
【０３９１】
実施例７．制御回路は、変位部材の速度を位置センサを介して決定するように更に構成されている、実施例５〜実施例６に記載の外科用器具。
【０３９２】
実施例８．外科用器具であって、外科用器具内で並進するように構成された変位部材と、変位部材を一定速度で並進させるように変位部材に結合されたモータであって、速度は速度モードによって定義される、モータと、ディスプレイと、モータ及びディスプレイに結合された制御回路と、を備え、制御回路は、変位部材に第１の距離を並進させ、変位部材が第１の距離を並進するのに必要な第１の時間期間を決定し、第１のユーザ入力を受信し、第１のユーザ入力に応じて、速度モードを示し第１の距離及び第１の期間によって制限される選択メニュー指標をディスプレイに提示させ、速度モードに対応する第２のユーザ入力を受信し、第２のユーザ入力に基づいてモータ速度を設定する、ように構成されている外科用器具。
【０３９３】
実施例９．制御回路は、変位部材の速度を示す速度指標をディスプレイに表示させるように更に構成されている、実施例８に記載の外科用器具。
【０３９４】
実施例１０．ディスプレイは、第１の期間中に選択メニュー指標を、及び第２の期間中に速度指標を提示する、実施例９に記載の外科用器具。
【０３９５】
実施例１１．第１の期間は、第２の期間とは異なる、実施例１０に記載の外科用器具。
【０３９６】
実施例１２．第１の期間は、第２の期間と同じである、実施例１０〜実施例１１に記載の外科用器具。
【０３９７】
実施例１３．速度モードが、自動モード、低速モード、中速モード、及び高速モードを含む、実施例８〜実施例１２に記載の外科用器具。
【０３９８】
実施例１４．デフォルトでは、速度モードは自動モードに設定される、実施例１３に記載の外科用器具。
【０３９９】
実施例１５．外科用器具を動作させる方法であって、外科用器具は、外科用器具内で並進するように構成された変位部材と、変位部材を一定速度で並進させるように変位部材に結合されたモータと、ディスプレイと、モータ及びディスプレイに結合された制御回路と、を備え、方法は、制御回路によって、変位部材を第１の距離を移動させることと、制御回路によって、変位部材が第１の距離を並進するのに必要な第１の期間を測定することと、制御回路によって、変位部材に対する速度モードを示す指標をディスプレイ上に提示することであって、表示された指標は第１の距離及び第１の期間によって限定されている、ことと、制御回路によって、速度モードに対応するユーザ入力を受信することと、制御回路によって、ユーザ入力に基づいてモータ速度を設定することと、を含む方法。
【０４００】
実施例１６．制御回路によって、変位部材の速度を示す速度指標をディスプレイ上に提示することを更に含む、実施例１５に記載の方法。
【０４０１】
実施例１７．制御回路によって、速度モードをディスプレイに提示することを更に含み、速度モードは、自動モード、低速モード、中速モード、及び高速モードを含む、実施例１５〜実施例１６に記載の方法。
【０４０２】
実施例１８．ユーザ入力がない場合、制御回路によって、モータを自動モードで制御することを更に含む、実施例１６〜実施例１７に記載の方法。
【０４０３】
実施例１９．ユーザ入力がない場合、制御回路によって、自動モードに設定された速度モードをディスプレイ上に提示することを更に含む、実施例１６〜実施例１８に記載の方法。
【０４０４】
実施例２０．制御回路によって、変位部材の速度を監視することを更に含む、実施例１５〜実施例１９に記載の方法。
【０４０５】
システム条件に基づく、外科用ステープル留め及び切断器具のモータ速度の閉ループフィードバック制御
電動式外科用ステープル留め及び切断器具の使用中に、電池は外部から印加される負荷に起因して過熱し、モータを停動させ得る。従って、システムが装填された時に、発射ストロークの部分の間に電池の電圧を問い合わせて、電池の能力を査定し、このフィードバックに基づいて切断部材又は発射部材の発射速度を調節することが望ましい場合がある。
【０４０６】
ここで本開示は、様々な条件に基づいてモータ速度を制御する閉ループフィードバックシステムに移る。一態様では、電池状態に基づいてモータ速度を制御するための制御プログラム又は論理構成のプロセスの論理フロー図が提供される。別の態様では、正常発射サイクル中に、停動状態に基づいてモータ速度を制御するための制御プログラム又は論理構成のプロセスの論理フロー図が提供される。別の態様では、手動モードの間にモータ速度を制御するための制御プログラム又は論理構成のプロセスの論理フロー図が提供される。別の態様では、正常発射サイクル中に、停動状態に基づいてモータ速度を制御し、発射サイクルにおいて、強制一時停止を実装するための制御プログラム又は論理構成のプロセスの論理フロー図が提供される。別の態様では、正常発射中に、停動状態に基づいてモータ速度を制御し、発射サイクルがいったん再開されたら、速度を１レベル低減させるための制御プログラム又は論理構成のプロセスの論理フロー図が提供される。別の態様では、手動モードにおける正常発射サイクル中に、停動状態に基づいてモータ速度を制御し、発射サイクルがいったん再開されたら、速度を１レベル低減させるための制御プログラム又は論理構成のプロセスの論理フロー図が提供される。別の態様では、正常発射サイクル中に、停動状態に基づいてモータ速度を制御し、ユーザが発射トリガを解放するまで発射サイクルを一時停止させ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が提供される。別の態様では、速度間の遷移の間にモータ速度を制御するための制御プログラム又は論理構成のプロセスの論理フロー図が提供される。これら態様を、図９２〜図９９を参照して本明細書中以下において、より詳細に説明する。
【０４０７】
モータ停動状態とは、モータの回転出力がゼロに低下した場合である。停動トルクとは、出力回転スピードがゼロである場合にモータによって生成されるトルクである。停動トルクはまた、モータの出力回転スピードがゼロになる、すなわち、停動を引き起こすトルク負荷を意味し得る。停動とは、モータが回転を停止した状態である。この状態は、負荷トルクがモータシャフトトルクよりも大きい場合、すなわち、破壊トルク状態において生じる。この状態では、モータは最大電流を引き込むが、モータシャフトは回転しない。電流は、停動電流と呼ばれる。電気モータは、停動時にトルクを提供し続ける。しかし、停動状態に放置された電気モータは過熱しやすく損傷を受ける可能性がある。その理由は、このような状態では流れている電流は最大だからである。停動が生じた場合に、損傷を引き起こすことなく電気モータが長期的に生成できる最大トルクは、最大連続停動トルクと呼ばれる。
【０４０８】
図１４を参照すると、モータ停動状態は様々な技術を使用して検出することができる。一態様では、モータ２５０４へのエネルギー源２５１２を監視することによって、モータ停動を検出することができる。電圧が既定の閾値を下回った場合、それがモータ停動状態を示す場合がある。別の態様では、モータ停動状態は、電流センサ２５３６を介してモータ２５０４を通る電流を監視することによって検出され得る。電流センサ２５３６によってセンスされた電流が、既定の閾値を超えて増加し停動電流よりも大きい値になった場合、モータ２５０４は停動されたか又は停動している場合がある。別の態様では、電流センサ２５３６は、モータ２５０４の接地脚部と直列に配置されてもよい。別の態様では、モータ停動状態は、位置センサ２５３４によって監視されるＩビーム２５１４などの変位部材の実際の変位に対して、モータ２５０４に印加される電流を監視することによって検出されてもよい。モータ電流が予想されるよりも大きく、停動電流の近傍にあるか又はそれよりも大きく、実際の速度が指令速度よりも小さい場合、モータは停動したか又は停動している場合がある。モータ停動状態が適時に是正されない場合、モータ２５０４は過熱による損傷を被る場合がある。
【０４０９】
それに応じて、ここで図９２を参照すると、本開示の一態様による、電池状態に基づいてモータ速度を制御するための制御プログラム又は論理構成を図示するプロセス１１５００の論理フロー図が図示されている。同様に図１〜図１５、特に図１４も参照すると、一態様では、制御回路２５１０は、外科用器具２５００が装填された時に、エネルギー源２５１２に問い合わせて、発射サイクルの間の電池の電圧を決定して電池能力を査定し、このフィードバックに基づいて、変位部材（例えば、駆動部材１２０、発射部材２２０、発射バー１７２、Ｉビーム２５１４など）の発射速度を調節するように構成されている。前述したように、変位部材の発射速度は、様々なフィードバック条件に基づいて制御回路２５１０によって制御される。制御回路２５１０は、変位部材の新たな速度を決定し、モータ設定点２５２２をモータ制御２５０８に適用し、モータ制御２５０８は次に、モータ駆動信号２５２４をモータ２５０４に適用する。モータ２５０４の設定又は指令速度は、伝達装置２５０６に適用される。変位部材の実際の速度は、位置センサ２５３４、エネルギー源２５１２、電流センサ２５３６、タイマー／カウンタ２５３１、又はセンサ２５３８の単独又は組合せからのフィードバックに基づいて決定される。前述したように、変位部材の実際の速度に影響を及ぼし得る要因としては、組織厚さ、組織、タイプ、又はシステム条件などの外的影響が挙げられる。電池過熱状態などの電池状態の判定により、制御回路２５１０に発射速度が通知される。一例として、制御回路２５１０は（例えば、システムが装填される場合）、変位部材の移動の最初の２ｍｍ〜３ｍｍ（０．０８０インチ〜０．１２インチ）、及び一例では２．２８６ｍｍ（０．０９インチ）の間に、電圧、内部抵抗、及び／又は電池内の若しくは電池を通過する電流を測定する。１２Ｖ電池の電圧Ｖｂが＜９Ｖであるか、電池の内部抵抗Ｒｂが閾値を上回るか、又は電流Ｉｂが閾値を下回る場合、電池が過熱状態にある可能性がある。制御回路２５１０は、直ちに、発射サイクル全体に対して、発射速度を最低設定に設定する。
【０４１０】
ここで図１４及び図９２を参照し、プロセス１１５００によると、制御回路２５１０は、変位部材の発射サイクルを開始し（１１５０２）、初期発射段階の間（例えば、位置センサ２５３４によって決定されるような最初の０．０９０の移動の間）、エネルギー源２５１２を継続的にサンプリングする（１１５０４）。サンプリングされた電圧は閾値電圧と比較される（１１５０６）。一例では、１２Ｖエネルギー源２５１２については閾値は９Ｖに設定される。閾値は、システム電圧要件に適応するように調節されてもよい。サンプリングされた電圧が閾値電圧以上である場合、制御回路２５１０は、「いいえ」分岐に沿って継続し、サンプリングされた電圧が閾値電圧未満になるまで発射サイクルを継続し（１１５０８）、制御回路２５１０は、「はい」分岐に沿って継続し、制御回路２５１０は、ディスプレイ４３、７４３（図２、図５Ｂ、図６）などの状態インジケータを介して弱い電池状態を通信する（１１５１０）。ステータスインジケータは、とりわけ、ＬＥＤ、ディスプレイ、ブザーであってもよい。弱い電池状態を通信した（１１５１０）時点で、制御回路２５１０は、外科用器具２５００装置が自動モードにあるかどうかを判定する（１１５１２）。外科用器具２５００が自動モードにある場合、制御回路２５１０は、「はい」分岐に沿って継続し、制御回路２５１０は、外科用器具２５００を手動モードに転換させ（１１５１４）、モータ２５０４の指令速度を減速させる（１１５１６）。外科用器具２５００が自動モードにない場合、制御回路２５１０は、「いいえ」分岐に沿って継続し、制御回路２５１０は、モータ２５０４の指令速度を減速させる（１１５１６）。いくつかの態様では、低速指令速度は、１０ｍｍ／秒未満であってもよく、いくつかの態様では、５ｍｍ／秒未満であってもよい。
【０４１１】
図９３は、本開示の一態様による、正常発射サイクル中に、停動状態に基づいてモータ速度を制御するための制御プログラム又は論理構成を図示するプロセス１１５２０の論理フロー図である。一般に、正常な発射サイクル中にモータが停動した場合、プロセス１１５２０は、残りの発射サイクルに対して、モータを強制的に最も遅いモードで動作させる。従って、モータが停動した場合、残りのストロークは低速度で実行される。
【０４１２】
ここで図１４及び図９３を参照し、プロセス１１５２０によると、制御回路２５１０は、１２ｍｍ／秒などの中速の指令速度で変位部材の発射サイクルを開始する（１１５２２）。発射サイクルの間、制御回路２５１０はモータ停動状態をチェックし（１１５２４）、モータが停動していないと判定した場合（１１５２６）、制御回路２５１０は「いいえ」分岐に沿って継続し、モータ２５０４が停動するまで発射サイクルを継続する（１１５３２）。この時点で、制御回路２５１０は、「はい」分岐に沿って継続し、指令速度を低速に減速させ（１１５２８）、状態を、警報ライトにより、又はディスプレイ４３、７４３（図２、図５Ｂ、図６）などの他のインジケータにより示す（１１５３０）。指令速度を低速に減速させた時点で（１１５２８）、制御回路２５１０は発射サイクルを継続し（１１５３２）、モータ２５０４が停動するか又は変位部材がストロークの終了に達するまで、停動をチェックする（１１５２４）。前述のように、低速指令モータ速度は、１０ｍｍ／秒未満であってもよく、いくつかの態様では、５ｍｍ／秒未満であってもよい。この例では、指令速度は９ｍｍ／秒に設定されている。
【０４１３】
図９４は、本開示の一態様による、手動モード中にモータ速度を制御するための制御プログラム又は論理構成を図示するプロセス１１５４０の論理フロー図である。一般に、外科用器具２５００が手動モードにある間、モータには停動のリスクがあり、制御回路は警報を表示する。モータの指令速度がユーザによって一時停止又は減速されない場合、発射サイクルの残りの間、装置は自動的に低スピードに入ることになる。それに応じて、外科用器具が手動モードにあり、停動のリスクが制御回路によって検出されると、ユーザには、モータ停動を回避するために指令速度を手動で調節する機会が与えられる。
【０４１４】
ここで図１４及び図９４を参照し、プロセス１１５４０によると、ユーザから要求を受信した時点で、制御回路２５１０は手動モードを選択し（１１５４２）、変位部材の発射サイクルを開始する（１１５４４）。発射サイクルの間、制御回路２５１０はモータ停動をチェックし（１１５４６）、制御回路２５１０が低速度を検出しない場合（１１５４８）、制御回路２５１０は「いいえ」分岐に沿って進み、制御回路２５１０は低速度が検出されるまで（１１５４８）、発射サイクルを継続する（１１５５０）。低速度が検出された場合（１１５４８）、制御回路２５１０は、「はい」分岐に沿って継続し、制御回路は、ディスプレイ４３、７４３（図２、図５Ｂ、図６）、警報ライトを介して低速度状態を示し（１１５５２）、カウントダウンタイマーを表示して、ユーザが手動でモータ速度を減速させるために、ある程度の時間を提供する。この期間は、例えば、数秒から最大１０秒であってもよい。カウントダウンタイマーがタイムアウトした後、制御回路２５１０は、ユーザがモータ２５０４の速度を手動で調節するように選択したか、又はモータ２５０４を一時停止させるように選択したかどうかを判定する（１１５５４）。ユーザが、モータ２５０４の速度を手動で調節するか又はモータ２５０４を一時停止させるように選択した場合、制御回路２５１０は、「はい」分岐に沿って継続し、制御回路２５１０は、低速度であるかどうかを検出し（１１５４８）、ユーザがモータ２５０４の速度を手動で調節しない又はモータ２５０４を一時停止させないと選択するまで、プロセス１１５４０は継続する。この時点で、制御回路２５１０は、「いいえ」分岐に沿って継続し、モータ２５０４の速度を低スピードに減速させ（１１５５６）、発射サイクルを継続する。プロセスは、変位部材がストローク終了に達するまで継続する。前述のように、低速指令モータ速度は、１０ｍｍ／秒未満であってもよく、いくつかの態様では、５ｍｍ／秒未満であってもよい。この例では、指令速度は９ｍｍ／秒に減速されている（１１５５６）。
【０４１５】
図９５は、本開示の一態様による、正常発射サイクル中に、停動状態に基づいてモータ速度を制御し、発射サイクルにおいて強制一時停止を実装するための制御プログラム又は論理構成を図示するプロセス１１５６０の論理フロー図である。一般に、正常な発射サイクル中にモータが停動した場合、制御回路はモータを停止させ、発射サイクルを強制一時停止させる。一時停止の持続時間は、停動時点でのモータの指令速度に依存する。モータ速度がより速いと、より長い一時停止が必要となり得る。それに応じて、モータが停動した場合、制御回路は、モータを強制一時停止させた後に、停動時と同じ速度でモータを再開させることを可能にする。
【０４１６】
ここで図１４及び図９５を参照し、プロセス１１５６０によると、制御回路２５１０は変位部材の発射サイクルを開始し（１１５６２）、モータの現在の速度を格納し（１１５６４）（例えば、低速：０＜Ｖ＜１０ｍｍ／秒；中速：１０ｍｍ／秒≦Ｖ≦１２．５ｍｍ／秒；高速：１２．５ｍｍ／秒＜Ｖ＜１５ｍｍ／秒）、モータ停動状態についてチェックする（１１５６６）。次に、制御回路２５１０は、モータ２５０４が停動したかどうかを判定する（１１５６８）。モータ２５０４が停動した場合、制御回路は、「いいえ」分岐に沿って継続し、制御回路２５１０は発射サイクルを継続し（１１５７０）、モータ２５０４が停動するまでモータ停動状態についてチェックする（１１５６６）。次に、制御回路２５１０は、「はい」分岐に沿って進み、３つの条件を評価する。第１の評価は、モータ２５０４の前の速度が高速であったかどうかを判定し（１１５７２）、真の場合は、制御回路２５１０は、２秒以上、５秒以下の遅延を設定し（１１５７４）、格納された速度で発射サイクルを継続する（１１５７６）。同時に、制御回路２５１０は、ディスプレイ４３、７４３（図２、図５Ｂ、図６）などの他のフィードバック技術の中でも、警報ライトを表示する又は見せることによって、外科用器具２５００の状態を示す（１１５７８）。第２の評価は、モータ２５０４の前の速度が中速であったかどうかを判定し（１１５８０）、真の場合は、制御回路２５１０は、１秒以上、２秒未満の遅延を設定し（１１５８２）、格納された速度で発射サイクルを継続する（１１５８４）。同時に、制御回路２５１０は、ディスプレイ４３、７４３などの他のフィードバック技術の中でも、警報ライトを表示する又は見せることによって状態を示す（１１５８６）。第３の評価は、モータ２５０４の前の速度が低速であったかどうかを判定し（１１５８８）、真の場合は、制御回路２５１０は、０〜１秒の遅延、好ましくは０〜０．２５秒の遅延を設定し（１１５９０）、格納された速度で発射サイクルを継続する（１１５９２）。同時に、制御回路２５１０は、ディスプレイ４３、７４３などの他のフィードバック技術の中でも、警報ライトを表示する又は見せることによって状態を示す（１１５９４）。プロセス１１５６０は、変位部材がストローク終了に達するまで継続する。
【０４１７】
図９６は、本開示の一態様による、正常発射サイクル中に、停動状態に基づいてモータ速度を制御し、発射サイクルがいったん再開されたら、速度を１レベル低減させるための制御プログラム又は論理構成を図示するプロセス１１６００の論理フロー図である。一般に、正常発射サイクル中にモータが停動した場合、発射サイクルがいったん再開されたら、モータの速度は現在のモータ速度よりも１つ下のレベルに減速される。モータ速度がすでに最も遅いスピードにある場合は、最も遅いスピードで再び発射サイクルを再開させる前に、既定の持続時間での強制一時停止が必要である。それに応じて、モータが停動した場合、制御回路は、モータ速度を、格納された速度よりも１つ下のレベルに減速させる。
【０４１８】
ここで図１４及び図９６を参照し、プロセス１１６００によると、制御回路２５１０は変位部材の発射サイクルを開始し（１１６０２）、モータの現在の速度を格納し（１１６０４）（例えば、低速：Ｖ＜１０ｍｍ／秒；中速：１０ｍｍ／秒≦Ｖ≦１２．５ｍｍ／秒；高速：Ｖ＞１２．５ｍｍ／秒）、モータ停動状態についてチェックする（１１６０６）。次に、制御回路２５１０は、モータ２５０４が停動したかどうかを判定する（１１６０８）。モータ２５０４が停動した場合、制御回路２５１０は、「いいえ」分岐に沿って継続し、制御回路２５１０は発射サイクルを継続し（１１６１０）、モータ２５０４が停動するまでモータ停動状態についてチェックする（１１６０６）。次に、制御回路２５１０は、「はい」分岐に沿って進み、３つの条件を評価する。第１の評価は、モータ２５０４の前の速度が高速であったかどうかを判定し（１１６１２）、真の場合は、制御回路２５１０は、モータ２５０４の速度を中速に自動調節して（１１６１４）、新しい中速度での発射サイクルを再始動させる（１１６０２）。同時に、制御回路２５１０は、ディスプレイ４３、７４３（図２、図５Ｂ、図６）などの他のフィードバック技術の中でも、警報ライトを表示する又は見せることによって、外科用器具２５００の状態を示す（１１６１６）。第２の評価は、モータ２５０４の前の速度が中速であったかどうかを判定し（１１６１８）、真の場合は、制御回路２５１０は、モータ２５０４の速度を低速に自動調節して（１１６２０）、新しい低速度での発射サイクルを再始動させる（１１６０２）。同時に、制御回路２５１０は、ディスプレイ４３、７４３などの他のフィードバック技術の中でも、警報ライトを表示する又は見せることによって状態を示す（１１６２２）。第３の評価は、モータ２５０４の前の速度がであったかどうかを判定し（１１６２４）、真の場合は、制御回路２５１０は、既定の持続時間の強制一時停止をさせる（１１６２６）。既定の一時停止後、制御回路２５１０は、低速度で発射サイクルを再始動させる（１１６０２）。同時に、制御回路２５１０は、ディスプレイ４３、７４３などの他のフィードバック技術の中でも、警報ライトを表示する又は見せることによって状態を示す（１１６２８）。プロセス１１６００は、変位部材がストローク終了に達するまで継続する。
【０４１９】
図９７は、本開示の一態様による、手動モードにおける正常発射サイクル中に、停動状態に基づいてモータ速度を制御し、発射サイクルがいったん再開されたら、速度を１レベル低減させるための制御プログラム又は論理構成を図示するプロセス１１６３０の論理フロー図である。一般に、手動モードにある間に、正常発射サイクル中にモータが停動した場合、発射サイクルがいったん再開されたら、制御回路はモータの速度を１レベル減速させる。すでに最も遅いスピードにある場合、制御回路は、最も遅いスピードで再び発射サイクルを再開させる前に、既定の持続時間の一時停止を強制する。ユーザは、発射サイクルの残りの間に対して、停動が発生したスピードよりも遅いスピードのみを選択できる。それに応じて、手動モードにある間にモータが停動した場合、制御回路は、モータの速度を１レベル低下させ、以前のより速いモータ速度をロックする。
【０４２０】
ここで図１４及び図９７を参照し、プロセス１１６３０によると、制御回路２５１０は変位部材の発射サイクルを開始し（１１６３２）、モータの現在の速度を格納し（１１６３４）（例えば、低速：Ｖ＜１０ｍｍ／秒；中速：１０ｍｍ／秒≦Ｖ≦１２．５ｍｍ／秒；高速：Ｖ＞１２．５ｍｍ／秒）、モータ停動状態についてチェックする（１１６３６）。次に、制御回路２５１０は、モータ２５０４が停動したかどうかを判定する（１１６３８）。モータ２５０４が停動した場合、制御回路２５１０は、「いいえ」分岐に沿って継続し、制御回路２５１０は発射サイクルを継続し（１１６４０）、モータ２５０４が停動するまでモータ停動状態についてチェックする（１１６３６）。次に、制御回路２５１０は、「はい」分岐に沿って進み、３つの条件を評価する。第１の評価は、モータ２５０４の前の速度が高速であったかどうかを判定し（１１６４２）、真の場合は、制御回路２５１０は、速度を中速に減速させ（１１６４４）、高速度を無効化、阻止、又は遮断する。制御回路２５１０は、高速を遮断しながら、新しい中速度で発射サイクルを再始動させる（１１６３２）。制御回路２５１０は、他のフィードバック技術の中でも、警報ライトを表示する又は見せることによって、外科用器具２５００の状態を示してもよい。第２の評価は、モータ２５０４の前の速度が中速であったかどうかを判定し（１１６４６）、真の場合は、制御回路２５１０は、モータ２５０４の速度を低速に減速させ（１１６４８）、中速度及び高速度を無効化、阻止、又は遮断する。制御回路２５１０は、中速度及び高速度を遮断しながら、新しい低速度で発射サイクルを再始動させる（１１６３２）。制御回路２５１０は、他のフィードバック技術の中でも、警報ライトを表示する又は見せることによって状態を示してもよい。第３の評価は、モータ２５０４の前の速度が低速であったかどうかを判定し（１１６５０）、真の場合は、制御回路２５１０は、既定の持続時間の強制一時停止をさせる（１１６５２）。既定の一時停止後、制御回路２５１０は、発射サイクルの残りに対して、モータが停動した低速度よりも遅い速度で発射サイクルを再始動させる（１１６３２）。同時に、制御回路２５１０は、他のフィードバック技術の中でも、警報ライトを表示する又は見せることによって状態を示す（１１６２８）。プロセス１１６００は、変位部材がストローク終了に達するまで継続する。
【０４２１】
図９８は、本開示の一態様による、正常発射サイクル中に、停動状態に基づいてモータ速度を制御し、ユーザが発射トリガを解放するまで発射サイクルを一時停止させるための制御プログラム又は論理構成を図示するプロセス１１６６０の論理フロー図である。一般に、正常な発射サイクル中にモータが停動した場合、制御回路は、ユーザ（例えば、外科医）がトリガを解放するまで一時停止する。発射サイクルが再始動されると、制御回路は、モータ停動が発生した速度と同じ指令速度で再開させる。
【０４２２】
ここで図１４及び図９８を参照し、プロセス１１６６０によると、制御回路２５１０は変位部材の発射サイクルを開始し（１１６２２）、モータ停動についてチェックする（１１６６４）。モータが停動していない場合（１１６６６）、制御回路２５１０は「いいえ」分岐に沿って継続し、モータ２５０４が停動するまで、モータ停動についてチェックする（１１６６４）。モータ停動が存在する場合、制御回路２５１０は、「はい」分岐に沿って進み、モータ２５０４を一時停止させ（１１６６８）、発射サイクルを停止させる。制御回路２５１０は状態を示し（１１６７４）、モータ停動状態をディスプレイ４３、７４３（図２、図５Ｂ、図６）上で警告、トリガを解放するようにユーザ（例えば、外科医）に指示する。次に、制御回路２５１０は、トリガが解放されたかどうかを判定し（１１６７２）、トリガが解放されるまで「いいえ」分岐に沿って継続する。次に、制御回路２５１０は、「はい」分岐に沿って進み、モータ２５０４が停動するか又は変位部材がストロークの終了に達するまで発射サイクルを継続する（１１６７０）。
【０４２３】
図９９は、本開示の一態様による、速度間の移行の間にモータ速度を制御するための制御プログラム又は論理構成を図示するプロセス１１６８０の論理フロー図である。一般に、時間、距離、又は速度に基づく制御スキームの間、１つの速度から別の速度への移行は、次の比較の目標値に影響を与える可能性が高い。指令速度の変化に主に起因してトリガされる絶え間ない速度変化を回避するために、最新の速度変化の直後のゾーンは考慮から除外される。一態様では、復路速度は常に最速の速度である。
【０４２４】
ここで図１４及び図９９を参照し、プロセス１１６８０によると、制御回路２５１０は変位部材の発射サイクルを開始し（１１６８２）、変位部材が標的に到達して速度変化を比較するまで、位置センサ２５３４に基づいて変位部材の位置を監視する（１１６８４）。変位部材が目標比較位置に到達すると、制御回路２５１０は、前のゾーンが速度の変化を開始したかどうかを判定する（１１６８６）。前のゾーンが速度変化を開始した場合、制御回路２５１０は、「はい」分岐に沿って継続し、現在の指令速度で発射を継続し（１１６８８）、変位部材が比較のために標的に達した場合かどうかを監視する（１１６８４）。このプロセスは、制御回路２５１０が、前のゾーンが速度の変化を開始しなかったと判定する（１１６８６）まで継続する。制御回路２５１０は、「いいえ」分岐に沿って進み、変位部材の予想速度値を、変位部材の実際の速度値と比較する（１１６９０）。制御回路２５１０は、比較の結果に基づいて（１１６９０）において、次のゾーンに対するモータ２５０４の新しい指令速度を設定する（１１６９２）。モータ２５０４の新しい指令速度を設定した（１１６９２）後、制御回路は、変位部材が最終ゾーン内に位置しているかどうかを判定する（１１６９４）。変位部材が最終ゾーンに位置していない場合、制御回路２５１０は、「いいえ」分岐に沿って継続し、新しい指令速度での発射を継続し、このプロセスは、変位部材が最終ゾーン内に位置するまで継続する。この時点で、変位部材がストロークの終了に達するまで、制御回路２５１４は発射を継続する（１１６９６）。そうでない場合は、制御回路２５１０は、現在の指令速度で変位部材を発射を継続する（１１６８８）。
【０４２５】
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．外科用器具であって、外科用器具内で複数の所定の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、エネルギー源と、変位部材を並進させるように変位部材に結合されたモータと、エネルギー源及び記モータに結合された制御回路と、制御回路に結合され、変位部材の位置を監視するように構成された位置センサと、を備え、制御回路は、変位部材を作動させるためにモータに印加される、エネルギー源における既定の電気的負荷にて、変位部材の発射を開始させ、変位部材の位置を位置センサを介して監視し、変位部材の第１の移動間隔中にエネルギー源の電圧を絶え間なく的にサンプリングし、サンプリングされた電圧を閾値電圧と比較し、サンプリングされた電圧が閾値電圧以上である場合は第１の速度にて変位を発射し続け、又は、サンプリングされた電圧が閾値電圧未満である場合は第１の速度を調節する、ように構成されている、外科用器具。
【０４２６】
実施例２．サンプリングされた電圧が閾値電圧未満である場合は、制御回路は、外科用器具が自動モードにあるか又は手動モードにあるかを判定するように更に構成されている、実施例１に記載の外科用器具。
【０４２７】
実施例３．外科用器具が自動モードにある場合は、制御回路は、外科用器具の動作を手動モードに切り替えるように更に構成されている、実施例２に記載の外科用器具。
【０４２８】
実施例４．制御回路は、指令速度を第２の速度に減速させるように更に構成され、第２の速度は第１の速度よりも遅い、実施例３に記載の外科用器具。
【０４２９】
実施例５．第２速度はゼロよりも大きく１０ｍｍ／秒未満である、実施例４に記載の外科用器具。
【０４３０】
実施例６．第１の間隔が２ｍｍ〜３ｍｍである、実施例１〜実施例５に記載の外科用器具。
【０４３１】
実施例７．制御回路は、サンプリングされた電圧が閾値電圧未満である場合は、エネルギー源の状態を通信するように構成されている、実施例１〜実施例６に記載の外科用器具。
【０４３２】
実施例８．外科用器具であって、外科用器具内で並進するように構成された変位部材と、シャフトを備え、変位部材を並進させるように変位部材に結合されたモータと、モータに結合された制御回路と、を備え、制御回路は、第１の速度に設定され、モータに印加される速度である指令速度で、変位部材を発射することを開始させ、モータ停動状態についてチェックし、モータが停動していない場合は、第１の速度で変位を発射させ続けるか、又は、指令速度を、第１の速度よりも遅い第２の速度に減速させる、ように構成されている、外科用器具。
【０４３３】
実施例９．第１速度が１０ｍｍ／秒〜１２ｍｍ／秒であり、第２速度が９ｍｍ／秒未満である、実施例８に記載の外科用器具。
【０４３４】
実施例１０．制御回路は、モータ停動警報を示すように構成されている、実施例８〜実施例９に記載の外科用器具。
【０４３５】
実施例１１．制御回路は、受信された入力に基づいて外科用器具を手動モードに設定し、低モータ速度条件を検出し、既定の期間に対して低モータ速度条件を示し、手動指令速度調節又は一時停止を監視し、手動指令速度調節又は一時停止が検出されない場合は指令速度を減速させる、ように構成されている、実施例１０に記載の外科用器具。
【０４３６】
実施例１２．制御回路は、現在の指令速度を、高速度、中速度、又は低速度としてメモリ内に格納させるように構成され、高速度は中速度よりも大きく、中速度は低速度よりも大きく、モータ停動状態が検出された場合、制御回路は、格納された指令速度が高速度である場合は、第１の遅延にわたってモータを一時停止させ、高速度にて変位部材を発射させ続け、格納された指令速度が中速度である場合は、少しの間、モータを一時停止させ、中速度にて変位部材を発射させ続け、又は、格納された指令速度が低速度である場合は、第３の遅延にわたってモータを一時停止させ、低速度にて変位部材を発射させ続ける、ように構成されており、第１の遅延は第２の遅延よりも大きく、第２の遅延は第３の遅延よりも大きい、実施例８〜実施例１１に記載の外科用器具。
【０４３７】
実施例１３．低速度はゼロよりも大きく１０ｍｍ／秒未満であり、中速度は、１０ｍｍ／秒以上、１２．５ｍｍ／秒以下であり、高速度は１２．５ｍｍ／秒よりも大きく、１５ｍｍ／秒未満である、実施例１２に記載の外科用器具。
【０４３８】
実施例１４．第１の遅延は２秒以上、５秒未満であり、第２の遅延は１秒以上、２秒未満であり、第３の遅延は０秒よりも大きく、１秒未満である、実施例１２〜実施例１３に記載の外科用器具。
【０４３９】
実施例１５．制御回路は、現在の指令速度を、高速度、中速度、又は低速度としてメモリ内に格納させるように構成され、高速度は中速度よりも大きく、中速度は低速度よりも大きく、モータ停動状態が検出された場合、制御回路は、格納された指令速度が高速度の場合は、指令速度を中速度に自動調節させ、格納された指令速度が中速度の場合は、指令速度を低速度に自動調節させ、格納された指令速度が低速度の場合は、モータを一時停止させる、実施例８〜実施例１４に記載の外科用器具。
【０４４０】
実施例１６．制御回路は、発射を一時停止させ、現在の指令速度を、高速度、中速度、又は低速度としてメモリ内に格納させるように構成され、高速度は中速度よりも大きく、中速度は低速度よりも大きく、モータ停動状態が検出された場合、制御回路は、格納された指令速度が高速度の場合は、指令速度を中速度に減速させ、高速度を阻止させ、格納された指令速度が中速度の場合は、指令速度を低速度に減速させ、中速度及び高速度を阻止させ、格納された指令速度が低速度の場合は、モータを一時停止させる、実施例８〜実施例１５に記載の外科用器具。
【０４４１】
実施例１７．モータ停動状態が検出された場合、制御回路は、モータを一時停止させ、モータ停動の警報を示し、ユーザにトリガを解放するように指示し、トリガの解放を監視し、トリガが解放され場合、変位部材を発射し続けるように構成されている、実施例８〜実施例１６に記載の外科用器具。
【０４４２】
実施例１８．外科用器具であって、外科用器具内で複数の所定の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、エネルギー源と、変位部材を並進させるように変位部材に結合されたモータと、エネルギー源及び記モータに結合された制御回路と、制御回路に結合され、変位部材の位置を監視するように構成された位置センサと、を備え、制御回路は、第１の速度に設定され、モータに印加される速度である指令速度で、変位部材を発射することを開始させ、変位部材が比較のための目標位置に到達するまで、現在のゾーンにおける変位部材の位置を監視させ、変位部材が目標位置に到達した場合、現在のゾーンの前の以前のゾーンにおいて指令速度の変化が開始されたかどうかを判定し、前のゾーンにおいて指令速度の変化が開始された場合、指令速度にて変位部材を発射し続ける、ように構成されている、外科用器具。
【０４４３】
実施例１９．指令速度の変化が以前のゾーンにおいて開始されなかった場合、制御回路は、変位部材の予想速度を変位部材の実際の速度と比較し、比較結果に基づいて指令速度を調節するように構成されている、実施例１８に記載の外科用器具。
【０４４４】
実施例２０．制御回路は、変位が最終ゾーンにある時を判定し、ストロークの終了に達するまで変位部材を発射し続けるように構成されている、実施例１９に記載の外科用器具。
【０４４５】
実施例２１．制御回路は、変位部材が最終ゾーンにない場合に、変位部材を現在の指令速度にて発射し続けるように構成されている、実施例１９〜実施例２０に記載の外科用器具。
【０４４６】
外科用ステープル留め及び切断器具のモータ速度の閉ループ制御のための技術
図１００は、本開示の一態様による、時間又は距離の特定の増分にわたる、変位部材の実際の速度と、変位部材の指令又は指示速度との間の差に基づく、１つ以上の誤差項の大きさに基づいて、変位部材の速度を調節するための制御プログラム又は論理構成のプロセス８０００を図示する論理フロー図である。プロセス８０００は、外科用器具２５００（例えば、制御回路２５１０）によって実行されてもよい。それに応じて、図１４も参照すると、制御回路２５１０は、例えば、Ｉビーム２５１４などの変位部材の指示速度を設定する（８００２）。指示速度は、制御回路２５１０によって設定される指令速度と同じである。例えば、変位部材の指令又は指示速度を設定するために、制御回路２５１０はモータ設定点２５２２をモータ制御２５０８に適用し、モータ制御２５０８はモータ駆動信号２５２４をモータ２５０４に適用して、伝達装置２５０６を介して変位部材（例えば、Ｉビーム２５１４）を前進させる。制御回路２５１０は、位置センサ２５３４及びタイマー／カウンタ回路２５３１からのフィードバック信号を利用して、変位部材の実際の速度を決定する（８００４）。制御回路２５１０は、変位部材の指示速度と実際の速度との間の差を決定し（８００６）、誤差の大きさに基づいて変位部材の速度を制御する（８００８）。
【０４４７】
プロセス８０００によると、図１６〜図２２に関連して上述したように、誤差は、短期誤差（Ｓ）、累積誤差（Ｃ）、変化率誤差（Ｒ）、及びオーバーシュート数誤差（Ｎ）のうちの少なくとも１つに基づき得る。一態様では、外科用器具２５００はエンドエフェクタ２５０２を更に備え、変位部材（例えば、Ｉビーム２５１４）は、エンドエフェクタ２５０２内部で並進するように構成されている。更に、様々な態様では、誤差は、距離又は時間の既定の増分にわたって決定されてもよい。一態様では、制御回路２５１０は、変位部材が位置するゾーンを決定するように構成されている。
【０４４８】
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．電動外科用器具において速度を調節する方法であって、外科用器具は、外科用器具内で複数の所定の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、変位部材を並進させるように変位部材に結合されたモータと、モータに結合された制御回路と、制御回路に結合され、変位部材の位置を測定するように構成された、位置センサと、制御回路に結合され、経過時間を測定するように構成された、タイマー回路と、を備え、方法は、制御回路によって、変位部材の指示速度を設定することと、制御回路によって、変位部材の実際の速度を決定することと、制御回路によって、変位部材の指示速度と変位部材の実際の速度との間の誤差を決定することと、制御回路によって、誤差の大きさに基づいて変位部材の実際の速度を制御することと、を含む、方法。
【０４４９】
実施例２．誤差は、短期誤差（Ｓ）、累積誤差（Ｃ）、変化率誤差（Ｒ）、及びオーバーシュート数誤差（Ｎ）のうちの少なくとも１つに基づく、実施例１に記載の方法。
【０４５０】
実施例３．外科用器具はエンドエフェクタを更に備え、変位部材はエンドエフェクタ内で並進するように構成されている、実施例１〜実施例２に記載の方法。
【０４５１】
実施例４．誤差は、既定の時間の増分にわたって決定される、実施例１〜実施例３に記載の方法。
【０４５２】
実施例５．誤差は、既定の距離の増分にわたって決定される、実施例１〜実施例４に記載の方法。
【０４５３】
実施例６．制御回路によって、変位部材が位置するゾーンを決定することを更に含む、実施例１〜実施例５に記載の方法。
【０４５４】
本明細書に記載される機能又はプロセス８０００、８６００、８７００、８８００、９４００、９４５０、９８００、９８５０、１０４００、１０４５０、１０５５０、１１０００、１１５００、１１５２０、１１５４０、１１５６０、１１６００、１１６３０、１１６６０、１１６８０は、図５、図６に関連して記載される制御回路７００、図７〜図９に記載される回路８００、８１０、８２０、図１０及び図１２に関連して記載されるマイクロコントローラ１１０４、及び／又は図１４に記載される制御回路２５１０などの、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。
【０４５５】
電動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てもよい。いくつかの態様は、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格納されたデータ上で動作する命令という点で提示されてもよい。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、組合せ、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。
【０４５６】
一般に、広範囲のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの任意の組合せによって、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デバイス（例えば、本明細書で説明されるプロセス及び／若しくはデバイス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汎用コンピュータ）を形成する電気回路、メモリデバイスを形成する（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、通信デバイス（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、又はこれらの組合せで実装されてもよい。
【０４５７】
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て、装置及び／又はプロセスの態様を述べてきた。そのようなブロック図、フローチャート、又は実施例内の機能及び／又は動作の各々は、広範囲のハードウェア、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合せによって、個別に及び／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デバイス（ＰＬＤ）、回路、レジスタ並びに／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／又はハードウェアとソフトウェア構成要素論理ゲートとの組合せ、又は他の統合された形式、を介して実装されてもよい。本明細書で開示される形態のいくつかの態様は、全部又は一部が、１台以上のコンピュータ上で稼働する１つ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合せとして、集積回路において等価に実装することができ、そして、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用に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十分に含まれるであろう。
【０４５８】
開示された主題の機構は、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態様が、伝達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適用される。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、送信ロジック、受信ロジックなど）、が挙げられる。
【０４５９】
これら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。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。これら態様は、原理及び実際の適用について例示し、それにより、当業者が、想到される特定の用途に適するような修正形態と共に態様を利用できるようにするために選択され記載されている。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。
【０４６０】
〔実施の態様〕
（１）  電動外科用器具において速度を調節する方法であって、前記外科用器具は、前記外科用器具内で複数の所定の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、前記変位部材を並進させるように前記変位部材に結合されたモータと、前記モータに結合された制御回路と、前記制御回路に結合され、前記変位部材の位置を測定するように構成された、位置センサと、前記制御回路に結合され、経過時間を測定するように構成された、タイマー回路と、を備え、前記方法は、
前記制御回路によって、前記変位部材の指示速度を設定することと、
前記制御回路によって、前記変位部材の実際の速度を決定することと、
前記制御回路によって、前記変位部材の前記指示速度と前記変位部材の前記実際の速度との間の誤差を決定することと、
前記制御回路によって、前記誤差の大きさに基づいて前記変位部材の前記実際の速度を制御することと、を含む、方法。
（２）  前記誤差は、短期誤差（Ｓ）、累積誤差（Ｃ）、変化率誤差（Ｒ）、及びオーバーシュート数誤差（Ｎ）のうちの少なくとも１つに基づく、実施態様１に記載の方法。
（３）  前記外科用器具はエンドエフェクタを更に備え、前記変位部材は前記エンドエフェクタ内で並進するように構成されている、実施態様１に記載の方法。
（４）  前記誤差は、所定の時間の増分にわたって決定される、実施態様１に記載の方法。
（５）  前記誤差は、所定の距離の増分にわたって決定される、実施態様１に記載の方法。
【０４６１】
（６）  前記制御回路によって、前記変位部材が位置するゾーンを決定することを更に含む、実施態様１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】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３Ａ−２３Ｂ】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０Ａ−３０Ｂ】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６Ａ−３６Ｂ】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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【図８１】
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【図８２】
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【図８３】
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【図８４】
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【図８５】
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【図８６】
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【図８７】
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【図８８】
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【図８９】
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【図９０】
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【図９１】
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【図９２】
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【図９３】
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【図９４】
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【図９５】
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【図９６】
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【図９７】
2020524554.tif 000117
【図９８】
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【図９９】
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【図１００】
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【国際調査報告】
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