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JP2021509336A - 所定の熱流束又は組織に印加される電力を達成するために、様々なクランプアーム圧力と協働する無線周波数及び超音波電力レベルの変動 - Google Patents

所定の熱流束又は組織に印加される電力を達成するために、様々なクランプアーム圧力と協働する無線周波数及び超音波電力レベルの変動 Download PDF

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JP2021509336A
JP2021509336A JP2020536230A JP2020536230A JP2021509336A JP 2021509336 A JP2021509336 A JP 2021509336A JP 2020536230 A JP2020536230 A JP 2020536230A JP 2020536230 A JP2020536230 A JP 2020536230A JP 2021509336 A JP2021509336 A JP 2021509336A
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Abstract

外科用器具及び外科用器具を使用するためのシステム及び方法が開示される。外科用器具は、超音波ブレード及びクランプアームを含むエンドエフェクタ、電極、超音波トランスデューサ、及び制御回路に結合されたセンサを備える。電極は、発生器から電気外科エネルギーを受信し、電気外科エネルギーをエンドエフェクタに印加して、駆動信号を発生させる発生器に基づいて組織を溶接する。超音波トランスデューサは、駆動信号に応答して超音波ブレードを超音波振動させる。制御回路は、外科的パラメータを示すセンサからの信号を受信し、センサ信号に基づいて外科手術の溶接時間を決定し、クランプアームによって印加されるクランプアーム圧力及び電気外科エネルギーの電力レベルのうちの１つ以上を変化させて、所定の熱流束又はエンドエフェクタ内に詰め込まれた組織に印加される電力のうちの１つ以上を維持する。

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＶＡＲＩＡＴＩＯＮ ＯＦ ＲＡＤＩＯ ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＡＮＤ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＰＯＷＥＲ ＬＥＶＥＬ ＩＮ ＣＯＯＰＥＲＡＴＩＯＮ ＷＩＴＨ ＶＡＲＹＩＮＧ ＣＬＡＭＰ ＡＲＭ ＰＲＥＳＳＵＲＥ ＴＯ ＡＣＨＩＥＶＥ ＰＲＥＤＥＦＩＮＥＤ ＨＥＡＴ ＦＬＵＸ ＯＲ ＰＯＷＥＲ ＡＰＰＬＩＥＤ ＴＯ ＴＩＳＳＵＥ」と題する２０１８年１１月６日出願の米国非仮特許出願第１６／１８２，２３５号の利益を主張する。
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）の下で、開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＥＮＥＲＧＹ ＤＥＶＩＣＥ ＷＨＩＣＨ ＶＡＲＩＥＳ ＰＲＥＳＳＵＲＥ ＡＰＰＬＩＥＤ ＢＹ ＣＬＡＭＰ ＡＲＭ ＴＯ ＰＲＯＶＩＤＥ ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＲＥＳＳＵＲＥ ＡＴ Ａ ＣＵＴ ＰＲＯＧＲＥＳＳＩＯＮ ＬＯＣＡＴＩＯＮ」と題する２０１８年９月１０日出願の米国仮特許出願第６２／７２９，１９５号に対する優先権を主張する。
本出願は更に、米国特許法第１１９条（ｅ）の下で、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＳＭＡＲＴ ＡＣＴＩＶＡＴＩＯＮ ＯＦ ＡＮ ＥＮＥＲＧＹ ＤＥＶＩＣＥ ＢＹ ＡＮＯＴＨＥＲ ＤＥＶＩＣＥ」と題する２０１８年６月３０日出願の米国仮特許出願第６２／６９２，７４７号、「ＳＭＡＲＴ ＥＮＥＲＧＹ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ」と題する２０１８年６月３０日出願の米国仮特許出願第６２／６９２，７４８号、及び「ＳＭＡＲＴ ＥＮＥＲＧＹ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する２０１８年６月３０日出願の米国仮特許出願第６２／６９２，７６８号に対する優先権を主張する。
本出願は更に、米国特許法第１１９条（ｅ）の下で、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＨＵＢ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ」と題する２０１８年４月１９日出願の米国仮特許出願第６２／６５９，９００号に対する優先権を主張する。
本出願は更に、米国特許法第１１９条（ｅ）の下で、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＣＡＰＡＣＩＴＩＶＥ ＣＯＵＰＬＥＤ ＲＥＴＵＲＮ ＰＡＴＨ ＰＡＤ ＷＩＴＨ ＳＥＰＡＲＡＢＬＥ ＡＲＲＡＹ ＥＬＥＭＥＮＴＳ」と題する２０１８年３月３０日出願の米国仮特許出願第６２／６５０，８９８号、「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＷＩＴＨ ＯＰＴＩＭＩＺＥＤ ＳＥＮＳＩＮＧ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」と題する２０１８年３月３０日出願の米国仮特許出願第６２／６５０，８８７号、「ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＭＯＤＵＬＥ ＦＯＲ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する２０１８年３月３０日出願の米国仮特許出願第６２／６５０，８８２号、及び「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬＳ」と題する２０１８年３月３０日出願の米国仮特許出願第６２／６５０，８７７号の優先権を主張する。
本出願は更に、米国特許法第１１９条（ｅ）の下で、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＩＮ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＤＥＶＩＣＥ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＹＳＴＥＭ ＴＨＥＲＥＦＯＲ」と題する２０１８年３月８日出願の米国特許仮出願第６２／６４０，４１７号、及び「ＥＳＴＩＭＡＴＩＮＧ ＳＴＡＴＥ ＯＦ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＹＳＴＥＭ ＴＨＥＲＥＦＯＲ」と題する２０１８年３月８日出願の米国特許仮出願第６２／６４０，４１５号に対する優先権を主張する。
本出願は更に、米国特許法第１１９条（ｅ）の下で、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する２０１７年１２月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６１１，３４１号、「ＣＬＯＵＤ−ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ」と題する２０１７年１２月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６１１，３４０号、及び「ＲＯＢＯＴ ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する２０１７年１２月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６１１，３３９号の優先権を主張する。
本開示は様々な外科システムに関する。外科処置は、典型的には、例えば、病院などの医療施設内の手術室又は部屋で実行される。滅菌野は、典型的には、患者の周囲に形成される。滅菌野は、適切な衣類を着用した洗浄済みのチーム構成員、並びにその領域内の全ての備品及び固定具を含み得る。様々な外科用装置及びシステムが、外科処置の実行に利用される。
機構、及び動作の方法の両方について、本明細書で説明される様々な態様は、それらの更なる目的及び利点と共に、以降の添付図面と併せて、以下の説明を参照することにより最もよく理解することができる。
本開示の少なくとも１つの態様による、コンピュータ実装インタラクティブ外科システムのブロック図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、手術室内で外科処置を行うために使用される外科システムである。 本開示の少なくとも１つの態様による可視化システム、ロボットシステム、及びインテリジェント器具とペアリングされた外科用ハブである。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科用ハブ筐体、及び外科用ハブ筐体のドロアー内に摺動可能に受容可能な組み合わせ発生器モジュールの部分斜視図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、双極、超音波、及び単極接点、並びに排煙構成要素を備える組み合わせ発生器モジュールの斜視図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、複数のモジュールを受容するように構成された横方向モジュール式ハウジングの複数の横方向ドッキングポートの個々の電力バスアタッチメントを示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、複数のモジュールを受容するように構成された垂直モジュール式ハウジングを示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、医療施設の１つ又は２つ以上の手術室、又は外科処置のための専門設備を備えた医療施設内の任意の部屋に配置されたモジュール式装置をクラウドに接続するように構成されたモジュール式通信ハブを備える外科用データネットワークを示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、コンピュータ実装インタラクティブ外科システムを示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、モジュール式制御タワーに連結された複数のモジュールを備える外科用ハブを示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、ユニバーサルシリアルバス（Universal Serial Bus、ＵＳＢ）ネットワークハブ装置の一態様を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、クラウドコンピューティングシステムのクラウド構成要素に接続することができる、外科用ハブに連結された複数のスマート外科用器具を含むクラウドコンピューティングシステムのブロック図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、クラウドコンピューティングシステムの機能モジュールアーキテクチャである。 本開示の少なくとも１つの態様による、状況認識外科システムの図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科用ハブの状況認識を示す時間線である。 本開示の少なくとも１つの態様による、本明細書で説明される外科用ツールを動作させるように構成されたロボット外科用器具の回路図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、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。 本開示の少なくとも１つの態様による、様々な機能を制御するように構成された外科用器具の回路図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、発生器の一実施例を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、発生器のアーキテクチャの構造図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、第１段階回路が第２段階回路と共通している、複数の段階に分割された発生器回路を示す。 再送された開示の一態様による、外科用器具と共に使用するためのフィードバックシステムを備える外科用器具の一態様の図を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、時間の関数としてのクランプ力のグラフと、ブレードの長さに沿った凝固及び切断の位置の推移を時間の関数として示す関連グラフとを含むグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、時間の関数としてのクランプ力のグラフと、ブレードの長さに沿った凝固及び切断の位置の推移を時間の関数として示す関連グラフとを含むグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、エンドエフェクタ電極のセグメント及びエンドエフェクタにより適用されるクランプ力及び送達される電気外科エネルギーを制御する例示を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、エンドエフェクタ電極のセグメント及びエンドエフェクタにより適用されるクランプ力及び送達される電気外科エネルギーを制御する例示を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、電気外科用電極の通電又は電力供給の制御を示すグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、電気外科用電極の通電又は電力供給の制御を示すグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、予測可能な封止時間を達成するための電力レベルの調整を示す一連のグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、予測可能な封止時間を達成するための電力レベルの調整を示す一連のグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、予測可能な封止時間を達成するための電力レベルの調整を示す一連のグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、予測可能な封止時間を達成するための電力レベルの調整を示す一連のグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、予測可能な封止時間を達成するための電力レベルの調整を示す一連のグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、電力曲線に従ってエネルギーを送達するためのアプローチを示すグラフ及びフローチャートである。 本開示の少なくとも１つの態様による、電力曲線に従ってエネルギーを送達するためのアプローチを示すグラフ及びフローチャートである。 本開示の少なくとも１つの態様による、電力曲線に従ってエネルギーを送達するためのアプローチを示すグラフ及びフローチャートである。 本開示の少なくとも１つの態様による、電力曲線に従ってエネルギーを送達するためのアプローチを示すグラフ及びフローチャートである。 本開示の少なくとも１つの態様による、電力曲線に従ってエネルギーを送達するためのアプローチを示すグラフ及びフローチャートである。 本開示の少なくとも１つの態様による、電力曲線に従ってエネルギーを送達するためのアプローチを示すグラフ及びフローチャートである。
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年１１月６日出願の以下の米国特許出願を所有する。
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＮＥＴＷＯＲＫ，ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ，ＡＮＤ ＣＬＯＵＤ ＲＥＳＰＯＮＳＥＳ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＶＡＬＩＤＡＴＩＯＮ ＯＦ ＲＥＣＥＩＶＥＤ ＤＡＴＡＳＥＴ ＡＮＤ ＡＵＴＨＥＮＴＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＩＴＳ ＳＯＵＲＣＥ ＡＮＤ ＩＮＴＥＧＲＩＴＹ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２２４号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＰＲＥＳＥＮＴＩＮＧ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ＩＮＴＥＲＰＲＥＴＥＤ ＦＲＯＭ ＥＸＴＥＲＮＡＬ ＤＡＴＡ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２３０号、
・「ＭＯＤＩＦＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＲＯＧＲＡＭＳ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＭＡＣＨＩＮＥ ＬＥＡＲＮＩＮＧ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２３３号、
・「ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴ ＯＦ ＤＥＶＩＣＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＲＯＧＲＡＭＳ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＳＴＲＡＴＩＦＩＥＤ ＣＯＮＴＥＸＴＵＡＬ ＤＡＴＡ ＩＮ ＡＤＤＩＴＩＯＮ ＴＯ ＴＨＥ ＤＡＴＡ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２３９号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＡＮＤ ＭＯＤＵＬＡＲ ＤＥＶＩＣＥ ＲＥＳＰＯＮＳＥ ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２４３号、
・「ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ ＡＮＤ ＥＳＣＡＬＡＴＩＯＮ ＯＦ ＳＥＣＵＲＩＴＹ ＲＥＳＰＯＮＳＥＳ ＯＦ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＴＯ ＩＮＣＲＥＡＳＩＮＧ ＳＥＶＥＲＩＴＹ ＴＨＲＥＡＴＳ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２４８号、
・「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２５１号、
・「ＡＵＴＯＭＡＴＥＤ ＤＡＴＡ ＳＣＡＬＩＮＧ，ＡＬＩＧＮＭＥＮＴ，ＡＮＤ ＯＲＧＡＮＩＺＩＮＧ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＰＲＥＤＥＦＩＮＥＤ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ ＷＩＴＨＩＮ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＮＥＴＷＯＲＫＳ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２６０号、
・「ＳＥＮＳＩＮＧ ＴＨＥ ＰＡＴＩＥＮＴ ＰＯＳＩＴＩＯＮ ＡＮＤ ＣＯＮＴＡＣＴ ＵＴＩＬＩＺＩＮＧ ＴＨＥ ＭＯＮＯ−ＰＯＬＡＲ ＲＥＴＵＲＮ ＰＡＤ ＥＬＥＣＴＲＯＤＥ ＴＯ ＰＲＯＶＩＤＥ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＴＯ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＮＥＴＷＯＲＫ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２６７号、
・「ＰＯＷＥＲＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＴＯＯＬ ＷＩＴＨ ＰＲＥＤＥＦＩＮＥＤ ＡＤＪＵＳＴＡＢＬＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＡＬＧＯＲＩＴＨＭ ＦＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２４９号、
・「ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴＳ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＡＩＲＢＯＲＮＥ ＰＡＲＴＩＣＬＥ ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２４６号、
・「ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴ ＯＦ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥ ＦＵＮＣＴＩＯＮ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２５６号、
・「ＲＥＡＬ−ＴＩＭＥ ＡＮＡＬＹＳＩＳ ＯＦ ＣＯＭＰＲＥＨＥＮＳＩＶＥ ＣＯＳＴ ＯＦ ＡＬＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＡＴＩＯＮ ＵＳＥＤ ＩＮ ＳＵＲＧＥＲＹ ＵＴＩＬＩＺＩＮＧ ＤＡＴＡ ＦＬＵＩＤＩＴＹ ＴＯ ＴＲＡＣＫ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＴＨＲＯＵＧＨ ＳＴＯＣＫＩＮＧ ＡＮＤ ＩＮ−ＨＯＵＳＥ ＰＲＯＣＥＳＳＥＳ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２４２号、
・「ＵＳＡＧＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥ ＡＮＡＬＹＳＩＳ ＯＦ ＳＵＲＧＥＯＮ ／ ＳＴＡＦＦ ＰＥＲＦＯＲＭＡＮＣＥ ＡＧＡＩＮＳＴ Ａ ＢＡＳＥＬＩＮＥ ＴＯ ＯＰＴＩＭＩＺＥ ＤＥＶＩＣＥ ＵＴＩＬＩＺＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＰＥＲＦＯＲＭＡＮＣＥ ＦＯＲ ＢＯＴＨ ＣＵＲＲＥＮＴ ＡＮＤ ＦＵＴＵＲＥ ＰＲＯＣＥＤＵＲＥＳ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２５５号、
・「ＩＭＡＧＥ ＣＡＰＴＵＲＩＮＧ ＯＦ ＴＨＥ ＡＲＥＡＳ ＯＵＴＳＩＤＥ ＴＨＥ ＡＢＤＯＭＥＮ ＴＯ ＩＭＰＲＯＶＥ ＰＬＡＣＥＭＥＮＴ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＯＦ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥ ＩＮ ＵＳＥ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２６９号、
・「ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＤＡＴＡ ＷＨＥＲＥ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＮＥＴＷＯＲＫ ＩＳ ＵＳＩＮＧ ＣＯＮＴＥＸＴ ＯＦ ＴＨＥ ＤＡＴＡ ＡＮＤ ＲＥＱＵＩＲＥＭＥＮＴＳ ＯＦ Ａ ＲＥＣＥＩＶＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ ／ ＵＳＥＲ ＴＯ ＩＮＦＬＵＥＮＣＥ ＩＮＣＬＵＳＩＯＮ ＯＲ ＬＩＮＫＡＧＥ ＯＦ ＤＡＴＡ ＡＮＤ ＭＥＴＡＤＡＴＡ ＴＯ ＥＳＴＡＢＬＩＳＨ ＣＯＮＴＩＮＵＩＴＹ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２７８号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＮＥＴＷＯＲＫ ＲＥＣＯＭＭＥＮＤＡＴＩＯＮＳ ＦＲＯＭ ＲＥＡＬ ＴＩＭＥ ＡＮＡＬＹＳＩＳ ＯＦ ＰＲＯＣＥＤＵＲＥ ＶＡＲＩＡＢＬＥＳ ＡＧＡＩＮＳＴ Ａ ＢＡＳＥＬＩＮＥ ＨＩＧＨＬＩＧＨＴＩＮＧ ＤＩＦＦＥＲＥＮＣＥＳ ＦＲＯＭ ＴＨＥ ＯＰＴＩＭＡＬ ＳＯＬＵＴＩＯＮ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２９０号、
・「ＣＯＮＴＲＯＬ ＯＦ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ ＴＨＲＯＵＧＨ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＢＡＲＲＩＥＲ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２３２号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＮＥＴＷＯＲＫ ＤＥＴＥＲＭＩＮＡＴＩＯＮ ＯＦ ＰＲＩＯＲＩＴＩＺＡＴＩＯＮ ＯＦ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ，ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＯＮ，ＯＲ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＯＲ ＤＥＶＩＣＥ ＮＥＥＤＳ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２２７号、
・「ＷＩＲＥＬＥＳＳ ＰＡＩＲＩＮＧ ＯＦ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥ ＷＩＴＨ ＡＮＯＴＨＥＲ ＤＥＶＩＣＥ ＷＩＴＨＩＮ Ａ ＳＴＥＲＩＬＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＦＩＥＬＤ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＴＨＥ ＵＳＡＧＥ ＡＮＤ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＯＦ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２３１号、
・「ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴ ＯＦ ＳＴＡＰＬＥ ＨＥＩＧＨＴ ＯＦ ＡＴ ＬＥＡＳＴ ＯＮＥ ＲＯＷ ＯＦ ＳＴＡＰＬＥＳ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＴＨＥ ＳＥＮＳＥＤ ＴＩＳＳＵＥ ＴＨＩＣＫＮＥＳＳ ＯＲ ＦＯＲＣＥ ＩＮ ＣＬＯＳＩＮＧ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２２９号、
・「ＳＴＡＰＬＩＮＧ ＤＥＶＩＣＥ ＷＩＴＨ ＢＯＴＨ ＣＯＭＰＵＬＳＯＲＹ ＡＮＤ ＤＩＳＣＲＥＴＩＯＮＡＲＹ ＬＯＣＫＯＵＴＳ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＳＥＮＳＥＤ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２３４号、
・「ＰＯＷＥＲＥＤ ＳＴＡＰＬＩＮＧ ＤＥＶＩＣＥ ＣＯＮＦＩＧＵＲＥＤ ＴＯ ＡＤＪＵＳＴ ＦＯＲＣＥ，ＡＤＶＡＮＣＥＭＥＮＴ ＳＰＥＥＤ，ＡＮＤ ＯＶＥＲＡＬＬ ＳＴＲＯＫＥ ＯＦ ＣＵＴＴＩＮＧ ＭＥＭＢＥＲ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＳＥＮＳＥＤ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ ＯＦ ＦＩＲＩＮＧ ＯＲ ＣＬＡＭＰＩＮＧ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２４０号、及び
・「ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＥＮＥＲＧＹ ＤＥＶＩＣＥ ＷＨＩＣＨ ＶＡＲＩＥＳ ＰＲＥＳＳＵＲＥ ＡＰＰＬＩＥＤ ＢＹ ＣＬＡＭＰ ＡＲＭ ＴＯ ＰＲＯＶＩＤＥ ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＲＥＳＳＵＲＥ ＡＴ Ａ ＣＵＴ ＰＲＯＧＲＥＳＳＩＯＮ ＬＯＣＡＴＩＯＮ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２３８号。
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年９月１０日出願の以下の米国特許出願を所有する。
・「Ａ ＣＯＮＴＲＯＬ ＦＯＲ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＮＥＴＷＯＲＫ ＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＮＥＴＷＯＲＫ ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ ＤＥＶＩＣＥ ＴＨＡＴ ＡＤＪＵＳＴＳ ＩＴＳ ＦＵＮＣＴＩＯＮ ＢＡＳＥＤ ＯＮ Ａ ＳＥＮＳＥＤ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮ ＯＲ ＵＳＡＧＥ」と題する米国特許仮出願第６２／７２９，１８３号、
・「ＡＵＴＯＭＡＴＥＤ ＤＡＴＡ ＳＣＡＬＩＮＧ，ＡＬＩＧＮＭＥＮＴ，ＡＮＤ ＯＲＧＡＮＩＺＩＮＧ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＰＲＥＤＥＦＩＮＥＤ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ ＷＩＴＨＩＮ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＮＥＴＷＯＲＫ ＢＥＦＯＲＥ ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ」と題する米国仮特許出願第６２／７２９，１７７号、
・「ＩＮＤＩＲＥＣＴ ＣＯＭＭＡＮＤ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＯＦ Ａ ＦＩＲＳＴ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＲＯＯＭ ＳＹＳＴＥＭ ＴＨＲＯＵＧＨ ＴＨＥ ＵＳＥ ＯＦ Ａ ＳＥＣＯＮＤ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＲＯＯＭ ＳＹＳＴＥＭ ＷＩＴＨＩＮ Ａ ＳＴＥＲＩＬＥ ＦＩＥＬＤ ＷＨＥＲＥ ＴＨＥ ＳＥＣＯＮＤ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＲＯＯＭ ＳＹＳＴＥＭ ＨＡＳ ＰＲＩＭＡＲＹ ＡＮＤ ＳＥＣＯＮＤＡＲＹ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＭＯＤＥＳ」と題する米国仮特許出願第６２／７２９，１７６号、
・「ＰＯＷＥＲＥＤ ＳＴＡＰＬＩＮＧ ＤＥＶＩＣＥ ＴＨＡＴ ＩＳ ＣＡＰＡＢＬＥ ＯＦ ＡＤＪＵＳＴＩＮＧ ＦＯＲＣＥ，ＡＤＶＡＮＣＥＭＥＮＴ ＳＰＥＥＤ，ＡＮＤ ＯＶＥＲＡＬＬ ＳＴＲＯＫＥ ＯＦ ＣＵＴＴＩＮＧ ＭＥＭＢＥＲ ＯＦ ＴＨＥ ＤＥＶＩＣＥ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＳＥＮＳＥＤ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ ＯＦ ＦＩＲＩＮＧ ＯＲ ＣＬＡＭＰＩＮＧ」と題する米国仮特許出願第６２／７２９，１８５号、
・「ＰＯＷＥＲＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＴＯＯＬ ＷＩＴＨ Ａ ＰＲＥＤＥＦＩＮＥＤ ＡＤＪＵＳＴＡＢＬＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＡＬＧＯＲＩＴＨＭ ＦＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ ＡＴ ＬＥＡＳＴ ＯＮＥ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ ＡＮＤ Ａ ＭＥＡＮＳ ＦＯＲ ＬＩＭＩＴＩＮＧ ＴＨＥ ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴ」と題する米国仮特許出願第６２／７２９，１８４号、
・「ＳＥＮＳＩＮＧ ＴＨＥ ＰＡＴＩＥＮＴ ＰＯＳＩＴＩＯＮ ＡＮＤ ＣＯＮＴＡＣＴ ＵＴＩＬＩＺＩＮＧ ＴＨＥ ＭＯＮＯ ＰＯＬＡＲ ＲＥＴＵＲＮ ＰＡＤ ＥＬＥＣＴＲＯＤＥ ＴＯ ＰＲＯＶＩＤＥ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＴＯ ＴＨＥ ＨＵＢ」と題する米国仮特許出願第６２／７２９，１８２号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＮＥＴＷＯＲＫ ＲＥＣＯＭＭＥＮＤＡＴＩＯＮＳ ＦＲＯＭ ＲＥＡＬ ＴＩＭＥ ＡＮＡＬＹＳＩＳ ＯＦ ＰＲＯＣＥＤＵＲＥ ＶＡＲＩＡＢＬＥＳ ＡＧＡＩＮＳＴ Ａ ＢＡＳＥＬＩＮＥ ＨＩＧＨＬＩＧＨＴＩＮＧ ＤＩＦＦＥＲＥＮＣＥＳ ＦＲＯＭ ＴＨＥ ＯＰＴＩＭＡＬ ＳＯＬＵＴＩＯＮ」と題する米国仮特許出願第６２／７２９，１９１号、
・「ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＥＮＥＲＧＹ ＤＥＶＩＣＥ ＷＨＩＣＨ ＶＡＲＩＥＳ ＰＲＥＳＳＵＲＥ ＡＰＰＬＩＥＤ ＢＹ ＣＬＡＭＰ ＡＲＭ ＴＯ ＰＲＯＶＩＤＥ ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＲＥＳＳＵＲＥ ＡＴ Ａ ＣＵＴ ＰＲＯＧＲＥＳＳＩＯＮ ＬＯＣＡＴＩＯＮ」と題する米国仮特許出願第６２／７２９，１９５号、及び
・「ＷＩＲＥＬＥＳＳ ＰＡＩＲＩＮＧ ＯＦ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥ ＷＩＴＨ ＡＮＯＴＨＥＲ ＤＥＶＩＣＥ ＷＩＴＨＩＮ Ａ ＳＴＥＲＩＬＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＦＩＥＬＤ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＴＨＥ ＵＳＡＧＥ ＡＮＤ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＯＦ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国仮特許出願第６２／７２９，１８６号。
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年８月２８日出願の以下の米国特許出願を所有する。
・「ＥＳＴＩＭＡＴＩＮＧ ＳＴＡＴＥ ＯＦ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＹＳＴＥＭ ＴＨＥＲＥＦＯＲ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２１４号、
・「ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＯＦ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＹＳＴＥＭ ＴＨＥＲＥＦＯＲ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２０５号、
・「ＲＡＤＩＯ ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＥＮＥＲＧＹ ＤＥＶＩＣＥ ＦＯＲ ＤＥＬＩＶＥＲＩＮＧ ＣＯＭＢＩＮＥＤ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＳＩＧＮＡＬＳ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２３３号、
・「ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ ＡＮ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＡＣＣＯＲＤＩＮＧ ＴＯ ＴＩＳＳＵＥ ＬＯＣＡＴＩＯＮ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２０８号、
・「ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ ＡＣＴＩＶＡＴＩＯＮ ＯＦ ＡＮ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＡＣＣＯＲＤＩＮＧ ＴＯ ＴＨＥ ＰＲＥＳＥＮＣＥ ＯＦ ＴＩＳＳＵＥ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２２０号、
・「ＤＥＴＥＲＭＩＮＩＮＧ ＴＩＳＳＵＥ ＣＯＭＰＯＳＩＴＩＯＮ ＶＩＡ ＡＮ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＳＹＳＴＥＭ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２３２号、
・「ＤＥＴＥＲＭＩＮＩＮＧ ＴＨＥ ＳＴＡＴＥ ＯＦ ＡＮ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＥＬＥＣＴＲＯＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ ＡＣＣＯＲＤＩＮＧ ＴＯ ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＳＨＩＦＴ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２３９号、
・「ＤＥＴＥＲＭＩＮＩＮＧ ＴＨＥ ＳＴＡＴＥ ＯＦ ＡＮ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２４７号、
・「ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＯＦ ＥＬＥＣＴＲＯＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２１１号、
・「ＭＥＣＨＡＮＩＳＭＳ ＦＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ ＤＩＦＦＥＲＥＮＴ ＥＬＥＣＴＲＯＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＯＦ ＡＮ ＥＬＥＣＴＲＯＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２２６号、
・「ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ ＯＦ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＩＭＭＥＲＳＩＯＮ ＩＮ ＬＩＱＵＩＤ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２４０号、
・「ＩＮＴＥＲＲＵＰＴＩＯＮ ＯＦ ＥＮＥＲＧＹ ＤＵＥ ＴＯ ＩＮＡＤＶＥＲＴＥＮＴ ＣＡＰＡＣＩＴＩＶＥ ＣＯＵＰＬＩＮＧ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２４９号、
・「ＩＮＣＲＥＡＳＩＮＧ ＲＡＤＩＯ ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＴＯ ＣＲＥＡＴＥ ＰＡＤ−ＬＥＳＳ ＭＯＮＯＰＯＬＡＲ ＬＯＯＰ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２５６号、
・「ＢＩＰＯＬＡＲ ＣＯＭＢＩＮＡＴＩＯＮ ＤＥＶＩＣＥ ＴＨＡＴ ＡＵＴＯＭＡＴＩＣＡＬＬＹ ＡＤＪＵＳＴＳ ＰＲＥＳＳＵＲＥ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＥＮＥＲＧＹ ＭＯＤＡＬＩＴＹ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２２３号、及び
・「ＡＣＴＩＶＡＴＩＯＮ ＯＦ ＥＮＥＲＧＹ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２３８号。
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年８月２３日出願の以下の米国特許出願を所有する。
・「ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ ＡＮ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＡＣＣＯＲＤＩＮＧ ＴＯ ＴＩＳＳＵＥ ＬＯＣＡＴＩＯＮ」と題する米国特許仮出願第６２／７２１，９９５号、
・「ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＯＦ ＥＬＥＣＴＲＯＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国特許仮出願第６２／７２１，９９８号、
・「ＩＮＴＥＲＲＵＰＴＩＯＮ ＯＦ ＥＮＥＲＧＹ ＤＵＥ ＴＯ ＩＮＡＤＶＥＲＴＥＮＴ ＣＡＰＡＣＩＴＩＶＥ ＣＯＵＰＬＩＮＧ」と題する米国特許仮出願第６２／７２１，９９９号、
・「ＢＩＰＯＬＡＲ ＣＯＭＢＩＮＡＴＩＯＮ ＤＥＶＩＣＥ ＴＨＡＴ ＡＵＴＯＭＡＴＩＣＡＬＬＹ ＡＤＪＵＳＴＳ ＰＲＥＳＳＵＲＥ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＥＮＥＲＧＹ ＭＯＤＡＬＩＴＹ」と題する米国特許仮出願第６２／７２１，９９４号、及び
・「ＲＡＤＩＯ ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＥＮＥＲＧＹ ＤＥＶＩＣＥ ＦＯＲ ＤＥＬＩＶＥＲＩＮＧ ＣＯＭＢＩＮＥＤ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＳＩＧＮＡＬＳ」と題する米国特許仮出願第６２／７２１，９９６号。
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年６月３０日出願の以下の米国特許出願を所有する。
・「ＳＭＡＲＴ ＡＣＴＩＶＡＴＩＯＮ ＯＦ ＡＮ ＥＮＥＲＧＹ ＤＥＶＩＣＥ ＢＹ ＡＮＯＴＨＥＲ ＤＥＶＩＣＥ」と題する米国特許仮出願第６２／６９２，７４７号、
・「ＳＭＡＲＴ ＥＮＥＲＧＹ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ」と題する米国特許仮出願第６２／６９２，７４８号、及び
・「ＳＭＡＲＴ ＥＮＥＲＧＹ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国特許仮出願第６２／６９２，７６８号。
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年６月２９日出願の以下の米国特許出願を所有する。
・「ＣＡＰＡＣＩＴＩＶＥ ＣＯＵＰＬＥＤ ＲＥＴＵＲＮ ＰＡＴＨ ＰＡＤ ＷＩＴＨ ＳＥＰＡＲＡＢＬＥ ＡＲＲＡＹ ＥＬＥＭＥＮＴＳ」と題する米国特許出願第１６／０２４，０９０号、
・「ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＡＣＣＯＲＤＩＮＧ ＴＯ ＳＥＮＳＥＤ ＣＬＯＳＵＲＥ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ」と題する米国特許出願第１６／０２４，０５７号、
・「ＳＹＳＴＥＭＳ ＦＯＲ ＡＤＪＵＳＴＩＮＧ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＰＥＲＩＯＰＥＲＡＴＩＶＥ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ」と題する米国特許出願第１６／０２４，０６７号、
・「ＳＡＦＥＴＹ ＳＹＳＴＥＭＳ ＦＯＲ ＳＭＡＲＴ ＰＯＷＥＲＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＴＡＰＬＩＮＧ」と題する米国特許出願第１６／０２４，０７５号、
・「ＳＡＦＥＴＹ ＳＹＳＴＥＭＳ ＦＯＲ ＳＭＡＲＴ ＰＯＷＥＲＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＴＡＰＬＩＮＧ」と題する米国特許出願第１６／０２４，０８３号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＦＯＲ ＤＥＴＥＣＴＩＮＧ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＴＩＳＳＵＥ ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＩＯＮ ＩＲＲＥＧＵＬＡＲＩＴＩＥＳ」と題する米国特許出願第１６／０２４，０９４号、
・「ＳＹＳＴＥＭＳ ＦＯＲ ＤＥＴＥＣＴＩＮＧ ＰＲＯＸＩＭＩＴＹ ＯＦ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＴＯ ＣＡＮＣＥＲＯＵＳ ＴＩＳＳＵＥ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１３８号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＳＥＮＳＯＲ ＡＳＳＥＭＢＬＩＥＳ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１５０号、
・「ＶＡＲＩＡＢＬＥ ＯＵＴＰＵＴ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＳＥＮＳＯＲ ＡＳＳＥＭＢＬＹ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１６０号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＨＡＶＩＮＧ Ａ ＦＬＥＸＩＢＬＥ ＥＬＥＣＴＲＯＤＥ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１２４号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＨＡＶＩＮＧ Ａ ＦＬＥＸＩＢＬＥ ＣＩＲＣＵＩＴ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１３２号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ Ａ ＴＩＳＳＵＥ ＭＡＲＫＩＮＧ ＡＳＳＥＭＢＬＹ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１４１号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＷＩＴＨ ＰＲＩＯＲＩＴＩＺＥＤ ＤＡＴＡ ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１６２号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＮＤ ＭＯＴＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬ」と題する米国特許出願第１６／０２４，０６６号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＥＮＳＯＲ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ」と題する米国特許出願第１６／０２４，０９６号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＦＬＯＷ ＰＡＴＨＳ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１１６号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＮＤ ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１４９号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＮＤ ＤＩＳＰＬＡＹ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１８０号、
・「ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ ＴＯ ＨＵＢ ＯＲ ＣＬＯＵＤ ＩＮ ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＭＯＤＵＬＥ ＦＯＲ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する米国特許出願第１６／０２４，２４５号、
・「ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＩＮＣＬＵＤＩＮＧ Ａ ＳＥＧＭＥＮＴＥＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＣＩＲＣＵＩＴ ＦＯＲ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する米国特許出願第１６／０２４，２５８号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＷＩＴＨ Ａ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＣＩＲＣＵＩＴ ＦＯＲ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＢＥＴＷＥＥＮ Ａ ＦＩＬＴＥＲ ＡＮＤ Ａ ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＤＥＶＩＣＥ」と題する米国特許出願第１６／０２４，２６５号、及び
・「ＤＵＡＬ ＩＮ−ＳＥＲＩＥＳ ＬＡＲＧＥ ＡＮＤ ＳＭＡＬＬ ＤＲＯＰＬＥＴ ＦＩＬＴＥＲＳ」と題する米国特許出願第１６／０２４，２７３号。
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年６月２８日出願の以下の米国仮特許出願を所有する。
・「Ａ ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＵＳＩＮＧ ＲＥＩＮＦＯＲＣＥＤ ＦＬＥＸ ＣＩＲＣＵＩＴＳ ＷＩＴＨ ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＳＥＮＳＯＲＳ ＷＩＴＨ ＥＬＥＣＴＲＯＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６９１，２２８号、
・「ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＡＣＣＯＲＤＩＮＧ ＴＯ ＳＥＮＳＥＤ ＣＬＯＳＵＲＥ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６９１，２２７号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＨＡＶＩＮＧ Ａ ＦＬＥＸＩＢＬＥ ＥＬＥＣＴＲＯＤＥ」と題する米国特許仮出願第６２／６９１，２３０号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＮＤ ＭＯＴＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬ」と題する米国特許仮出願第６２／６９１，２１９号、
・「ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ ＴＯ ＨＵＢ ＯＲ ＣＬＯＵＤ ＩＮ ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＭＯＤＵＬＥ ＦＯＲ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する米国特許仮出願第６２／６９１，２５７号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＷＩＴＨ Ａ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＣＩＲＣＵＩＴ ＦＯＲ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＢＥＴＷＥＥＮ Ａ ＦＩＬＴＥＲ ＡＮＤ Ａ ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＤＥＶＩＣＥ」と題する米国特許仮出願第６２／６９１，２６２号、及び
・「ＤＵＡＬ ＩＮ−ＳＥＲＩＥＳ ＬＡＲＧＥ ＡＮＤ ＳＭＡＬＬ ＤＲＯＰＬＥＴ ＦＩＬＴＥＲＳ」と題する米国特許仮出願第６２／６９１，２５１号。
本願の出願人は、開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年４月１９日出願の以下の米国仮特許出願を所有する。
・「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＨＵＢ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ」と題する米国特許仮出願第６２／６５９，９００号。
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年３月３０日出願の以下の米国仮特許出願を所有する。
・「ＣＡＰＡＣＩＴＩＶＥ ＣＯＵＰＬＥＤ ＲＥＴＵＲＮ ＰＡＴＨ ＰＡＤ ＷＩＴＨ ＳＥＰＡＲＡＢＬＥ ＡＲＲＡＹ ＥＬＥＭＥＮＴＳ」と題する２０１８年３月３０日出願の米国仮特許出願第６２／６５０，８９８号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＷＩＴＨ ＯＰＴＩＭＩＺＥＤ ＳＥＮＳＩＮＧ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」と題する米国特許仮出願第６２／６５０，８８７号、
・「ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＭＯＤＵＬＥ ＦＯＲ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する米国特許仮出願第６２／６５０，８８２号、及び
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６５０，８７７号。
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年３月２９日出願の以下の米国特許出願を所有する。
・「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＷＩＴＨ ＥＮＣＲＹＰＴＥＤ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６４１号、
・「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＷＩＴＨ ＣＯＮＤＩＴＩＯＮ ＨＡＮＤＬＩＮＧ ＯＦ ＤＥＶＩＣＥＳ ＡＮＤ ＤＡＴＡ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６４８号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＣＯＯＲＤＩＮＡＴＩＯＮ ＯＦ ＣＯＮＴＲＯＬ ＡＮＤ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＲＯＯＭ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６５６号、
・「ＳＰＡＴＩＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＯＦ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢＳ ＩＮ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＲＯＯＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６６６号、
・「ＣＯＯＰＥＲＡＴＩＶＥ ＵＴＩＬＩＺＡＴＩＯＮ ＯＦ ＤＡＴＡ ＤＥＲＩＶＥＤ ＦＲＯＭ ＳＥＣＯＮＤＡＲＹ ＳＯＵＲＣＥＳ ＢＹ ＩＮＴＥＬＬＩＧＥＮＴ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６７０号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＣＯＮＴＲＯＬ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６７７号、
・「ＤＡＴＡ ＳＴＲＩＰＰＩＮＧ ＭＥＴＨＯＤ ＴＯ ＩＮＴＥＲＲＯＧＡＴＥ ＰＡＴＩＥＮＴ ＲＥＣＯＲＤＳ ＡＮＤ ＣＲＥＡＴＥ ＡＮＯＮＹＭＩＺＥＤ ＲＥＣＯＲＤ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６３２号、
・「ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＨＵＢ ＡＮＤ ＳＴＯＲＡＧＥ ＤＥＶＩＣＥ ＦＯＲ ＳＴＯＲＩＮＧ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ ＡＮＤ ＳＴＡＴＵＳ ＯＦ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥ ＴＯ ＢＥ ＳＨＡＲＥＤ ＷＩＴＨ ＣＬＯＵＤ ＢＡＳＥＤ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６４０号、
・「ＳＥＬＦ ＤＥＳＣＲＩＢＩＮＧ ＤＡＴＡ ＰＡＣＫＥＴＳ ＧＥＮＥＲＡＴＥＤ ＡＴ ＡＮ ＩＳＳＵＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６４５号、
・「ＤＡＴＡ ＰＡＩＲＩＮＧ ＴＯ ＩＮＴＥＲＣＯＮＮＥＣＴ Ａ ＤＥＶＩＣＥ ＭＥＡＳＵＲＥＤ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ ＷＩＴＨ ＡＮ ＯＵＴＣＯＭＥ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６４９号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６５４号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＥＤ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６６３号、
・「ＡＧＧＲＥＧＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＲＥＰＯＲＴＩＮＧ ＯＦ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＤＡＴＡ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６６８号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＳＰＡＴＩＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＴＯ ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ ＤＥＶＩＣＥＳ ＩＮ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＴＨＥＡＴＥＲ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６７１号、
・「ＤＩＳＰＬＡＹ ＯＦ ＡＬＩＧＮＭＥＮＴ ＯＦ ＳＴＡＰＬＥ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＴＯ ＰＲＩＯＲ ＬＩＮＥＡＲ ＳＴＡＰＬＥ ＬＩＮＥ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６８６号、
・「ＳＴＥＲＩＬＥ ＦＩＥＬＤ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＤＩＳＰＬＡＹＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，７００号、
・「ＣＯＭＰＵＴＥＲ ＩＭＰＬＥＭＥＮＴＥＤ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６２９号、
・「ＵＳＥ ＯＦ ＬＡＳＥＲ ＬＩＧＨＴ ＡＮＤ ＲＥＤ−ＧＲＥＥＮ−ＢＬＵＥ ＣＯＬＯＲＡＴＩＯＮ ＴＯ ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ ＯＦ ＢＡＣＫ ＳＣＡＴＴＥＲＥＤ ＬＩＧＨＴ」と題する米国特許出願第１５／９４０，７０４号、
・「ＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＺＡＴＩＯＮ ＯＦ ＴＩＳＳＵＥ ＩＲＲＥＧＵＬＡＲＩＴＩＥＳ ＴＨＲＯＵＧＨ ＴＨＥ ＵＳＥ ＯＦ ＭＯＮＯ−ＣＨＲＯＭＡＴＩＣ ＬＩＧＨＴ ＲＥＦＲＡＣＴＩＶＩＴＹ」と題する米国特許出願第１５／９４０，７２２号、
・「ＤＵＡＬ ＣＭＯＳ ＡＲＲＡＹ ＩＭＡＧＩＮＧ」と題する米国特許出願第１５／９４０，７４２号、
・「ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＲＯＧＲＡＭ ＵＰＤＡＴＥＳ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６３６号、
・「ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＲＯＧＲＡＭ ＵＰＤＡＴＥＳ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６５３号、
・「ＣＬＯＵＤ−ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＣＵＳＴＯＭＩＺＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＲＥＣＯＭＭＥＮＤＡＴＩＯＮＳ ＴＯ Ａ ＵＳＥＲ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６６０号、
・「ＣＬＯＵＤ−ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＬＩＮＫＩＮＧ ＯＦ ＬＯＣＡＬ ＵＳＡＧＥ ＴＲＥＮＤＳ ＷＩＴＨ ＴＨＥ ＲＥＳＯＵＲＣＥ ＡＣＱＵＩＳＩＴＩＯＮ ＢＥＨＡＶＩＯＲＳ ＯＦ ＬＡＲＧＥＲ ＤＡＴＡ ＳＥＴ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６７９号、
・「ＣＬＯＵＤ−ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＭＥＤＩＣＡＬ ＦＡＣＩＬＩＴＹ ＳＥＧＭＥＮＴＥＤ ＩＮＤＩＶＩＤＵＡＬＩＺＡＴＩＯＮ ＯＦ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＦＵＮＣＴＩＯＮ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６９４号、
・「ＣＬＯＵＤ−ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＳＥＣＵＲＩＴＹ ＡＮＤ ＡＵＴＨＥＮＴＩＣＡＴＩＯＮ ＴＲＥＮＤＳ ＡＮＤ ＲＥＡＣＴＩＶＥ ＭＥＡＳＵＲＥＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６３４号、
・「ＤＡＴＡ ＨＡＮＤＬＩＮＧ ＡＮＤ ＰＲＩＯＲＩＴＩＺＡＴＩＯＮ ＩＮ Ａ ＣＬＯＵＤ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＮＥＴＷＯＲＫ」と題する米国特許出願第１５／９４０，７０６号、
・「ＣＬＯＵＤ ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ ＦＯＲ ＣＯＵＰＬＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６７５号、
・「ＤＲＩＶＥ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ−ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６２７号、
・「ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ−ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６３７号、
・「ＣＯＮＴＲＯＬＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ−ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６４２号、
・「ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ ＴＯＯＬ ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ−ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６７６号、
・「ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＲＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ−ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６８０号、
・「ＣＯＯＰＥＲＡＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＡＣＴＩＯＮＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ−ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６８３号、
・「ＤＩＳＰＬＡＹ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ−ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６９０号、及び
・「ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ−ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，７１１号。
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年３月２８日出願の以下の米国仮特許出願を所有する。
・「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＷＩＴＨ ＥＮＣＲＹＰＴＥＤ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」と題する米国特許仮出願第６２／６４９，３０２号、
・「ＤＡＴＡ ＳＴＲＩＰＰＩＮＧ ＭＥＴＨＯＤ ＴＯ ＩＮＴＥＲＲＯＧＡＴＥ ＰＡＴＩＥＮＴ ＲＥＣＯＲＤＳ ＡＮＤ ＣＲＥＡＴＥ ＡＮＯＮＹＭＩＺＥＤ ＲＥＣＯＲＤ」と題する米国特許仮出願第６２／６４９，２９４号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ」と題する米国特許仮出願第６２／６４９，３００号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＳＰＡＴＩＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＴＯ ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ ＤＥＶＩＣＥＳ ＩＮ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＴＨＥＡＴＥＲ」と題する米国特許仮出願第６２／６４９，３０９号、
・「ＣＯＭＰＵＴＥＲ ＩＭＰＬＥＭＥＮＴＥＤ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国特許仮出願第６２／６４９，３１０号、
・「ＵＳＥ ＯＦ ＬＡＳＥＲ ＬＩＧＨＴ ＡＮＤ ＲＥＤ−ＧＲＥＥＮ−ＢＬＵＥ ＣＯＬＯＲＡＴＩＯＮ ＴＯ ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ ＯＦ ＢＡＣＫ ＳＣＡＴＴＥＲＥＤ ＬＩＧＨＴ」と題する米国特許仮出願第６２／６４９，２９１号、
・「ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＲＯＧＲＡＭ ＵＰＤＡＴＥＳ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国特許仮出願第６２／６４９，２９６号、
・「ＣＬＯＵＤ−ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＣＵＳＴＯＭＩＺＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＲＥＣＯＭＭＥＮＤＡＴＩＯＮＳ ＴＯ Ａ ＵＳＥＲ」と題する米国特許仮出願第６２／６４９，３３３号、
・「ＣＬＯＵＤ−ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＳＥＣＵＲＩＴＹ ＡＮＤ ＡＵＴＨＥＮＴＩＣＡＴＩＯＮ ＴＲＥＮＤＳ ＡＮＤ ＲＥＡＣＴＩＶＥ ＭＥＡＳＵＲＥＳ」と題する米国特許仮出願第６２／６４９，３２７号、
・「ＤＡＴＡ ＨＡＮＤＬＩＮＧ ＡＮＤ ＰＲＩＯＲＩＴＩＺＡＴＩＯＮ ＩＮ Ａ ＣＬＯＵＤ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＮＥＴＷＯＲＫ」と題する米国特許仮出願第６２／６４９，３１５号、
・「ＣＬＯＵＤ ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ ＦＯＲ ＣＯＵＰＬＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国特許仮出願第６２／６４９，３１３号、
・「ＤＲＩＶＥ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ−ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許仮出願第６２／６４９，３２０号、
・「ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ ＴＯＯＬ ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ−ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許仮出願第６２／６４９，３０７号、及び
・「ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ−ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許仮出願第６２／６４９，３２３号。
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年３月８日出願の以下の米国仮特許出願を所有する。
・「ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＩＮ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＤＥＶＩＣＥ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＹＳＴＥＭ ＴＨＥＲＥＦＯＲ」と題する米国特許仮出願第６２／６４０，４１７号、及び
・「ＥＳＴＩＭＡＴＩＮＧ ＳＴＡＴＥ ＯＦ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＹＳＴＥＭ ＴＨＥＲＥＦＯＲ」と題する米国仮特許出願第６２／６４０，４１５号。
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１７年１２月２８日出願の以下の米国仮特許出願を所有する。
・「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する米国特許仮出願番号米国特許仮出願第６２／６１１，３４１号、
・「ＣＬＯＵＤ−ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ」と題する米国特許仮出願第６２／６１１，３４０号、及び
・「ＲＯＢＯＴ ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する米国特許仮出願第６２／６１１，３３９号。
外科用装置及び発生器の様々な態様を詳細に説明する前に、例示される実施例は、適用又は用途において、添付の図面及び説明で示される部品の構造及び配置の詳細に限定されないことに留意すべきである。例示的な実施例は、他の態様、変形形態、及び修正で実施されるか、又はそれらに組み込まれてもよく、様々な方法で実施又は実行されてもよい。更に、特に明記しない限り、本明細書で用いられる用語及び表現は、読者の便宜のために例示的な実施例を説明する目的で選択されたものであり、それらを限定するためのものではない。更に、以下に記述される態様、態様の具現、及び／又は実施例のうちの１つ又は２つ以上を、以下に記述される他の態様、態様の具現、及び／又は実施例のうちの任意の１つ又は２つ以上と組み合わせることができるものと理解されたい。
外科用ハブ
図１を参照すると、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム１００は、１つ又は２つ以上の外科システム１０２と、クラウドベースのシステム（例えば、記憶装置１０５に連結されたリモートサーバ１１３を含み得るクラウド１０４）と、を含む。各外科システム１０２は、リモートサーバ１１３を含み得るクラウド１０４と通信する少なくとも１つの外科用ハブ１０６を含む。一実施例では、図１に示すように、外科システム１０２は、互いに、及び／又はハブ１０６と通信するように構成された、可視化システム１０８と、ロボットシステム１１０と、ハンドヘルド式インテリジェント外科用器具１１２と、を含む。いくつかの態様では、外科システム１０２は、Ｍ個のハブ１０６と、Ｎ個の可視化システム１０８と、Ｏ個のロボットシステム１１０と、Ｐ個のハンドヘルド式インテリジェント外科用器具１１２と、を含んでもよく、ここでＭ、Ｎ、Ｏ、及びＰは１以上の整数である。
様々な態様では、図１〜７を参照して本明細書に記載されるインテリジェント器具１１２は、図２３Ａ〜２３Ｂ、２４Ａ〜２４Ｂ、２５Ａ〜２５Ｂ、２６Ａ〜２６Ｅ、２７Ａ〜２７Ｆに記載されるように超音波外科用器具及び組み合わせエネルギー外科用器具７０１２として実装されてもよい。図２３Ａ〜２３Ｂ、２４Ａ〜２４Ｂ、２５Ａ〜２５Ｂ、２６Ａ〜２６Ｅ、２７Ａ〜２７Ｆに記載されるような超音波／組み合わせ外科用器具７０１２などのインテリジェント器具１１２（例えば、装置１ａ〜１ｎ）は、図８を参照して説明されるように、外科用データネットワーク２０１内で動作するように構成される。
図２は、外科手術室１１６内の手術台１１４上に横たわっている患者に対して外科処置を実施するために使用される外科システム１０２の一例を示す。ロボットシステム１１０は、外科処置において外科システム１０２の一部として使用される。ロボットシステム１１０は、外科医のコンソール１１８と、患者側カート１２０（外科用ロボット）と、外科用ロボットハブ１２２と、を含む。患者側カート１２０は、患者の身体の低侵襲切開中に、外科医が外科医のコンソール１１８を介して手術部位を見る間、少なくとも１つの取り外し可能に連結された外科用ツール１１７を操作することができる。手術部位の画像は医療用撮像装置１２４によって得ることができ、医療用撮像装置１２４は撮像装置１２４を配向するために患者側カート１２０によって操作され得る。ロボットハブ１２２は、外科医のコンソール１１８を介して外科医に対するその後の表示のために、手術部位の画像を処理するように使用することができる。
他の種類のロボットシステムを、外科システム１０２と共に使用するために容易に適合させることができる。本開示と共に使用するのに好適なロボットシステム及び外科用ツールの様々な例は、その開示は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１７年１２月２８日出願の「ＲＯＢＯＴ ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する米国特許仮出願第６２／６１１，３３９号に記載されている。
クラウド１０４によって実施され、本開示と共に使用するのに好適なクラウドベース分析の様々な例は、その開示は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１７年１２月２８日出願の「ＣＬＯＵＤ−ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ」と題する米国特許仮出願第６２／６１１，３４０号に記載されている。
様々な態様では、撮像装置１２４は、少なくとも１つの画像センサと１つ又は２つ以上の光学構成要素とを含む。好適な画像センサとしては、電荷結合素子（Charge-Coupled Device、ＣＣＤ）センサ及び相補型金属酸化膜半導体（Complementary Metal-Oxide Semiconductor、ＣＭＯＳ）センサが挙げられるが、これらに限定されない。
撮像装置１２４の光学構成要素は、１つ若しくは２つ以上の照明光源及び／又は１つ若しくは２つ以上のレンズを含んでもよい。１つ又は２つ以上の照明光源は、手術野の部分を照明するように方向付けられてもよい。１つ又は２つ以上の画像センサは、組織及び／又は外科用器具から反射又は屈折された光を含む、手術野から反射又は屈折された光を受信することができる。
１つ又は２つ以上の照明光源は、可視スペクトル及び不可視スペクトル内の電磁エネルギーを放射するように構成され得る。光学スペクトル又は発光スペクトルと称されることもある可視スペクトルは、人間の目に可視である（すなわち、人間の目によって検出することができる）電磁スペクトルの一部分であり、可視光、又は単に光と称されることがある。典型的な人間の目は、空気中の約３８０ｎｍ〜約７５０ｎｍの波長に反応する。
不可視スペクトル（すなわち、非発光スペクトル）は、可視スペクトルの下方及び上方に位置する電磁スペクトルの一部分である（すなわち、約３８０ｎｍ未満及び約７５０ｎｍ超の波長）。不可視スペクトルは、人間の目で検出可能ではない。約７５０ｎｍを超える波長は、赤色可視スペクトルよりも長く、これらは不可視赤外線（infrared、ＩＲ）、マイクロ波、及び無線電磁放射線になる。約３８０ｎｍ未満の波長は、紫色スペクトルよりも短く、これらは不可視紫外線、Ｘ線、及びガンマ線電磁放射線になる。
様々な態様では、撮像装置１２４は、低侵襲性手術で使用するように構成されている。本開示と共に使用するのに好適な撮像装置の例としては、関節鏡、血管鏡、気管支鏡、胆道鏡、結腸鏡、サイトスコープ（cytoscope）、十二指腸鏡、腸鏡、食道胃十二指腸鏡（胃鏡）、内視鏡、喉頭鏡、鼻咽喉−腎盂鏡（nasopharyngo-neproscope）、Ｓ状結腸鏡、胸腔鏡、及び尿管鏡が挙げられるが、これらに限定されない。
一態様では、撮像装置は、トポグラフィーと下層構造とを区別するためにマルチスペクトルモニタリングを用いる。マルチスペクトル画像は、電磁スペクトルにわたって特定の波長範囲内の画像データを取り込むものである。波長は、フィルタによって、又は可視光範囲を超える周波数、例えば、ＩＲ及び紫外光を含む特定の波長からの光に感受性の器具を使用することによって分離することができる。スペクトル撮像法は、人間の目がその赤色、緑色、及び青色の受容体で取り込むことのできない追加情報の抽出を可能にすることができる。マルチスペクトル撮像法の使用は、その開示は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる２０１７年１２月２８日出願の「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する米国特許仮出願第６２／６１１，３４１号の「Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｉｍａｇｉｎｇ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｄｕｌｅ」の項で詳細に説明されている。マルチスペクトルモニタリングは、１つの手術作業が完了した後に、処置された組織上で上述の試験の１つ又は２つ以上を実施するために手術野を再配置するのに有用なツールであり得る。
いかなる外科手術においても手術室及び外科用機器の厳格な滅菌が必要であることは自明である。「手術現場（surgical theater）」、すなわち手術室又は処置室に必要とされる厳格な衛生及び滅菌条件は、全ての医療装置及び機器の最大級の滅菌性を必要とする。その滅菌プロセスの一部は、撮像装置１２４並びにその付属品及び構成要素を含む、患者と接触する、又は滅菌野に侵入するあらゆるものを滅菌する必要性である。滅菌野は、トレイ内又は滅菌タオル上などの、微生物を含まないと見なされる特定の領域と見なされ得ること、又は滅菌野は、外科処置のために準備された患者のすぐ周囲の領域と見なされ得ることが理解されよう。滅菌野は、適切な衣類を着用した洗浄済みのチーム構成員、並びにその領域内の全ての備品及び固定具を含み得る。
様々な態様では、可視化システム１０８は、図２に示されるように、滅菌野に対して戦略的に配置される１つ又は２つ以上の撮像センサと、１つ又は２つ以上の画像処理ユニットと、１つ又は２つ以上のストレージアレイと、１つ又は２つ以上のディスプレイと、を含む。一態様では、可視化システム１０８は、ＨＬ７、ＰＡＣＳ、及びＥＭＲのインターフェースを含む。可視化システム１０８の様々な構成要素については、その開示は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる２０１７年１２月２８日出願の「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する米国特許仮出願第６２／６１１，３４１号の「Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｉｍａｇｉｎｇ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｄｕｌｅ」の項で説明されている。
図２に示すように、一次ディスプレイ１１９は、手術台１１４の操作者に可視であるように、滅菌野内に配置される。加えて、可視化タワー１１１は、滅菌野の外に位置付けられる。可視化タワー１１１は、互いに離れる方に面する第１の非滅菌ディスプレイ１０７及び第２の非滅菌ディスプレイ１０９を含む。ハブ１０６によって誘導される可視化システム１０８は、ディスプレイ１０７、１０９、及び１１９を利用して、滅菌野の内側及び外部の操作者に対する情報フローを調整するように構成されている。例えば、ハブ１０６は、可視化システム１０８に、一次ディスプレイ１１９上の手術部位のライブ映像を維持させながら、撮像装置１２４によって記録される手術部位のスナップショットを非滅菌ディスプレイ１０７又は１０９上に表示させることができる。非滅菌ディスプレイ１０７又は１０９上のスナップショットは、例えば、非滅菌操作者が外科処置に関連する診断工程を実施することを可能にすることができる。
一態様では、ハブ１０６は、滅菌野内で、可視化タワー１１１に位置する非滅菌操作者によって入力された診断入力又はフィードバックを滅菌領域内の一次ディスプレイ１１９に送り、これを手術台の滅菌操作者が見ることができるようにも構成される。一実施例では、入力は、ハブ１０６によって一次ディスプレイ１１９に送ることのできる、非滅菌ディスプレイ１０７又は１０９上に表示されるスナップショットに対する修正の形態であってもよい。
図２を参照すると、外科用器具１１２は、外科処置において外科システム１０２の一部として使用されている。ハブ１０６はまた、外科用器具１１２のディスプレイへの情報フローを調整するようにも構成されている。例えば、座標情報のフローは、その開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する２０１７年１２月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６１１，３４１号で更に説明されている。可視化タワー１１１で非滅菌操作者によって入力される診断入力又はフィードバックは、滅菌野内でハブ１０６によって外科用器具ディスプレイ１１５に送られてもよく、ここで診断入力又はフィードバックは外科用器具１１２の操作者によって見られてもよい。外科システム１０２と共に使用するのに好適である例示的な外科用器具の例は、例えば、その開示は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、「Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｈａｒｄｗａｒｅ」の項目、「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する２０１７年１２月２８日出願の米国特許仮出願第６２／６１１，３４１号で説明されている。
ここで図３を参照すると、ハブ１０６が、可視化システム１０８、ロボットシステム１１０、及びハンドヘルド式インテリジェント外科用器具１１２と通信している状態で示されている。ハブ１０６は、ハブディスプレイ１３５、撮像モジュール１３８、発生器モジュール１４０（単極発生器１４２、双極発生器１４４、及び／又は超音波発生器１４３を含むことができる）、通信モジュール１３０、プロセッサモジュール１３２、及びストレージアレイ１３４を含む。特定の態様では、図３に示すように、ハブ１０６は、排煙モジュール１２６、吸引／灌注モジュール１２８、及び／又はＯＲマッピングモジュール１３３を更に含む。
外科処置中、封止及び／又は切断のため組織へのエネルギー印加は、一般に、排煙、過剰な流体の吸引、及び／又は組織の灌注を伴う。異なる供給源からの流体、電力、及び／又はデータラインは、外科処置中に絡まり合うことが多い。外科処置中にこの問題に対処することで貴重な時間が失われる場合がある。ラインの絡まりをほどくには、それらの対応するモジュールからラインを抜くことが必要となる場合があり、そのためにはモジュールをリセットすることが必要となる場合がある。ハブのモジュール式筐体１３６は、電力、データ、及び流体ラインを管理するための統一環境を提供し、このようなライン間の絡まりの頻度を低減させる。
本開示の態様は、手術部位における組織へのエネルギー印加を伴う外科処置において使用するための外科用ハブを提示する。外科用ハブは、ハブ筐体と、ハブ筐体のドッキングステーション内に摺動可能に受容可能な組み合わせ発生器モジュールと、を含む。ドッキングステーションはデータ及び電力接点を含む。組み合わせ発生器モジュールは、単一ユニット内に収容された、超音波エネルギー発生器構成要素、双極ＲＦエネルギー発生器構成要素、及び単極ＲＦエネルギー発生器構成要素のうちの２つ又は３つ以上を含む。一態様では、組み合わせ発生器モジュールは、更に、排煙構成要素と、組み合わせ発生器モジュールを外科用器具に接続するための少なくとも１つのエネルギー供給ケーブルと、組織への治療エネルギーの印加によって発生した煙、流体、及び／又は微粒子を排出するように構成された少なくとも１つの排煙構成要素と、遠隔手術部位から排煙構成要素まで延在する流体ラインと、を含む。
一態様では、流体ラインは第１の流体ラインであり、第２の流体ラインは、遠隔手術部位から、ハブ筐体内に摺動可能に受容される吸引及び灌注モジュールまで延在する。一態様では、ハブ筐体は、流体インターフェースを備える。
特定の外科処置は、１つ超のエネルギーの種類を組織に印加することを必要とする場合がある。１つのエネルギーの種類は、組織を切断するのにより有益であり得るが、別の異なるエネルギーの種類は、組織を封止するのにより有益であり得る。例えば、双極発生器は、組織を封止するために使用することができ、一方で、超音波発生器は、封止された組織を切断するために使用することができる。本開示の態様は、ハブのモジュール式筐体１３６が異なる発生器を収容して、これらの間の双方向通信を促進するように構成される解決法を提示する。ハブのモジュール式筐体１３６の利点の１つは、様々なモジュールの迅速な取り外し及び／又は交換を可能にすることである。
本開示の態様は、組織へのエネルギー印加を伴う外科処置で使用するためのモジュール式外科用筐体を提示する。モジュール式外科用筐体は、組織に印加するための第１のエネルギーを生成させるように構成された第１のエネルギー発生器モジュールと、第１のデータ及び電力接点を含む第１のドッキングポートを備える第１のドッキングステーションと、を含み、第１のエネルギー発生器モジュールは、電力及びデータ接点と電気係合するように摺動可能に移動可能であり、また第１のエネルギー発生器モジュールは、第１の電力及びデータ接点との電気係合から外れるように摺動可能に移動可能である。
上記に加えて、モジュール式外科用筐体は、第１のエネルギーとは異なる、組織に印加するための第２のエネルギーを生成するように構成された第２のエネルギー発生器モジュールと、第２のデータ及び電力接点を含む第２のドッキングポートを備える第２のドッキングステーションと、を更に含み、第２のエネルギー発生器モジュールは、電力及びデータ接点と電気係合するように摺動可能に移動可能であり、また第２のエネルギー発生器モジュールは、第２の電力及びデータ接点との電気係合から外れるように摺動可能に移動可能である。
更に、モジュール式外科用筐体は、第１のエネルギー発生器モジュールと第２のエネルギー発生器モジュールとの間の通信を容易にするように構成された、第１のドッキングポートと第２のドッキングポートとの間の通信バスを更に含む。
図３〜図７を参照すると、発生器モジュール１４０と、排煙モジュール１２６と、吸引／灌注モジュール１２８と、のモジュール式統合を可能にするハブのモジュール式筐体１３６に関する本開示の態様が提示される。ハブのモジュール式筐体１３６は、モジュール１４０、１２６、１２８間の双方向通信を更に促進する。図５に示すように、発生器モジュール１４０は、ハブのモジュール式筐体１３６に摺動可能に挿入可能な単一のハウジングユニット１３９内に支持される、統合された単極、双極、及び超音波構成要素を備える発生器モジュールであってもよい。図５に示すように、発生器モジュール１４０は、単極装置１４６、双極装置１４７、及び超音波装置１４８に接続するように構成され得る。代替的に、発生器モジュール１４０は、ハブのモジュール式筐体１３６を介して相互作用する一連の単極、双極、及び／又は超音波発生器モジュールを備えてもよい。ハブのモジュール式筐体１３６は、複数の発生器が単一の発生器として機能するように、複数の発生器の挿入と、ハブのモジュール式筐体１３６にドッキングされた発生器間の双方向通信と、を促進するように構成されてもよい。
一態様では、ハブのモジュール式筐体１３６は、モジュール１４０、１２６、１２８の取り外し可能な取り付け及びそれらの間の双方向通信を可能にするために、外部及び無線通信ヘッダを備えるモジュール式電力及び通信バックプレーン１４９を備える。
一態様では、ハブのモジュール式筐体１３６は、モジュール１４０、１２６、１２８を摺動可能に受容するように構成された、本明細書ではドロアーとも称されるドッキングステーション又はドロアー１５１を含む。図４は、外科用ハブ筐体１３６、及び外科用ハブ筐体１３６のドッキングステーション１５１に摺動可能に受容可能な組み合わせ発生器モジュール１４５の部分斜視図を示す。組み合わせ発生器モジュール１４５の後側に電力及びデータ接点を有するドッキングポート１５２は、組み合わせ発生器モジュール１４５がハブのモジュール式筐体１３６の対応するドッキングステーション１５１内の位置へと摺動されると、対応するドッキングポート１５０をハブのモジュール式筐体１３６の対応するドッキングステーション１５１の電力及びデータ接点と係合するように構成される。一態様では、組み合わせ発生器モジュール１４５は、図５に示すように、双極、超音波、及び単極モジュールと、単一のハウジングユニット１３９と共に一体化された排煙モジュールと、を含む。
様々な態様では、排煙モジュール１２６は、捕捉／回収された煙及び／又は流体を手術部位から遠ざけて、例えば、排煙モジュール１２６へと搬送する流体ライン１５４を含む。排煙モジュール１２６から発生する真空吸引は、煙を手術部位のユーティリティ導管の開口部に引き込むことができる。流体ラインに連結されたユーティリティ導管は、排煙モジュール１２６で終端する可撓管の形態であってもよい。ユーティリティ導管及び流体ラインは、ハブ筐体１３６内に受容される排煙モジュール１２６に向かって延在する流体経路を画定する。
様々な態様では、吸引／灌注モジュール１２８は、吸い込み（aspiration）流体ライン及び吸引（suction）流体ラインを含む外科用ツールに連結される。一実施例では、吸い込み及び吸引流体ラインは、手術部位から吸引／灌注モジュール１２８に向かって延在する可撓管の形態である。１つ又は２つ以上の駆動システムは、手術部位への、及び手術部位からの流体の灌注及び吸い込みを引き起こすように構成され得る。
一態様では、外科用ツールは、その遠位端にエンドエフェクタを有するシャフトと、エンドエフェクタに関連付けられた少なくとも１つのエネルギー処置部と、吸い込み管と、灌注管と、を含む。吸い込み管は、その遠位端に入口ポートを有することができ、吸い込み管はシャフトを通って延在する。同様に、灌注管はシャフトを通って延在することができ、かつ、エネルギー送達器具に近接した入口ポートを有することができる。エネルギー送達器具は、超音波及び／又はＲＦエネルギーを手術部位に送達するように構成され、最初にシャフトを通って延在するケーブルによって発生器モジュール１４０に連結される。
灌注管は流体源と流体連通することができ、吸い込み管は真空源と流体連通することができる。流体源及び／又は真空源は、吸引／灌注モジュール１２８内に収容され得る。一実施例では、流体源及び／又は真空源は、吸引／灌注モジュール１２８とは別にハブ筐体１３６内に収容され得る。このような実施例では、流体インターフェースは、吸引／灌注モジュール１２８を流体源及び／又は真空源に接続するように構成され得る。
一態様では、モジュール１４０、１２６、１２８及び／又はハブのモジュール式筐体１３６上のそれらの対応するドッキングステーションは、モジュールのドッキングポートを位置合わせして、ハブのモジュール式筐体１３６のドッキングステーション内でこれらの対応部品と係合させるように構成された位置合わせ機能を含み得る。例えば、図４に示すように、組み合わせ発生器モジュール１４５は、ハブのモジュール式筐体１３６の対応するドッキングステーション１５１の対応するブラケット１５６と摺動可能に係合するように構成された側部ブラケット１５５を含む。ブラケットは協働して、組み合わせ発生器モジュール１４５のドッキングポート接点をハブのモジュール式筐体１３６のドッキングポート接点と電気係合させるように誘導する。
いくつかの態様では、ハブのモジュール式筐体１３６のドロアー１５１はサイズが同じ又は実質的に同じであり、モジュールはドロアー１５１内に受容されるサイズに調整される。例えば、側部ブラケット１５５及び／又は１５６は、モジュールのサイズに応じてより大きくなっても小さくなってもよい。他の態様では、ドロアー１５１はサイズが異なり、特定のモジュールを収容するように各々設計される。
更に、適合しない接点を備えるドロアーにモジュールを挿入することを避けるために、特定のモジュールの接点を、特定のドロアーの接点と係合するように鍵付きにしてもよい。
図４に示されるように、１つのドロアー１５１のドッキングポート１５０は、通信リンク１５７を介して別のドロアー１５１のドッキングポート１５０に連結されて、ハブのモジュール式筐体１３６内に収容されたモジュール間の双方向通信を容易にすることができる。代替的に又は更に、ハブのモジュール式筐体１３６のドッキングポート１５０は、ハブのモジュール式筐体１３６内に収容されたモジュール間の無線双方向通信を容易にしてもよい。例えば、Ａｉｒ Ｔｉｔａｎ−Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなどの任意の好適な無線通信を用いてもよい。
図６は、外科用ハブ２０６の複数のモジュールを受容するように構成された横方向モジュール式ハウジング１６０の複数の横方向ドッキングポートの個々の電力バスアタッチメントを示す。横方向モジュール式ハウジング１６０は、モジュール１６１を横方向に受容して相互接続するように構成される。モジュール１６１は、モジュール１６１を相互接続するためのバックプレーンを含む横方向モジュール式ハウジング１６０のドッキングステーション１６２内に摺動可能に挿入される。図６に示すように、モジュール１６１は、横方向モジュール式ハウジング１６０内で横方向に配置される。代替的に、モジュール１６１は、横方向モジュール式ハウジング内で垂直方向に配置されてもよい。
図７は、外科用ハブ１０６の複数のモジュール１６５を受容するように構成された垂直モジュール式ハウジング１６４を示す。モジュール１６５は、モジュール１６５を相互接続するためのバックプレーンを含む垂直モジュール式ハウジング１６４のドッキングステーション又はドロアー１６７内に摺動可能に挿入される。垂直モジュール式ハウジング１６４のドロアー１６７は垂直方向に配置されているが、特定の場合では、垂直モジュール式ハウジング１６４は、横方向に配置されたドロアーを含んでもよい。更に、モジュール１６５は、垂直モジュール式ハウジング１６４のドッキングポートを介して互いに相互作用し得る。図７の実施例では、モジュール１６５の動作に関連するデータを表示するためのディスプレイ１７７が提供される。加えて、垂直モジュール式ハウジング１６４は、マスタモジュール１７８内に摺動可能に受容される複数のサブモジュールを収容するマスタモジュール１７８を含む。
様々な態様では、撮像モジュール１３８は、内蔵型のビデオプロセッサ及びモジュール式光源を備え、様々な撮像装置と共に使用するように適合されている。一態様では、撮像装置は、光源モジュール及びカメラモジュールと共に組み立てることが可能なモジュール式ハウジングで構成される。ハウジングは、使い捨て式ハウジングであってもよい。少なくとも１つの実施例では、使い捨て式ハウジングは、再利用可能なコントローラ、光源モジュール、及びカメラモジュールと取り外し可能に連結される。光源モジュール及び／又はカメラモジュールは、外科処置の種類に応じて選択的に選択することができる。一態様では、カメラモジュールはＣＣＤセンサを含む。別の態様では、カメラモジュールはＣＭＯＳセンサを含む。別の態様では、カメラモジュールはスキャンされたビームの撮像用に構成される。同様に、光源モジュールは、外科処置に応じて白色光又は異なる光を送達するように構成することができる。
外科処置中に、手術野から外科用装置を除去して異なるカメラ又は異なる光源を含む別の外科用装置と交換することは非効率的であり得る。手術野の視野を一時的に喪失することは、望ましくない結果をもたらし得る。本開示のモジュール撮像装置は、手術野から撮像装置を除去する必要なく、外科処置中に光源モジュール又はカメラモジュール中間体（midstream）の交換を可能にするように構成される。
一態様では、撮像装置は、複数のチャネルを含む管状ハウジングを備える。第１のチャネルは、第１のチャネルとスナップ嵌め係合するように構成され得るカメラモジュールを摺動可能に受容するように構成されている。第２のチャネルは、第２のチャネルとスナップ嵌め係合するように構成され得る光源モジュールを摺動可能に受容するように構成されている。別の実施例では、カメラモジュール及び／又は光源モジュールは、これらの対応するチャネル内の最終位置へと回転させることができる。スナップ嵌め係合の代わりにねじ係合が採用されてもよい。
様々な実施例で、複数の撮像装置が、複数の視野を提供するために手術野内の様々な位置に位置決めされる。撮像モジュール１３８は、最適な視野を提供するために撮像装置間を切り替えるように構成することができる。様々な態様では、撮像モジュール１３８は、異なる撮像装置からの画像を統合するように構成することができる。
本開示と共に使用するのに好適な様々な画像プロセッサ及び撮像装置は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる「ＣＯＭＢＩＮＥＤ ＳＢＩ ＡＮＤ ＣＯＮＶＥＮＴＩＯＮＡＬ ＩＭＡＧＥ ＰＲＯＣＥＳＳＯＲ」と題する２０１１年８月９日発行の米国特許第７，９９５，０４５号に記載されている。更に、その全体が参照により本明細書に組み込まれる「ＳＢＩ ＭＯＴＩＯＮ ＡＲＴＩＦＡＣＴ ＲＥＭＯＶＡＬ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ」と題する２０１１年７月１９日発行の米国特許第７，９８２，７７６号は、画像データからモーションアーチファクトを除去するための様々なシステムについて記載している。こうしたシステムは、撮像モジュール１３８と一体化され得る。更に、「ＣＯＮＴＲＯＬＬＡＢＬＥ ＭＡＧＮＥＴＩＣ ＳＯＵＲＣＥ ＴＯ ＦＩＸＴＵＲＥ ＩＮＴＲＡＣＯＲＰＯＲＥＡＬ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ」と題する２０１１年１２月１５日公開の米国特許出願公開第２０１１／０３０６８４０号、及び「ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＰＥＲＦＯＲＭＩＮＧ Ａ ＭＩＮＩＭＡＬＬＹ ＩＮＶＡＳＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＲＯＣＥＤＵＲＥ」と題する２０１４年８月２８日公開の米国特許出願公開第２０１４／０２４３５９７号は、その各々は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
図８は、医療施設の１つ又は２つ以上の手術室、又は外科処置のための専門設備を備えた医療施設内の任意の部屋に配置されたモジュール式装置をクラウドベースのシステム（例えば記憶装置２０５に連結されたリモートサーバ２１３を含み得るクラウド２０４）に接続するように構成されたモジュール式通信ハブ２０３を備える外科用データネットワーク２０１を示す。一態様では、モジュール式通信ハブ２０３は、ネットワークルータと通信するネットワークハブ２０７及び／又はネットワークスイッチ２０９を備える。モジュール式通信ハブ２０３は更に、ローカルコンピュータ処理及びデータ操作を提供するために、ローカルコンピュータシステム２１０に連結することができる。外科用データネットワーク２０１は、受動的、インテリジェント、又は切り替え式として構成されてもよい。受動的外科用データネットワークはデータの導管として機能し、データが１つの装置（又はセグメント）から別の装置に、及びクラウドコンピューティングリソースに行くことを可能にする。インテリジェントな外科用データネットワークは、トラフィックが監視対象の外科用データネットワークを通過することを可能にし、ネットワークハブ２０７又はネットワークスイッチ２０９内の各ポートを構成する追加の機能を含む。インテリジェントな外科用データネットワークは、管理可能なハブ又はスイッチと称され得る。スイッチングハブは、各パケットの宛先アドレスを読み取り、次いでパケットを正しいポートに転送する。
手術室に配置されたモジュール式装置１ａ〜１ｎは、モジュール式通信ハブ２０３に連結されてもよい。ネットワークハブ２０７及び／又はネットワークスイッチ２０９は、ネットワークルータ２１１に連結されて、装置１ａ〜１ｎをクラウド２０４又はローカルコンピュータシステム２１０に接続することができる。装置１ａ〜１ｎに関連付けられたデータは、遠隔データ処理及び操作のためにルータを介してクラウドベースのコンピュータに転送されてもよい。装置１ａ〜１ｎに関連付けられたデータはまた、ローカルでのデータ処理及び操作のためにローカルコンピュータシステム２１０に転送されてもよい。同じ手術室に位置するモジュール式装置２ａ〜２ｍもまた、ネットワークスイッチ２０９に連結されてもよい。ネットワークスイッチ２０９は、ネットワークハブ２０７及び／又はネットワークルータ２１１に連結されて、装置２ａ〜２ｍをクラウド２０４に接続することができる。装置２ａ〜２ｎに関連付けられたデータは、データ処理及び操作のためにネットワークルータ２１１を介してクラウド２０４に転送されてもよい。装置２ａ〜２ｍに関連付けられたデータはまた、ローカルでのデータ処理及び操作のためにローカルコンピュータシステム２１０に転送されてもよい。
複数のネットワークハブ２０７及び／又は複数のネットワークスイッチ２０９を複数のネットワークルータ２１１と相互接続することによって、外科用データネットワーク２０１が拡張され得ることが理解されるであろう。モジュール式通信ハブ２０３は、複数の装置１ａ〜１ｎ／２ａ〜２ｍを受容するように構成されたモジュール式制御タワー内に収容され得る。ローカルコンピュータシステム２１０もまた、モジュール式制御タワーに収容されてもよい。モジュール式通信ハブ２０３は、ディスプレイ２１２に接続されて、例えば外科処置中に、装置１ａ〜１ｎ／２ａ〜２ｍのうちのいくつかによって取得された画像を表示する。様々な態様では、装置１ａ〜１ｎ／２ａ〜２ｍとしては、外科用データネットワーク２０１のモジュール式通信ハブ２０３に接続され得るモジュール式装置の中でもとりわけ、例えば、内視鏡に連結された撮像モジュール１３８、エネルギーベースの外科用装置に連結された発生器モジュール１４０、排煙モジュール１２６、吸引／灌注モジュール１２８、通信モジュール１３０、プロセッサモジュール１３２、ストレージアレイ１３４、ディスプレイに連結された外科用装置、及び／又は非接触センサモジュールなどの様々なモジュールが挙げられ得る。
一態様では、外科用データネットワーク２０１は、装置１ａ〜１ｎ／２ａ〜２ｍをクラウドに接続する、ネットワークハブ（複数可）、ネットワークスイッチ（複数可）、及びネットワークルータ（複数可）との組み合わせを含んでもよい。ネットワークハブ又はネットワークスイッチに連結された装置１ａ〜１ｎ／２ａ〜２ｍのいずれか１つ又は全ては、リアルタイムでデータを収集し、データ処理及び操作のためにデータをクラウドコンピュータに転送することができる。クラウドコンピューティングは、ソフトウェアアプリケーションを取り扱うために、ローカルサーバ又はパーソナル装置を有するのではなく、共有コンピューティングリソースに依存することは理解されるであろう。「クラウド」という用語は、「インターネット」の隠喩として使用され得るが、この用語は、そのように限定はされない。したがって、「クラウドコンピューティング」という用語は、本明細書では「インターネットベースのコンピューティングの一種」を指すために使用することができ、この場合、サーバ、記憶装置、及びアプリケーションなどの様々なサービスは、手術現場（例えば、固定式、移動式、一時的、又は現場の手術室又は空間）に位置するモジュール式通信ハブ２０３及び／又はコンピュータシステム２１０に、かつインターネットを介してモジュール式通信ハブ２０３及び／又はコンピュータシステム２１０に接続された装置に送達される。クラウドインフラストラクチャは、クラウドサービスプロバイダによって維持され得る。この文脈において、クラウドサービスプロバイダは、１つ又は２つ以上の手術室内に位置する装置１ａ〜１ｎ／２ａ〜２ｍの使用及び制御を調整するエンティティであり得る。クラウドコンピューティングサービスは、スマート外科用器具、ロボット、及び手術室内に位置する他のコンピュータ化装置によって収集されたデータに基づいて、多数の計算を実行することができる。ハブハードウェアは、複数の装置又は接続部がクラウドコンピューティングリソース及び記憶装置と通信するコンピュータに接続することを可能にする。
装置１ａ〜１ｎ／２ａ〜２ｍによって収集されたデータにクラウドコンピュータデータ処理技術を適用することで、外科用データネットワークは、外科的成果の改善、コスト低減、及び患者満足度の改善を提供する。組織の封止及び切断処置後に、組織の状態を観察して封止された組織の漏出又は灌流を評価するために、装置１ａ〜１ｎ／２ａ〜２ｍのうちの少なくともいくつかを用いることができる。クラウドベースのコンピューティングを使用して、身体組織の試料の画像を含むデータを診断目的で検査して疾患の影響などの病状を特定するために、装置１ａ〜１ｎ／２ａ〜２ｍのうちの少なくともいくつかを用いることができる。これは、組織及び表現型の位置特定及びマージン確認を含む。撮像装置と一体化された様々なセンサ、及び複数の撮像装置によってキャプチャされた画像をオーバーレイするなどの技術を使用して、身体の解剖学的構造を特定するために、装置１ａ〜１ｎ／２ａ〜２ｍのうちの少なくともいくつかを用いることができる。画像データを含む、装置１ａ〜１ｎ／２ａ〜２ｍによって収集されたデータは、画像処理及び操作を含むデータ処理及び操作のために、クラウド２０４若しくはローカルコンピュータシステム２１０又はその両方に転送されてもよい。データは、組織特異的部位及び状態に対する内視鏡的介入、新興技術、標的化放射線、標的化介入、及び精密ロボットの適用などの更なる治療を遂行できるかを判定することによって、外科処置の結果を改善するために分析することができる。こうしたデータ分析は、予後分析処理を更に採用してもよく、標準化されたアプローチを使用することは、外科治療及び外科医の挙動を確認するか、又は外科治療及び外科医の挙動に対する修正を提案するかのいずれかのために有益なフィードバックを提供することができる。
一実装態様では、手術室装置１ａ〜１ｎは、ネットワークハブに対する装置１ａ〜１ｎの構成に応じて、有線チャネル又は無線チャネルを介してモジュール式通信ハブ２０３に接続されてもよい。ネットワークハブ２０７は、一態様では、開放型システム間相互接続（Open System Interconnection、ＯＳＩ）モデルの物理層上で機能するローカルネットワークブロードキャスト装置として実装されてもよい。ネットワークハブは、同じ手術室ネットワーク内に位置する装置１ａ〜１ｎに接続性を提供する。ネットワークハブ２０７は、パケット形態のデータを収集し、それらを半二重モードでルータに送信する。ネットワークハブ２０７は、装置データを転送するための任意の媒体アクセス制御／インターネットプロトコル（media access control/Internet Protocol、ＭＡＣ／ＩＰ）は記憶しない。装置１ａ〜１ｎのうちの１つのみが、ネットワークハブ２０７を介して一度にデータを送信することができる。ネットワークハブ２０７は、情報の送信先に関する経路選択テーブル又はインテリジェンスを有さず、全てのネットワークデータを各コネクション全体、及びクラウド２０４上のリモートサーバ２１３（図９）にブロードキャストする。ネットワークハブ２０７は、コリジョンなどの基本的なネットワークエラーを検出することができるが、全ての情報を複数のポートにブロードキャストすることは、セキュリティリスクとなりボトルネックを引き起こすおそれがある。
別の実装形態では、手術室装置２ａ〜２ｍは、有線チャネル又は無線チャネルを介してネットワークスイッチ２０９に接続されてもよい。ネットワークスイッチ２０９は、ＯＳＩモデルのデータリンク層内で機能する。ネットワークスイッチ２０９は、同じ手術室内に位置する装置２ａ〜２ｍをネットワークに接続するためのマルチキャスト装置である。ネットワークスイッチ２０９は、フレームの形態のデータをネットワークルータ２１１に送信し、全二重モードで機能する。複数の装置２ａ〜２ｍは、ネットワークスイッチ２０９を介して同時にデータを送信することができる。ネットワークスイッチ２０９は、データを転送するために装置２ａ〜２ｍのＭＡＣアドレスを記憶かつ使用する。
ネットワークハブ２０７及び／又はネットワークスイッチ２０９は、クラウド２０４に接続するためにネットワークルータ２１１に連結される。ネットワークルータ２１１は、ＯＳＩモデルのネットワーク層内で機能する。ネットワークルータ２１１は、装置１ａ〜１ｎ／２ａ〜２ｍのいずれか１つ又は全てによって収集されたデータを更に処理及び操作するために、ネットワークハブ２０７及び／又はネットワークスイッチ２１１から受信したデータパケットをクラウドベースのコンピュータリソースに送信するための経路を作成する。ネットワークルータ２１１は、例えば、同じ医療施設の異なる手術室、又は異なる医療施設の異なる手術室に位置する異なるネットワークなどの、異なる位置に位置する２つ又は３つ以上の異なるネットワークを接続するために用いられてもよい。ネットワークルータ２１１は、パケット形態のデータをクラウド２０４に送信し、全二重モードで機能する。複数の装置が同時にデータを送信することができる。ネットワークルータ２１１は、データを転送するためにＩＰアドレスを使用する。
一実施例では、ネットワークハブ２０７は、複数のＵＳＢ装置をホストコンピュータに接続することを可能にするＵＳＢハブとして実装されてもよい。ＵＳＢハブは、装置をホストシステムコンピュータに接続するために利用可能なポートが多くなるように、単一のＵＳＢポートをいくつかの階層に拡張することができる。ネットワークハブ２０７は、有線チャネル又は無線チャネルを介して情報を受信するための有線又は無線能力を含むことができる。一態様では、無線ＵＳＢ短距離高帯域無線通信プロトコルが、手術室内に位置する装置１ａ〜１ｎと装置２ａ〜２ｍとの間の通信のために使用されてもよい。
他の実施例では、手術室装置１ａ〜１ｎ／２ａ〜２ｍは、固定及びモバイル装置から短距離にわたってデータを交換し（２．４〜２．４８５ＧＨｚのＩＳＭ帯域における短波長ＵＨＦ電波を使用して）、かつパーソナルエリアネットワーク（personal area network、ＰＡＮ）を構築するために、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ無線技術規格を介してモジュール式通信ハブ２０３と通信することができる。他の態様では、手術室装置１ａ〜１ｎ／２ａ〜２ｍは、Ｗｉ−Ｆｉ（ＩＥＥＥ８０２．１１ファミリー）、ＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ８０２．１６ファミリー）、ＩＥＥＥ８０２．２０、ロング・ターム・エボリューション（long-term evolution、ＬＴＥ）、並びにＥｖ−ＤＯ、ＨＳＰＡ＋、ＨＳＤＰＡ＋、ＨＳＵＰＡ＋、ＥＤＧＥ、ＧＳＭ、ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＤＥＣＴ、及びこれらのイーサネット派生物、のみならず３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ、及びそれ以降と指定される任意の他の無線及び有線プロトコルが挙げられるがこれらに限定されない数多くの無線又は有線通信規格又はプロトコルを介してモジュール式通信ハブ２０３と通信することができる。コンピューティングモジュールは、複数の通信モジュールを含んでもよい。例えば、第１の通信モジュールは、Ｗｉ−Ｆｉ及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどの短距離無線通信専用であってもよく、第２の通信モジュールは、ＧＰＳ、ＥＤＧＥ、ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ、ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥ、Ｅｖ−ＤＯなどの長距離無線通信専用であってもよい。
モジュール式通信ハブ２０３は、手術室装置１ａ〜１ｎ／２ａ〜２ｍの１つ又は全ての中央接続部として機能することができ、フレームとして知られるデータ型を取り扱う。フレームは、装置１ａ〜１ｎ／２ａ〜２ｍによって生成されたデータを搬送する。フレームがモジュール式通信ハブ２０３によって受信されると、フレームは増幅されてネットワークルータ２１１へ送信され、ネットワークルータ２１１は本明細書に記載される数多くの無線又は有線通信規格又はプロトコルを使用することによってこのデータをクラウドコンピューティングリソースに転送する。
モジュール式通信ハブ２０３は、スタンドアロンの装置として使用されてもよく、又はより大きなネットワークを形成するために互換性のあるネットワークハブ及びネットワークスイッチに接続されてもよい。モジュール式通信ハブ２０３は、一般に据え付け、構成、及び維持が容易であるため、モジュール式通信ハブ２０３は手術室装置１ａ〜１ｎ／２ａ〜２ｍをネットワーク接続するための良好な選択肢となる。
図９は、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム２００を示す。コンピュータ実装インタラクティブ外科システム２００は、多くの点で、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム１００と類似している。例えば、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム２００は、多くの点で外科システム１０２と類似する１つ又は２つ以上の外科システム２０２を含む。各外科システム２０２は、リモートサーバ２１３を含み得るクラウド２０４と通信する少なくとも１つの外科用ハブ２０６を含む。一態様では、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム２００は、例えば、インテリジェント外科用器具、ロボット、及び手術室内に位置する他のコンピュータ化装置などの複数の手術室装置に接続されたモジュール式制御タワー２３６を備える。図１０に示されるように、モジュール式制御タワー２３６は、コンピュータシステム２１０に連結されたモジュール式通信ハブ２０３を備える。図９の実施例に例示するように、モジュール式制御タワー２３６は、内視鏡２３９に連結された撮像モジュール２３８、エネルギー装置２４１に連結された発生器モジュール２４０、排煙器モジュール２２６、吸引／灌注モジュール２２８、通信モジュール２３０、プロセッサモジュール２３２、ストレージアレイ２３４、任意でディスプレイ２３７に連結されたスマート装置／器具２３５、及び非接触センサモジュール２４２に連結される。手術室装置は、モジュール式制御タワー２３６を介してクラウドコンピューティングリソース及びデータ記憶装置に連結される。ロボットハブ２２２もまた、モジュール式制御タワー２３６及びクラウドコンピューティングリソースに接続されてもよい。中でもとりわけ、装置／器具２３５、可視化システム２０８が、本明細書に記載される有線又は無線通信規格又はプロトコルを介してモジュール式制御タワー２３６に連結されてもよい。モジュール式制御タワー２３６は、撮像モジュール、装置／器具ディスプレイ、及び／又は他の可視化システム２０８から受信した画像を表示及びオーバーレイするためにハブディスプレイ２１５（例えば、モニタ、スクリーン）に連結されてもよい。ハブディスプレイはまた、画像及びオーバーレイ画像と共にモジュール式制御タワーに接続された装置から受信したデータを表示してもよい。
図１０は、モジュール式制御タワー２３６に連結された複数のモジュールを備える外科用ハブ２０６を示す。モジュール式制御タワー２３６は、例えばネットワーク接続装置などのモジュール式通信ハブ２０３と、例えば局所処理、可視化、及び撮像を提供するためのコンピュータシステム２１０と、を備える。図１０に示すように、モジュール式通信ハブ２０３は、モジュール式通信ハブ２０３に接続できるモジュール（例えば、装置）の数を拡張するために階層化構成で接続されて、モジュールに関連付けられたデータをコンピュータシステム２１０、クラウドコンピューティングリソース、又はその両方に転送することができる。図１０に示すように、モジュール式通信ハブ２０３内のネットワークハブ／スイッチの各々は、３つの下流ポート及び１つの上流ポートを含む。上流のネットワークハブ／スイッチは、クラウドコンピューティングリソース及びローカルディスプレイ２１７への通信接続を提供するためにプロセッサに接続される。クラウド２０４への通信は、有線又は無線通信チャネルのいずれかを介して行うことができる。
外科用ハブ２０６は、非接触センサモジュール２４２を使用して、手術室の寸法を測定し、また超音波又はレーザ型非接触測定装置のいずれかを使用して手術現場のマップを生成する。その全体が参照により本明細書に組み込まれる「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する２０１７年１２月２８日出願の米国特許仮出願第６２／６１１，３４１号中の「Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｈｕｂ Ｓｐａｔｉａｌ Ａｗａｒｅｎｅｓｓ Ｗｉｔｈｉｎ ａｎ Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｒｏｏｍ」の項で説明されるように、超音波ベースの非接触センサモジュールは、超音波のバーストを送信し、超音波のバーストが手術室の外壁に反射したときのエコーを受信することによって手術室をスキャンし、ここでセンサモジュールが、手術室のサイズを判定し、かつＢｌｕｅｔｏｏｔｈペアリングの距離限界を調整するように構成される。レーザベースの非接触センサモジュールは、例えば、レーザ光パルスを送信し、手術室の外壁に反射するレーザ光パルスを受信し、送信されたパルスの位相を受信したパルスと比較して、手術室のサイズを判定し、かつＢｌｕｅｔｏｏｔｈペアリング距離限界を調整することによって手術室をスキャンする。
コンピュータシステム２１０は、プロセッサ２４４とネットワークインターフェース２４５とを備える。プロセッサ２４４は、システムバスを介して、通信モジュール２４７、記憶装置２４８、メモリ２４９、不揮発性メモリ２５０、及び入力／出力インターフェース２５１に連結される。システムバスは、９ビットバス、業界標準アーキテクチャ（Industrial Standard Architecture、ＩＳＡ）、マイクロチャネルアーキテクチャ（Micro-Charmel Architecture、ＭＳＡ）、拡張ＩＳＡ（Extended ISA、ＥＩＳＡ）、インテリジェントドライブエレクトロニクス（Intelligent Drive Electronics、ＩＤＥ）、ＶＥＳＡローカルバス（VESA Local Bus、ＶＬＢ）、周辺装置相互接続（Peripheral Component Interconnect、ＰＣＩ）、ＵＳＢ、アドバンスドグラフィックスポート（Advanced Graphics Port、ＡＧＰ）、パーソナルコンピュータメモリカード国際協会バス（Personal Computer Memory Card International Association bus、ＰＣＭＣＩＡ）、小型計算機システム・インターフェース（Small Computer Systems Interface、ＳＣＳＩ）、又は任意の他の独自バス（proprietary bus）が挙げられるがこれらに限定されない任意の様々なバスアーキテクチャを使用する、メモリバス若しくはメモリコントローラ、ペリフェラルバス若しくは外部バス、及び／又はローカルバスを含むいくつかの種類のバス構造（複数可）のうちのいずれかであっってもよい。
プロセッサ２４４は、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘの商品名で知られているものなど、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、プロセッサは、例えば、その詳細が製品データシートで入手可能である、最大４０ＭＨｚの２５６ＫＢのシングルサイクルフラッシュメモリ若しくは他の不揮発性メモリのオンチップメモリ、性能を４０ＭＨｚ超に改善するためのプリフェッチバッファ、３２ＫＢのシングルサイクルシリアルランダムアクセスメモリ（single-cycle serial random access memory、ＳＲＡＭ）、ＳｔｅｌｌａｒｉｓＷａｒｅ（登録商標）ソフトウェアを搭載した内部読み出し専用メモリ（read-only memory、ＲＯＭ）、２ＫＢの電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（erasable programmable read-only memory、ＥＥＰＲＯＭ）、及び／又は、１つ若しくは２つ以上のパルス幅変調（pulse width modulation、ＰＷＭ）モジュール、１つ若しくは２つ以上の直交エンコーダ入力（quadrature encoder input、ＱＥＩ）アナログ、１２個のアナログ入力チャネルを備える１つ若しくは２つ以上の１２ビットアナログ−デジタル変換器（analog-to-digital converter、ＡＤＣ）を含む、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから入手可能なＬＭ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲ ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ−Ｍ４Ｆプロセッサコアであってもよい。
一態様では、プロセッサ２４４は、同じくＴｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＨｅｒｃｕｌｅｓ ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ Ｒ４の商品名で知られるＴＭＳ５７０及びＲＭ４ｘなどの２つのコントローラ系ファミリーを含む安全コントローラを含んでもよい。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能を提供するために、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。
システムメモリとしては、揮発性メモリ及び不揮発性メモリが挙げられる。起動中などにコンピュータシステム内の要素間で情報を転送するための基本ルーチンを含む基本入出力システム（basic input/output system、ＢＩＯＳ）は、不揮発性メモリに記憶される。例えば、不揮発性メモリとしては、ＲＯＭ、プログラマブルＲＯＭ（programmable ROM、ＰＲＯＭ）、電気的プログラマブルＲＯＭ（electrically programmable ROM、ＥＰＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ、又はフラッシュメモリが挙げられ得る。揮発性メモリとしては、外部キャッシュメモリとして機能するランダムアクセスメモリ（random-access memory、ＲＡＭ）が挙げられる。更に、ＲＡＭは、ＳＲＡＭ、ダイナミックＲＡＭ（dynamic RAM、ＤＲＡＭ）、シンクロナスＤＲＡＭ（synchronous DRAM、ＳＤＲＡＭ）、ダブルデータレートＳＤＲＡＭ（double data rate、ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ）、エンハンスドＳＤＲＡＭ（enhanced SDRAM、ＥＳＤＲＡＭ）、シンクリンクＤＲＡＭ（Synchlink DRAM、ＳＬＤＲＡＭ）、及びダイレクトランバスＲＡＭ（direct Rambus RAM、ＤＲＲＡＭ）などの多くの形態で利用可能である。
コンピュータシステム２１０はまた、取り外し可能／取り外し不可能な揮発性／不揮発性コンピュータ記憶媒体、例えばディスク記憶装置などを含む。ディスク記憶装置としては、磁気ディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、テープドライブ、Ｊａｚドライブ、Ｚｉｐドライブ、ＬＳ−６０ドライブ、フラッシュメモリカード、又はメモリスティックのような装置が挙げられるが、これらに限定されない。加えて、ディスク記憶装置は、記憶媒体を、独立して、又はコンパクトディスクＲＯＭ装置（compact disc ROM、ＣＤ−ＲＯＭ）、コンパクトディスク記録可能ドライブ（compact disc recordable drive、ＣＤ−Ｒ Ｄｒｉｖｅ）、コンパクトディスク書き換え可能ドライブ（compact disc rewritable drive、ＣＤ−ＲＷ Ｄｒｉｖｅ）、若しくはデジタル多用途ディスクＲＯＭドライブ（digital versatile disc ROM drive、ＤＶＤ−ＲＯＭ）などの光ディスクドライブが挙げられるがこれらに限定されない他の記憶媒体との組み合わせで含むことができる。ディスク記憶装置のシステムバスへの接続を容易にするために、取り外し可能な又は取り外し不可能なインターフェースが用いられてもよい。
コンピュータシステム２１０は、好適な動作環境で説明されるユーザと基本コンピュータリソースとの間で媒介として機能するソフトウェアを含むことを理解されたい。このようなソフトウェアとしてはオペレーティングシステムが挙げられる。ディスク記憶装置上に記憶され得るオペレーティングシステムは、コンピュータシステムのリソースを制御及び割り当てするように機能する。システムアプリケーションは、システムメモリ内又はディスク記憶装置上のいずれかに記憶されたプログラムモジュール及びプログラムデータを介して、オペレーティングシステムによるリソース管理を活用する。本明細書に記載される様々な構成要素は、様々なオペレーティングシステム又はオペレーティングシステムの組み合わせで実装することができることを理解されたい。
ユーザは、Ｉ／Ｏインターフェース２５１に連結された入力装置（複数可）を介してコンピュータシステム２１０にコマンド又は情報を入力する。入力装置としては、マウス、トラックボール、スタイラス、タッチパッドなどのポインティング装置、キーボード、マイクロフォン、ジョイスティック、ゲームパッド、サテライト・ディッシュ、スキャナ、ＴＶチューナカード、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ウェブカメラなどが挙げられるが、これらに限定されない。これら及び他の入力装置は、インターフェースポート（複数可）を介し、システムバスを通してプロセッサに接続する。インターフェースポート（複数可）としては、例えば、シリアルポート、パラレルポート、ゲームポート、及びＵＳＢが挙げられる。出力装置（複数可）は、入力装置（複数可）と同じ種類のポートのうちのいくつかを使用する。したがって、例えば、ＵＳＢポートを使用して、コンピュータシステムに入力を提供し、またコンピュータシステムからの情報を出力装置に出力してもよい。出力アダプタは、特別なアダプタを必要とする出力装置の中でもとりわけ、モニタ、ディスプレイ、スピーカ、及びプリンタなどのいくつかの出力装置が存在することを示すために提供される。出力アダプタとしては、例示としてのものであり限定するものではないが、出力装置とシステムバスとの間の接続手段を提供するビデオ及びサウンドカードが挙げられる。遠隔コンピュータ（複数可）などの他の装置及び／又は装置のシステムは、入力及び出力機能の両方を提供することに留意されたい。
コンピュータシステム２１０は、クラウドコンピュータ（複数可）などの１つ若しくは２つ以上の遠隔コンピュータ又はローカルコンピュータへの論理接続を使用するネットワーク化環境で動作することができる。遠隔クラウドコンピュータ（複数可）は、パーソナルコンピュータ、サーバ、ルータ、ネットワークＰＣ、ワークステーション、マイクロプロセッサベースの機器、ピア装置、又は他の一般的なネットワークノードなどであり得、典型的には、コンピュータシステムに関して説明される要素の多く又は全てを含む。簡潔にするために、遠隔コンピュータ（複数可）と共にメモリ記憶装置のみが示される。遠隔コンピュータ（複数可）は、ネットワークインターフェースを介してコンピュータシステムに論理的に接続され、続いて、通信接続を介して物理的に接続される。ネットワークインターフェースは、ローカルエリアネットワーク（local area network、ＬＡＮ）及びワイドエリアネットワーク（wide area network、ＷＡＮ）などの通信ネットワークを包含する。ＬＡＮ技術としては、光ファイバ分散データインターフェース（Fiber Distributed Data Interface、ＦＤＤＩ）、銅線分散データインターフェース（Copper Distributed Data Interface、ＣＤＤＩ）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ／ＩＥＥＥ８０２．３、Ｔｏｋｅｎ Ｒｉｎｇ／ＩＥＥＥ８０２．５などが挙げられる。ＷＡＮ技術としては、ポイントツーポイントリンク、統合サービスデジタルネットワーク（Integrated Services Digital Network、ＩＳＤＮ）及びその変形などの回路交換ネットワーク、パケット交換ネットワーク、並びにデジタル加入者回線（Digital Subscriber Line、ＤＳＬ）が挙げられるがこれらに限定されない。
様々な態様では、図１０のコンピュータシステム２１０、図９〜図１０の撮像モジュール２３８、及び／又は可視化システム２０８、及び／又はプロセッサモジュール２３２は、画像プロセッサ、画像処理エンジン、メディアプロセッサ、又はデジタル画像の処理に使用される任意の専用デジタル信号プロセッサ（digital signal processor、ＤＳＰ）を含んでもよい。画像プロセッサは、単一命令複数データ（single instruction multiple data、ＳＩＭＤ）、又は複数命令複数データ（multiple instruction multiple data、ＭＩＭＤ）技術を用いる並列コンピューティングを用いて速度及び効率を高めることができる。デジタル画像処理エンジンは、様々なタスクを実行することができる。画像プロセッサは、マルチコアプロセッサアーキテクチャを備えるチップ上のシステムであってもよい。
通信接続（複数可）とは、ネットワークインターフェースをバスに接続するために用いられるハードウェア／ソフトウェアを指す。例示の明瞭さのために通信接続はコンピュータシステム内部に示されているが、通信接続はコンピュータシステム２１０の外部にあってもよい。例示のみを目的として、ネットワークインターフェースへの接続に必要なハードウェア／ソフトウェアとしては、通常の電話グレードモデム、ケーブルモデム、及びＤＳＬモデムを含むモデム、ＩＳＤＮアダプタ、並びにイーサネットカードなどの内部及び外部技術が挙げられる。
様々な態様では、図９〜１０を参照して記載される装置／器具２３５は、図２３Ａ〜２３Ｂ、２４Ａ〜２４Ｂ、２５Ａ〜２５Ｂ、２６Ａ〜２６Ｅ、２７Ａ〜２７Ｆに記載されるように超音波外科用器具及び組み合わせエネルギー外科用器具７０１２として実装されてもよい。したがって、図２３Ａ〜２３Ｂ、２４Ａ〜２４Ｂ、２５Ａ〜２５Ｂ、２６Ａ〜２６Ｅ、２７Ａ〜２７Ｆに記載される超音波／組み合わせ外科用器具７０１２は、モジュール式制御タワー２３６及び外科用ハブ２０６とインターフェースするように構成される。外科用ハブ２０６に接続されると、図２３Ａ〜２３Ｂ、２４Ａ〜２４Ｂ、２５Ａ〜２５Ｂ、２６Ａ〜２６Ｅ、２７Ａ〜２７Ｆに記載される超音波／組み合わせ外科用器具７０１２は、クラウド２０４、サーバ２１３、他のハブ接続器具、ハブディスプレイ２１５、又は可視化システム２０９、又はこれらの組み合わせとインターフェースするように構成される。更に、ハブ２０６に接続されると、図２３Ａ〜２３Ｂ、２４Ａ〜２４Ｂ、２５Ａ〜２５Ｂ、２６Ａ〜２６Ｅ、２７Ａ〜２７Ｆに記載される超音波／組み合わせ外科用器具７０１２は、ハブローカルコンピュータシステム２１０で利用可能な処理回路を利用してもよい。
図１１は、本開示の少なくとも１つの態様による、ＵＳＢネットワークハブ３００装置の一態様の機能ブロック図を示す。図示した態様では、ＵＳＢネットワークハブ装置３００は、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製ＴＵＳＢ２０３６集積回路ハブを採用する。ＵＳＢネットワークハブ３００は、ＵＳＢ２．０規格に準拠する、上流ＵＳＢ送受信ポート３０２及び最大３つの下流ＵＳＢ送受信ポート３０４、３０６、３０８を提供するＣＭＯＳ装置である。上流ＵＳＢ送受信ポート３０２は、差動データプラス（data plus、ＤＰ０）入力とペアリングされた差動データマイナス（data minus、ＤＭ０）入力を含む差動ルートデータポートである。３つの下流ＵＳＢ送受信ポート３０４、３０６、３０８は、各ポートが差動データマイナス（ＤＭ１〜ＤＭ３）出力とペアリングした差動データプラス（ＤＰ１〜ＤＰ３）出力を含む差動データポートである。
ＵＳＢネットワークハブ３００装置は、マイクロコントローラの代わりにデジタル状態マシンを備えて実装され、ファームウェアのプログラミングを必要としない。完全準拠したＵＳＢ送受信機が、上流ＵＳＢ送受信ポート３０２及び全ての下流ＵＳＢ送受信ポート３０４、３０６、３０８の回路に統合される。下流ＵＳＢ送受信ポート３０４、３０６、３０８は、ポートに取り付けられた装置の速度に応じてスルーレートを自動的に設定することによって、最高速度及び低速の装置の両方をサポートする。ＵＳＢネットワークハブ３００装置は、バスパワーモード又はセルフパワーモードのいずれかで構成されてもよく、電力を管理するためのハブパワー論理３１２を含む。
ＵＳＢネットワークハブ３００装置は、シリアルインターフェースエンジン３１０（serial interface engine、ＳＩＥ）を含む。ＳＩＥ３１０は、ＵＳＢネットワークハブ３００ハードウェアのフロントエンドであり、ＵＳＢ仕様書の第８章に記載されているプロトコルの大部分を取り扱う。ＳＩＥ３１０は、典型的には、トランザクションレベルまでのシグナリングを理解する。これが取り扱う機能としては、パケット認識、トランザクションの並べ替え、ＳＯＰ、ＥＯＰ、ＲＥＳＥＴ、及びＲＥＳＵＭＥ信号の検出／生成、クロック／データ分離、非ゼロ復帰逆転（non-return-to-zero invert、ＮＲＺＩ）データ符号化／復号及びビットスタッフィング、ＣＲＣ生成及びチェック（トークン及びデータ）、パケットＩＤ（packet ID、ＰＩＤ）の生成、及びチェック／復号、並びに／又はシリアル・パラレル／パラレル・シリアル変換が挙げられ得る。３１０は、クロック入力３１４を受信し、ポート論理回路３２０、３２２、３２４を介して、上流ＵＳＢ送受信ポート３０２と下流ＵＳＢ送受信ポート３０４、３０６、３０８との間の通信を制御するために、サスペンド／レジューム論理並びにフレームタイマー３１６回路及びハブリピータ回路３１８に連結される。ＳＩＥ３１０は、シリアルＥＥＰＲＯＭインターフェース３３０を介してシリアルＥＥＰＲＯＭからコマンドを制御するように、インターフェース論理３２８を介してコマンドデコーダ３２６に連結される。
様々な態様では、ＵＳＢネットワークハブ３００は、最大６つの論理層（階層）内に構成された１２７個の機能を単一のコンピュータに接続することができる。更に、ＵＳＢネットワークハブ３００は、通信及び電力分配の両方を提供する標準化された４本のワイヤケーブルを使用して全ての周辺機器に接続することができる。電力構成は、バスパワーモード及びセルフパワーモードである。ＵＳＢネットワークハブ３００は、個々のポート電力管理又は連動ポート電力管理のいずれかを備えるバスパワーハブ、及び個々のポート電力管理又は連動ポート電力管理のいずれかを備えるセルフパワーハブの、電力管理の４つのモードをサポートするように構成されてもよい。一態様では、ＵＳＢケーブル、ＵＳＢネットワークハブ３００を使用して、上流ＵＳＢ送受信ポート３０２はＵＳＢホストコントローラにプラグ接続され、下流ＵＳＢ送受信ポート３０４、３０６、３０８はＵＳＢに互換性のある装置を接続するために露出される、といった具合である。
外科用ハブ及び／又は外科用ハブネットワークの構造及び機能に関する更なる詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年４月１９日出願の「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＨＵＢ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ」と題する米国特許仮出願第６２／６５９，９００号に見出すことができる。
クラウドシステムハードウェア及び機能モジュール
図１２は、本開示の少なくとも１つの態様による、コンピュータ実装インタラクティブ外科システムのブロック図である。一態様では、このコンピュータ実装インタラクティブ外科システムは、外科用ハブ、外科用器具、ロボットデバイス、及び手術室又は医療施設を含む様々な外科用システムの動作に関するデータを監視及び分析するように構成される。コンピュータ実装インタラクティブ外科システムは、クラウドベースの分析システムを含む。クラウドベースの分析システムは、外科用システムとして記載されているが、必ずしもそのように限定されるものではなく、クラウドベースの医療システムであってもよい。図１２に示すように、クラウドベースの分析システムは、（器具１１２と同じ又は同様であってもよい）複数の外科用器具７０１２と、（ハブ１０６と同じ又は類似であってもよい）複数の外科用ハブ７００６と、（ネットワーク２０１と同じ又は同様のものであってもよい）外科用データネットワーク７００１は、（クラウド２０４と同じ又は同様であってもよい）クラウド７００４に外科用ハブ７００６を結合する。複数の外科用ハブ７００６のそれぞれは、１つ以上の外科用器具７０１２に通信可能に連結される。ハブ７００６はまた、ネットワーク７００１を介してコンピュータ実装インタラクティブ外科システムのクラウド７００４に通信可能に連結される。クラウド７００４は、様々な外科用システムの動作に基づいて生成されたデータを記憶、操作、及び通信するためのハードウェア及びソフトウェアのリモートの集中型源である。図１２に示すように、クラウド７００４へのアクセスは、インターネット又は何らかの他の好適なコンピュータネットワークであってもよいネットワーク７００１を介して達成される。クラウド７００４に結合される外科用ハブ７００６は、クラウドコンピューティングシステムのクライアント側（すなわち、クラウドベースの分析システム）と見なすことができる。外科用器具７０１２は、本明細書に記載される様々な外科処置又は動作の制御及び実施のために、外科用ハブ７００６とペアリングされている。
加えて、外科用器具７０１２は、（送受信機もまた含んでもよい）対応する外科用ハブ７００６へのデータ伝送、及び外科用ハブ７００６からのデータ伝送のための送受信機を備えてもよい。外科用器具７０１２と対応するハブ７００６との組み合わせは、医療手術を提供するための医療施設（例えば、病院）内の手術室などの、特定の位置を示してもよい。例えば、外科用ハブ７００６のメモリは、位置データを記憶してもよい。図１２に示すように、クラウド７００４は、（図１のリモートサーバ１１３、及び／又は図９のリモートサーバ２１３と同じ又は同様であってもよい）中央サーバ７０１３、ハブアプリケーションサーバ７００２、データ分析モジュール７０３４、及び入出力（「Ｉ／Ｏ」）インターフェース７００７を含む。クラウド７００４の中央サーバ７０１３は、クラウドコンピューティングシステムを集合的に管理し、これは、クライアント外科用ハブ７００６による要求を監視し、リクエストを実行するためのクラウド７００４の処理能力を管理することを含む。中央サーバ７０１３のそれぞれは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの揮発性メモリ及び磁気記憶装置などの不揮発性メモリを含むことができる、好適なメモリ装置７０１０に連結された１つ以上のプロセッサ７００８を備える。メモリ装置７０１０は、実行されると、プロセッサ７００８が、以下で説明するクラウドベースのデータ分析、動作、提案、及び他の動作のために、データ分析モジュール７０３４を実行させる、機械実行可能命令を含んでもよい。更に、プロセッサ７００８は、ハブ７００６によって独立して実行されるハブアプリケーションと独立して、又はハブアプリケーションと併せて、データ分析モジュール７０３４を実行することができる。中央サーバ７０１３はまた、メモリ２２１０内に常駐することができる集約された医療データデータベース２２１２を含む。
ネットワーク７００１を介した様々な外科用ハブ７００６への接続に基づいて、クラウド７００４は、様々な外科用器具７０１２及びそれらの対応するハブ７００６によって生成された特定のデータからのデータを集約することができる。そのような集約されたデータは、クラウド７００４の集約された医療データベース７０１１内に記憶されてもよい。具体的には、クラウド７００４は、有利には、集約されたデータ上でデータ分析及び動作を実行して、個別のハブ７００６がそれ自体で達成できない機能をもたらしてもよい。この目的のために、図１２に示すように、クラウド７００４及び外科用ハブ７００６は、情報を送受信するように通信可能に連結される。Ｉ／Ｏインターフェース７００７は、ネットワーク７００１を介して複数の外科用ハブ７００６に接続される。このようにして、Ｉ／Ｏインターフェース７００７は、外科用ハブ７００６と集約された医療データデータベース７０１１との間で情報を転送するように構成することができる。したがって、Ｉ／Ｏインターフェース７００７は、クラウドベース分析システムの読み出し／書き込み動作を容易にし得る。このような読み出し／書き込み動作は、ハブ７００６からの要求に応じて実行されてもよい。これらの要求は、ハブアプリケーションを介してハブ７００６に送信される場合がある。Ｉ／Ｏインターフェース７００７は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート、ＩＥＥＥ１３９４ポート、並びにクラウド７００４をハブ７００６に接続するためのＷｉ−Ｆｉ及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｉ／Ｏインターフェースを含んでもよい１つ以上の高速データポートを含んでもよい。クラウド７００４のハブアプリケーションサーバ７００２は、外科用ハブ７００６によって実行されるソフトウェアアプリケーション（例えば、ハブアプリケーション）に共有機能をホストし、かつ供給するように構成されている。例えば、ハブアプリケーションサーバ７００２は、ハブ７００６を通じてハブアプリケーションによって作成された要求を管理して、集約された医療データデータベース７０１１へのアクセスを制御し、負荷バランス調整を実行してもよい。データ分析モジュール７０３４を、図１３を参照してより詳細に説明する。
本開示に記載される特定のクラウドコンピューティングシステムの構成は、具体的には、外科用器具７０１２、１１２などの医療用装置を使用して実行される医療動作及び処置の文脈において生じる様々な問題に対処するように設計されている。特に、外科用器具７０１２は、外科手術の成績を改善するための技術を実施するために、クラウド７００４と相互作用するように構成されたデジタル外科用装置であってもよい。様々な外科用器具７０１２及び／又は外科用ハブ７００６は、臨床医が外科用器具７０１２とクラウド７００４との間の相互作用の態様を制御してもよいように、タッチ制御されたユーザインターフェースを含んでもよい。聴覚的に制御されたユーザインターフェースなどの制御のための他の好適なユーザインターフェースもまた使用することもできる。
図１３は、本開示の少なくとも１つの態様による、コンピュータ実装インタラクティブ外科システムの機能アーキテクチャを示すブロック図である。クラウドベース分析システムは、医療分野において具体的に生じる問題にデータ分析ソリューションを提供するために、クラウド７００４のプロセッサ７００８によって実行され得る複数のデータ分析モジュール７０３４を含む。図１３に示すように、クラウドベースのデータ分析モジュール７０３４の機能は、ハブアプリケーションサーバ７００２によってホストされたハブアプリケーション７０１４を介して、外科用ハブ７００６に関してアクセスされてもよい。クラウドプロセッサ７００８及びハブアプリケーション７０１４は、データ分析モジュール７０３４を実行するために連携して動作してもよい。アプリケーションプログラムインターフェース（ＡＰＩ）７０１６は、ハブアプリケーション７０１４に対応する一連のプロトコル及びルーチンを定義する。加えて、ＡＰＩ７０１６は、アプリケーション７０１４の動作のために、集計された医療データデータベース７０１１内へのデータの格納及びここからの読み出しを管理する。キャッシュ７０１８はまた、データを（例えば、一時的に）記憶し、アプリケーション７０１４によって使用されるデータのより効率的な検索のためにＡＰＩ ７０１６に結合される。図１３のデータ分析モジュール７０３４は、資源最適化７０２０、データ収集及び集約７０２２、認可及びセキュリティ７０２４、制御プログラムの更新７０２６、患者転帰分析７０２８、提案７０３０、及びデータ分類及び優先順位付け７０３２のためのモジュールを含む。他の好適なデータ分析モジュールはまた、いくつかの態様により、クラウド７００４によって実装される場合がある。一態様では、データ分析モジュールは、傾向、転帰、及び他のデータの分析に基づいて特定の提案に使用される。
例えば、データ収集及び集約モジュール７０２２は、顕著な特徴又は構成（例えば、傾向）の識別、冗長データセットの管理、及び手術によってグループ化することができるが、必ずしも実際の外科手術日付及び外科医に一致していないペアリングされたデータセットへのデータの保存を含む、自己記述型データ（例えば、メタデータ）を生成するために使用される場合がある。特に、外科用器具７０１２の動作から生成される対のデータセットは、例えば出血又は非出血事象などの二元分類を適用することを含み得る。より一般的には、バイナリ分類は、望ましい事象（例えば、成功した外科処置）又は望ましくない事象（例えば、誤発射又は誤使用された外科用器具７０１２）のいずれかとして特徴付けられてもよい。集約された自己記述型データは、外科用ハブ７００６の様々なグループ又はサブグループから受信された個々のデータに相当してもよい。したがって、データ収集及び集約モジュール７０２２は、外科用ハブ７００６から受信した生データに基づいて、集約メタデータ又は他の編成されたデータを生成することができる。この目的のために、プロセッサ７００８は、データ分析モジュール７０３４を実行するために、ハブアプリケーション７０１４及び集約された医療データデータベース７０１１に動作的に結合することができる。データ収集及び集約モジュール７０２２は、集約された編成済みデータを集約された医療データデータベース２２１２に記憶してもよい。
資源最適化モジュール７０２０は、この集約されたデータを分析して、特定の医療施設又は医療施設のグループに関する資源の最適な使用を決定するように構成することができる。例えば、資源最適化モジュール７０２０は、そのような器具７０１２の対応する予測される要求に基づいて、医療施設のグループに関する外科用ステープラ器具７０１２の最適な順序点を決定してもよい。資源最適化モジュール７０２０はまた、資源使用を改善することができるかどうかを判定するために、様々な医療施設の資源使用又は他の動作構成を評価する場合があるであろう。同様に、提案モジュール７０３０は、データ収集及び集約モジュール７０２２から集約された編成済みデータを分析して提案を提供するように構成することができる。例えば、提案モジュール７０３０は、特定の外科用器具７０１２が、例えば、期待される誤り率よりも高いことに基づいて改善されたバージョンにアップグレードされるべきであることを、医療施設（例えば、病院などの医療サービス提供者）に提案することができる場合もある。加えて、提案モジュール７０３０及び／又は資源最適化モジュール７０２０は、製品再注文ポイントなどのより良好な供給チェーンパラメータを提案し、異なる外科用器具７０１２、その使用の、又は手術結果を改善する手順工程などの提案を提供することができる場合もある。医療施設は、対応する外科用ハブ７００６を介してそのような提案を受信することができる。様々な外科用器具７０１２のパラメータ又は構成に関するより具体的な提案もまた提供することができる。ハブ７００６及び／又は外科用器具７０１２はそれぞれ、クラウド７００４によって提供されるデータ又は提案を表示するディスプレイスクリーンを有することができる場合もある。
患者転帰分析モジュール７０２８は、外科用器具７０１２の現在使用されている動作パラメータに関連付けられた手術結果を分析することができる。患者転帰分析モジュール７０２８はまた、他の潜在的な動作パラメータを分析及び評価してもよい。この接続では、提案モジュール７０３０は、より良好な封止又はより少ない出血などの、より良好な手術結果をもたらすことに基づいて、これらの他の潜在的な動作パラメータを使用して提案することができる場合もある。例えば、提案モジュール７０３０は、対応するステープル留め外科用器具７０１２に特定のカートリッジをいつ使用すべきかに関する提案を、外科用ハブ７００６に送信することができる。したがって、クラウドベースの分析システムは、共通変数を制御している間に、生データの大規模な収集を分析し、複数の医療施設にわたって（有利には、集約されたデータに基づいて決定される）集中的提案を提供するように構成されてもよい。例えば、クラウドベースの分析システムは、医療行為の種類、患者の種類、患者の数、医療提供者／施設が、同様の種類の器具などを使用する医療提供者の間の地理的類似性を分析、評価、及び／又は集約することができる場合もあり、医療提供者／施設は、同様の種類の器具などを使用する。
制御プログラム更新モジュール７０２６は、対応する制御プログラムが更新されたときに、様々な外科用器具７０１２の提案を実施するように構成することができる場合もある。例えば、患者転帰分析モジュール７０２８は、特定の制御パラメータを成功した（又は失敗した）結果とリンクする相関関係を識別することができる場合もある。このような相関関係は、更新された制御プログラムが制御プログラム更新モジュール７０２６を介して外科用器具７０１２に送信されるときに対処されてもよい。対応するハブ７００６を介して送信される器具７０１２への更新は、クラウド７００４のデータ収集及び集約モジュール７０２２によって収集され、かつ分析された集約された成績データを組み込んでもよい。加えて、患者転帰分析モジュール７０２８及び提案モジュール７０３０は、集約された成績データに基づいて、器具７０１２を使用する改善された方法を識別することができる場合もある。
クラウドベースの分析システムは、クラウド７００４によって実装されるセキュリティ機能を含んでもよい。これらのセキュリティ機能は、認可及びセキュリティモジュール７０２４によって管理されてもよい。それぞれの外科用ハブ７００６は、ユーザ名、パスワード、及び他の好適なセキュリティ資格情報などの関連する固有の資格情報を有することができる。これらの資格情報は、メモリ７０１０に記憶され、許可されたクラウドアクセスレベルに関連付けることができる場合もある。例えば、正確な資格情報を提供することに基づいて、外科用ハブ７００６は、クラウドと所定の範囲まで通信するアクセスを付与されてもよい（例えば、特定の定義された種類の情報の送信又は受信を行ってもよい）。この目的のために、クラウド７００４の集約された医療データデータベース７０１１は、提供された資格情報の精度を検証するための資格情報のデータベースを含んでもよい。異なる資格情報は、クラウド７００４によって生成されたデータ分析を受信するための所定のアクセスレベルなど、クラウド７００４との相互作用のための様々なレベルの許可に関連付けられてもよい。
更に、セキュリティ目的のために、クラウドは、ハブ７００６、器具７０１２、及び禁止された装置の「ブラックリスト」を含んでもよい他の装置のデータベースを維持することができる場合もある。具体的には、ブラックリスト上に列挙された外科用ハブ７００６は、クラウドと相互作用することを許可されなくてもよい一方で、ブラックリスト上に列挙された外科用器具７０１２は、対応するハブ７００６への機能的アクセスを有さなくてもよく、かつ／又は対応するハブ７００６とペアリングされたときに完全に機能することが防止されてもよい。追加的に又は代替的に、クラウド７００４は、不適合性又は他の指定された基準に基づいて、器具７０１２にフラグを立ててもよい。このようにして、偽造医療用装置及びそのような装置の、クラウドベースの分析システム全体での不適切な再使用を識別し、対処することができる。
外科用器具７０１２は、無線送受信機を使用して、例えば、対応するハブ７００６及びクラウド７００４へのアクセスのための認可資格情報を表してもよい無線信号を送信してもよい。有線送受信機はまた、信号を送信するために使用してもよい。そのような認可資格情報は、外科用器具７０１２のそれぞれのメモリ装置に記憶することができる。認可及びセキュリティモジュール７０２４は、認可資格情報が正確であるか又は偽造であるかを判定することができる。認可及びセキュリティモジュール７０２４はまた、強化されたセキュリティのために、認可資格情報を動的に生成してもよい。資格情報はまた、ハッシュベースの暗号化を使用することなどによって、暗号化することができる場合もある。適切な認可を送信すると、外科用器具７０１２は、対応するハブ７００６及び最終的にはクラウド７００４に信号を送信して、器具７０１２が医療データを取得して送信する準備ができていることを示してもよい。これに応答して、クラウド７００４は、集約された医療データデータベース７０１１に記憶するための医療データを受信することが可能な状態に遷移してもよい。このデータ伝送準備は、例えば、器具７０１２上の光インジケータによって示すことができる場合もある。クラウド７００４はまた、それらの関連する制御プログラムを更新するために、外科用器具７０１２に信号を送信することができる。クラウド７００４は、制御プログラムに対するソフトウェアアップデートが適切な外科用器具７０１２にのみ送信されるように、特定のクラスの外科用器具７０１２（例えば、電気外科用器具）に向けられた信号を送信することができる。更に、クラウド７００４は、選択的データ送信及び認可資格情報に基づいてローカル又はグローバルの問題に対処するために、システムワイドソリューションを実装するために使用することができる場合もある。例えば、外科用器具７０１２のグループが共通の製造不良を有するものとして識別される場合、クラウド７００４は、このグループに対応する認可資格情報を変更して、このグループの動作ロックアウトを実施してもよい。
クラウドベースの分析システムは、（例えば、提案モジュール２０３０を介して）改善された実務及び提案の変更を判定するために、複数の医療施設（例えば、病院のような医療施設）を監視することを可能にしてもよい。したがって、クラウド７００４のプロセッサ７００８は、個々の医療施設に関連付けられたデータを分析して、施設を識別し、そのデータを他の医療施設に関連付けられた他のデータと集約することができる。グループは、例えば、同様の操作行為又は地理的位置に基づいて定義することができる場合がある。このようにして、クラウド７００４は、医療施設グループの幅広い分析及び提案を提供してもよい。クラウドベースの分析システムはまた、強化された状況認識のために使用することができる場合がある。例えば、プロセッサ７００８は、（全体的な動作及び／又は様々な医療処置に対する）特定の施設に対するコスト及び有効性に関する提案の効果を予測的にモデル化してもよい。その特定の施設に関連するコスト及び有効性はまた、他の施設又は任意の他の同等の施設の対応するローカル領域と比較することもできる。
データ分類及び優先順位付けモジュール７０３２は、重大性（例えば、データに関連付けられた医療イベントの重篤度、意外さ、不審さ）に基づいてデータを優先順位付けし、かつ分類してもよい。この分類及び優先順位付けは、本明細書に記載されるクラウドベースの分析及び動作を改善するために、上記の他のデータ分析モジュール７０３４の機能と併せて使用してもよい。例えば、データ分類及び優先順位付けモジュール７０３２は、データ収集及び集約モジュール７０２２並びに患者転帰分析モジュール７０２８によって実行されるデータ分析に対する優先度を割り当てることができる。異なる優先順位レベルは、迅速応答のための上昇、特別な処理、集約された医療データデータベース７０１１からの除外、又は他の好適な応答などの、（緊急性のレベルに対応する）クラウド７００４からの特定の応答をもたらすことができる。更に、必要に応じて、クラウド７００４は、対応する外科用器具７０１２からの追加データのために、ハブアプリケーションサーバを介して要求（例えば、プッシュメッセージ）を送信することができる。プッシュメッセージは、支持又は追加のデータを要求するために、対応するハブ７００６上に表示された通知をもたらすことができる。このプッシュメッセージは、クラウドが有意な不規則性又は外れ値を検出し、クラウドが不規則性の原因を判定することができない状況で必要とされてもよい。中央サーバ７０１３は、例えば、データが所定の閾値を超えて予測値と異なると判定されるとき、又はセキュリティが含まれていたと見られる場合など、特定の重大な状況においてこのプッシュメッセージをトリガするようにプログラムされてもよい。
クラウド分析システムに関する更なる詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年４月１９日出願の「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＨＵＢ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ」と題する米国特許仮出願第６２／６５９，９００号に見出すことができる。
状況認識
感知されたデータに応答する制御アルゴリズムを含む「インテリジェント」装置は、感知されたデータを考慮することなく動作する「データ処理能力のない（dumb）」装置に改善を加えたものであり得るが、いくつかの感知されたデータは、単独で考慮される場合、すなわち、実行される外科処置のタイプ又は手術されている組織のタイプのコンテキストなしでは、不完全又は決定的ではない可能性がある。処置コンテキストを知る（例えば、手術される組織のタイプ又は行われている処置のタイプを知る）ことがなければ、制御アルゴリズムは、特定のコンテキストを含まない感知データが与えられると、モジュール式装置を不正確に又は準最適に制御することがある。例えば、特定の感知されたパラメータに応答して外科用器具を制御するための制御アルゴリズムの最適な方法は、手術されている特定の組織のタイプに従って変化する可能性がある。これは、異なる組織のタイプが異なる特性（例えば、引き裂きに対する抵抗）を有し、これにより外科用器具によってとられた動作に対して異なって応答するという事実に起因する。したがって、特定のパラメータについて同じ測定値が感知された場合であっても、外科用器具が異なる動作をとることが望ましいことがある。１つの具体的な例として、器具がそのエンドエフェクタを閉鎖するために予想外に高い力を感知することに応答して外科用ステープル及び切断器具を制御する最適な方法は、組織のタイプが引き裂きの影響を受けやすいか、又はこれに耐性があるかによって異なる。肺組織などの引き裂きの影響を受けやすい組織の場合、器具の制御アルゴリズムは、組織の引き裂きを回避するために、閉鎖するための予想外に高い力に応答してモータを最適にランプダウンさせる。胃組織などの引き裂きに耐性がある組織の場合、器具の制御アルゴリズムは、エンドエフェクタが組織に適切にクランプされることを確実にするために、閉鎖するための予想外に高い力に応答してモータを最適にランプアップさせる。肺組織がクランプされているのか、胃組織がクランプされているのかを知らなければ、制御アルゴリズムは、準最適な決定を行うことがある。
１つの解決策は、様々なデータソースから受信したデータに基づいて行われる外科処置に関する情報を導出し、次いで、ペアリングされるモジュール式装置を適宜制御するように構成されたシステムを含む、外科用ハブを利用する。換言すれば、外科用ハブは、受信したデータから外科処置に関する情報を推定し、次いで、外科処置の推定されたコンテキストに基づいて、外科用ハブとペアリングされるモジュール式装置を制御するように構成される。図１４は、本開示の少なくとも１つの態様による、状況認識外科システム５１００の図を示す。いくつかの例示では、データソース５１２６は、例えば、モジュール式装置５１０２（患者及び／又はモジュール式装置自体に関連付けられたパラメータを検出するように構成されたセンサを含むことができる）、データベース５１２２（例えば、患者記録を含むＥＭＲデータベース）、及び患者監視装置５１２４（例えば、血圧（ＢＰ）モニタ及び心電図（ＥＫＧ）モニタ）を含む。
多くの点でハブ１０６と同様であり得る外科用ハブ５１０４は、例えば、受信したデータの特定の組み合わせ又はデータソース５１２６からデータが受信される特定の順序に基づいて、データから外科処置に関するコンテキスト情報を導出するように構成され得る。受信したデータから推定されるコンテキスト情報は、例えば、行われる外科処置のタイプ、外科医が行っている外科処置の特定の工程、手術されている組織のタイプ、又は処置の対象である体腔を含むことができる。受信したデータから外科処置に関連する情報を導出又は推定するための外科用ハブ５１０４のいくつかの態様によるこの能力は、「状況認識」と称され得る。１つの例示では、外科用ハブ５１０４は、受信したデータから外科処置に関連するコンテキスト情報を導出する外科用ハブ５１０４に関連付けられたハードウェア及び／又はプログラミングである状況認識システムを組み込むことができる。
外科用ハブ５１０４の状況認識システムは、様々な異なる方法でデータソース５１２６から受信したデータからコンテキスト情報を導出するように構成され得る。一例示では、状況認識システムは、様々な入力（例えば、データベース５１２２、患者監視装置５１２４、及び／又はモジュール式装置５１０２からのデータ）を、外科処置に関する対応するコンテキスト情報と相関させるために、訓練データで訓練されたパターン認識システム、又は機械学習システム（例えば、人工ニューラルネットワーク）を含む。換言すれば、機械学習システムは、提供された入力から外科処置に関するコンテキスト情報を正確に導出するように訓練され得る。別の例示的な例では、状況認識システムは、外科処置に関する事前に特徴付けされたコンテキスト情報を、コンテキスト情報に対応する１つ又は２つ以上の入力（又は入力の範囲）と対応させて記憶する、ルックアップテーブルを含むことができる。１つ又は２つ以上の入力による問い合わせに応答して、ルックアップテーブルは、モジュール式装置５１０２を制御するために状況認識システムの対応するコンテキスト情報を返すことができる。１つの例示では、外科用ハブ５１０４の状況認識システムによって受信されたコンテキスト情報は、１つ又は２つ以上のモジュール式装置５１０２の特定の制御調整又は制御調整のセットに関連付けられる。別の例示では、状況認識システムは、コンテキスト情報を入力として提供されたときに１つ又は２つ以上のモジュール式装置５１０２の１つ又は２つ以上の制御調整を生成又は取得する、更なる機械学習システム、ルックアップテーブル、又は他のそのようなシステムを含む。
状況認識システムを組み込む外科用ハブ５１０４は、外科用システム５１００に多くの利益を提供する。１つの利益は、感知及び収集されたデータの解釈を改善することを含み、これは、外科処置の過程中の処理精度及び／又はデータの使用を改善する。以前の例に戻るために、状況認識外科用ハブ５１０４は、どのタイプの組織が手術されているかを判定することができ、したがって、外科用器具のエンドエフェクタを閉じるために予想外に高い力が検出されると、状況認識外科用ハブ５１０４は、組織のタイプに合わせて外科用器具のモータを正しくランプアップ又はランプダウンすることができる。
別の実施例として、手術されている組織のタイプは、特定の組織間隙測定のための外科用ステープル留め及び切断器具の圧縮速度及び負荷閾値になされる調整に影響を及ぼすことができる。状況認識外科用ハブ５１０４は、行われている外科処置が胸部処置であるのか又は腹部処置であるのかを推定することができ、これにより状況認識外科用ハブ５１０４は、外科用ステープル留め及び切断器具のエンドエフェクタによってクランプされている組織が肺であるのか（胸部手術の場合）又は胃であるのか（腹部手術の場合）を判定することができる。次いで、外科用ハブ５１０４は、外科用ステープル留め及び切断器具の圧縮速度及び負荷閾値を、組織のタイプに合わせて適切に調整することができる。
更に別の実施例として、送気処置中に手術されている体腔の種類は、排煙器の機能に影響を及ぼし得る。状況認識外科用ハブ５１０４は、手術部位が（外科処置が送気を利用していると判定することによって）圧力下にあるかどうかを判定し、処置タイプを判定することができる。処置タイプが一般的に特定の体腔内で実行されるため、外科用ハブ５１０４は、手術されている体腔に合わせて適切に排煙器のモータ速度を制御することができる。したがって、状況認識外科用ハブ５１０４は、胸部手術及び腹部手術の両方のために一定量の煙排出を提供することができる。
更に別の実施例として、行われている処置のタイプは、超音波外科用器具又は高周波（ＲＦ）電気外科用器具が作動するのに最適なエネルギーレベルに影響を及ぼし得る。関節鏡処置は、例えば、超音波外科用器具又はＲＦ電気外科用器具のエンドエフェクタが流体中に浸漬されるため、より高いエネルギーレベルを必要とする。状況認識外科用ハブ５１０４は、外科処置が関節鏡処置であるかどうかを判定することができる。次いで、外科用ハブ５１０４は、流体充填環境を補償するために、発生器のＲＦ電力レベル又は超音波振幅（すなわち、「エネルギーレベル」）を調整することができる。関連して、手術されている組織のタイプは、超音波外科用器具又はＲＦ電気外科用器具が作動するのに最適なエネルギーレベルに影響を及ぼし得る。状況認識外科用ハブ５１０４は、外科処置の予想される組織プロファイルに従って、どのタイプの外科処置が行われているかを判定し、次いで、超音波外科用器具又はＲＦ電気外科用器具のエネルギーレベルをそれぞれカスタマイズすることができる。更に、状況認識外科用ハブ５１０４は、処置ベースでのみではなく、外科処置の過程にわたって、超音波外科用器具又はＲＦ電気外科用器具のエネルギーレベルを調整するように構成され得る。状況認識外科用ハブ５１０４は、外科処置のどの工程が行われているか、又はその後に行われるかを判定し、次いで発生器及び／又は超音波外科用器具若しくはＲＦ電気外科用器具の制御アルゴリズムを更新して、外科処置の工程に従って予想される組織タイプに適切な値にエネルギーレベルを設定することができる。
更に別の例として、外科用ハブ５１０４が１つのデータソース５１２６から引き出す結論を改善するために、追加のデータソース５１２６からデータが引き出されることができる。状況認識外科用ハブ５１０４は、モジュール式装置５１０２から受信したデータを、他のデータソース５１２６からの外科処置に関して構築したコンテキスト情報で増強することができる。例えば、状況認識外科用ハブ５１０４は、医療用撮像装置から受信したビデオ又は画像データに従って、止血が発生したかどうか（すなわち、手術部位での出血が止まっているかどうか）を判定するように構成され得る。しかしながら、場合によっては、ビデオ又は画像データは、決定的でない可能性がある。したがって、１つの例示では、外科用ハブ５１０４は、生理学的測定（例えば、外科用ハブ５１０４に通信可能に接続されたＢＰモニタによって感知された血圧）を、（例えば、外科用ハブ５１０４に通信可能に連結された医療用撮像装置１２４（図２）からの）止血の視覚データ又は画像データと比較して、ステープルライン又は組織溶接の完全性についての判定を行うように更に構成され得る。換言すれば、外科用ハブ５１０４の状況認識システムは、生理学的測定データを考慮して、可視化データを分析する際に追加のコンテキストを提供することができる。追加のコンテキストは、可視化データがそれ自体では決定的ではないか、又は不完全であり得る場合に有用であり得る。
別の利益としては、外科処置の過程中に医療従事者が外科用システム５１００と相互作用するか又はこれを制御するために必要とされる回数を低減するために、行われている外科処置の特定の工程に従って、ペアリングされるモジュール式装置５１０２を積極的かつ自動的に制御することを含む。例えば、状況認識外科用ハブ５１０４は、処置の後続の工程が器具の使用を必要とすると判定した場合に、ＲＦ電気外科用器具が接続されている発生器を積極的に起動させることができる。エネルギー源を積極的に起動することにより、処置の先行する工程が完了するとすぐに器具を使用準備完了にすることができる。
別の実施例として、状況認識外科用ハブ５１０４は、外科処置の現在又は後続の工程が、ディスプレイ上の異なる視界又は拡大の度合いを必要とするかどうかを、外科医が見る必要があると予想される手術部位における特徴（複数可）に従って判定することができる。次いで、外科用ハブ５１０４は、（例えば、可視化システム１０８のために医療用撮像装置によって供給される）表示された視界を、それに応じて積極的に変化させることができ、ディスプレイが外科処置にわたって自動的に調整するようにする。
更に別の例として、状況認識外科用ハブ５１０４は、外科処置のどの工程が行われているか、又はその後に実行されるか、及び特定のデータ又はデータ間の比較が外科処置のその工程に必要とされるかどうかを判定することができる。外科用ハブ５１０４は、外科医が特定の情報を尋ねるのを待つことなく、行われている外科処置の工程に基づいて、自動的にデータスクリーンを呼び出すように構成され得る。
別の利益は、外科処置のセットアップ中又は外科処置の過程中にエラーをチェックすることを含む。例えば、状況認識外科用ハブ５１０４は、手術室が、行われる外科処置のために適切に又は最適にセットアップされているかどうかを判定することができる。外科用ハブ５１０４は、行われている外科処置のタイプを判定し、（例えば、メモリから）対応するチェックリスト、製品位置、又はセットアップニーズを取得し、次いで、現在の手術室のレイアウトを、外科用ハブ５１０４が行われていると判定した外科処置のタイプの標準レイアウトと比較するように構成され得る。１つの例示では、外科用ハブ５１０４は、適切なスキャナによってスキャンされる処置のためのアイテムのリスト及び／又は、外科用ハブ５１０４とペアリングされる装置のリストを、所与の外科処置のためのアイテム及び／又は装置の推奨又は予想されるマニフェストと比較するように構成され得る。リスト間に任意の不連続性が存在する場合、外科用ハブ５１０４は、特定のモジュール式装置５１０２、患者監視装置５１２４、及び／又は他の外科用アイテムが欠落していることを示す警告を提供するように構成され得る。１つの例示では、外科用ハブ５１０４は、例えば、近接センサによってモジュール式装置５１０２及び患者監視装置５１２４の相対距離又は位置を判定するように構成され得る。外科用ハブ５１０４は、装置の相対位置を、特定の外科処置のための推奨又は予想されるレイアウトと比較することができる。レイアウト間に不連続性が存在する場合、外科用ハブ５１０４は、外科処置の現在のレイアウトが推奨されるレイアウトから逸脱していることを示す警告を提供するように構成され得る。
別の例として、状況認識外科用ハブ５１０４は、外科医（又は他の医療従事者）が誤りを犯しているか、又は別の方法で外科処置の過程中に期待される一連の行動から逸脱しているかどうかを判定することができる。例えば、外科用ハブ５１０４は、実施される外科処置のタイプを判定し、（例えば、メモリから）機器使用の工程又は順序の対応するリストを取り出し、次いで、外科処置の過程中に行われている工程、又は使用されている機器を、外科用ハブ５１０４が行われていると判定した外科処置のタイプの予想された工程又は機器と比較するように構成され得る。１つの例示では、外科用ハブ５１０４は、外科処理における特定の工程で、予期せぬアクションが行われているか、又は予期せぬ装置が利用されていることを示す警告を提供するように構成され得る。
全体的に、外科用ハブ５１０４のための状況認識システムは、各外科処置の特定のコンテキストのために外科用器具（及び他のモジュール式装置５１０２）を調整し（例えば異なる組織タイプに適応させるなど）、手術処置中のアクションを検証することによって、外科処置の結果を改善する。状況認識システムはまた、処置の特定のコンテキストに従って、次の工程を自動的に示唆すること、データを提供すること、及び手術現場内のディスプレイ及び他のモジュール式装置５１０２を調整することによって、外科処置を実行する際の外科医の効率を改善する。
ここで図１５を参照すると、例えば、外科用ハブ１０６又は２０６（図１〜１１）などのハブの状況認識を示す時間線５２００が示されている。予定表５２００は例示的な外科処置、及び外科用ハブ１０６、２０６が、外科処置の各工程でデータソースから受信したデータから導き出すことができるコンテキスト情報である。予定表５２００は、手術室を設置することから開始し、患者を術後回復室に移送することで終了する肺区域切除手術の過程で、看護師、外科医、及び他の医療関係者によってとられるであろう典型的な工程を示す。
状況認識外科用ハブ１０６、２０６は、外科処置の過程全体にわたって、医療関係者が外科用ハブ１０６、２０６とペアリングされたモジュール式装置を利用する度に生成されるデータを含むデータをデータソースから受信する。外科用ハブ１０６、２０６は、ペアリングされたモジュール式装置及び他のデータソースからこのデータを受信して、任意の所与の時間に処置のどの工程が実施されているかなどの新しいデータが受信されると、進行中の処置に関する推定（すなわち、コンテキスト情報）を継続的に導出することができる。外科用ハブ１０６、２０６の状況認識システムは、例えば、レポートを生成するために処置に関するデータを記録する、医療関係者によってとられている工程を検証する、特定の処置工程に関連し得るデータ又はプロンプトを（例えば、ディスプレイスクリーンを介して）提供する、コンテキストに基づいてモジュール式装置を調節する（例えば、モニタを起動する、医療用撮像装置の視界（ＦＯＶ）を調節する、又は超音波外科用器具若しくはＲＦ電気外科用器具のエネルギーレベルを変更するなど）、及び上記の任意の他のこうした動作を行うことが可能である。
この例示的な処置における第１の工程５２０２として、病院職員は、病院のＥＭＲデータベースから患者のＥＭＲを読み出す。ＥＭＲにおける選択された患者データに基づいて、外科用ハブ１０６、２０６は、実行される処置が胸部処置であることを判定する。
第２の工程５２０４では、職員は、処置のために入来する医療用品をスキャンする。外科用ハブ１０６、２０６は、スキャンされた用品を様々な種類の処置で利用される用品のリストと相互参照し、用品の組み合わせ（mix of supplies）が胸部処置に対応することを確認する。更に、外科用ハブ１０６、２０６はまた、処置が楔形処置ではないと判定することができる（入来する用品が、胸郭楔形処置に必要な特定の用品を含まないか、又は別の点で胸郭楔形処置に対応していないかのいずれかであるため）。
第３の工程５２０６では、医療関係者は、外科用ハブ１０６、２０６に通信可能に接続されたスキャナを介して患者のバンドをスキャンする。続いて、外科用ハブ１０６、２０６は、スキャンされたデータに基づいて患者の識別情報を確認することができる。
第４の工程５２０８では、医療スタッフが補助装置をオンにする。利用される補助装置は、外科処置の種類及び外科医によって使用される技術に従って変わり得るが、この例示的な場合では、これらとしては、排煙器、吸入器、及び医療用撮像装置が挙げられる。起動されると、モジュール式装置である補助機器は、その初期化プロセスの一部として、モジュール式装置の特定の近傍内に位置する外科用ハブ１０６、２０６と自動的にペアリングすることができる。続いて、外科用ハブ１０６、２０６は、この術前又は初期化段階中にそれとペアリングされるモジュール式装置の種類を検出することによって、外科処置に関するコンテキスト情報を導出することができる。この特定の実施例では、外科用ハブ１０６、２０６は、ペアリングされたモジュール式装置のこの特定の組み合わせに基づいて、外科処置がＶＡＴＳ手術であると判定する。患者のＥＭＲからのデータの組み合わせ、手術に使用される医療用品のリスト、及びハブに接続するモジュール式装置の種類に基づいて、外科用ハブ１０６、２０６は、外科チームが実施する特定の処置を概ね推定することができる。外科用ハブ１０６、２０６が、何の特定の処置が実施されているかを知ると、続いて外科用ハブ１０６、２０６は、メモリから、又はクラウドからその処置の工程を読み出して、次に接続されたデータソース（例えば、モジュール式装置及び患者監視装置）からその後受信したデータを相互参照して、外科処置のどの工程を外科チームが実行しているかを推定することができる。
第５の工程５２１０では、職員は、ＥＫＧ電極及び他の患者監視装置を患者に取り付ける。ＥＫＧ電極及び他の患者監視装置は、外科用ハブ１０６、２０６とペアリングすることができる。外科用ハブ１０６、２０６が患者監視装置からデータの受信を開始すると、外科用ハブ１０６、２０６は患者が手術室にいることを確認する。
第６の工程５２１２では、医療関係者は患者に麻酔を誘発する。外科用ハブ１０６、２０６は、例えば、ＥＫＧデータ、血圧データ、ベンチレータデータ、又はこれらの組み合わせを含む、モジュール式装置及び／又は患者監視装置からのデータに基づいて、患者が麻酔下にあることを推定することができる。第６の工程５２１２が完了すると、肺区域切除手術の術前部分が完了し、手術部分が開始する。
第７の工程５２１４では、操作されている患者の肺が虚脱される（換気が対側肺に切り替えられる間に）。外科用ハブ１０６、２０６は、例えば、患者の肺が虚脱されたことをベンチレータデータから推定することができる。外科用ハブ１０６、２０６は、患者の肺が虚脱したのを検出したことを、処置の予期される工程（事前にアクセス又は読み出すことができる）と比較することができるため、処置の手術部分が開始したことを推定して、それによって肺を虚脱させることがこの特定の処置における第１の手術工程であると判定することができる。
第８の工程５２１６では、医療用撮像装置（例えば、スコープ）が挿入され、医療用撮像装置からのビデオ映像が開始される。外科用ハブ１０６、２０６は、医療用撮像装置への接続を通じて医療用撮像装置データ（すなわち、ビデオ又は画像データ）を受信する。医療用撮像装置データを受信すると、外科用ハブ１０６、２０６は、外科処置の腹腔鏡部分が開始したことを判定することができる。更に、外科用ハブ１０６、２０６は、実施されている特定の処置が、肺葉切除とは対照的に区域切除術であると判定することができる（処置の第２の工程５２０４で受信したデータに基づいて、楔形処置は外科用ハブ１０６、２０６によって既に割り引かれていることに留意されたい）。医療用撮像装置１２４（図２）からのデータは、患者の解剖学的構造の可視化に関して配向されている医療用撮像装置の角度を判定することによる、用いられている（すなわち、起動されており、外科用ハブ１０６、２０６とペアリングされている）数又は医療用撮像装置を監視することによる、及び用いられている可視化装置の種類を監視することによる、ことを含む多くの異なる方法の中から実施されている処置の種類に関するコンテキスト情報を判定するために用いられ得る。例えば、ＶＡＴＳ肺葉切除術を実施するための１つの技術は、カメラを患者の胸腔の前下方角部の横隔膜上方に配置し、一方、ＶＡＴＳ区域切除術を実施するための１つの技術は、カメラを、区域裂に対して前肋間位置に配置する。例えば、パターン認識又は機械学習技術を使用して、状況認識システムは、患者の解剖学的構造の可視化に基づいて、医療用撮像装置の位置を認識するように訓練され得る。別の例として、ＶＡＴＳ肺葉切除術を実施するための１つの技術は単一の医療用撮像装置を利用するが、ＶＡＴＳ区域切除術を実施するための別の技術は複数のカメラを利用する。更に別の例として、ＶＡＴＳ区域切除術を実施するための１つの技術は、区域裂を可視化するために赤外線光源（可視化システムの一部として外科用ハブに通信可能に連結され得る）を利用し、これはＶＡＴＳ肺葉切除術では利用されない。医療用撮像装置からのこのデータのいずれか又は全てを追跡することによって、外科用ハブ１０６、２０６は、実行中の特定の種類の外科処置、及び／又は特定の種類の外科処置に使用されている技術を判定することができる。
第９の工程５２１８で、外科チームは、処置の切開工程を開始する。外科用ハブ１０６、２０６は、エネルギー器具が発射されていることを示すＲＦ又は超音波発生器からのデータを受信するため、外科医が患者の肺を切開して分離するプロセスにあると推定することができる。外科用ハブ１０６、２０６は、受信されたデータを外科処置の読み出しされた工程と相互参照して、プロセスのこの時点（すなわち、前に考察された処置の工程が完了した後）で発射されているエネルギー器具が切開工程に対応していると判定することができる。特定の例では、エネルギー器具は、ロボット外科システムのロボットアームに取り付けられたエネルギーツールであり得る。
第１０の工程５２２０で、外科チームは、処置の結紮工程に進む。外科用ハブ１０６、２０６は、器具が発射されていることを示す外科用ステープル留め及び切断器具からのデータを受信するため、外科医が動脈及び静脈を結紮していると推定することができる。前工程と同様に、外科用ハブ１０６、２０６は、外科用ステープル留め及び切断器具からのデータの受信を、読み出しされたプロセス内の工程と相互参照することによって、この推定を導出することができる。特定の例では、外科用器具は、ロボット外科システムのロボットアームに取り付けられた外科用ツールであり得る。
第１１の工程５２２２では、処置の区域切除部分が実施される。外科用ハブ１０６、２０６は、そのカートリッジからのデータを含む外科用ステープル留め及び切断器具からのデータに基づいて、外科医が実質組織を横切開していると推定することができる。カートリッジのデータは、例えば、器具によって発射されるステープルのサイズ又は種類に対応することができる。異なる種類のステープルが異なる種類の組織に利用されているため、カートリッジのデータは、ステープル留め及び／又は横切開されている組織の種類を示すことができる。この場合、発射されるステープルの種類は実質組織（又は他の同様の組織種）に利用され、これにより、外科用ハブ１０６、２０６は、処置の区域切除部分が実行されていると推定することができる。
続いて第１２の工程５２２４で、結節切開工程が実行される。外科用ハブ１０６、２０６は、ＲＦ又は超音波器具が発射されていることを示す発生器から受信したデータに基づいて、外科チームが結節を切開し、漏れ試験を実施していると推定することができる。この特定の処置の場合、実質組織が横切開された後に利用されるＲＦ又は超音波器具は結節切開工程に対応しており、この結節切開工程により外科用ハブ１０６、２０６がこの推定を行うことが可能となる。異なる器具が特定の作業に対してより良好に適合するため、外科医は、処置中の特定の工程に応じて、定期的に外科用ステープル留め／切断器具と外科用エネルギー（すなわち、ＲＦ又は超音波）器具との間で交互に切り替えることに留意されたい。したがって、ステープル留め／切断器具及び外科用エネルギー器具が使用される特定のシーケンスは、外科医が処置のどの工程を実施中であるかを示すことができる。更に、特定の例では、外科処置中の１つ又は２つ以上の工程にロボットツールを使用することができ、かつ／又は外科処置中の１つ又は２つ以上の工程にハンドヘルド外科用器具を使用することができる。外科医（複数可）は、例えば、ロボットツールとハンドヘルド外科用器具とを順に交代させることができ、かつ／又は、例えば、装置を同時に使用することができる。第１２の工程５２２４が完了すると、切開部が閉鎖され、処置の術後部分が開始する。
第１３の工程５２２６では、患者の麻酔が逆転される。外科用ハブ１０６、２０６は、例えば、ベンチレータデータに基づいて（すなわち、患者の呼吸速度が増加し始める）、患者が麻酔から覚醒しつつあると推定することができる。
最後に、第１４の工程５２２８は、医療関係者が患者から様々な患者監視装置を除去することである。したがって、外科用ハブ１０６、２０６は、ハブがＥＫＧ、ＢＰ、及び患者監視装置からの他のデータを喪失したとき、患者が回復室に移送されていると推定することができる。この例示的な処置の説明から分かるように、外科用ハブ１０６、２０６と通信可能に連結された各種データソースから受信されたデータに基づいて、外科用ハブ１０６、２０６は、所与の外科処置の各工程が発生しているときを判定又は推定することができる。
状況認識については、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＨＵＢ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ」と題する２０１８年４月１９日出願の米国特許仮出願第６２／６５９，９００号で更に説明されている。特定の例では、例えば本明細書で開示される様々なロボット外科システムを含むロボット外科システムの動作は、その状況認識、及び／若しくはその構成要素からのフィードバックに基づいて、並びに／又はクラウド１０４からの情報に基づいて、ハブ１０６、２０６によって制御され得る。
一態様では、図２４〜４０を参照して以下に記載されるモジュール式装置５１０２は、図２３Ａ〜２３Ｂ、２４Ａ〜２４Ｂ、２５Ａ〜２５Ｂ、２６Ａ〜２６Ｅ、２７Ａ〜２７Ｆに記載されるように超音波外科用器具及び組み合わせエネルギー外科用器具７０１２として実装されてもよい。したがって、図２３Ａ〜２３Ｂ、２４Ａ〜２４Ｂ、２５Ａ〜２５Ｂ、２６Ａ〜２６Ｅ、２７Ａ〜２７Ｆに記載される超音波外科用器具及び組み合わせエネルギー外科用器具７０１２として実装されるモジュール式装置５１０２は、データソース５１２６として動作し、データベース５１２２及び患者監視装置５１２４と相互作用するように構成される。図２３Ａ〜２３Ｂ、２４Ａ〜２４Ｂ、２５Ａ〜２５Ｂ、２６Ａ〜２６Ｅ、２７Ａ〜２７Ｆに記載される超音波外科用器具及び組み合わせエネルギー外科用器具７０１２として実装されるモジュール式装置５１０２は、外科用ハブ５１０４と相互作用して、外科用ハブ５１０４に情報（例えば、データ及び制御）を提供し、外科用ハブ５１０４から情報（例えば、データ及び制御）を受信するように更に構成される。
発生器ハードウェア
図１６は、本開示の一態様による、本明細書で説明される外科用ツールを動作させるように構成されたロボット外科用器具７００の回路図である。ロボット外科用器具７００は、単一又は複数の関節運動駆動連結部のいずれかを用いて、変位部材の遠位／近位並進、閉鎖管の遠位／近位変位、シャフトの回転、及び関節運動を制御するようにプログラム又は構成されてもよい。一態様では、外科用器具７００は、発射部材、閉鎖部材、シャフト部材、若しくは１つ若しくは２つ以上の関節運動部材、又はこれらの組み合わせを個別に制御するようにプログラム又は構成されてもよい。外科用器具７００は、モータ駆動式の発射部材、閉鎖部材、シャフト部材、若しくは１つ若しくは２つ以上の関節運動部材、又はこれらの組み合わせを制御するように構成された制御回路７１０を備える。
一態様では、ロボット外科用器具７００は、複数のモータ７０４ａ〜７０４ｅを介して、エンドエフェクタ７０２のクランプアーム７１６及び閉鎖部材７１４部分と、超音波発生器７２１によって励起される超音波変換器７１９に連結された超音波ブレード７１８と、シャフト７４０と、１つ又は２つ以上の関節運動部材７４２ａ、７４２ｂと、を制御するように構成された制御回路７１０を備える。位置センサ７３４は、閉鎖部材７１４の位置フィードバックを制御回路７１０に提供するように構成されてもよい。他のセンサ７３８は、制御回路７１０にフィードバックを提供するように構成されてもよい。タイマー／カウンタ７３１は、制御回路７１０にタイミング及びカウント情報を提供する。モータ７０４ａ〜７０４ｅを動作させるためにエネルギー源７１２が設けられてもよく、電流センサ７３６はモータ電流フィードバックを制御回路７１０に提供する。モータ７０４ａ〜７０４ｅは、開ループ又は閉ループフィードバック制御において制御回路７１０によって個別に動作させることができる。
一態様では、制御回路７１０は、１つ又は２つ以上のマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、又はプロセッサ若しくは複数のプロセッサに１つ又は２つ以上のタスクを実施させる命令を実行するための他の好適なプロセッサを備えてもよい。一態様では、タイマー／カウンタ７３１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７１０に提供して位置センサ７３４によって判定された閉鎖部材７１４の位置をタイマー／カウンタ７３１の出力と相関させ、その結果、制御回路７１０は、閉鎖部材７１４が開始位置に対して特定の位置にあるときの、開始位置又は時間（ｔ）に対する特定の時間（ｔ）における閉鎖部材７１４の位置を判定することができる。タイマー／カウンタ７３１は、経過時間を測定するか、外部事象を計数するか、又は外部事象の時間を測定するように構成されてよい。
一態様では、制御回路７１０は、１つ又は２つ以上の組織状態に基づいてエンドエフェクタ７０２の機能を制御するようにプログラムされてもよい。制御回路７１０は、本明細書に説明されるように、直接的又は間接的のいずれかで厚さなどの組織状態を感知するようにプログラムされてもよい。制御回路７１０は、組織状態に基づいて発射制御プログラム又は閉鎖制御プログラムを選択するようにプログラムされてもよい。発射制御プログラムは、変位部材の遠位運動を記述することができる。様々な組織状態をより良好に処理するために様々な発射制御プログラムを選択することができる。例えば、より厚い組織が存在する場合、制御回路７１０は、変位部材をより低速で、かつ／又はより低電力で並進させるようにプログラムされてもよい。より薄い組織が存在する場合、制御回路７１０は、変位部材をより高速で、かつ／又はより高電力で並進させるようにプログラムされてもよい。閉鎖制御プログラムは、クランプアーム７１６によって組織に適用される閉鎖力を制御し得る。他の制御プログラムは、シャフト７４０及び関節運動部材７４２ａ、７４２ｂの回転を制御する。
一態様では、制御回路７１０は、モータ設定点信号を生成し得る。モータ設定点信号は、様々なモータコントローラ７０８ａ〜７０８ｅに提供されてもよい。モータコントローラ７０８ａ〜７０８ｅは、本明細書で説明するように、モータ７０４ａ〜７０４ｅにモータ駆動信号を提供してモータ７０４ａ〜７０４ｅを駆動するように構成された１つ又は２つ以上の回路を備えてもよい。いくつかの実施例では、モータ７０４ａ〜７０４ｅはブラシ付きＤＣ電動モータであってもよい。例えば、モータ７０４ａ〜７０４ｅの速度は、それぞれのモータ駆動信号に比例してもよい。いくつかの実施例では、モータ７０４ａ〜７０４ｅはブラシレスＤＣ電動モータであってもよく、それぞれのモータ駆動信号は、モータ７０４ａ〜７０４ｅの１つ又は２つ以上の固定子巻線に提供されるＰＷＭ信号を含んでもよい。また、いくつかの実施例では、モータコントローラ７０８ａ〜７０８ｅは省略されてもよく、制御回路７１０がモータ駆動信号を直接生成してもよい。
一態様では、制御回路７１０は、最初に、モータ７０４ａ〜７０４ｅの各々を、変位部材のストロークの第１の開ループ部分では開ループ構成で動作させてもよい。ストロークの開ループ部分の間のロボット外科用器具７００の応答に基づいて、制御回路７１０は、閉ループ構成の発射制御プログラムを選択してもよい。器具の応答としては、開ループ部分の間の変位部材の並進距離、開ループ部分の間に経過する時間、開ループ部分の間にモータ７０４ａ〜７０４ｅのうちの１つに提供されるエネルギー、モータ駆動信号のパルス幅の合計などが挙げられ得る。開ループ部分の後で、制御回路７１０は、変位部材ストロークの第２の部分に対して選択された発射制御プログラムを実施してもよい。例えば、ストロークの閉ループ部分の間、制御回路７１０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７０４ａ〜７０４ｅのうちの１つ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。
一態様では、モータ７０４ａ〜７０４ｅは、エネルギー源７１２から電力を受け取ることができる。エネルギー源７１２は、主交流電源、電池、超コンデンサ、又は任意の他の好適なエネルギー源によって駆動されるＤＣ電源であってもよい。モータ７０４ａ〜７０４ｅは、それぞれの伝達装置７０６ａ〜７０６ｅを介して、閉鎖部材７１４、クランプアーム７１６、シャフト７４０、関節７４２ａ、及び関節７４２ｂなどの個々の可動機械的要素に機械的に連結されてもよい。伝達装置７０６ａ〜７０６ｅは、モータ７０４ａ〜７０４ｅを可動機械的要素に連結するための１つ又は２つ以上のギア又は他の連結構成要素を含んでもよい。位置センサ７３４は、閉鎖部材７１４の位置を感知し得る。位置センサ７３４は、閉鎖部材７１４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７３４は、閉鎖部材７１４が遠位方向及び近位方向に並進すると一連のパルスを制御回路７１０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７１０は、パルスを追跡して閉鎖部材７１４の位置を判定してもよい。例えば、近接センサを含む、他の好適な位置センサが使用されてもよい。他の種類の位置センサは、閉鎖部材７１４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７３４は、省略されてもよい。モータ７０４ａ〜７０４ｅのいずれかがステップモータである場合、制御回路７１０は、モータ７０４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、閉鎖部材７１４の位置を追跡することができる。位置センサ７３４は、エンドエフェクタ７０２内、又は器具の任意の他の部分に位置することができる。モータ７０４ａ〜７０４ｅの各々の出力は、力を感知するためのトルクセンサ７４４ａ〜７４４ｅを含み、駆動シャフトの回転を感知するエンコーダを有する。
一態様では、制御回路７１０は、エンドエフェクタ７０２の閉鎖部材７１４部分などの発射部材を駆動するように構成される。制御回路７１０はモータ制御部７０８ａにモータ設定値を提供し、モータ制御部７０８ａはモータ７０４ａに駆動信号を提供する。モータ７０４ａの出力シャフトは、トルクセンサ７４４ａに連結される。トルクセンサ７４４ａは、閉鎖部材７１４に連結された伝達装置７０６ａに連結される。伝達装置７０６ａは、エンドエフェクタ７０２の長手方向軸線に沿って遠位方向及び近位方向への閉鎖部材７１４の移動を制御するための回転要素及び発射部材などの可動機械的要素を備える。一態様では、モータ７０４ａは、第１のナイフ駆動ギア及び第２のナイフ駆動ギアを含むナイフギア減速セットを含むナイフギアアセンブリに連結されてもよい。トルクセンサ７４４ａは、制御回路７１０に発射力フィードバック信号を提供する。発射力信号は、閉鎖部材７１４を発射又は変位させるのに必要な力を表す。位置センサ７３４は、発射ストロークに沿った閉鎖部材７１４の位置又は発射部材の位置を、フィードバック信号として制御回路７１０に提供するように構成されてもよい。エンドエフェクタ７０２は、制御回路７１０にフィードバック信号を提供するように構成された追加のセンサ７３８を含んでもよい。使用準備が整ったら、制御回路７１０は、モータ制御部７０８ａに発射信号を提供することができる。発射信号に応答して、モータ７０４ａは、発射部材をエンドエフェクタ７０２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。閉鎖部材７１４が遠位方向に並進すると、クランプアーム７１６は超音波ブレード７１８に向かって閉鎖する。
一態様では、制御回路７１０は、エンドエフェクタ７０２のクランプアーム７１６などの閉鎖部材を駆動するように構成される。制御回路７１０は、モータ７０４ｂに駆動信号を提供するモータ制御部７０８ｂにモータ設定点を提供する。モータ７０４ｂの出力シャフトは、トルクセンサ７４４ｂに連結される。トルクセンサ７４４ｂは、クランプアーム７１６に連結された伝達装置７０６ｂに連結される。伝達装置７０６ｂは、開放位置及び閉鎖位置からのクランプアーム７１６の移動を制御するための回転要素及び閉鎖部材などの可動機械的要素を含む。一態様では、モータ７０４ｂは、閉鎖スパーギアと噛合係合して支持される閉鎖減速ギアセットを含む閉鎖ギアアセンブリに連結される。トルクセンサ７４４ｂは、制御回路７１０に閉鎖力フィードバック信号を提供する。閉鎖力フィードバック信号は、クランプアーム７１６に適用される閉鎖力を表す。位置センサ７３４は、閉鎖部材の位置をフィードバック信号として制御回路７１０に提供するように構成されてもよい。エンドエフェクタ７０２内の追加のセンサ７３８は、閉鎖力フィードバック信号を制御回路７１０に提供することができる。枢動可能なクランプアーム７１６は、超音波ブレード７１８の反対側に位置決めされる。使用準備が整うと、制御回路７１０は、モータ制御部７０８ｂに閉鎖信号を提供することができる。閉鎖信号に応答して、モータ７０４ｂは閉鎖部材を前進させて、クランプアーム７１６と超音波ブレード７１８との間で組織を把持する。
一態様では、制御回路７１０は、エンドエフェクタ７０２を回転させるためにシャフト７４０などのシャフト部材を回転させるように構成されている。制御回路７１０は、モータ７０４ｃに駆動信号を提供するモータ制御部７０８ｃにモータ設定点を提供する。モータ７０４ｃの出力シャフトは、トルクセンサ７４４ｃに連結される。トルクセンサ７４４ｃは、シャフト７４０に連結された伝達装置７０６ｃに連結される。伝達機構７０６ｃは、シャフト７４０の時計回り又は反時計回りの回転を３６０度まで及びそれを超えて制御するために回転要素などの可動機械的要素を含む。一態様では、モータ７０４ｃは、ツール装着プレート上に動作可能に支持された回転ギアアセンブリによって動作可能に係合されるように、近位閉鎖管の近位端上に形成された（又はこれに取り付けられた）管状ギアセグメントを含む回転伝達装置アセンブリに連結される。トルクセンサ７４４ｃは、制御回路７１０に回転力フィードバック信号を提供する。回転力フィードバック信号は、シャフト７４０に加えられる回転力を表す。位置センサ７３４は、閉鎖部材の位置をフィードバック信号として制御回路７１０に提供するように構成されてもよい。シャフトエンコーダなどの追加のセンサ７３８が、シャフト７４０の回転位置を制御回路７１０に提供してもよい。
一態様では、制御回路７１０は、エンドエフェクタ７０２を関節運動させるように構成されている。制御回路７１０は、モータ７０４ｄに駆動信号を提供するモータ制御部７０８ｄにモータ設定値を提供する。モータ７０４ｄの出力シャフトは、トルクセンサ７４４ｄに連結される。トルクセンサ７４４ｄは、関節運動部材７４２ａに連結された伝達装置７０６ｄに連結される。伝達装置７０６ｄは、エンドエフェクタ７０２の±６５°の関節運動を制御するための関節運動要素などの可動機械的要素を含む。一態様では、モータ７０４ｄは、関節運動ナットに連結され、関節運動ナットは、遠位スパイン部分の近位端部分上で回転可能に軸支され、遠位スパイン部分の近位端部分上で関節運動ギアアセンブリによって回転可能に駆動される。トルクセンサ７４４ｄは、制御回路７１０に関節運動力フィードバック信号を提供する。関節運動力フィードバック信号は、エンドエフェクタ７０２に適用される関節運動力を表す。関節運動エンコーダなどのセンサ７３８は、エンドエフェクタ７０２の関節運動位置を制御回路７１０に提供してもよい。
別の態様では、ロボット外科システム７００の関節運動機能は、２つの関節運動部材、又は連結部７４２ａ、７４２ｂを含んでもよい。これらの関節運動部材７４２ａ、７４２ｂは、２つのモータ７０８ｄ、７０８ｅによって駆動されるロボットインターフェース（ラック）上の別個のディスクによって駆動される。個別の発射モータ７０４ａが提供されると、ヘッドが運動していないときにヘッドに抵抗保持運動及び負荷を提供するために、かつヘッドが関節運動しているときに関節運動を提供するために、関節運動連結部７４２ａ、７４２ｂの各々は他の連結部に対して拮抗的に駆動され得る。関節運動部材７４２ａ、７４２ｂは、ヘッドが回転するときに固定された半径でヘッドに取り付けられる。したがって、ヘッドが回転すると、プッシュプル連結部の機械効率は変化する。この機械効率の変化は、他の関節運動連結部の駆動システムでより顕著であり得る。
一態様では、１つ又は２つ以上のモータ７０４ａ〜７０４ｅは、ギアボックス、及び発射部材、閉鎖部材、又は関節運動部材への機械的連結部を備えるブラシ付きＤＣモータを備えてもよい。別の例としては、変位部材、関節運動連結部、閉鎖管、及びシャフトなどの可動機械的要素を動作させる電動モータ７０４ａ〜７０４ｅが挙げられる。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、電動モータ７０４ａ〜７０４ｅの１つに反して作用する障害（drag）と称されることがある。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。
一態様では、位置センサ７３４は、絶対位置決めシステムとして実装されてもよい。一態様では、位置センサ７３４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る磁気回転絶対位置決めシステムを備えてもよい。位置センサ７３４は、制御回路７１０と連係して絶対位置決めシステムを提供することができる。位置は、磁石の上方に位置し、加算、減算、ビットシフト、及びテーブル参照演算のみを必要とする、双曲線関数及び三角関数を計算する簡潔かつ効率的なアルゴリズムを実装するために設けられた、桁毎法及びボルダーアルゴリズムとしても知られるＣＯＲＤＩＣプロセッサに連結された、複数のホール効果素子を含み得る。
一態様では、制御回路７１０は、１つ又は２つ以上のセンサ７３８と通信してもよい。センサ７３８は、エンドエフェクタ７０２上に位置付けられ、ロボット外科用器具７００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７３８は、磁気センサ、磁界センサ、歪みゲージ、ロードセル、圧力センサ、力センサ、トルクセンサ、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７０２の１つ又は２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７３８は、１つ又は２つ以上のセンサを含み得る。センサ７３８は、分割された電極を使用して組織の位置を判定するために、クランプアーム７１６上に配置されてもよい。トルクセンサ７４４ａ〜７４４ｅは、とりわけ、発射力、閉鎖力、及び／又は関節運動力などの力を感知するように構成されてもよい。したがって、制御回路７１０は、（１）遠位閉鎖管によって経験される閉鎖負荷及びその位置、（２）ラックにある発射部材及びその位置、（３）超音波ブレード７１８のどの部分がその上に組織を有しているか、及び（４）両方の関節運動ロッド上の負荷及び位置を感知することができる。
一態様では、１つ又は２つ以上のセンサ７３８は、クランプ状態の間のクランプアーム７１６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７３８は、クランプアーム７１６と超音波ブレード７１８との間に圧縮された組織の存在によって生成された圧力を検出するように構成された圧力センサを備えてもよい。センサ７３８は、クランプアーム７１６と超音波ブレード７１８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。
一態様では、センサ７３８は、とりわけ、１つ又は２つ以上のリミットスイッチ、電気機械装置、固体スイッチ、ホール効果装置、磁気抵抗（magneto-resistivｅ、ＭＲ）装置、巨大磁気抵抗（giant magneto-resistive、ＧＭＲ）装置、磁力計として実装されてもよい。他の実装形態では、センサ７３８は、とりわけ光センサ、ＩＲセンサ、紫外線センサなどの光の影響下で動作する固体スイッチとして実装されてもよい。更に、スイッチは、トランジスタ（例えば、ＦＥＴ、接合ＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ、双極など）などの固体装置であってもよい。他の実装形態では、センサ７３８は、とりわけ、導電体非含有スイッチ、超音波スイッチ、加速度計、及び慣性センサを含んでもよい。
一態様では、センサ７３８は、閉鎖駆動システムによってクランプアーム７１６に及ぼされる力を測定するように構成され得る。例えば、１つ又は２つ以上のセンサ７３８は、閉鎖管によってクランプアーム７１６に適用される閉鎖力を検出するために、閉鎖管とクランプアーム７１６との間の相互作用点に位置してもよい。クランプアーム７１６に対して及ぼされる力は、クランプアーム７１６と超音波ブレード７１８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つ又は２つ以上のセンサ７３８は、閉鎖駆動システムに沿った様々な相互作用点に配置されて、閉鎖駆動システムによってクランプアーム７１６に適用される閉鎖力を検出することができる。１つ又は２つ以上のセンサ７３８は、制御回路７１０のプロセッサによるクランプ動作中にリアルタイムでサンプリングされてもよい。制御回路７１０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、クランプアーム７１６に適用される閉鎖力をリアルタイムで評価する。
一態様では、電流センサ７３６を用いて、モータ７０４ａ〜７０４ｅの各々によって引き込まれる電流を測定することができる。閉鎖部材７１４などの可動機械的要素のいずれかを前進させるのに必要な力は、モータ７０４ａ〜７０４ｅのうちの１つによって引き込まれる電流に対応する。力はデジタル信号に変換されて、制御回路７１０に提供される。制御回路７１０は、器具の実際のシステムの応答をコントローラのソフトウェアでシミュレートするように構成され得る。変位部材を作動させて、エンドエフェクタ７０２内の閉鎖部材７１４を目標速度又はその付近で移動させることができる。ロボット外科用器具７００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、線形二次（linear-quadratic、ＬＱＲ）、及び／又は適応コントローラが挙げられるがこれらに限定されない任意のフィードバックコントローラのうちのいずれか１つであってもよい。ロボット外科用器具７００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、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。更なる詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１７年６月２９日出願の「ＣＬＯＳＥＤ ＬＯＯＰ ＶＥＬＯＣＩＴＹ ＣＯＮＴＲＯＬ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴＩＣ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」と題する米国特許出願第１５／６３６，８２９号に開示されている。
図１７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構成された外科用器具７５０の回路図を示す。一態様では、外科用器具７５０は、閉鎖部材７６４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る。外科用器具７５０は、クランプアーム７６６と、閉鎖部材７６４と、超音波発生器７７１によって駆動される超音波変換器７６９に連結された超音波ブレード７６８と、を備え得るエンドエフェクタ７５２を備える。
閉鎖部材７６４などの直線変位部材の位置、移動、変位、及び／又は並進は、絶対位置決めシステム、センサ機構、及び位置センサ７８４によって測定することができる。閉鎖部材７６４が長手方向に移動可能な駆動部材に連結されているため、閉鎖部材７６４の位置は、位置センサ７８４を使用する長手方向に移動可能な駆動部材の位置を測定することによって判定することができる。したがって、以下の説明では、閉鎖部材７６４の位置、変位、及び／又は並進は、本明細書に記載される位置センサ７８４によって達成され得る。制御回路７６０は、閉鎖部材７６４などの変位部材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７６０は、１つ若しくは２つ以上のマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、又はプロセッサ若しくは複数のプロセッサに、記載される方法で変位部材、例えば閉鎖部材７６４を制御させる命令を実行するための他の好適なプロセッサを備えてもよい。一態様では、タイマー／カウンタ７８１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７６０に提供して、位置センサ７８４によって判定された閉鎖部材７６４の位置をタイマー／カウンタ７８１の出力と相関させ、その結果、制御回路７６０は、開始位置に対する特定の時間（ｔ）における閉鎖部材７６４の位置を判定することができる。タイマー／カウンタ７８１は、経過時間を測定するか、外部事象を計数するか、又は外部事象の時間を測定するように構成されてよい。
制御回路７６０は、モータ設定点信号７７２を生成してもよい。モータ設定点信号７７２は、モータコントローラ７５８に提供されてもよい。モータコントローラ７５８は、本明細書で説明するように、モータ７５４にモータ駆動信号７７４を提供してモータ７５４を駆動するように構成された１つ又は２つ以上の回路を備えてもよい。いくつかの実施例では、モータ７５４は、ブラシ付きＤＣ電動モータであってもよい。例えば、モータ７５４の速度は、モータ駆動信号７７４に比例してもよい。いくつかの例では、モータ７５４はブラシレスＤＣ電動モータであってもよく、モータ駆動信号７７４は、モータ７５４の１つ又は２つ以上の固定子巻線に提供されるＰＷＭ信号を含んでもよい。また、いくつかの実施例では、モータコントローラ７５８は省略されてもよく、制御回路７６０がモータ駆動信号７７４を直接生成してもよい。
モータ７５４は、エネルギー源７６２から電力を受信することができる。エネルギー源７６２は、電池、超コンデンサ、又は任意の他の好適なエネルギー源であってもよく、あるいはそれを含んでもよい。モータ７５４は、伝達装置７５６を介して閉鎖部材７６４に機械的に連結され得る。伝達装置７５６は、モータ７５４を閉鎖部材７６４に連結するための１つ又は２つ以上のギア又は他の連結構成要素を含んでもよい。位置センサ７８４は、閉鎖部材７６４の位置を感知し得る。位置センサ７８４は、閉鎖部材７６４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７８４は、閉鎖部材７６４が遠位方向及び近位方向に並進すると一連のパルスを制御回路７６０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７６０は、パルスを追跡して閉鎖部材７６４の位置を判定してもよい。例えば、近接センサを含む、他の好適な位置センサが使用されてもよい。他の種類の位置センサは、閉鎖部材７６４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７８４は、省略されてもよい。モータ７５４がステップモータである場合、制御回路７６０は、モータ７５４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、閉鎖部材７６４の位置を追跡することができる。位置センサ７８４は、エンドエフェクタ７５２内、又は器具の任意の他の部分に位置することができる。
制御回路７６０は、１つ又は２つ以上のセンサ７８８と通信することができる。センサ７８８は、エンドエフェクタ７５２上に位置付けられ、外科用器具７５０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得る。センサ７８８は、磁気センサ、磁界センサ、歪みゲージ、圧力センサ、力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光学センサ、及び／又はエンドエフェクタ７５２の１つ若しくは２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得る。センサ７８８は、１つ又は２つ以上のセンサを含み得る。
１つ又は２つ以上のセンサ７８８は、クランプ状態の間のクランプアーム７６６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７８８は、クランプアーム７６６と超音波ブレード７６８との間に圧縮された組織の存在によって生成された圧力を検出するように構成された圧力センサを備えてもよい。センサ７８８は、クランプアーム７６６と超音波ブレード７６８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。
センサ７８８は、閉鎖駆動システムによってクランプアーム７６６に及ぼされる力を測定するように構成され得る。例えば、１つ又は２つ以上のセンサ７８８は、閉鎖管によってクランプアーム７６６に適用される閉鎖力を検出するために、閉鎖管とクランプアーム７６６との間の相互作用点に位置してもよい。クランプアーム７６６に対して及ぼされる力は、クランプアーム７６６と超音波ブレード７６８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つ又は２つ以上のセンサ７８８は、閉鎖駆動システムに沿った様々な相互作用点に配置されて、閉鎖駆動システムによってクランプアーム７６６に適用される閉鎖力を検出することができる。１つ又は２つ以上のセンサ７８８は、制御回路７６０のプロセッサによるクランプ動作中にリアルタイムでサンプリングされてもよい。制御回路７６０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、クランプアーム７６６に適用される閉鎖力をリアルタイムで評価する。
モータ７５４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７８６を用いることができる。閉鎖部材７６４を前進させるのに必要な力は、モータ７５４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て、制御回路７６０に提供される。
制御回路７６０は、器具の実際のシステムの応答をコントローラのソフトウェアでシミュレートするように構成され得る。変位部材を作動させて、エンドエフェクタ７５２内の閉鎖部材７６４を目標速度又はその付近で移動させることができる。外科用器具７５０は、フィードバックコントローラを含むことができ、フィードバックコントローラは、例えば、ＰＩＤ、状態フィードバック、ＬＱＲ、及び／又は適応コントローラが挙げられるがこれらに限定されない任意のフィードバックコントローラのうちのいずれか１つであってもよい。外科用器具７５０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、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。
外科用器具７５０の実際の駆動システムは、ギアボックス、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、又は閉鎖部材７６４を駆動するように構成されている。別の例は、交換式シャフトアセンブリの、例えば、変位部材及び関節運動ドライバを動作させる電動モータ７５４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、電動モータ７５４に反して作用する障害と称されることがある。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。
様々な例示的態様が、モータ駆動の外科用封止及び切断器具を有するエンドエフェクタ７５２を備える外科用器具７５０に関する。例えば、モータ７５４は、エンドエフェクタ７５２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７５２は、枢動可能なクランプアーム７６６と、使用のために構成されるときは、クランプアーム７６６の反対側に位置付けられた超音波ブレード７６８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、クランプアーム７６６と超音波ブレード７６８との間に組織を把持してもよい。器具７５０を使用する準備が整った場合、臨床医は、例えば、器具７５０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７５４は、変位部材をエンドエフェクタ７５２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と、遠位端に位置付けられた切断要素を備える閉鎖部材７６４は、超音波ブレード７６８とクランプアーム７６６との間の組織を切断することができる。
様々な実施例で、外科用器具７５０は、１つ又は２つ以上の組織状態に基づいて、例えば閉鎖部材７６４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７６０を備えてもよい。制御回路７６０は、本明細書に説明されるように、直接的又は間接的のいずれかで厚さなどの組織状態を感知するようにプログラムされてもよい。制御回路７６０は、組織状態に基づいて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。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制御プログラムを選択することができる。例えば、より厚い組織が存在する場合、制御回路７６０は、変位部材をより低速で、かつ／又はより低電力で並進させるようにプログラムされてもよい。より薄い組織が存在する場合、制御回路７６０は、変位部材をより高速で、かつ／又はより高電力で並進させるようにプログラムされてもよい。
いつくかの実施例では、制御回路７６０は、最初に、モータ７５４を、変位部材のストロークの第１の開ループ部分に対する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７５０の応答に基づいて、制御回路７６０は、発射制御プログラムを選択してもよい。器具の応答としては、開ループ部分の間の変位部材の並進距離、開ループ部分の間に経過する時間、開ループ部分の間にモータ７５４に提供されるエネルギー、モータ駆動信号のパルス幅の合計などが挙げられ得る。開ループ部分の後、制御回路７６０は、変位部材ストロークの第２の部分に対して、選択された発射制御プログラムを実施してもよい。例えば、ストロークの閉ループ部分の間、制御回路７６０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７５４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。更なる詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１７年９月２９日出願の「ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ Ａ ＤＩＳＰＬＡＹ ＯＦ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」と題する米国特許出願第１５／７２０，８５２号に開示されている。
図１８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構成された外科用器具７５０の回路図を示す。一態様では、外科用器具７５０は、閉鎖部材７６４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る。外科用器具７５０は、クランプアーム７６６と、閉鎖部材７６４と、超音波発生器７７１によって駆動される超音波変換器７６９に連結された超音波ブレード７６８と、を備え得るエンドエフェクタ７５２を備える。
閉鎖部材７６４などの直線変位部材の位置、移動、変位、及び／又は並進は、絶対位置決めシステム、センサ機構、及び位置センサ７８４によって測定することができる。閉鎖部材７６４が長手方向に移動可能な駆動部材に連結されているため、閉鎖部材７６４の位置は、位置センサ７８４を使用する長手方向に移動可能な駆動部材の位置を測定することによって判定することができる。したがって、以下の説明では、閉鎖部材７６４の位置、変位、及び／又は並進は、本明細書に記載される位置センサ７８４によって達成され得る。制御回路７６０は、閉鎖部材７６４などの変位部材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７６０は、１つ若しくは２つ以上のマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、又はプロセッサ若しくは複数のプロセッサに、記載される方法で変位部材、例えば閉鎖部材７６４を制御させる命令を実行するための他の好適なプロセッサを備えてもよい。一態様では、タイマー／カウンタ７８１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７６０に提供して、位置センサ７８４によって判定された閉鎖部材７６４の位置をタイマー／カウンタ７８１の出力と相関させ、その結果、制御回路７６０は、開始位置に対する特定の時間（ｔ）における閉鎖部材７６４の位置を判定することができる。タイマー／カウンタ７８１は、経過時間を測定するか、外部事象を計数するか、又は外部事象の時間を測定するように構成されてよい。
制御回路７６０は、モータ設定点信号７７２を生成してもよい。モータ設定点信号７７２は、モータコントローラ７５８に提供されてもよい。モータコントローラ７５８は、本明細書で説明するように、モータ７５４にモータ駆動信号７７４を提供してモータ７５４を駆動するように構成された１つ又は２つ以上の回路を備えてもよい。いくつかの実施例では、モータ７５４は、ブラシ付きＤＣ電動モータであってもよい。例えば、モータ７５４の速度は、モータ駆動信号７７４に比例してもよい。いくつかの例では、モータ７５４はブラシレスＤＣ電動モータであってもよく、モータ駆動信号７７４は、モータ７５４の１つ又は２つ以上の固定子巻線に提供されるＰＷＭ信号を含んでもよい。また、いくつかの実施例では、モータコントローラ７５８は省略されてもよく、制御回路７６０がモータ駆動信号７７４を直接生成してもよい。
モータ７５４は、エネルギー源７６２から電力を受信することができる。エネルギー源７６２は、電池、超コンデンサ、又は任意の他の好適なエネルギー源であってもよく、あるいはそれを含んでもよい。モータ７５４は、伝達装置７５６を介して閉鎖部材７６４に機械的に連結され得る。伝達装置７５６は、モータ７５４を閉鎖部材７６４に連結するための１つ又は２つ以上のギア又は他の連結構成要素を含んでもよい。位置センサ７８４は、閉鎖部材７６４の位置を感知し得る。位置センサ７８４は、閉鎖部材７６４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７８４は、閉鎖部材７６４が遠位方向及び近位方向に並進すると一連のパルスを制御回路７６０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７６０は、パルスを追跡して閉鎖部材７６４の位置を判定してもよい。例えば、近接センサを含む、他の好適な位置センサが使用されてもよい。他の種類の位置センサは、閉鎖部材７６４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７８４は、省略されてもよい。モータ７５４がステップモータである場合、制御回路７６０は、モータ７５４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、閉鎖部材７６４の位置を追跡することができる。位置センサ７８４は、エンドエフェクタ７５２内、又は器具の任意の他の部分に位置することができる。
制御回路７６０は、１つ又は２つ以上のセンサ７８８と通信することができる。センサ７８８は、エンドエフェクタ７５２上に位置付けられ、外科用器具７５０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得る。センサ７８８は、磁気センサ、磁界センサ、歪みゲージ、圧力センサ、力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光学センサ、及び／又はエンドエフェクタ７５２の１つ若しくは２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得る。センサ７８８は、１つ又は２つ以上のセンサを含み得る。
１つ又は２つ以上のセンサ７８８は、クランプ状態の間のクランプアーム７６６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７８８は、クランプアーム７６６と超音波ブレード７６８との間に圧縮された組織の存在によって生成された圧力を検出するように構成された圧力センサを備えてもよい。センサ７８８は、クランプアーム７６６と超音波ブレード７６８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。
センサ７８８は、閉鎖駆動システムによってクランプアーム７６６に及ぼされる力を測定するように構成され得る。例えば、１つ又は２つ以上のセンサ７８８は、閉鎖管によってクランプアーム７６６に適用される閉鎖力を検出するために、閉鎖管とクランプアーム７６６との間の相互作用点に位置してもよい。クランプアーム７６６に対して及ぼされる力は、クランプアーム７６６と超音波ブレード７６８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つ又は２つ以上のセンサ７８８は、閉鎖駆動システムに沿った様々な相互作用点に配置されて、閉鎖駆動システムによってクランプアーム７６６に適用される閉鎖力を検出することができる。１つ又は２つ以上のセンサ７８８は、制御回路７６０のプロセッサによるクランプ動作中にリアルタイムでサンプリングされてもよい。制御回路７６０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、クランプアーム７６６に適用される閉鎖力をリアルタイムで評価する。
モータ７５４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７８６を用いることができる。閉鎖部材７６４を前進させるのに必要な力は、モータ７５４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て、制御回路７６０に提供される。
制御回路７６０は、器具の実際のシステムの応答をコントローラのソフトウェアでシミュレートするように構成され得る。変位部材を作動させて、エンドエフェクタ７５２内の閉鎖部材７６４を目標速度又はその付近で移動させることができる。外科用器具７５０は、フィードバックコントローラを含むことができ、フィードバックコントローラは、例えば、ＰＩＤ、状態フィードバック、ＬＱＲ、及び／又は適応コントローラが挙げられるがこれらに限定されない任意のフィードバックコントローラのうちのいずれか１つであってもよい。外科用器具７５０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、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。
外科用器具７５０の実際の駆動システムは、ギアボックス、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、又は閉鎖部材７６４を駆動するように構成されている。別の例は、交換式シャフトアセンブリの、例えば、変位部材及び関節運動ドライバを動作させる電動モータ７５４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、電動モータ７５４に反して作用する障害と称されることがある。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。
様々な例示的態様が、モータ駆動の外科用封止及び切断器具を有するエンドエフェクタ７５２を備える外科用器具７５０に関する。例えば、モータ７５４は、エンドエフェクタ７５２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７５２は、枢動可能なクランプアーム７６６と、使用のために構成されるときは、クランプアーム７６６の反対側に位置付けられた超音波ブレード７６８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、クランプアーム７６６と超音波ブレード７６８との間に組織を把持してもよい。器具７５０を使用する準備が整った場合、臨床医は、例えば、器具７５０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７５４は、変位部材をエンドエフェクタ７５２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と、遠位端に位置付けられた切断要素を備える閉鎖部材７６４は、超音波ブレード７６８とクランプアーム７６６との間の組織を切断することができる。
様々な実施例で、外科用器具７５０は、１つ又は２つ以上の組織状態に基づいて、例えば閉鎖部材７６４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７６０を備えてもよい。制御回路７６０は、本明細書に説明されるように、直接的又は間接的のいずれかで厚さなどの組織状態を感知するようにプログラムされてもよい。制御回路７６０は、組織状態に基づいて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。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制御プログラムを選択することができる。例えば、より厚い組織が存在する場合、制御回路７６０は、変位部材をより低速で、かつ／又はより低電力で並進させるようにプログラムされてもよい。より薄い組織が存在する場合、制御回路７６０は、変位部材をより高速で、かつ／又はより高電力で並進させるようにプログラムされてもよい。
いつくかの実施例では、制御回路７６０は、最初に、モータ７５４を、変位部材のストロークの第１の開ループ部分に対する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７５０の応答に基づいて、制御回路７６０は、発射制御プログラムを選択してもよい。器具の応答としては、開ループ部分の間の変位部材の並進距離、開ループ部分の間に経過する時間、開ループ部分の間にモータ７５４に提供されるエネルギー、モータ駆動信号のパルス幅の合計などが挙げられ得る。開ループ部分の後、制御回路７６０は、変位部材ストロークの第２の部分に対して、選択された発射制御プログラムを実施してもよい。例えば、ストロークの閉ループ部分の間、制御回路７６０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７５４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。更なる詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１７年９月２９日出願の「ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ Ａ ＤＩＳＰＬＡＹ ＯＦ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」と題する米国特許出願第１５／７２０，８５２号に開示されている。
図１８は、本開示の一態様による、様々な機能を制御するように構成された外科用器具７９０の概略図である。一態様では、外科用器具７９０は、閉鎖部材７６４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る。外科用器具７９０は、クランプアーム７６６と、閉鎖部材７６４と、１つ又は２つ以上のＲＦ電極７９６（破線で示される）と交換されるか、又はそれと連動して動作し得る超音波ブレード７６８とを備え得るエンドエフェクタ７９２を備える。超音波ブレード７６８は、超音波発生器７７１によって駆動される超音波変換器７６９に連結されている。
一態様では、センサ７８８は、とりわけ、リミットスイッチ、電気機械装置、固体スイッチ、ホール効果装置、ＭＲ装置、ＧＭＲ装置、磁力計として実装されてもよい。他の実装形態では、センサ６３８は、とりわけ光センサ、ＩＲセンサ、紫外線センサなどの光の影響下で動作する固体スイッチであってもよい。更に、スイッチは、トランジスタ（例えば、ＦＥＴ、接合ＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ、双極など）などの固体装置であってもよい。他の実装形態では、センサ７８８は、とりわけ、導電体非含有スイッチ、超音波スイッチ、加速度計、及び慣性センサを含んでもよい。
一態様では、位置センサ７８４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る磁気回転絶対位置決めシステムを備える絶対位置決めシステムとして実装されてもよい。位置センサ７８４は、制御回路７６０と連係して絶対位置決めシステムを提供することができる。位置は、磁石の上方に位置し、加算、減算、ビットシフト、及びテーブル参照演算のみを必要とする、双曲線関数及び三角関数を計算する簡潔かつ効率的なアルゴリズムを実装するために設けられた、桁毎法及びボルダーアルゴリズムとしても知られるＣＯＲＤＩＣプロセッサに連結された、複数のホール効果素子を含み得る。
一部の実施例では、位置センサ７８４は省略されてもよい。モータ７５４がステップモータである場合、制御回路７６０は、モータ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、閉鎖部材７６４の位置を追跡することができる。位置センサ７８４は、エンドエフェクタ７９２内、又は器具の任意の他の部分に位置することができる。
制御回路７６０は、１つ又は２つ以上のセンサ７８８と通信することができる。センサ７８８は、エンドエフェクタ７９２上に位置付けられ、外科用器具７９０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得る。センサ７８８は、磁気センサ、磁界センサ、歪みゲージ、圧力センサ、力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光学センサ、及び／又はエンドエフェクタ７９２の１つ又は２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得る。センサ７８８は、１つ又は２つ以上のセンサを含み得る。
ＲＦエネルギー源７９４は、エンドエフェクタ７９２に連結され、ＲＦ電極７９６が超音波ブレード７６８の代わりにエンドエフェクタ７９２内に提供されるとき、又は超音波ブレード７６８と連動して動作するように提供されるとき、ＲＦ電極７９６に印加される。例えば、超音波ブレードは、導電性金属で作製され、電気外科用ＲＦ電流のリターンパスとして使用されてもよい。制御回路７６０は、ＲＦ電極７９６へのＲＦエネルギーの送達を制御する。
更なる詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１７年６月２８日出願の「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ ＣＯＵＰＬＡＢＬＥ ＷＩＴＨ ＳＴＡＰＬＥ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＡＮＤ ＲＡＤＩＯ ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ，ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＵＳＩＮＧ ＳＡＭＥ」と題する米国特許出願第１５／６３６，０９６号に開示されている。
図１９は、超音波器具と連結するように構成され、かつ、モジュール式通信ハブを備える外科用データネットワーク内で適応型超音波ブレード制御アルゴリズムを実行するように更に構成された発生器の一形態である、発生器９００の一実施例を示す。発生器９００は、複数のエネルギーモダリティを外科用器具に送達するように構成されている。発生器９００は、エネルギーを外科用器具に送達するためのＲＦ信号及び超音波信号を単独で又は同時にのいずれかで提供する。ＲＦ信号及び超音波信号は、単独で、又は組み合わせて提供されてもよく、また同時に提供されてもよい。上述したように、少なくとも１つの発生器出力部は、単一のポートを通して複数のエネルギーモダリティ（例えば、とりわけ超音波、双極若しくは単極ＲＦ、不可逆及び／若しくは可逆電気穿孔法、並びに／又はマイクロ波エネルギー）を送達することができ、これらの信号は、組織を治療するために個別に又は同時にエンドエフェクタに送達することができる。発生器９００は、波形発生器９０４に連結されたプロセッサ９０２を備える。プロセッサ９０２及び波形発生器９０４は、プロセッサ９０２に連結されたメモリに記憶された情報（開示を明瞭にするために示されず）に基づいて、様々な信号波形を発生するように構成されている。波形に関連するデジタル情報は、デジタル入力をアナログ出力に変換するために１つ又は２つ以上のＤＡＣ回路を含む波形発生器９０４に提供される。アナログ出力は、信号調節及び増幅のために、増幅器１１０６に供給される。増幅器９０６の調節及び増幅された出力は、電力変圧器９０８に連結される。信号は、電力変圧器９０８を横断して患者絶縁側にある二次側に連結される。第１のエネルギーモダリティの第１の信号は、外科用器具のＥＮＥＲＧＹ１及びＲＥＴＵＲＮとラベルされた端子間に提供される。第２のエネルギーモダリティの第２の信号は、コンデンサ９１０にわたって連結され、外科用器具のＥＮＥＲＧＹ２及びＲＥＴＵＲＮとラベルされた端子間に提供される。２つを超えるエネルギーモダリティが出力されてもよく、したがって添え字「ｎ」は、最大ｎ個のＥＮＥＲＧＹｎ端子が提供され得ることを示すために使用することができ、ここでｎは、１超の正の整数であることが理解されよう。最大「ｎ」個のリターンパス（ＲＥＴＵＲＮｎ）が、本開示の範囲から逸脱することなく提供されてもよいことも理解されよう。
第１の電圧感知回路９１２は、ＥＮＥＲＧＹ１及びＲＥＴＵＲＮパスとラベルされた端子にわたって連結され、それらの間の出力電圧を測定する。第２の電圧感知回路９２４は、ＥＮＥＲＧＹ２及びＲＥＴＵＲＮパスとラベルされた端子にわたって連結され、それらの間の出力電圧を測定する。電流感知回路９１４は、いずれかのエネルギーモダリティの出力電流を測定するために、図示される電力変圧器９０８の二次側のＲＥＴＵＲＮ区間と直列に配設される。異なるリターンパスが各エネルギーモダリティに対して提供される場合、別個の電流感知回路が、各リターン区間で提供されねばならない。第１の電圧感知回路９１２及び第２の電圧感知回路９２４の出力が対応の絶縁変圧器９１６、９２２に提供され、電流感知回路９１４の出力は、別の絶縁変圧器９１８に提供される。電力変圧器９０８の一次側（非患者絶縁側）上における絶縁変圧器９１６、９２８、９２２の出力は、１つ又は２つ以上のＡＤＣ回路９２６に提供される。ＡＤＣ回路９２６のデジタル化された出力は、更なる処理及び計算のためにプロセッサ９０２に提供される。出力電圧及び出力電流のフィードバック情報は、外科用器具に提供される出力電圧及び電流を調整するために、またいくつかあるパラメータの中で出力インピーダンスを計算するために使用することができる。プロセッサ９０２と患者絶縁回路との間の入力／出力通信は、インターフェース回路９２０を通して提供される。センサもまた、インターフェース回路９２０を介してプロセッサ９０２と電気通信してもよい。
一態様では、インピーダンスは、ＥＮＥＲＧＹ１／ＲＥＴＵＲＮとラベルされた端子にわたって連結された第１の電圧感知回路９１２又はＥＮＥＲＧＹ２／ＲＥＴＵＲＮとラベルされた端子にわたって連結された第２の電圧感知回路９２４のいずれかの出力を、電力変圧器９０８の二次側のＲＥＴＵＲＮ区間と直列に配置された電流感知回路９１４の出力で割ることによって、プロセッサ９０２により判定され得る。第１の電圧感知回路９１２及び第２の電圧感知回路９２４の出力は、個別の絶縁変圧器９１６、９２２に提供され、電流感知回路９１４の出力は、別の絶縁変圧器９１６に提供される。ＡＤＣ回路９２６からのデジタル化された電圧及び電流感知測定値は、インピーダンスを計算するためにプロセッサ９０２に提供される。一例として、第１のエネルギーモダリティＥＮＥＲＧＹ１は超音波エネルギーであってもよく、第２のエネルギーモダリティＥＮＥＲＧＹ２はＲＦエネルギーであってもよい。それでも、超音波エネルギーモダリティ及び双極又は単極ＲＦエネルギーモダリティに加えて、他のエネルギーモダリティには、数ある中でも不可逆並びに／又は可逆電気穿孔法及び／若しくはマイクロ波エネルギーが挙げられる。また、図１９に例示された例は、単一のリターンパス（ＲＥＴＵＲＮ）が２つ以上のエネルギーモダリティに提供され得ることを示しているが、他の態様では、複数のリターンパスＲＥＴＵＲＮｎが、各エネルギーモダリティＥＮＥＲＧＹｎに提供されてもよい。したがって、本明細書に記載されるように、超音波変換器のインピーダンスは、第１の電圧感知回路９１２の出力を電流感知回路９１４で割ることによって測定されてもよく、組織インピーダンスは、第２の電圧感知回路９２４の出力を電流感知回路９１４で割ることによって測定されてもよい。
図１９に示すように、少なくとも１つの出力ポートを含む発生器９００は、実行される組織の処置の種類に応じて、電力を、例えば、とりわけ、超音波、双極若しくは単極ＲＦ、不可逆及び／若しくは可逆電気穿孔法、並びに／又はマイクロ波エネルギーなどの１つ又は２つ以上のエネルギーモダリティの形態でエンドエフェクタに提供するために単一の出力部を有し、かつ複数のタップを有する電力変圧器９０８を含むことができる。例えば、発生器９００は、単極又は双極ＲＦ電気外科用電極のいずれかを使用して、超音波変換器を駆動するために高電圧かつ低電流で、組織封止のためのＲＦ電極を駆動するために低電圧かつ高電流で、又はスポット凝固のための凝固波形で、エネルギーを送達することができる。発生器９００からの出力波形は、周波数を外科用器具のエンドエフェクタに提供するために、誘導、切り替え、又はフィルタリングされ得る。超音波変換器の発生器９００出力部への接続部は、好ましくは、図１８に示すようにＥＮＥＲＧＹ１とラベルされた出力部とＲＥＴＵＲＮとの間に位置するであろう。一実施例では、ＲＦ双極電極の発生器９００の出力部への接続部は、好ましくは、ＥＮＥＲＧＹ２とラベルされた出力部とＲＥＴＵＲＮとの間に位置するであろう。単極出力部の場合、好ましい接続部は、ＥＮＥＲＧＹ２出力部及びＲＥＴＵＲＮ出力部に接続された好適なリターンパッドへの活性電極（例えば、ペンシル型又は他のプローブ）であろう。
更なる詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ ＦＯＲ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ ＦＯＲ ＤＩＧＩＴＡＬＬＹ ＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＳＩＧＮＡＬ ＷＡＶＥＦＯＲＭＳ ＡＮＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ」と題する２０１７年３月３０日公開の米国特許出願公開第２０１７／００８６９１４号に開示されている。
本出願全体をとおして使用される「無線」という用語及びその派生語は、非固体媒体を介して変調電磁放射線の使用を通じてデータを通信し得る回路、装置、システム、方法、技術、通信チャネルなどを説明するために使用されてもよい。この用語は、関連する装置がいかなる有線も含まないことを意味するものではないが、一部の態様では、それらは存在しない可能性がある。通信モジュールは、Ｗｉ−Ｆｉ（ＩＥＥＥ８０２．１１ファミリー）、ＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ８０２．１６ファミリー）、ＩＥＥＥ８０２．２０、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）、Ｅｖ−ＤＯ、ＨＳＰＡ＋、ＨＳＤＰＡ＋、ＨＳＵＰＡ＋、ＥＤＧＥ、ＧＳＭ、ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＤＥＣＴ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、これらのイーサネット派生物、のみならず３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ、及びそれ以降と指定される任意の他の無線及び有線プロトコルが挙げられるがこれらに限定されない多数の無線又は有線通信規格又はプロトコルのうちのいずれかを実装してもよい。コンピューティングモジュールは、複数の通信モジュールを含んでもよい。例えば、第１の通信モジュールは、Ｗｉ−Ｆｉ及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどの短距離無線通信専用であってもよく、第２の通信モジュールは、ＧＰＳ、ＥＤＧＥ、ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ、ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥ、Ｅｖ−ＤＯなどの長距離無線通信専用であってもよい。
本明細書で使用するとき、プロセッサ又は処理ユニットは、いくつかの外部データソース、通常はメモリ又は何らかの他のデータストリーム上で動作を実行する電子回路である。この用語は、本明細書では、多くの専用「プロセッサ」を組み合わせたシステム又はコンピュータシステム（特にシステムオンチップ（systems on a chip、ＳｏＣ））内の中央プロセッサ（中央処理ユニット）を指すために使用される。
本明細書で使用するとき、チップ上のシステム又はシステムオンチップ（ＳｏＣ又はＳＯＣ）は、コンピュータ又は他の電子システムの全ての構成要素を統合する集積回路（「ＩＣ」又は「チップ」としても知られる）である。これは、デジタル、アナログ、混合信号、及び多くの場合は高周波数機能を、全て単一の基材上に含むことができる。ＳｏＣは、マイクロコントローラ（又はマイクロプロセッサ）を、グラフィックス処理ユニット（graphics processing unit、ＧＰＵ）、Ｗｉ−Ｆｉモジュール、又はコプロセッサなどの最新の周辺装置と統合する。ＳｏＣは、内蔵メモリを含んでもよく、含まなくてもよい。
本明細書で使用するとき、マイクロコントローラ又はコントローラは、マイクロプロセッサを周辺回路及びメモリと統合するシステムである。マイクロコントローラ（又はマイクロコントローラユニットのＭＣＵ）は、単一の集積回路上の小型コンピュータとして実装されてもよい。これはＳｏＣと同様であってもよく、ＳｏＣは、その構成要素の１つとしてマイクロコントローラを含み得る。マイクロコントローラは、１つ又は２つ以上のコア処理ユニット（ＣＰＵ）と共にメモリ及びプログラム可能な入力／出力周辺機器を収容することができる。強誘電性のＲＡＭ、ＮＯＲフラッシュ、又はＯＴＰ ＲＯＭの形態のプログラムメモリ、及び少量のＲＡＭもまた、チップ上にしばしば含まれる。マイクロコントローラは、パーソナルコンピュータ又は様々な個別のチップで構成された他の汎用用途で使用されるマイクロプロセッサとは対照的に、組み込み型用途用に採用され得る。
本明細書で使用するとき、コントローラ又はマイクロコントローラという用語は、周辺装置とインターフェースするスタンドアロンＩＣ又はチップ装置であってもよい。これは、その装置の動作（及び装置との接続）を管理する外部装置上のコンピュータ又はコントローラの２つの部分間の連結部であってもよい。
本明細書で説明されるプロセッサ又はマイクロコントローラはいずれも、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘの商品名で知られているものなど、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、プロセッサは、例えば、その詳細が製品データシートで入手可能である、最大４０ＭＨｚの２５６ＫＢのシングルサイクルフラッシュメモリ若しくは他の不揮発性メモリのオンチップメモリ、性能を４０ＭＨｚ超に改善するためのプリフェッチバッファ、３２ＫＢのシングルサイクルシリアルランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、ＳｔｅｌｌａｒｉｓＷａｒｅ（登録商標）ソフトウェアを搭載した内部読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、２ＫＢの電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、１つ又は２つ以上のパルス幅変調（ＰＷＭ）モジュール、１つ又は２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つ又は２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。
一態様では、プロセッサは、同じくＴｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＨｅｒｃｕｌｅｓ ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ Ｒ４の商品名で知られるＴＭＳ５７０及びＲＭ４ｘなどの２つのコントローラ系ファミリーを含む安全コントローラを含んでもよい。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能を提供するために、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。
モジュール式装置は、外科用ハブ内に受容可能な（例えば図３及び図９に関連して説明される）モジュールと、対応する外科用ハブと接続又はペアリングするために様々なモジュールに接続され得る外科用装置又は器具と、を含む。モジュール式装置としては、例えば、インテリジェント外科用器具、医療用撮像装置、吸引／灌注装置、排煙器、エネルギー発生器、ベンチレータ、吸入器、及びディスプレイが挙げられる。本明細書に記載されるモジュール式装置は、制御アルゴリズムによって制御することができる。制御アルゴリズムは、モジュール式装置自体上で、特定のモジュール式装置がペアリングされる外科用ハブ上で、又はモジュール式装置及び外科用ハブの両方の上で（例えば、分散コンピューティングアーキテクチャを介して）、実行され得る。いくつかの例示では、モジュール式装置の制御アルゴリズムは、モジュール式装置自体によって（すなわち、モジュール式装置内の、モジュール式装置上の、又はモジュール式装置に接続されたセンサによって）感知されたデータに基づいて装置を制御する。このデータは、手術中の患者（例えば、組織特性又は注入圧）又はモジュール式装置自体（例えば、前進するナイフの速度、モータ電流、又はエネルギーレベル）に関連し得る。例えば、外科用ステープル留め及び切断器具の制御アルゴリズムは、ナイフが前進する際にナイフが遭遇する抵抗に基づき、器具のモータが組織を貫いてそのナイフを駆動させる速度を制御することができる。
図２０は、利点の中でもとりわけ、上述のインダクタレス調整を提供するための発生器１１００の一態様の簡略化ブロック図である。図２０を参照すると、発生器１１００は、電力変圧器１５６０を介して非絶縁段階１５４０と通信する患者絶縁段階１５２０を含んでもよい。電力変圧器１５６０の二次巻線１５８０は、絶縁段階１５２０に含まれ、かつタップ構成を含んでもよく（例えば、センタタップ又は非センタタップ構成）、例えば、超音波外科用装置１１０４及び電気外科用装置１１０６などの様々な外科用装置に駆動信号を出力するための、駆動信号出力部１６００ａ、１６００ｂ、１６００ｃを画定する。特に、駆動信号出力部１６００ａ、１６００ｂ、１６００ｃは、超音波外科用装置１１０４に駆動信号（例えば、４２０ＶのＲＭＳ駆動信号）を出力してもよく、駆動信号出力部１６００ａ、１６００ｂ、１６００ｃは、電気外科用装置１１０６に駆動信号（例えば、１００ＶのＲＭＳ駆動信号）を出力してもよく、ここで出力部１６００ｂは電力変圧器１５６０のセンタタップに対応する。非絶縁段階１５４０は、電力変圧器１５６０の一次巻線１６４０に接続された出力部を有する電力増幅器１６２０を含むことができる。特定の態様では、電力増幅器１６２０は、例えば、プッシュプル増幅器を含み得る。非絶縁段階１５４０は、デジタル出力をデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）１６８０に供給するための、プログラム可能な論理機構１６６０を更に含んでもよく、続いてデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）１６８０は、対応するアナログ信号を電力増幅器１６２０の入力部に供給する。特定の態様では、プログラム可能な論理機構１６６０は、例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含むことができる。プログラム可能な論理機構１６６０は、ＤＡＣ１６８０を介して電力増幅器１６２０の入力を制御することにより、その結果、駆動信号出力部１６００ａ、１６００ｂ、１６００ｃに現れる駆動信号の多数のパラメータ（例えば、周波数、波形形状、波形振幅）のいずれかを制御することができる。特定の態様では、また以下で説明するように、プログラム可能な論理機構１６６０、プロセッサ（例えば、以下で説明するプロセッサ１７４０）と共に、多くのデジタル信号処理（ＤＳＰ）ベースの及び／又はその他の制御アルゴリズムを実行して、発生器１１００によって出力される駆動信号のパラメータを制御することができる。
電力は、スイッチモードレギュレータ１７００によって電力増幅器１６２０の母線に供給することができる。特定の態様では、スイッチモードレギュレータ１７００は、例えば調節可能なバックレギュレータを含むことができる。上述したように、非絶縁段階１５４０はプロセッサ１７４０を更に含むことができ、これは、一態様では、例えば、Ａｎａｌｏｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ（Ｎｏｒｗｏｏｄ，Ｍａｓｓ．）から入手可能なＡＤＳＰ−２１４６９ ＳＨＡＲＣ ＤＳＰなどのＤＳＰプロセッサを含むことができる。特定の態様では、プロセッサ１７４０は、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）１７６０を介してプロセッサ１７４０が電力増幅器１６２０から受信した電圧フィードバックデータに応答して、スイッチモード電力変換器１７００の動作を制御することができる。例えば、一態様では、プロセッサ１７４０は、電力増幅器１６２０によって増幅される信号（例えば、ＲＦ信号）の波形エンベロープを、ＡＤＣ１７６０を介して入力として受信することができる。プロセッサ１７４０は、続いて、電力増幅器１６２０に供給されるレール電圧が増幅信号の波形エンベロープを追跡するように、スイッチモードレギュレータ１７００を（例えば、パルス幅変調（ＰＷＭ）出力を介して）制御することができる。波形エンベロープに基づいて、電力増幅器１６２０のレール電圧を動的に変調することにより、電力増幅器１６２０の効率は、固定レール電圧増幅器スキームと比較して顕著に改善され得る。プロセッサ１７４０は、有線又は無線通信用に構成されてもよい。
特定の態様では、プログラム可能な論理機構１６６０は、プロセッサ１７４０と共に、直接デジタルシンセサイザ（ＤＤＳ）制御スキームを実行して、発生器１１００による駆動信号出力の波形、周波数、及び／又は振幅を制御し得る。一態様では、例えば、プログラム可能な論理機構１６６０は、ＦＰＧＡに内蔵され得る、ＲＡＭ ＬＵＴなどの動的に更新されるルックアップテーブル（ＬＵＴ）内に記憶された波形サンプルを呼び出すことによって、ＤＤＳ制御アルゴリズムを実行し得る。この制御アルゴリズムは、超音波変換器１１２０などの超音波変換器が、その共振周波数における明瞭な正弦波電流によって駆動され得る超音波用途で特に有用である。他の周波数が寄生共振を励起し得るため、動作分岐電流の全歪みの最小化又は低減は、これに対応して望ましくない共振効果を最小化又は低減することができる。発生器１１００によって出力される駆動信号の波形形状は、出力駆動回路内に存在する様々な歪み源（例えば、電力変圧器１５６０、電力増幅器１６２０）によって影響され得るため、駆動信号に基づく電圧及び電流フィードバックデータを、プロセッサ１７４０によって実行される誤差制御アルゴリズムなどのアルゴリズムに入力することができ、このアルゴリズムは、動的な、進行中ベースで（例えば、リアルタイムで）、ＬＵＴに記憶された波形サンプルを適切に予歪みさせるか又は修正することによって、歪みを補償する。一態様では、ＬＵＴサンプルに加えられる予歪みの量又は程度は、計算された動作ブランチ電流と所望の電流波形形状との間の誤差に基づいてもよく、誤差は、サンプル毎に判定される。このようにして、予め歪ませたＬＵＴサンプルは、駆動回路により処理される場合、超音波変換器を最適に駆動するために、所望の波形形状（例えば、正弦波）を有する動作ブランチ駆動信号を生じ得る。したがって、そのような態様では、ＬＵＴ波形サンプルは、駆動信号の所望の波形形状ではなく、むしろ歪み効果を考慮した際の、所望の波形の動作ブランチ駆動信号を最終的に生成するのに必要な波形形状を表す。
非絶縁段階１５４０は、発生器１１００によって出力された駆動信号の電圧及び電流をそれぞれサンプリングするために、それぞれの絶縁変圧器１８２０、１８４０を介して電力変圧器１５６０の出力部に連結されたＡＤＣ１７８０及びＡＤＣ１８００を更に含むことができる。特定の態様では、ＡＤＣ１７８０、１８００は、駆動信号のオーバーサンプリングを可能にするために高速（例えば、８０Ｍｓｐｓ）でサンプリングするように構成することができる。一態様では、例えば、ＡＤＣ１７８０、１８００のサンプリング速度は、駆動信号の約２００倍（駆動周波数に応じて）のオーバーサンプリングを可能にすることができる。特定の態様では、ＡＤＣ１７８０、１８００のサンプリング動作は、双方向マルチプレクサを介し、入力電圧及び電流信号を受信する単一のＡＤＣによって行われ得る。発生器１１００の態様における高速サンプリングの使用は、とりわけ、動作ブランチを流れる複素電流の計算（これは、特定の態様で上述したＤＤＳベースの波形形状制御を実施するために使用され得る）、サンプリングされた信号の正確なデジタルフィルタリング、及び高精度な実消費電力の計算を可能にすることができる。ＡＤＣ１７８０、１８００によって出力される電圧及び電流フィードバックデータは、プログラム可能な論理機構１６６０によって受信され、かつ処理されてもよく（例えば、ＦＩＦＯバッファリング、マルチプレクシング）、例えばプロセッサ１７４０による以後の読み出しのために、データメモリに記憶されてもよい。上記のように、電圧及び電流のフィードバックデータは、動的及び進行に応じたベースで、ＬＵＴ波形サンプルを予め歪ませるか又は修正するための、アルゴリズムへの入力として使用され得る。特定の態様では、これは、電圧及び電流フィードバックデータのペアが取得されたときに、各記憶された電圧及び電流フィードバックデータのペアが、プログラム可能な論理機構１６６０によって出力された対応するＬＵＴサンプルに基づいてインデックス付けされる、又は他の方法でこれと関連付けされることを必要とする場合がある。この方法によるＬＵＴサンプルと電圧及び電流のフィードバックデータとの同期は、予歪みアルゴリズムの正確なタイミング及び安定性に寄与する。
特定の態様では、電圧及び電流フィードバックデータは、駆動信号の周波数及び／又は振幅（例えば、電流振幅）を制御するために使用することができる。一態様では、例えば、電圧及び電流フィードバックデータを使用して、インピーダンス位相、例えば、電圧駆動信号と電流駆動信号との間の位相差を判定することができる。続いて、駆動信号の周波数を制御して、判定されたインピーダンス位相とインピーダンス位相設定値（例えば、０°）との間の差を最小化又は低減し、それによって高調波歪みの影響を最小化又は低減し、それに対応してインピーダンス位相の測定精度を向上させることができる。位相インピーダンス及び周波数制御信号の判定は、例えばプロセッサ１７４０で実行されてもよく、周波数制御信号は、プログラム可能な論理機構１６６０によって実行されるＤＤＳ制御アルゴリズムへの入力として供給される。
インピーダンス位相は、フーリエ解析によって判定され得る。一態様では、発生器電圧Ｖｇ（ｔ）駆動信号と発生器電流Ｉｇ（ｔ）駆動信号との間の位相差は、以下のように高速フーリエ変換（ＦＦＴ）又は離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を使用して決定され得る。
Figure 2021509336
正弦波の周波数でのフーリエ変換を評価することで、以下が得られる。
Figure 2021509336
他のアプローチとしては、加重最小二乗推定法、カルマンフィルタ処理法、及び空間ベクトルベース技術が挙げられる。ＦＦＴ又はＤＦＴ技術における処理の実質的に全てが、例えば、２チャネル高速ＡＤＣ１７８０、１８００を用いてデジタル領域内で実行されてもよい。１つの技術では、電圧信号及び電流信号のデジタル信号サンプルは、ＦＦＴ又はＤＦＴでフーリエ変換される。任意の時点における位相角φは、以下の式によって計算することができ：
φ＝２πｆｔ＋φ０
式中、φは位相角であり、ｆは周波数であり、ｔは時間であり、φ０は、ｔ＝０における位相である。
電圧Ｖｇ（ｔ）信号と電流Ｉｇ（ｔ）信号との間の位相差を判定するための別の技術はゼロ交差法であり、これは高精度な結果を生成する。同じ周波数を有する電圧Ｖｇ（ｔ）信号及び電流Ｉｇ（ｔ）信号の場合、電圧信号Ｖｇ（ｔ）の各負から正のゼロ交差はパルスの開始をトリガし、一方で、電流信号Ｉｇ（ｔ）の各負から正のゼロ交差はパルスの終了をトリガする。結果は、電圧信号と電流信号との間の位相角に比例するパルス幅を有するパルス列である。一態様では、パルス列を平均化フィルタに通して、位相差の測定値を得ることができる。更に、正から負のゼロ交差も、同様の方法で使用され、結果が平均化されると、ＤＣ及び高調波成分の任意の効果が低減され得る。一実装形態では、アナログ電圧Ｖｇ（ｔ）信号及び電流Ｉｇ（ｔ）信号は、アナログ信号が正である場合には高く、アナログ信号が負である場合には低いデジタル信号に変換される。高精度な位相評価は、高低間の急激な移行を必要とする。一態様では、ＲＣ安定化ネットワークと共にシュミットトリガを用いて、アナログ信号をデジタル信号に変換することができる。他の態様では、エッジトリガ型ＲＳフリップフロップ及び補助回路が用いられてもよい。更に別の態様では、ゼロ交差技術は、ｅＸｃｌｕｓｉｖｅ ＯＲ（ＸＯＲ）ゲートを用いてもよい。
電圧信号と電流信号との間の位相差を決定するための他の技術としては、リサージュ図及び画像の監視、３電圧計法、交差コイル法、ベクトル電圧計及びベクトルインピーダンス法などの方法、並びに位相標準機器、位相ロックループ、及びＰｈａｓｅ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，Ｐｅｔｅｒ Ｏ’Ｓｈｅａ，２０００ ＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ ＬＬＣ，＜ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｎｇｎｅｔｂａｓｅ．ｃｏｍ＞に説明されるような他の技術の使用、が挙げられ、参照により本明細書に組み込まれる。
別の態様では、例えば、電流のフィードバックデータは、駆動信号の電流振幅を電流振幅設定値に維持するために監視することができる。電流振幅設定値は、直接指定されてもよく、又は指定された電圧振幅及び電力設定値に基づいて間接的に判定されてもよい。特定の態様では、電流振幅の制御は、例えば、プロセッサ１７４０内の比例積分微分（ＰＩＤ）制御アルゴリズムなどの制御アルゴリズムによって実行され得る。駆動信号の電流振幅を適切に制御するために制御アルゴリズムによって制御される変数としては、例えば、プログラム可能な論理機構１６６０に記憶されるＬＵＴ波形サンプルのスケーリング、及び／又はＤＡＣ１８６０を介したＤＡＣ１６８０（これは電力増幅器１６２０に入力を供給する）のフルスケール出力電圧を挙げることができる。
非絶縁段階１５４０は、とりわけ、ユーザインターフェース（ＵＩ）機能を提供するために、プロセッサ１９００を更に含むことができる。一態様では、プロセッサ１９００は、例えば、Ａｔｍｅｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｓａｎ Ｊｏｓｅ，Ｃａｌｉｆ．）から入手可能なＡＲＭ９２６ＥＪ−Ｓコアを有するＡｔｍｅｌ ＡＴ９１ ＳＡＭ９２６３プロセッサを含むことができる。プロセッサ１９００によってサポートされるＵＩ機能の例としては、聴覚的及び視覚的なユーザフィードバック、周辺装置との通信（例えば、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）インターフェースを介して）、フットスイッチ１４３０との通信、入力装置２１５０（例えば、タッチスクリーンディスプレイ）との通信、並びに出力装置２１４０（例えば、スピーカ）との通信を挙げることができる。プロセッサ１９００は、プロセッサ１７４０及びプログラム可能な論理機構と通信することができる（例えば、シリアル周辺インターフェース（ＳＰＩ）バスを介して）。プロセッサ１９００は、主にＵＩ機能をサポートすることができるが、これはまた、特定の態様ではプロセッサ１７４０と協働して危険の緩和を実現することができる。例えば、プロセッサ１９００は、ユーザ入力及び／又は他の入力（例えば、タッチスクリーン入力２１５０、フットスイッチ１４３０入力、温度センサ入力２１６０）の様々な態様を監視するようにプログラムされてもよく、かつ誤った状態が検出された場合は発生器１１００の駆動出力を無効化することができる。
図２１は、本開示の少なくとも１つの態様による、第１段階回路３５０４が第２段階回路３５０６と共通している、複数の段階に分割された発生器回路３５００を示す。一態様では、本明細書に記載される外科システム１０００の外科用器具は、複数の段階に分割された発生器回路３５００を含み得る。例えば、外科システム１０００の外科用器具は、少なくとも２つの回路、つまり高周波（ＲＦ）エネルギーのみ、超音波エネルギーのみ、及び／又はＲＦエネルギーと超音波エネルギーとの組み合わせの動作を可能にする増幅の第１段階回路３５０４及び第２段階回路３５０６に分割された発生器回路３５００を備えてもよい。コンビネーションモジュール式シャフトアセンブリ３５１４は、ハンドルアセンブリ３５１２内に位置する共通の第１段階回路３５０４、及びモジュール式シャフトアセンブリ３５１４と一体のモジュール式第２段階回路３５０６によって給電され得る。外科システム１０００の外科用器具に関連してこの説明全体をとおして上述したように、電池アセンブリ３５１０及びシャフトアセンブリ３５１４は、ハンドルアセンブリ３５１２と機械的及び電気的に接続するように構成されている。エンドエフェクタアセンブリは、シャフトアセンブリ３５１４と機械的及び電気的に接続するように構成されている。
図２１の実施例に示すように、外科用器具の電池アセンブリ３５１０部分は、前述の制御回路３２００を含む第１の制御回路３５０２を備える。電池アセンブリ３５１０に接続するハンドルアセンブリ３５１２は、共通の第１段階駆動回路３４２０を備える。前述したように、第１段階駆動回路３４２０は、超音波、高周波（ＲＦ）電流、及びセンサ負荷を駆動するように構成されている。共通の第１段階駆動回路３４２０の出力は、第２段階超音波駆動回路３４３０、第２段階高周波（ＲＦ）電流駆動回路３４３２、及び／又は第２段階センサ駆動回路３４３４などの第２段階回路３５０６のうちの任意の１つを駆動することができる。共通の第１段階駆動回路３４２０は、シャフトアセンブリ３５１４がハンドルアセンブリ３５１２に接続されているときに、どの第２段階回路３５０６がシャフトアセンブリ３５１４内に位置しているかを検出する。シャフトアセンブリ３５１４がハンドルアセンブリ３５１２に接続されると、共通の第１段階駆動回路３４２０が、第２段階回路３５０６（例えば、第２段階超音波駆動回路３４３０、第２段階ＲＦ駆動回路３４３２、及び／又は第２段階センサ駆動回路３４３４）のうちのどの１つがシャフトアセンブリ３５１４内に位置しているかを判定する。この情報は、適切なデジタル波形を第２段階回路３５０６に供給して、適切な負荷（例えば超音波、ＲＦ、又はセンサ）を駆動するために、ハンドルアセンブリ３５１２内に位置する制御回路３２００に提供される。超音波トランスデューサ１１２０、電極３０７４ａ、３０７４ｂ、又はセンサ３４４０などの第３段階回路３５０８内の様々なアセンブリ３５１６に識別回路が含まれ得ることは理解されるであろう。したがって、第３段階回路３５０８が第２段階回路３５０６に接続されると、第２段階回路３５０６は、識別情報に基づいて要求される負荷の種類を知る。
図２２は、本明細書で説明される特徴の多くを含むか又は実装することができる、外科システム１０００の外科用器具のうちの任意の１つと共に使用するためのフィードバックシステムを含む外科システム１０００の一態様を表す、外科システム４０００の図である。外科システム４０００は、臨床医がトリガ４０１０を操作すると起動され得るエンドエフェクタ４００６を含む外科用器具に連結された発生器４００２を含んでもよい。様々な態様では、エンドエフェクタ４００６は、超音波振動を送達して、生体組織に対して外科的凝固／切断処置を行うための超音波ブレードを含むことができる。他の態様では、エンドエフェクタ４００６は、生体組織に対して外科的凝固又は焼灼処置を行うために電気外科用高周波電流エネルギー源に連結された導電性素子と、生体組織に対して切断処置を行うための鋭利な刃部を有する機械的ナイフ又は超音波ブレードのいずれかと、を含み得る。トリガ４０１０が作動されると、力センサ４０１２はトリガ４０１０に加えられている力の量を示す信号を生成することができる。力センサ４０１２に加えて、又はその代わりに、外科用器具は、トリガ４０１０の位置（例えば、どれだけ深くトリガが押下されたか、又は他の方法で作動されたか）を示す信号を生成し得る、位置センサ４０１３を含むことができる。一態様では、位置センサ４０１３は、外管状シースと共に位置決めされたセンサ、又は外科用器具の外管状シース内に位置する往復運動管状作動部材であってもよい。一態様では、センサは、磁界に応答してその出力電圧を変化させるホール効果センサ又は任意の適切な変換器であってもよい。ホール効果センサは、近接スイッチング、位置決め、速度検出及び電流感知用途に使用することができる。一態様では、ホール効果センサは、アナログ変換器として動作し、電圧を直接戻す。既知の磁界により、ホールプレートからの距離を判定することができる。
制御回路４００８は、センサ４０１２及び／又は４０１３から信号を受信することができる。制御回路４００８は、任意の適切なアナログ又はデジタル回路構成要素を含むことができる。制御回路４００８は、更に、発生器４００２及び／又は変換器４００４と通信して、トリガ４０１０に加えられる力、及び／又はトリガ４０１０の位置、及び／又は外管状シース内に位置する往復運動管状作動部材に対する上記の外管状シースの位置（例えば、ホール効果センサと磁石との組み合わせによって測定される）に基づいて、エンドエフェクタ４００６に送達される電力、及び／又はエンドエフェクタ４００６の発生器レベル若しくは超音波ブレード振幅を変調することができる。例えば、より大きな力がトリガ４０１０に加えられると、より多くの電力及び／又はより高い超音波ブレード振幅がエンドエフェクタ４００６に送達され得る。様々な態様によれば、力センサ４０１２は、マルチポジションスイッチによって置換されてもよい。
様々な態様によれば、エンドエフェクタ４００６は、クランプ又はクランプ機構を含んでもよい。トリガ４０１０が最初に作動されると、クランプ機構は閉じて、クランプアームとエンドエフェクタ４００６との間に組織をクランプすることができる。トリガに加えられる力が増加すると（例えば、力センサ４０１２によって感知されるように）、制御回路４００８は、変換器４００４によってエンドエフェクタ４００６に送達される電力及び／又はエンドエフェクタ４００６のあたりでもたらされる発生器レベル若しくは超音波ブレード振幅を増加させることができる。一態様では、位置センサ４０１３によって感知されるトリガ位置、又は位置センサ４０１３によって（例えば、ホール効果センサを用いて）感知されるクランプ若しくはクランプアーム位置は、エンドエフェクタ４００６の電力及び／又は振幅を設定するために制御回路４００８によって使用され得る。例えば、トリガが完全作動位置に向かって更に移動されるか、又はクランプ若しくはクランプアームが超音波ブレード（又はエンドエフェクタ４００６）に向かって更に移動すると、エンドエフェクタ４００６の電力及び／又は振幅は増加され得る。
様々な態様によれば、外科システム４０００の外科用器具はまた、エンドエフェクタ４００６に送達された電力の量を示すために、１つ又は２つ以上のフィードバック装置を含むことができる。例えば、スピーカ４０１４は、エンドエフェクタの電力を示す信号を発することができる。様々な態様によれば、スピーカ４０１４は一連のパルス音を発することができ、その音の周波数は電力を示す。スピーカ４０１４に加えて、又はその代わりに、外科用器具は、視覚ディスプレイ４０１６を含むことができる。視覚ディスプレイ４０１６は、任意の好適な方法に従ってエンドエフェクタの電力を示すことができる。例えば、視覚ディスプレイ４０１６は一連のＬＥＤを含んでもよく、ここでエンドエフェクタの電力は照明されたＬＥＤの数によって示される。スピーカ４０１４及び／又は視覚ディスプレイ４０１６は、制御回路４００８によって駆動され得る。様々な態様によれば、外科用器具は、トリガ４０１０に接続されたラチェット装置を含むことができる。より強い力がトリガ４０１０に加えられると、ラチェット装置は可聴音を生成して、エンドエフェクタの電力の間接的指標を提供することができる。外科用器具は、安全性を高めることができる他の機構を含むことができる。例えば、制御回路４００８は、所定の閾値を超えてエンドエフェクタ４００６に電力が送達されることを防止するように構成されてもよい。また、制御回路４００８は、エンドエフェクタの電力の変化が指示される（例えば、スピーカ４０１４又は視覚ディスプレイ４０１６によって）時刻と、エンドエフェクタの電力の変化が送達される時刻との間に遅延を設けることができる。このようにして、臨床医は、エンドエフェクタ４００６に送達される超音波出力のレベルが変化しようとしているという警告を十分なゆとりを持って得ることができる。
一態様では、外科システム１０００の超音波又は高周波電流発生器は、ルックアップテーブル内に記憶される所定の数の位相点を望ましく用いて波形をデジタル化するように、電気信号波形をデジタル的に生成させるように構成され得る。メモリ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又は任意の好適な不揮発性メモリで定義されたテーブル内に、位相点を記憶させてよい。
高度エネルギー装置制御アルゴリズム
超音波外科用器具及び組み合わせエネルギー外科用器具（例えば、超音波／単極外科用器具、単極／双極外科用器具、超音波／双極外科用器具、及び他のそのような組み合わせエネルギー装置）の様々な制御アルゴリズムが、本明細書に記載される。明確にするために、外科用器具は、本開示のこのセクションにおいて外科用器具７０１２として参照されるが、このセクションの開示はまた、外科用器具１１２、７００などの上記で参照された他の外科用器具にも適用され得る。
様々な態様では、外科用器具７０１２の制御アルゴリズムは、外科用器具７０１２の超音波ブレードの長さに沿って一定の熱流束を達成するように構成され得る。制御アルゴリズムは、制御回路及び／又は外科用ハブによって適用され得る。制御回路は、外科用器具７０１２のローカルコンピュータ実行可能プログラム／アルゴリズムを実行するか、又は外科用ハブ及び／又はクラウドコンピューティングシステムから好適なアルゴリズム（例えば、インピーダンス率アルゴリズム）を受信することができる。あるいは、外科用ハブは、外科用器具７０１２に対して遠隔でアルゴリズムを実行することができる。一定の熱流束は、組織凝固、切断、又は封止の品質を有利に改善することができる。外科用器具７０１２は、超音波及び双極又は組み合わせエネルギーモダリティ外科用器具であり得る。制御アルゴリズムは、外科用器具７０１２によって把持された組織の外科的凝固の進行に比例してクランプ力を決定又は調節することを含み得る。更に、制御アルゴリズムは、ブレード長さに沿って一定の熱流束を生成するために、エンドエフェクタ内に詰め込まれた組織片に適用されるクランプアーム圧力を増加させるなど、可変的に変動させることを含み得る。
具体的には、外科用器具７０１２の発生器によって送達される電気外科エネルギーの電力、並びに印加されるクランプアーム圧力は、所定の熱流束を達成するように調節又は決定することができる。追加的に又は代替的に、これらは、組織に印加される所定の量の電力を達成するように調節され得る。例えば、制御アルゴリズムは、組織に印加される既定の熱流束又は電力を達成するために、クランプアーム圧力を変化させると共に発生器によって送達されるＲＦ及び超音波電力レベルを変化させることを含み得る。熱流束は、外科処置サイクルに対する組織の溶接時間にわたって一定又はほぼ一定であり得る。制御アルゴリズムによって実施される変動は、例えば、組織インピーダンス、ブレード固有周波数、温度、又は何らかの他のパラメータ（例えば、組織操作パラメータ）を含むことができる、少なくとも１つのパラメータに基づくことができる。追加的に又は代替的に、クランプ圧力及び電力レベルの変動は、熱流束制御された閾値に基づくことができる。この熱流束制御された閾値は、外科的切断及び凝固の進行に基づいて、閾値がブレード長さに沿って調節されるように動的であり得る。この進行は、対応する焦点によって評価されてもよく、これは、例えば、フィブリン血栓がどれだけ良好に凝固しているかを示すことができる。したがって、ブレードの長さに沿った一定の熱流束を生成することができ、適用されたクランプ力は、凝固に比例するか又は対応する。
制御アルゴリズムはまた、インピーダンス上昇を模倣するために、設定点を達成するための時間に基づいて一連の連続インピーダンス設定点にわたる電力を調節することによって一定の熱流束を達成するように構成されてもよい。換言すれば、外科用器具７０１２の発生器が、所定の電力曲線（組織に送達される電力と組織インピーダンスとの間の関係を定義する）に従って電力を漸進的に送達するので、制御回路は、組織インピーダンスが特定の時間に特定の量に達したかどうかを判定するように構成されてもよい。特定の品質に達すると、発生器は、ある期間にわたってアイドルとなる、及び／又は異なる電力曲線に切り替わることができる。特定の品質に達していない場合、発生器は、その時点で、又は特定の品質に到達しないか到達しそうにないと制御回路が判定すると、異なる電力曲線に切り替わることができる。追加的に又は代替的に、制御回路は、選択された電力曲線を適用すると、組織インピーダンスが外科処置サイクルにおいて特定の時間に特定のインピーダンスレベルに到達するという予測に基づいて、電力曲線を選択することができる。
標的又は設定された組織インピーダンス点は、次の目標点及び／又は最後の設定点に到達するのに必要な時間に依存し得る。すなわち、一連の組織インピーダンス点に関して、各点は、その隣接点に基づいて決定することができ、その隣接点は、対象点の直前又は後のいずれかであってもよい。一連の他の点もまた、対象点の値を決定するために使用することができる。各設定点は、関連電力レベルを有する組織インピーダンス目標として定義される。一連のインピーダンス目標点について、発生器による電力の送達が組織インピーダンスを対象点に到達させるので、次の組織インピーダンスターゲット及び電力レベルを決定することができる。後続のインピーダンス目標点は、外科処置サイクルのその瞬間における全体的な組織インピーダンスレベル、及び以前のインピーダンス目標点を達成するために必要な時間に基づいて決定又は調節することができる。設定点は、制御回路が次の調節を決定する前のインピーダンス目標点において、休止時間などの所定の時間を含んでもよい。
制御アルゴリズムを実行する際、制御回路及び／又は外科用ハブは、超音波ブレードの長さに沿って把持された組織に一定又はほぼ一定のクランプ力又は圧力を加えながら、外科用器具７０１２のエンドエフェクタを徐々に閉じることができる。すなわち、制御回路及び／又は外科用ハブは、外科的凝固及び／又は切断処置の進行に起因する組織に適用されるクランプ力の変化を考慮するように、エンドエフェクタ閉鎖を調節することができる。例えば、把持された組織がエンドエフェクタの近位部分で凝固して切断されると、組織の対応する近位部分は、外科的凝固／切断の進行により、より大きな適用されたクランプ圧力を経験し得る。したがって、制御回路及び／又は外科用ハブが、この凝固／切断動作の進行を（例えば、封止又は溶接焦点を介して）検知又は決定すると、組織の遠位区分に適用されるクランプ力を増加させることによって調節することができる。このようにして、把持された組織の各セクションは、均一なクランプ圧力を経験し得る。凝固／切断焦点の位置がエンドエフェクタの長さに沿ってシフトすると、適用されるクランプ力を更に調節することができる。追加的に又は代替的に、エンドエフェクタのクランプアーム（代替的に第１のジョーと呼ばれる）は、クランプ力を強調又は増幅するように湾曲していてもよい。
湾曲したクランプアームは、組織に適用される異なるクランプ圧力をもたらすことになるので、制御アルゴリズムは、このクランプアームの偏向を補償するために実行され得る。したがって、エンドエフェクタがその完全閉鎖ストロークに徐々に到達すると、制御回路及び／又は外科用ハブは、ブレードの長さに沿って一定又はほぼ一定のクランプ組織圧力を提供するために、制御アルゴリズムを実行してこの偏向を補償することができる（代替的にエンドエフェクタの第２のジョーと呼ばれる）。したがって、エンドエフェクタは、組織が近位方向から遠位方向に処置されているときに、エンドエフェクタの遠位部分に比較的大きなクランプ力を加えることができる。更に、クランプアームの偏向は、エンドエフェクタの長さに沿った熱流束の変動を引き起こし得る。これに対処するために、制御アルゴリズムは、この変動を補償又は考慮するために、外科的処置電極（例えば、エンドエフェクタ内のＲＦ電極）に選択的に通電することを含んでもよい。具体的には、ＲＦ電極は、近位及び遠位セグメントに分割することができ、制御回路及び／又は外科用ハブは、発生器を制御して、ＲＦ電極セグメントを適切に選択的に通電して、均一かつ一定又はほぼ均一かつ一定の熱流束を得ることができる。
制御回路及び／又は外科用ハブは、セグメント化された外科用処置電極の通電を制御するために制御アルゴリズムを実行するように構成され得る。例えば、電極は、エンドエフェクタの各ジョー上に２対のＲＦ電極を備えてもよい。制御回路は、エンドエフェクタに沿って一定の電流密度を達成するために、クランプアーム／第１のジョーの漸進的閉鎖と併せて通電を制御することができる。２対のＲＦ電極のそれぞれは、それぞれ電極の近位及び遠位セットと呼ばれることがあり、セットとして通電され得る。制御回路は、近位部分及び遠位部分の両方において等しい電流密度が生成される又は作成されるように、発生器を制御して、電極の近位及び遠位セットに連続的に通電することができる。一側面では、制御回路及び／又は外科用ハブは、エンドエフェクタに第１のジョー圧力で組織を圧縮させながら、電極の近位セットにエネルギーを与えることができ、これにより、所定の電流密度がもたらされる。測定された組織インピーダンス（例えば、エンドエフェクタ内の圧力、抵抗、又は他の好適なセンサを介して測定される）が所定の閾値に達するか又は超えたとき、制御回路及び／又は外科用ハブは、電極の遠位セットに通電し、電極の近位セットへの通電を解除するか、又は電力の印加を中止してもよい。同時に又は実質的に同時に、クランプアーム／第１のジョーによって加えられるクランプ力を増加させて、電極の遠位セットが配置される遠位領域で所定の電流密度を再現することができる。このようにして、２つの電極の近位及び遠位のセットは、順次に通電又は電力供給され得る。更に、この順次通電は、クランプ力の可変適用と併せて発生し得る。追加的に又は代替的に、電極の近位セットが組織を処置するための電気外科エネルギーを送達するとき、電極の遠位セットは、予熱のためのより低い電力レベルで発生器から電力を同時に受け取ってもよい。すなわち、エンドエフェクタの遠位部分は、近位部分が組織を処置するために使用される間に予熱されてもよい。同様に、エンドエフェクタの近位部分も予熱されてもよい。
外科用器具７０１２は、特定の組織インピーダンスが経時的に変化する又は速度が上昇し、予測可能な凝固時間間隔が目標となる、組織（例えば、血管）封止モードを有してもよい。エネルギーベースの外科用器具７０１２の動作中、組織インピーダンスは、凝固サイクルを「枯渇」させるために選択的に増加され得る。言い換えれば、目標組織インピーダンス点及び休止時間に従って電気外科エネルギーを印加することによって、凝固サイクルの進行は、所望のインピーダンス変化率及び凝固時間間隔を達成するために、必要に応じて動的に停止又は「枯渇」され得る。このようにして、発生器は、全体的な凝固時間間隔を得るために、関連電力レベルと電力レベル又は曲線間の切り替え間の休止時間とを伴う目標インピーダンス設定点に基づいて、異なる負荷又は電力曲線を漸増又は循環することによって電力を調節することができる。全体的な凝固時間は、以下により詳細に記載されるように、インピーダンス上昇率の変化を含み得る。一態様では、毎秒５０オーム（Ω）などのインピーダンス上昇率は、２秒などの目標時間間隔までの各目標における休止時間を調整することによって（例えば、現在の電力レベル又は曲線を適用する場合、そうでなければ、インピーダンスを１００Ωに増加させる）、又は次の５０Ω目標に達するまで各電力レベル又は曲線が適用されるように、目標の数を増加させ、５０Ω刻みなどの指定された増分でそれらを離間させることにより達成することができる。
更に、組織インピーダンス上昇率を選択的に達成することは、外科的凝固サイクルによって測定される予測可能な封止時間を達成するために実行され得る。例えば、発生器は、第１の電力曲線（例えば、２００ワットの最大電力を規定する）に従って組織に電力を印加して、４つの第２の休止時間間隔で１００Ωの目標に到達することができる。１００Ωに達し、４秒間休止した後、発生器は一連の電力レベル又は曲線の適用を達成することができる。各電力レベル又は曲線を決定して、関連電力レベル及び休止時間で次の目標インピーダンス点に到達するまで適用することができ、ここで、目標インピーダンス点は、１００Ω毎に漸進的に増加する（すなわち、各点は直前よりも１００Ω大きい）。このように発生器を制御することにより、各対象目標インピーダンス点において、印加された電力レベル又は曲線は、次の目標インピーダンス点に従って変更され得る。次のインピーダンス点は、次のインピーダンス点が決定される前に関連電力レベル及び休止時間を有することができ、これは、対象目標インピーダンス点を達成するために必要とされる全体的な組織インピーダンスレベル及び時間に基づくことができる。これらの動的に決定された目標インピーダンス点に従ってインピーダンス上昇率を調節する際、現在説明されている実施例では、７秒のサイクル時間などの予測可能な封止時間を達成することができる。
外科用器具７０１２は、超音波及びＲＦエネルギーを含む複合電気外科エネルギーを、患者の骨などの比較的硬い又は剛性の下部構造から分離した処置組織に送達するように構成されてもよい。電気外科エネルギーのこの特定の組み合わせをいつ適用すべきかを判定するために、センサ７８８は、導波管（及び導波管が終端するブレード）の固有又は共振周波数を決定及び監視することができる。導波管固有周波数は、発生器によって作成される駆動周波数の調節と同等であってもよい。具体的には、センサ７８８は、エンドエフェクタが硬質下部構造（例えば、骨、軟組織の比較的硬い層など）に衝突し得るときを判定するために、自然周波数が波又は位相シフトを経験したときを検出することができる。このような衝突又は接触が判定されると、発生器は、超音波ブレード振幅及びＲＦ電力レベルの両方を絞るように制御することができる。すなわち、発生器は、超音波ブレードを振動させるために使用されるトランスデューサ電流、及びＲＦ電極に伝達される電力を低減することができる。したがって、制御回路及び／又は外科用ハブが超音波共振周波数に基づいて軟組織内の骨又は差を検出すると、外科用器具７０１２は、超音波エネルギーを使用してより硬い下部構造から組織を適切に分離して、ＲＦエネルギーの適用によって生成される熱を補足することができる。制御アルゴリズムはまた、別の器具と下にあるクリップ、ステープルが遭遇したとき、又は外科用器具７０１２が接触したときなどの非組織物体との接触の検出時に、電気外科エネルギー検出して適用を絞るように構成され得る。
上述のように、外科用器具７０１２は、電気外科エネルギーの種類が超音波、ＲＦ、又は何らかの他の好適なエネルギーモダリティであり得る、組み合わせ単極／双極電気外科用器具などの組み合わせ外科用器具であり得る。単極モダリティでは、処置される患者は、（例えば、患者の皮膚上の戻りパッドを介して）帰還経路又は電気的土台として作用し、一方、双極モダリティでは、超音波ブレードは、電気外科エネルギーの伝達のための第２の極として作用する。双極モダリティは、一般に、電気外科エネルギーのより制御された、局所的な用途に好ましい場合がある。この文脈において、制御回路及び／又は外科用ハブは、制御アルゴリズムを実行して、電気外科単極エネルギーの周波数を変更し、双極モダリティ又はシステムの態様を監視するために非治療的（治療範囲外）になるようにすることができる。したがって、外科用器具７０１２が外科的剪断器などの双極ツールとして機能する態様では、制御アルゴリズムの性能は、改善された神経感知を提供することができる。具体的には、双極エネルギー及び単極エネルギーモダリティを、双極エネルギー送達へのフィードバックとして、非治療的周波数でエンドエフェクタに送達される単極エネルギーと同時に、又はほぼ同時に適用することができる。例えば、発生器は、１００〜１０００ヘルツ（Ｈｚ）の二位相信号などの神経刺激用の駆動信号を送達して、患者の神経を刺激することができ、ここで単極エネルギー回路は、非治療的周波数で単極エネルギーを提供する一方で、双極エネルギー回路は、２００キロヘルツ（ｋＨｚ）〜３メガヘルツ（ＭＨｚ）の範囲で双極エネルギーを提供する。このようにして、非治療的単極構成要素を制御回路及び／又は外科用ハブへのフィードバックとして使用して、患者の神経に対するエンドエフェクタの近接度を決定することができる。決定された神経近接度を使用して、外科用器具は、双極剪断器による神経の不注意な切断を最小限に抑えることができる。あるいは、送達された双極エネルギーは、単極エネルギーへのフィードバックとすることができる。
更に、外科用器具７０１２は、単極電気外科エネルギーの適用から生じるインピーダンスの変化に基づいて、双極電気外科エネルギーの適用を調節し得る。具体的には、制御回路及び／又は外科用ハブは、双極エネルギーの制御設定が制御されるように、単極エネルギーからのインピーダンスの相対的変化を監視する制御アルゴリズムを実行することができる。センサ７８８、制御回路及び／又は外科用ハブは、単極エネルギー回路を介して送信された信号に基づいて、インピーダンスを検出又は判定することができる。例えば、単極電流感知回路による単極電圧感知回路の出力を分割することによって、インピーダンスを判定することができる。単極制御設定は、単極エネルギーがエンドエフェクタに送達される方法を定義する設定とすることができる。したがって、制御アルゴリズムを実行すると、判定された単極インピーダンスの変化に基づいて双極電力レベルを調節するなど、監視された単極インピーダンスを使用して双極電力を制御することができる。例えば、先端負荷の適用されたクランプアーム圧力が１４〜１７ポンドであるとすると、発生器は、ゼロ電力から全電力モード（例えば２００ワット（Ｗ））にサイクルし、単極を使用して、（例えば、８０Ωなどの特定の閾値への）相対インピーダンス増加を測定し、時間ベースの制御設定へ移行するタイミングを制御することができる。すなわち、０から２００Ｗへの遷移時に、８０Ωの判定された変化を使用して、所定の時間にわたって１００Ｗなどの一定量の電力を適用することを規定する、時間ベースの双極電力制御設定への変更をトリガすることができる。あるいは、８０Ωの決定された変化は、単極インピーダンスの増加に比例する全電力の減少などの比例段電力減少を引き起こし得る。
外科用器具７０１２はまた、単極エネルギーが超音波モダリティを使用して外科処置を検知又は監視するために使用される、組み合わせ単極／超音波電気外科用器具などの組み合わせ外科用器具であってもよい。具体的には、超音波エネルギーモダリティの態様を監視するために、単極エネルギーの動作周波数を変更することができる。例えば、単極エネルギーは、最初に治療周波数レベルで出力され、超音波エネルギー送達を監視するために使用され得る組織インピーダンス測定値を得るために、より低い、非治療的周波数及び電力レベルに切り替えられ得る。インピーダンスの絶対値は有用でない場合があるが、組織インピーダンス値の変化は、送達された超音波エネルギーの組織治療効果を検出するために、電気外科処置から生じる組織インピーダンスの予想される変化と比較することができる。換言すれば、組織が超音波エネルギーによって処置されるとき、組織インピーダンスの予想される変化が存在し得る。制御回路及び／又は外科用ハブは、非治療的周波数レベルへの切り替えなどによる、単極エネルギーの周波数の変更を使用することにより、超音波治療によって引き起こされる組織効果が予想される変化と一致するかどうかを判定するように構成できる。
超音波エネルギーモダリティを監視するための単極エネルギーモダリティの動作周波数の変更はまた、組織の監視を可能にするために駆動周波数を１０ＭＨｚ超などの非常に高いレベルに切り替えることによっても達成され得る。このようにして、単極周波数の変更を使用して、上述のように、超音波エネルギーモダリティなどの他のエネルギーモダリティから生じる組織に対する治療効果を監視することができる。一部の状況では、望ましくない寄生インピーダンスが生じ得る。ただし、単極エネルギーモダリティの駆動周波数が高いほど、単極リターンパッド（例えば、ＭＥＧＡＤＹＮＥ（商標）社のＭＥＧＡ ＳＯＦＴ（商標）再利用可能患者リターン電極）の使用による寄生容量又は浮遊容量を有益に無効にするか、最小限に抑えることができる。それでもなお、比較的高い治療的単極周波数は、組織インピーダンスを検出するために低レベルに設定された単極電力においてさえも効果的に動作することができる。上述のように、代替的に、発生器は、超音波治療及び処置組織に対する関連する影響を感知するために、より低い周波数及び治療量以下の電流で単極出力を駆動することができる。より低い周波数では、ケーブルのドレープ、長さなどの理由により、それほど多くの寄生効果は発生しない可能性があるが、超音波エネルギーモダリティの感知又は監視は、単極リターンパッドの使用によって制限される場合がある。
本明細書で開示される制御アルゴリズムの少なくとも一部は、（単独で、又は外科用器具の関連する制御回路と組み合わせて）外科用ハブによって実行することができるが、制御アルゴリズムの機能は、明確にするために制御回路によって実行されるものとして説明される。また、明確にするために、本開示のこの部分における外科器具７０１２の制御回路は、制御回路７１０とラベル付けされるが、制御回路７１０は、制御回路７６０、３２００、３５０２、４００８と同じ又は同様であり得る。制御回路７１０は、発生器４００２自体の一部（明確にするために発生器４００２と呼ばれるが、発生器４００２は発生器１４０、１４５、２４０、７２１、７７１、９００、１１００と同じ又は同様であり得る）又は、発生器４００２から離れた外科器具７０１２の別の部分であり得る。様々な態様では、図２３Ａ〜２３Ｂ、２４Ａ〜２４Ｂ、２５Ａ〜２５Ｂ、２６Ａ〜２６Ｅ、２７Ａ〜２７Ｆに記載されているような外科用器具７０１２（例えば、超音波外科用器具）は、例えば、タイムライン５２００によって示されるように、外科用ハブ１０６又は２０６（図１〜１１）などのハブ環境における状況認識を伴って動作するように構成される。
図２３Ａ〜２３Ｂは、本開示の少なくとも１つの態様による、時間の関数としてのクランプ力のグラフ２０３５００と、ブレードの長さに沿った凝固及び切断の位置の推移を時間の関数として示す関連グラフ２０３５２０とを含むグラフ２０３５００、２０３５２０である。図２３Ａ〜２３Ｂに示されるように、超音波ブレードの移動に対する凝固／切断位置（例えば、凝固／切断焦点）としてクランプ力を増加させることにより、組織と超音波ブレードとのより良好な結合がもたらされ得る。焦点は、例えば、外科的処置の方向に応じて、近位から遠位へ、又は遠位から近位へと移動し得る。更に、焦点は、例えば凝固のためのフィブリン血栓の進行を表し得る。外科用器具７０１２のクランプアームは、クランプ力の適用から生じる、組織が経験する圧力を強調又は増幅するために、オフセット、傾斜、又は別の方法で湾曲させることができる。外科手術の焦点及び全封止又は溶接時間は、組織インピーダンス、固有周波数、温度、又はいくつかの好適な組織パラメータなどの外科的パラメータを示す（例えば、センサ７８８からの）センサ信号に基づいて、制御回路７１０によって決定され得る。制御回路７１０は、センサ信号に基づいてクランプアーム圧力を増加させることができる。外科的凝固／切断位置の関数としてのクランプ力の変化は、組織に適用される所定の熱流束又は電力を達成するために、発生器によって送達される電気外科電力レベルの変動と併せて制御回路７１０によって制御され得る。
熱流束は、制御回路７１０によって熱流束制御閾値として実装することができ、これは、外科的切断／凝固の進行に基づくような、外科用器具７０１２によって実行される外科手術の期間にわたって同じ又は変化し得る。例えば、制御回路７１０は、決定された凝固焦点、焦点の進行、及び／又は切断の進行に基づいて、熱流束制御閾値を調節することができる。所定の熱流束は、形成される組織封止などの外科処置の質を有益に改善することができる。図２３Ａでは、ｘ軸２０３５０８は、外科的サイクルの過程にわたる時間などの時間を示し、ｙ軸２０３５１０は、適用されたクランプ力を示す。したがって、時間ｔ０から時間ｔ１０までの時間は、外科用器具７０１２の外科的サイクルを定義することができる。クランプ力は、ポンド（ｌｂｓ）などの好適な単位で測定することができる。グラフ２０３５００に示すように、ｙ軸２０３５１０は、最大及び最小クランプ力レベルの注記を有する。
破線２０３５０２は、クランプアームによって経時的に適用される力を表し、時間ｔ０の最小力から時間ｔ１０における最大力まで、クランプアームによる力の適用を追跡する。クランプ力の値又は量は、組織凝固プロセスのプロセスの関数であってもよく、これは、エンドエフェクタがｔ０からｔ１０に及ぶときのエンドエフェクタ上の凝固／切断焦点の位置に基づいて追跡され得る。破線２０３５０２によって示されるように、適用されるクランプ力は、組織凝固／切断動作が感知される際に増加する。破線２０３５０２は、時間ｔ６に近い点で最大力に到達し、力は時間ｔ１０までその最大レベルに留まる。一点鎖線２０３５０４は、外科的サイクルにわたって測定された組織インピーダンスを表す。グラフ２０３５００に見られるように、測定された組織インピーダンスは、時間ｔ０における初期レベルから、時間ｔ３付近の低点まで減少し、外科処置の開始から生じるインピーダンスの低下（インピーダンス曲線のいわゆる「バスタブ」部分）を実証する。時間ｔ３の後、組織インピーダンス線２０３５０４は、処置されている組織が乾燥し始めるにつれて上昇する。この乾燥は、組織インピーダンスの増加をもたらす。図２３Ａは、組織インピーダンス線２０３５０４のこの増加が、適用されたクランプ力線２０３５０２の増加にどのように対応するかを示す。適用される力の増加は、組織の切断を支援し、外科的サイクルが完了するときに変性した組織を溶接するのを支援し得る。また、クランプアームを湾曲させて、クランプ力の増加による組織圧力を強調することもできる。加えて、エンドエフェクタは、エンドエフェクタ又は超音波ブレードの長さに沿って一定又はほぼ一定の組織クランプ圧力を提供しながら、漸進的に閉じることができる。一定又はほぼ一定のクランプ圧力は、外科的凝固及び切断が発生するエンドエフェクタの前縁部に適用される圧力に対応し得る実線２０３５０６によって示される。したがって、実線２０３５０６は、変動が最小限であるか、又は変動しない状態で、ほぼ一定のレベルに留まる。
図２３Ｂは、組織に対する外科的凝固及び切断動作の焦点が、外科的サイクルの過程にわたって超音波ブレード又は第２のジョー２０３５２４（超音波ブレード７１８、７６８又は上記の他の超音波ブレードと同様又は同じ）の長さに沿って移動することを示す。図２３Ｂに示されるように、焦点は、経時的に近位から遠位方向に移動するが、焦点も遠位方向から近位方向に移動することができる。外科的サイクル上の組織凝固／切断焦点の進行は、その前進が、時間点ｔ０から時間ｔ１０にわたる外科的サイクル中の時間の前進に対応する黒い点２０３５２２Ａ、２０３５２２Ｂ、２０３５２２Ｎまでによって表すことができる。すなわち、黒い点２０３５２２Ａ、２０３５２２Ｂ、２０３５２２Ｎまでのそれぞれは、外科的サイクルにおける時点に対応し、組織の封止及び／又は組織処置の進行の形成を表してもいる。例えば、黒い点は、センサ７８８からの信号に基づいて制御回路７１０によって決定された凝固焦点を表し得る。センサ信号は、組織インピーダンス、超音波ブレードの固有周波数、温度、又は何らかの他の組織パラメータなどの外科的パラメータを示し得る。センサ信号に基づいて、制御回路７１０は、組織封止／溶接／凝固焦点の進行を決定し、外科用器具７０１２によって実行される外科手術の組織溶接／封止時間を更に決定し得る。
更に、制御回路７１０は、エンドエフェクタの湾曲形状から生じ得るクランプアーム偏向を補償しながらエンドエフェクタの閉鎖を制御するように構成されてもよい。例えば、制御回路７１０は、クランプアームによって適用される力を機械的に調節して、クランプアームの曲率に基づいて加えられる任意の不均衡な力を相殺して、一定又はほぼ一定の組織圧力がエンドエフェクタの長さに沿って提供されるようにすることができる。更に、制御回路７１０は、以下により詳細に記載されるように、クランプアーム偏向によって引き起こされる熱流束の変動を補償又は調節するために、ＲＦ電極７９６などのＲＦ電極の異なるセグメント（例えば、近位及び遠位）に選択的に通電してもよい。制御回路７１０は、共振周波数及び電気的連続性フィードバック測定値のうちの１つ以上に基づいて、切断／溶接焦点を決定するように構成され得る。超音波ブレード２０３５２４の長さに沿った一定の熱流束もまた達成され得る。例えば、エンドエフェクタの近位部分で組織が凝固し、切断されるとき、送達される電気外科用電力レベルは、これら近位セクションにおいて比較的高い。したがって、制御回路７１０は、遠位セクションにおけるクランプ力を増加させるために制御アルゴリズムを実行してもよく、これにより遠位セクションでのより高い電流密度が得られ、遠位セクションでは比較的低い電力レベルを補償することができる。このようにして、超音波ブレード２０３５２４に沿って組織が経験する熱流束及び圧力は、一定及び／又は熱流束制御閾値と一致していてもよい。制御回路７１０は、センサ７８８から、外科的パラメータを示すセンサ信号を受信してもよい。外科的パラメータは、組織インピーダンス、超音波ブレードの固有周波数、温度、又は組織パラメータであってもよい。外科手術の溶接時間は、センサ信号に基づいて制御回路７１０によって決定され得る。制御回路７１０は、クランプアームによって適用されるクランプアーム圧力、及び電気外科エネルギーの電力レベルのうちの１つ以上を変化させて、所定の熱流束又はエンドエフェクタ内に詰め込まれた組織に印加される電力のうちの１つ以上を維持することができる。
図２４Ａ〜２４Ｂは、本開示の少なくとも１つの態様による、エンドエフェクタ電極のセグメント及びエンドエフェクタにより適用されるクランプ力及び送達される電気外科エネルギーを制御する例示を示す。図２４Ａは、開いた構成のエンドエフェクタ２０３５４０を示す。エンドエフェクタ２０３５４０は、エンドエフェクタ７０２、７５２、７９２、４００６、又はいくつかの他の適切なエンドエフェクタなど、上述の任意の好適なエンドエフェクタと同じ又は同様であり得る。図２４Ａに示されるように、エンドエフェクタ２０３５４０は、第１のジョー（例えば、クランプアーム）２０３５４２及び第２のジョー／超音波ブレード２０３５４４（超音波ブレード２０３５２４と同じ又は同様）を含む２つのジョーを備える。クランプアーム２０３５４２は、クランプアーム７１６、７６６、又はいくつかの他の適切なクランプアームなど、上記の任意の好適なクランプアームと同じ又は同様であり得る。第１及び第２のジョー２０３５４２、２０３５４４のそれぞれは、それぞれ、電気外科用電極２０３５４６Ａ〜２０３５４６Ｄ、２０３５４８Ａ〜２０３５４８Ｄをそれぞれ備える。電気外科用電極２０３５４６Ａ〜２０３５４６Ｄ、２０３５４８Ａ〜２０３５４８Ｄは、ＲＦ電極７９６又は上記の任意の他の適切な電極などのＲＦ電極と同じ又は同様であり得る。電気外科用電極２０３５４６Ａ〜２０３５４６Ｄ、２０３５４８Ａ〜２０３５４８Ｄはそれぞれ、近位及び遠位部分又はセグメントに分割されてもよい。例えば、電極２０３５４６Ａ〜２０３５４６Ｂ、２０３５４８Ａ〜２０３５４８Ｂは、それぞれ第１及び第２のジョー２０３５４２、２０３５４４上に近位電極対又はセグメントを形成してもよい。同様に、電極２０３５４６Ｃ〜２０３５４６Ｄ、２０３５４６Ｃ〜２０３５４６Ｄは、それぞれ第１及び第２のジョー２０３５４２、２０３５４４上に遠位電極対又はセグメントを形成してもよい。このようにして、電極２０３５４６Ａ〜２０３５４６Ｂ、２０３５４８Ａ〜２０３５４８Ｂは、長手方向にセグメント化され得る。長手方向にセグメント化された電極は、一定の電流密度を生成することができる。
制御回路７１０は、エンドエフェクタ２０３５４０全体を通して一定又はほぼ一定の電流密度を得るために、クランプアーム２０３５４２の漸進的閉鎖を制御することと併せて、発生器４００２によるセグメント化電極２０３５４６Ａ〜２０３５４６Ｂ、２０３５４８Ａ〜２０３５４８Ｂへの電力の印加を制御する制御アルゴリズムを実行するように構成され得る。図２４Ｂは、この例を示す。図２４Ｂでは、エンドエフェクタ２０３５６０は、異なるエンドエフェクタ閉鎖角度θ１、θ２から生じる異なるクランプ力に基づいて、組織２０３５７０に異なるクランプ圧力を適用する。具体的には、制御回路７１０は、第１の所定の電流密度を生成するために、発生器４００２を制御して電極の近位セット２０３５４６Ａ〜２０３５４６Ｂ、２０３５４８Ａ〜２０３５４８Ｂに通電するように発生器４００２を制御しながら、組織２０３５７０を（所定の又は動的に決定され得る）第１のジョー圧力に圧縮するようにエンドエフェクタ２０３５６０を制御してもよい。発生器４００２は、近位電極対のうちの１つに、個別に、又は両方の対に電力を送達することができる。更に、発生器４００２は、第１のジョー２０３５４２上の電力電極対２０３５４６Ａ〜２０３５４６Ｂのみに電力を印加して、それらに順次に、又は連動して電力を供給するなどして、エンドエフェクタのジョーに個別に電力を供給することができる。したがって、制御回路７１０は、クランプアーム２０３５４２の漸進的閉鎖ストロークに基づいて、電極セグメント２０３５４６Ａ〜２０３５４６Ｄ、２０３５４８Ａ〜２０３５４８Ｄに通電してもよい。
組織インピーダンス信号（又は電流及び電圧を示す信号）は、センサ７８８（例えば、圧力、抵抗、又は他の好適なセンサ）によって出力され、フィードバックとして制御回路１０に送信されてもよい。制御回路７１０が、組織インピーダンスが所定の閾値又は動的に決定された閾値に達したと判定すると、制御回路７１０は、（例えば、一定の熱流束及び／又は熱流束制御閾値に到達させるために）エンドエフェクタ２０３５６０及び発生器４００２を制御して、クランプ力及び電力レベルのうちの１つ以上を変化させる。具体的には、エンドエフェクタ２０３５６０は、第１のジョー圧力よりも高い、増加したジョー圧力を適用するように制御されてもよい。同時に又は同じ時間フレーム内で、制御回路７１０は、発生器４００２を制御して、近位電極対の電源を切り、代わりに、遠位電極対のうちの１つに個別に又は両方の対に電力を送達する。すなわち、発生器４００２は、電極２０３５４６Ｃ〜２０３５４６Ｄ、２０３５４６Ｃ〜２０３５４６Ｄの遠位セグメントのうちの１つ以上に電力を供給する。このようにして、クランプされた組織内の同じ電流密度は、エンドエフェクタ２０３５６０の近位電極又は部分と同様に電流密度をエンドエフェクタ２０３５６０の遠位電極又は部分に対して得ることができる。電流密度は、適宜、所定又は動的に決定することができる。図２４Ａ〜２４Ｂに示されるように、組織２０３５７０上のクランプ負荷圧力を増加させることは、クランプアーム／第１のジョー２０３５６２と超音波ブレード／第２のジョー２０３５６４との間の角度の増加に対応し、θ１からθ２に減少する。また、図２４Ａ〜２４Ｂに示されるように、第１及び第２のジョー２０３５６２、２０３５６４は、枢動点２０３５６８を中心に枢動して、エンドエフェクタ閉鎖ストロークを実施する。
図２５Ａ〜図２５Ｂは、本開示の少なくとも１つの態様による、電気外科用電極２０３５４６Ａ〜２０３５４６Ｄ、２０３５４８Ａ〜２０３５４８Ｄの通電又は電力供給の制御を示すグラフ２０３５８０、２０３６００である。上述のように、制御回路７１０は、制御アルゴリズムを実行してエンドエフェクタ２０３５６０及び発生器４００２を制御して、一定の電流密度を作成又は生成するように構成されてもよい。エンドエフェクタ２０３５６０の近位部分の処置中、制御回路７１０は、エンドエフェクタを制御して、近位部分の組織２０３５７０を第１のクランプ圧力に圧縮することができる。同時に又は同じ時間フレーム内で、発生器４００２は、近位側部分を外科的に処置するために、近位電極対２０３５４６Ａ〜２０３５４６Ｂ、２０３５４８Ａ〜２０３５４８Ｂのみに電力を送達してもよい。第１及び第２のジョー２０３５６２、２０３５６４内の電極のいずれか又は両方は、近位側の第１の電極対２０３５４６Ａ〜２０３５４６Ｂ及び近位側の第２の電極対２０３５４８Ａ〜２０３５４８Ｂの一方又は両方が通電され得るように通電され得る。近位部分の外科的処置後、発生器４００２は、遠位電極２０３５４６Ｃ〜２０３５４６Ｄ、２０３５４８Ｃ〜２０３５４８Ｄに電力を送達して、エンドエフェクタ２０３５６０の遠位部分を処置することができる。第１及び第２のジョー２０３５６２、２０３５６４内の電極のいずれか又は両方は、遠位側の第１の電極対２０３５４６Ａ〜２０３５４６Ｂ及び遠位側の第２の電極対２０３５４８Ａ〜２０３５４８Ｂの一方又は両方が通電され得るように通電され得る。このようにして、電気外科用電極２０３５４６Ａ〜２０３５４６Ｄ、２０３５４８Ａ〜２０３５４８Ｄは、発生器４００２によって順次通電されてもよい。
図２５Ａは、組織２０３５７０が経験するクランプ圧力が対応する様式で増加するにつれて、近位（電極対「ａ」として参照される）及び遠位（電極対「ｂ」として参照される）電極に電力を送達することを示す。グラフ２０３５８０のｘ軸２０３５８２は、手術サイクルの長さにわたることができる秒単位などの時間を示す。ｙ軸２０３５８４、２０３５８５は、それぞれ、最大電力（１００％）の百分率として表されるような電力レベル、及び組織２０３５７０によって経験されるクランプ圧力（例えば、ポンドで測定）を示す。グラフ２０３５８０は、ｘ軸２０３５８２上に示される第１の期間の間、活性化され、組織を処置する近位電極対「ａ」２０３５４６Ａ〜２０３５４６Ｂ、２０３５４８Ａ〜２０３５４８Ｂの配列、続いてｘ軸上に示される第２の期間の間、活性化され、組織を治療する遠位電極対「ｂ」２０３５４６Ｃ〜２０３５４６Ｄ、２０３５４８Ｃ〜２０３５４８Ｄの配列を示す。グラフ２０３５８０の矩形関数は、この順次通電を示す。発生器４００２は、最初に電力レベル線２０３５８６に従って電極ペア電極対「ａ」２０３５４６Ａ〜２０３５４６Ｂ、２０３５４８Ａ〜２０３５４８Ｂに電力を供給し、「ａ」を非アクティブ化してから、電力レベル線２０３５８８に従って電極ペア対「ｂ」２０３５４６Ｃ〜２０３５４６Ｄ、２０３５４８Ｃ〜２０３５４８Ｄに電力を供給し、そして最後に「ｂ」を非アクティブ化する。同時に又は同じ時間フレーム内で、制御回路７１０は、電極対「ａ」がアクティブ化されている間、レベルＰ１でクランプ圧力を適用し、電極対「ｂ」がアクティブ化されている間、レベルＰ２でクランプ圧力を適用するようにエンドエフェクタ２０３５６０を制御している。クランプ圧力のこの適用は、クランプ圧力線２０３５９０によって表される。近位部分及び遠位部分の外科的処置が完了すると、発生器４００２は電力の送達を停止し、エンドエフェクタ２０３５６０は開放構成に戻る。
図２５Ｂは、遠位電極対「ｂ」２０３５４６Ｃ〜２０３５４６Ｄ、２０３５４８Ｃ〜２０３５４８Ｄの予熱を示す。したがって、エンドエフェクタ２０３５６０の近位部分が処置されている間、制御回路７１０はまた、発生器４００２を制御して遠位部分を予熱してもよい。換言すれば、電極対「ａ」２０３５４６Ａ〜２０３５４６Ｂ、２０３５４８Ａ〜２０３５４８Ｂの活性化にわたる時間中、発生器４００２は、より低い電力レベルで遠位電極対「ｂ」２０３５４６Ｃ〜２０３５４６Ｄ、２０３５４８Ｃ〜２０３５４８Ｄに電力を送達して、近位部分の外科処置の完了後の遠位部分の外科処置を容易にすることができる。グラフ２０３６００はこれを示す。グラフ２０３６００のｘ軸２０３６０２は、手術サイクルの長さにわたることができる秒単位などの時間を示す。ｙ軸２０３６０４、２０３６０５は、それぞれ、最大電力（１００％）の百分率として表されるような電力レベル、及び組織２０３５７０によって経験されるクランプ圧力（例えば、ポンドで測定）を示す。グラフ２０３６００の電力レベル線２０３６０６は、電力レベル線２０３５８６と同様に、電極対「ａ」の順次アクティブ化を示す。電力レベル線２０３６０８は、発生器４００２が、矩形関数のピークに適用される最大電力レベル（１００％）の２０％の低電力レベルで、遠位電極対「ｂ」２０３５４６Ｃ〜２０３５４６Ｄ、２０３５４８Ｃ〜２０３５４８Ｄに電力を送達し得ることを除いて、電極対「ｂ」の同様のアクティブ化を示す。この印加されたより低い電力レベルにより、エンドエフェクタ２０３５６０の遠位部分は、治療前に予熱されることが可能になる。同時に又は同じフレーム内で、制御回路７１０は、クランプ圧力線２０３６１０によって表されるように、レベルＰ１及びレベルＰ２でクランプ圧力を適用するようにエンドエフェクタ２０３５６０を制御する。また、制御回路７１０は、エンドエフェクタ２０３５６０の近位部分が処置前に予熱されるように、発生器４００２を反対の様式で制御することができる。
図２６Ａ〜２６Ｅは、本開示の少なくとも１つの態様による、予測可能な封止時間を達成するための電力レベルの調整を示す一連のグラフ２０３６２０、２０３６４０、２０３６６０、２０３６８０、２０３７００である。ｘ軸２０３６２２、２０３６４２、２０３６６２、２０３６８２、２０３７０２は、オーム（Ω）単位で測定することができる組織インピーダンスを示す。ｙ軸２０３６２４、２０３６４４、２０３６６４、２０３６８４、２０３７０４は、発生器４００２によって印加される電力レベルを示す。グラフ２０３６２０、２０３６４０、２０３６６０、２０３６８０、２０３７００は、特定の組織凝固時間に対応するインピーダンスの上昇を模倣するために、一連の連続したインピーダンス点を設定する方法を示す。外科器具の目標インピーダンス上昇率及び予測可能な凝固時間間隔を（例えば、血管封止モードで）達成することにより、より安全な、又は別の方法でより良好な組織封止が達成され得る。一連の連続中の各インピーダンス点は、次の目標電力レベル及び／又はインピーダンス、並びに直前又は他の以前設定されたインピーダンス点に到達するために必要とされる外科的サイクルにおける時間に基づいて設定されてもよい。特定のインピーダンス点に到達すると、制御回路７１０は、組織インピーダンスの所望の上昇を達成及び／又は維持するために、次の設定インピーダンス点及び関連電力レベルを決定してもよい。特に、制御回路７１０は、「バスタブ」の形状に似たインピーダンス対時間曲線（「バスタブ曲線」）に従って組織２０３５７０のインピーダンスが変化するように、組織インピーダンスの上昇を制御するように構成されてもよい。インピーダンス対時間曲線は、安定化（最小点）までの電気外科エネルギーの初期適用時の組織インピーダンスの初期低下、その後の組織２０３５７０の乾燥に対応する組織インピーダンスの上昇によって特徴付けることができる。センサ７８８及び制御回路７１０によって評価される、このインピーダンスバスタブ曲線に対する全体又は同時の組織インピーダンスレベルもまた、次の設定インピーダンス点を調節するために使用されてもよい。
各インピーダンス点に関連電力レベルは、デフォルトインピーダンスバスタブ曲線と比較して、異なるインピーダンス対時間曲線を追跡する後続のインピーダンス点を達成する電力レベルに基づいて決定されてもよい。異なるインピーダンス曲線は、例えば、バスタブ曲線よりも積極的でなくてもよい（ただし、より積極的でもあり得る）。このようにして、一連中の各インピーダンス点が達成され、それぞれの関連電力レベルは、所望のインピーダンス対時間曲線に従って決定されるので、インピーダンスの所望の上昇が模倣され得る。このインピーダンスの上昇は、改善された組織シールが得られるように上昇がデフォルトのバスタブ曲線に対して調節され得ることを除いて、組織２０３５７０の乾燥に対応し得る。追加的に又は代替的に、設定インピーダンス点及び関連電力レベルを動的に決定することによって、制御回路７１０は、予測可能な凝固時間間隔に従って外科処置を実施することができる。各設定インピーダンス点について決定された関連電力レベルは、１つ以上の電力値であってもよい。具体的には、関連電力レベルは、負荷曲線又は電力曲線に従って決定され得る。電力曲線は、例えば、外科用器具７０１２のメモリに記憶された所定の電力曲線であってもよく、数学的モデル又は方程式（例えば、電力を決定するための方程式又はまとめて別の方程式で使用される変数の変化）に従って動的に決定された電力曲線、又は他の何らかの好適な手段であってもよい。
したがって、インピーダンス点は、選択的インピーダンス増加を達成するために動的に決定又は目標とされ得る。上述のように、このように組織２０３５７０のインピーダンスの上昇率を制御することによって、組織凝固はより予測可能となり、改善され得る。また、一連中の隣接するインピーダンス設定点間に休止時間が存在し得る。インピーダンス点間のこの休止時間は、凝固サイクルを「枯渇」させ得る。すなわち、休止時間中に、発生器４００２は、組織２０３５７０のインピーダンスが休止時間中に著しく変化しないように、エンドエフェクタ２０３５６０に電力を送達しなくてもよい。グラフ２０３６２０は、プロットされた印加電力線２０３６２６によって示されるように、自然負荷又は電力曲線（例えば、組織インピーダンスの関数として電力レベルを表す曲線）を示してもよい。印加電力線２０３６２０はまた、休止時間を示す。自然電力曲線は、一連中のインピーダンス点が設定される際に動的に達成されるインピーダンスの所望の上昇を含む、所望のインピーダンス対時間曲線であり得る。具体的には、グラフ２０３６４０は、一連の連続インピーダンス点における第１の設定インピーダンス点を示す。
第１の設定点は１００Ωで発生し、その結果、発生器４００２は、１００Ωを達成するために２００ワット（Ｗ）などの最大電力まで上昇する関連電力レベルを送達する。関連電力レベルは、外科用ハブ及び／又はクラウドに対応する外科用器具７０１２のメモリに格納された電力曲線を適用することと、電力曲線のセグメント又は特定部分を適用することと、又は所望の自然電力曲線を参照することによって、適切なレベルを決定することに従って決定することができる。グラフ２０３６４０に見られるように、対応する第１の電力曲線は、印加電力線２０３６４６によって表されるように適用されて、自然電力曲線を漸増的に模倣する。印加電力線２０３６４６はまた、休止時間を示す。したがって、所望の上昇率及び自然電力曲線は、次のインピーダンス点及び関連電力レベルを決定するための経過時間と共にガイドとして使用することができる。第１の電力曲線又は電力レベルの残りは、一般に点線２０３６４８によって表される。１００Ωで第１の設定インピーダンス点に到達すると、発生器４００２は、好適な期間にわたって休止し得る。この休止時間は、所定であるか制御回路７１０によって同時に決定することができ、凝固サイクルを一時的に休止又は遅延させるのに有用であり得る。休止時間中、制御回路７１０は、例えば、所望の自然電力曲線と比較され得る組織凝固の進行を評価することができる。休止時間は、例えば４秒であってもよい。４秒間休止した後、制御回路７１０は、１００Ωの最後の設定点への参照、推定された次のインピーダンス点、及び／又は所望の自然電力曲線（例えば、自然電力曲線に対する組織２０３５７０の全体又は同時のインピーダンスレベル）などに基づいて、次の設定インピーダンス点が２００Ωであることを決定してもよい。
また、制御回路７１０は、電力レベルを２００Ｗ未満に徐々に低下させる第２の電力曲線に従って、対応する電力レベルが２００Ｗより低いと判定してもよい。この第２の電力曲線又は電力レベルは、第１の電力曲線又は電力レベルとは異なってもよい。第１の設定インピーダンスポイントと同様に、発生器４００２は、所望のインピーダンス上昇率を模倣又はそれに従うために、及び／又は自然電力曲線に従って、電力を送達してもよい。すなわち、発生器４００２は、所望の時間に第２の設定インピーダンス点に到達すると予想されるように電力を送達してもよい。グラフ２０３６６０は、２００Ωに到達するための発生器４００２によるこの第２の関連電力の印加及び休止時間を示す、印加電力線２０３６６６を含む。第２の電力曲線又は電力レベルの残りは、一般に点線２０３６６８によって表される。インピーダンスが２００Ωに達すると、制御回路７１０は、適切な休止時間の量を決定することができる。例えば、制御回路７１０は、組織凝固を停止するために発生器４００２が１秒間休止すべきであると決定してもよい。制御回路７１０は更に、インピーダンスが２００Ωに達すると、次の目標インピーダンス点を３００Ωに設定することができる。上記のように、３００Ωは、最後の設定点２００Ωへの参照、推定される次のインピーダンス点、及び／又は所望の自然電力曲線などの因子に基づいて決定することができる。発生器４００２によって適用される関連する第３の電力曲線又は電力レベルは、上述のように、所望のインピーダンス上昇率及び／又は自然電力曲線を参照して、又はそれに従って決定することができる。グラフ２０３６８０に示されるように、第３の電力曲線又は電力レベルは、電力レベルの相対変化率を変更するためにインピーダンスの関数として使用できる。第３の電力曲線又は電力レベルの残りは、一般に点線２０３６８８によって表される。
１秒間休止した後、発生器４００２は、３００Ωの次の設定インピーダンス点に達するまで、対応する第３の電力曲線又は電力レベルに従って電力を送達することができる。これはグラフ２０３６８０によって示されている。グラフ２０３６８０では、印加電力線２０３６８６は、第３の電力曲線又は電力レベル及び決定された休止時間に従って電力を送達することを表す。上記と同様に、制御回路７１０は、３００Ωに到達すると、所定の、又は同時に決定する休止時間を実装することができる。更に、制御回路７１０は、設定される次のインピーダンス点が、上記の様々な因子に基づいて、４００Ωであることを決定することができる。更に、制御回路７１０は、対応する電力レベルが第４の電力曲線又は電力レベル（単数又は複数）であることを変更／決定することができる。発生器４００２は、印加電力線２０３７０６によって表されるように、次のインピーダンス設定点に到達するまで、この第４の電力曲線又は電力レベルに従って電力を送達することができる。第２の電力曲線又は電力レベルの残りは、一般に点線２０３７０８によって表される。組織インピーダンスが３００Ω設定点に到達すると、制御回路７１０は、一連の以前のインピーダンス点の決定と同様に、次の設定点が４００Ωであると決定することができる。４００Ωに到達すると、制御回路７１０は、組織凝固が完了していることを決定し、したがって凝固プロセスを終了することができる。これはグラフ２０３７００によって示されている。必要に応じて、より多くの又はより少ない設定インピーダンス点を使用することができる。これらの動的に決定された一連の設定インピーダンス点及び関連電力を使用することに基づいて、制御回路７１０は、予測可能な凝固時間間隔を得るために所望のインピーダンス上昇を模倣することができる。インピーダンス点及び休止時間は、「即座に」又は同時に決定された電力曲線を決定するのを支援するために使用することができる。換言すれば、発生器４００２は、必要に応じて異なる電力曲線及び／又は電力レベルのセグメント又は部分を適用することができる。図２６Ａ〜２６Ｅは休止時間の使用を示しているが、他の態様では、休止時間が使用されなくてもよい。図２６Ａ〜２６Ｅに示される外科的サイクルでは、所望のインピーダンス上昇率を達成するために、隣接する設定インピーダンス点間の１００Ωの差を伴う外科的サイクル中に、７秒の合計休止時間が実現されてもよい。他の所望の上昇速度は、例えば、休止時間を２秒に変更すること、又は隣接する設定インピーダンス点間の５０Ωの差を使用することなどによっても達成することができる。
したがって、制御回路７１０は、外科用器具７０１２のメモリ内にプログラムされ得るか、若しくは外科用ハブ又はクラウドコンピューティングシステムによって受信され得るインピーダンス率アルゴリズムを実行することができる。具体的には、制御回路７１０は、第１の組織インピーダンス点（例えば、所与の第１の設定インピーダンス点）を受信し、第１の組織インピーダンス点に対応する電気外科エネルギーの第１の電力レベルを決定し、発生器を制御して、第１の電力レベルで電気外科エネルギーを送達し、第２の組織インピーダンス点を決定し、第２の組織インピーダンス点に到達するための時間間隔に基づいて、第１の電力レベルを電気外科エネルギーの第２の電力レベルに調節し、発生器を制御して、第２の電力レベルで電気外科エネルギーを送達することができる。一連のインピーダンス点におけるより多くの組織インピーダンス点は、選択的インピーダンス増加を達成するために決定又は目標とされ得る。例えば、制御回路７１０は、第３の組織インピーダンス点を決定し、第３の組織インピーダンス点と第１の組織インピーダンス点に到達するための対応する時間間隔とに基づいて、第２の組織インピーダンス点を決定することができる。制御回路７１０は、電気外科エネルギーを送達して第２のインピーダンス点に到達するように発生器４００２を制御した後、第３のインピーダンス点及び関連電力レベルを決定してもよい。
休止時間もまた実施されてもよい。例えば、制御回路７１０は、第１の電力レベルから第２の電力レベルに調節し、第３の組織インピーダンス点を決定する前に、しばらく休止することができる。また、例えば、制御回路は、発生器４００２を制御して、以下のステップに従って電力を印加することができる。第１の電力レベルを印加して、第１の組織インピーダンス点に到達するステップと、第１の休止時間の間、第１の電力レベルの印加を終了するステップと、制御回路によって、第２の組織インピーダンス点を決定するステップと、第２の組織インピーダンス点に到達するための第２の電力レベルを印加するステップと、第２の休止時間の間、第２の電力レベルの印加を終了するステップと、制御回路によって、第３の組織インピーダンス点を決定するステップと、第３の組織インピーダンス点に到達するための第３の電力レベルを印加して、目標インピーダンス上昇率を達成するステップ。発生器は、第３の休止時間の間、第３の電力レベルの印加を更に終了し、第４の組織インピーダンス点を決定し、第４の組織インピーダンス点に到達するための第４の電力レベルを印加することができる。上述のように、一連のインピーダンス点を設定することは、以前のインピーダンス点及びそれらの点に到達するための電気外科エネルギーを送達する時間に基づいて決定することができる。したがって、第３及び第４のインピーダンス点は、第１及び第２のインピーダンス点及びそれらに到達するための時間に基づいて決定することができる。インピーダンス点（例えば、第１、第２、及び第３の点）に到達するための時間は、所定の凝固時間間隔に対応することができる。
図２７Ａ〜図２７Ｆは、本開示の少なくとも１つの態様による、電力曲線に従ってエネルギーを送達するためのアプローチを示すグラフ及びフローチャート２０３７２０、２０３７４０、２０３７６０、２０３７８０、２０３８００、２０３８２０である。このようなアプローチに関する更なる詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ ＩＭＰＥＤＡＮＣＥ ＲＩＳＥ ＩＮ ＥＬＥＣＴＲＯＳＵＲＧＩＣＡＬ ＭＥＤＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国特許第９，７３７，３５５号、及びその全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＳＹＳＴＥＭＳ ＦＯＲ ＡＤＶＡＮＣＥＤ ＨＡＲＭＯＮＩＣ ＥＮＥＲＧＹ」と題する米国特許出願公開第２０１８００３６０６５号に見出すことができる。
図２７Ａは、例示的な電力曲線２０３７２６、２０３７２８、２０３７３０を示す、線図２０３７２０の一態様を示す。線図２０３７２０は、左から右へと増加する組織インピーダンスを示すインピーダンス軸２０３７２２を含む。電力ｙ軸２０３７２４は、下から上へと増加する電力を示す。各電力曲線２０３７２６、２０３７２８、２０３７３０は電力ｙ軸２０３７２４において一連の電力レベルを規定してもよく、インピーダンスｘ軸２０３７２２における複数の潜在的な感知される組織インピーダンスに対応する。一般的に、電力曲線は、異なる形状をとることがあり、これは図２７Ａに例示される。電力曲線２０３７２６は段階的な形状を有し、一方で電力曲線２０３７２８、２０３７３０は、湾曲形状を有するものとして示される。様々な態様によって使用される電力曲線は、いずれかの使用可能な、連続的な又は非連続的な形状を取り得ることが理解される。電力供給速度又は電力曲線の積極性は、線図２０３７２０におけるその位置によって示され得る。例えば、所与の組織インピーダンスにより高い電力を供給する電力曲線は、より積極的であるものと考えられる。したがって、２つの電力曲線の間において、電力軸２０３７２４で最も高い位置にある曲線はより積極的であり得る。いくつかの電力曲線は重複し得ることが理解される。
２つの電力曲線の積極性は、任意の好適な方法によって比較され得る。例えば、第１電力曲線が、潜在的な組織インピーダンスの範囲の少なくとも半分に対応するより高い供給電力を有する場合、第１電力曲線は、潜在的な組織インピーダンスの所与の範囲にわたり、第２電力曲線よりも積極的であると見なされ得る。また、例えば、範囲にわたる第１曲線の下の面積が、範囲にわたる第２曲線の下の面積より大きい場合、第１電力曲線は、潜在的な組織インピーダンスの所与の範囲にわたり、第２電力曲線よりも積極的であると見なされ得る。同様に、電力曲線が別個に表される場合、潜在的な組織インピーダンスのセットにわたる第１電力曲線の電力値の合計が、潜在的な組織インピーダンスのセットにわたる第２電力曲線の電力値の和よりも大きい場合、潜在的な組織インピーダンスの所与のセットにわたり第１電力曲線は、第２電力曲線よりも積極的であると見なされ得る。
外科用器具７０１２のいくつかの態様は、ジョー２０３５６２、２０３５６４の電極のうちの１つ以上の間に位置する正の温度係数（ＰＴＣ）材料を含む。ＰＴＣ材料は、ＰＴＣ材料のインピーダンスが増加し得る閾値又はトリガ温度に到達するまで、比較的低く、比較的一定のままである、インピーダンスプロファイルを有し得る。使用中、ＰＴＣ材料は、電力が適用される間、組織と接触するように配置され得る。ＰＴＣ材料のトリガ温度は、これが、溶接又は凝固の完了を示す組織温度と対応するように選択され得る。したがって、溶接又は凝固プロセスが完了すると、ＰＴＣ材料の温度が上昇し、これにより、ＰＴＣ材料のインピーダンスが対応して増加する可能性がある。この追加の一連のインピーダンスは、組織と直列であり、組織２０３５７０に実際に供給される電力の減少を引き起こし得る。
凝固又は溶接プロセス中において、組織インピーダンスは一般的に増加し得ることが理解される。いくつかの態様では、組織インピーダンスは、良好な凝固を示す、急激なインピーダンスの増加を示し得る。この増加は、組織の生理学的変化、ＰＴＣ材料がトリガ閾値に到達するなどが原因である可能性がある。急激なインピーダンス増加をもたらすために必要とされ得るエネルギー量は、作用される組織２０３５７０の熱質量に関連し得る。任意の所与の組織片の熱質量部は、ひいては、薄片の組織２０３５７０の種類及び量に関連し得る。ＰＴＣ材料は、外科用器具７０１２によって実行される外科手術の溶接時間を決定するために使用され得る。また、エンドエフェクタ２０３５６０内のＰＴＣ材料又は他のセンサ７８８の監視は、凝固焦点及び外科処置の進行（例えば、切断）を決定するために制御回路７１０によって実行されてもよい。これらの決定に基づいて、制御回路７１０は、超音波ブレード２０３５６４の長さに沿って熱流束制御閾値を調節することができる。
様々な態様は、所与の組織片に関する、適切な電力曲線を選択するために、組織インピーダンスにおける急激な増加を使用し得る。例えば、発生器４０１２は、組織インピーダンスが、急激な増加が生じたことを示すインピーダンス閾値に到達するまで、順次より積極的な電力曲線を選択及び適用することがある。例えば、インピーダンス閾値への到達は、最新の適用された電力曲線で凝固が適切に進行していることを示す場合がある。インピーダンス閾値は、組織インピーダンス値、組織インピーダンスの変化率、及び／又はインピーダンスと変化率の組み合わせであり得る。例えば、インピーダンス閾値は、一定のインピーダンス値及び／又は変化率が観察されるときに満たされ得る。本明細書において記載されるように、様々な態様により、異なる電力曲線は、異なるインピーダンス閾値を有し得る。
図２７Ｂは、１つ以上の電力曲線を組織片２０３５７０に適用するためのプロセスフロー２０３７４０の一態様を示す。任意の好適な数の電力曲線が使用され得る。電力曲線は、電力曲線の１つが組織をインピーダンス閾値へと上げるまで、積極性の順に順次適用され得る。ステップ２０３７４２において、発生器４００２は、第１の電力曲線を適用し得る。様々な態様により、第１電力曲線は、比較的低い割合で電力を供給するように選択され得る。例えば、第１電力曲線は、最も小さく、最も脆弱であると予測される組織片における組織の焼き付きを回避するように選択され得る。
第１電力曲線は、任意の好適な方法で組織２０３５７０にて適用され得る。例えば、発生器４００２は、第１電力曲線を実施する駆動信号を生成し得る。電力曲線は、駆動信号の電力を調節することによって実施され得る。駆動信号の電力は、任意の好適な方法で調節され得る。例えば、信号の電圧及び／又は電流が調節され得る。また、様々な態様において、駆動信号はパルス化され得る。例えば、発生器４００２は、駆動信号の周波数、パルス幅、負荷サイクルなどを変更することによって平均電力を調節してもよい。駆動信号は、第１及び第２のジョー部材２０３５６２、２０３５６４の電極に提供されてもよい。
第１電力曲線を適用する間、発生器４００２は、組織２０３５７０に提供された合計エネルギーをモニタリングしてもよい。組織２０３５７０のインピーダンスは、１つ以上のエネルギー閾値で、インピーダンス閾値と比較され得る。任意の好適な方法によって選択され得る、任意の好適な数のエネルギー閾値が存在し得る。例えば、エネルギー閾値は、異なる組織の種類がインピーダンス閾値を達成する、既知の点に対応するように選択され得る。ステップ２０３７４４において、発生器４００２は、組織２０３５７０に供給された合計エネルギーが、第１のエネルギー閾値を満たしたか又は超えたかを判定し得る。合計エネルギーが第１エネルギー閾値に未だ到達していない場合、発生器４００２は、２０３７４２において第１電力曲線を提供し続けてもよい。
合計エネルギーが第１エネルギー閾値に到達した場合、発生器４００２は、インピーダンス閾値に到達したかどうかを判定し得る（ステップ２０３７４６）。上記のように、インピーダンス閾値は、所定の割合のインピーダンス変化（例えば、増加）、所定のインピーダンス、又はこの２つの組み合わせであり得る。インピーダンス閾値に到達すると、発生器４００２は、ステップ２０３７４２において第１電力曲線を適用し続けてもよい。例えば、第１電力曲線のインピーダンス閾値への到達は、第１電力曲線の積極性が好適な凝固又は溶接を生じるために十分であることを示し得る。
ステップ２０３７４６においてインピーダンス閾値に到達していない場合、発生器４００２は、ステップ２０３７４８において次に積極的な電力曲線に増加させてもよく、ステップ２０３７４２における電流電力曲線として電力曲線を適用してもよい。いくつかの態様において、次の最も積極的な電力曲線に増加させることは、例えば、以前に実装された電力曲線などのより積極的でない電力曲線に乗数を適用することを含んでもよい。ステップ２０３７４４において次のエネルギー閾値に到達すると、発生器４００２はまた、ステップ２０３７４６においてインピーダンス閾値に到達したかどうかを決定し得る。到達していない場合、発生器４００２はまた、ステップ２０３７４８において次に積極的な電力曲線に増加させてもよく、ステップ２０３７４２においてこの電力曲線を供給してもよい。
プロセスフロー２０３７４０は、終了されるまで継続してもよい。例えば、プロセスフロー２０３７４０は、ステップ２０３７４６で閾値に到達する際に終了され得る。インピーダンス閾値を達成する際に、発生器４００２は、凝固又は溶接が完了するまで、この時点の電力曲線を適用してもよい。また、例えば、プロセスフロー２０３７４０は、全ての利用可能な電力曲線が使い果たされると終了することがある。任意の好適な数の電力曲線が使用され得る。最も積極的な電力曲線が組織をインピーダンス閾値に上げることができない場合、発生器４００２は、最も積極的な電力曲線をプロセスが他の形で終了されるまで（例えば、臨床医により、又は最終的なエネルギー閾値への到達の際）適用し続けてもよい。
様々な態様により、プロセスフロー２０３７４０は、終了閾値が生じるまで継続してもよい。終了閾値は、凝固及び／又は溶接が完了したことを示し得る。例えば、終端閾値は、組織インピーダンス、組織温度、組織静電容量、組織インダクタンス、経過時間などのうちの１つ以上に基づいてもよい。終端すると、外科用器具７０１２及び／又は外科用ハブ５１０４は、終端を示す可聴音を生成し得る。これらは、単一の終了閾値であってもよく、又はいくつかの態様においては、異なる電力曲線は異なる終了閾値を有し得る。様々な態様により、異なる電力曲線は、異なるインピーダンス閾値を有し得る。例えば、プロセスフロー２０３７４０は、第１電力曲線が、組織を第１組織インピーダンス閾値に上げることができなかった場合に、第１電力曲線から第２電力曲線に遷移してもよく、かつその後、第２電力曲線が組織を第２インピーダンス閾値に上げることができなかった場合に、第２電力曲線から第３電力曲線に遷移してもよい。いくつかの態様では、電力曲線間を順番に進むのではなく、発生器４００２は、１つ以上の電力曲線をスキップしてもよい。例えば、電力曲線の端部における組織のインピーダンスがスキップ閾値を超える場合、発生器４００２は、次の電力曲線に進む代わりに、より積極的な電力曲線（例えば、所与の組織インピーダンスに対してより多くのエネルギーを提供する電力曲線）にスキップしてもよい。
パルス状駆動信号を使用するいくつかの態様において、発生器４００２は、１つ以上の複合負荷曲線を駆動信号、及び最終的に組織に適用し得る。本明細書において記載される他の電力曲線のような、複合負荷曲線は、測定される組織特性の関数として組織に供給される電力レベルを規定してもよい。更に、複合負荷曲線は、測定された組織特性（例えば、インピーダンス、印加電流、印加電圧、温度、反射率、組織に適用される力など）に関して、パルス幅などのパルス特性を定義することができる。
図２７Ｃは、第１のモードの間に発生器４００２によって提供され得る駆動信号の一態様の電力及びインピーダンス特性を示す線図２０３７６０である。図２７Ｃでは、インピーダンスはｘ軸２０３７６２に示され、電力はｙ軸２０３７６４に示されている。第１のモードの間、発生器４００２は、組織インピーダンスがモードの閾値インピーダンス２０３７６８を下回る間、組織に第１の電力閾値２０３７６６を供給するように構成されてもよい。組織のインピーダンスが第１のモードの閾値インピーダンス２０３７６８を超える場合、発生器４００２は、供給される電力を第２の電力閾値２０３７７０に制限してもよい。様々な態様では、第２の電力閾値２０３７７０は、発生器４００２が組織に送達するように構成されている最大電力よりも小さくてもよい。このようにして、第１のモードは、後のモードにおけるより大きい電力印加のために組織２０３５７０を準備することができる。第１のモードの適用期間は、例えば、１秒を含む任意の好適な値であってもよい。駆動信号は、第１のモードの適用中にパルス化され得ることが理解されるであろう。例えば、第１のモードは、第１のモードの適用期間の持続時間の間続く単一パルスとして、又は複数の短いパルスで適用されてもよい。第１のモードで複数のパルスを利用する態様では、各パルスは、記載されるように、駆動信号電力のインピーダンス決定限界に適合し得る。
図２７Ｄは、第２のモード中に発生器４００２によって提供され得る駆動信号の一態様の電力及びインピーダンス特性を示す線図２０３７８０である。図２７Ｄでは、インピーダンスはｘ軸２０３７８２に示され、電力はｙ軸２０３７８４に示されている。第２のモードでは、発生器４００２は、遭遇することが予想される最低の組織インピーダンスで、比較的高いレベルの電力を供給する。例えば、いくつかの態様では、発生器４００２（図２７Ｄの２０３７８６）から利用可能な全電力は、第２のモードの閾値インピーダンス２０３７９０を下回る組織インピーダンスで供給されてもよい。閾値インピーダンス２０３７９０を超えると、インピーダンスの増加率を制限するために、電力は第２の電力閾値２０３７８８未満に低減されてもよい。いくつかの態様では、第２の電力閾値２０３７８８は、第１のモードの第２の電力閾値２０３７７０よりも大きい。また、第１のモードのインピーダンス閾値２０３７６８及び第２のモードのインピーダンス閾値２０３７９０は、実装に応じて等しいか、又は異なる値を取ってもよいことが理解されるであろう。第２のモードの適用期間は、提供されたエネルギーが組織に作用することを可能にするように、第１のモードの適用期間よりも長くてもよい。例えば、いくつかの態様では、第２の期間の適用期間は４〜５秒である。駆動信号はまた、適用期間の持続時間の間続く単一パルスとして、及び／又は複数のパルスとして提供されてもよいことが理解されるであろう。また、複数のパルスが使用される場合、各パルスは、駆動信号電力のインピーダンス決定限界に適合し得る。
図２７Ｅは、本開示の電気外科システムに電力を供給するように構成された発生器の典型的な負荷曲線の例を示すグラフ２０３８００である。具体的には、図２７Ｅは、手術中に封止処置を受ける外科用器具システムの様々な電気的読み取り値の更なる詳細を提供する。左縦軸は電力（Ｗ）及び電圧（Ｖ）を表し、右縦軸は電流（Ａ）を表し、横軸は負荷インピーダンス（オーム）を表す。電圧曲線２０３８０２、電流曲線２０３８０４、及び電力曲線２０３８０６は、負荷インピーダンスの関数として示されている。示されているように、組織に印加される電力及び電圧の量は、通常、増加し続ける負荷インピーダンスを超えても、越えられない閾値に達する。別の見方をすると、手術部位の組織に印加されるエネルギーの量は、特定のレベルの負荷インピーダンスまでしか顕著な効果がなく、１７５Ωなどの特定のインピーダンス閾値を過ぎると、より多くの又は持続的な電力を印加しても、通常、ほとんど又は全く利益がない。したがって、グラフ２０３８００は、グラフ２０３８００に示されるように、遷移インピーダンス閾値を超えることが、そこまで電力が印加され続けるべき切り捨て点を一般に表す理由について詳しく示す。
図２７Ｆは、追加の電力特性が重ね合わされた、テーパ付き負荷曲線概念の例示的な電力プロファイルを示すグラフ２０３８２０である。図２７Ｆにおいて、太い線によって示される曲線２０３８２２は、組織内の負荷インピーダンスの関数としての電圧の測定値を表す。中線によって示される曲線２０３８２４は、負荷インピーダンスの関数として組織に印加される計算電力の測定値を表す。計算電力は、外科用器具７０１２の電力システムによって決定される電力の測定値であってもよく、破線によって示されるような曲線２０３８２６は、組織に印加される実際の電力又は有効電力を表す。示されるように、これらの曲線の両方は、段階的に低減された電力テーパを呈する。これは、電力が経時的に異なる速度で、すなわち、パルス幅変調によってデューティサイクルされることによって引き起こされ得る。細い線によって示される曲線２０３８２８は、電流の測定値を表す。電流のスケールは右側に示されているが、電力及び電圧のスケールは左に示されている。
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−外科用器具は、エンドエフェクタと、電極と、超音波トランスデューサと、制御回路に結合されたセンサと、エンドエフェクタに結合された制御回路とを備える。エンドエフェクタは、組織に対して超音波振動するように構成された超音波ブレードと、超音波ブレードに対して枢動するように構成されたクランプアームと、を備える。電極は、発生器から電気外科エネルギーを受信し、受信された電気外科エネルギーをエンドエフェクタに印加して、駆動信号を発生させる発生器に基づいて組織を溶接するように構成されている。超音波トランスデューサは、超音波ブレードに音響的に結合される。超音波トランスデューサは、駆動信号に応答して超音波ブレードを超音波振動させるように構成されている。センサは、制御回路に外科的パラメータを示す信号を出力するように構成されている。制御回路は、センサ信号を受信し、センサ信号に基づいて、外科用器具によって実行される外科手術の溶接時間を決定し、クランプアームによって印加されるクランプアーム圧力及び電気外科エネルギーの電力レベルのうちの１つ以上を変化させて、所定の熱流束又はエンドエフェクタ内に詰め込まれた組織に印加される電力のうちの１つ以上を維持するように構成されている。
実施例２−外科的パラメータが、組織インピーダンス、超音波ブレードの固有周波数、温度、及び組織パラメータのうちの１つ以上である、実施例１の外科用器具。
実施例３−制御回路が、クランプアームによって印加されるクランプアーム圧力及び電気外科エネルギーの電力レベルのうちの１つ以上を、熱流束制御閾値に基づいて変化させるように更に構成されている、実施例１又は２の外科用器具。
実施例４−制御回路が、凝固焦点及び外科的切断の進行のうちの１つ以上に基づいて、超音波ブレードの長さに沿って熱流束制御閾値を調節するように更に構成されている、実施例３の外科用器具。
実施例５−電極が、一定の電流密度を生成するように長手方向に配置された複数の電極を備える、実施例１、２、３、又は４の外科用器具。
実施例６−制御回路が、複数の電極に順次通電して、複数の電極の近位部分に第１の電流密度を、複数の電極の遠位部分に第２の電流密度を生成するように更に構成され、第１及び第２の電流密度が等しい、実施例５の外科用器具。
実施例７−電気外科エネルギーをエンドエフェクタに送達するように構成された発生器を更に備え、制御回路が、複数の電極の第１の部分に第１の電力レベルを、複数の電極の第２の部分に第２の電力レベルを供給することによって、発生器を制御して複数の電極に通電するように更に構成され、第１の電力レベルが第２の電力レベルよりも低い、実施例５の外科用器具。
実施例８−クランプアームがオフセットクランプアームであり、制御回路が、センサ信号に基づいてクランプアーム圧力を増加させるように更に構成されている、実施例１、２、３、４、５、６、又は７の外科用器具。
実施例９−クラウドコンピューティングシステムから送信されるインピーダンス率アルゴリズムを受信するように構成された外科用ハブと、外科用ハブに通信可能に結合された外科用器具とを備える外科システム。外科用ハブは、クラウドコンピューティングシステムに通信可能に結合される。外科用器具は、エンドエフェクタ、電極、超音波トランスデューサ、制御回路を備える。エンドエフェクタは、組織に対して超音波振動するように構成された超音波ブレードと、超音波ブレードに対して枢動するように構成されたクランプアームと、を備える。電極は、発生器から電気外科エネルギーを受信し、受信された電気外科エネルギーをエンドエフェクタに印加して、駆動信号を発生させる発生器に基づいて組織を溶接するように構成されている。超音波トランスデューサは、超音波ブレードに音響的に結合される。超音波トランスデューサは、駆動信号に応答して超音波ブレードを超音波振動させるように構成されている。制御回路は、エンドエフェクタに結合されている。制御回路は、インピーダンス率アルゴリズムを実行して以下を行うように構成されている。第１の組織インピーダンス点を受信し、第１の組織インピーダンス点に対応する電気外科エネルギーの第１の電力レベルを決定し、発生器を制御して、第１の電力レベルで電気外科エネルギーを送達し、第２の組織インピーダンス点を決定し、第２の組織インピーダンス点に到達するための時間間隔に基づいて、第１の電力レベルを電気外科エネルギーの第２の電力レベルに調節し、発生器を制御して、第２の電力レベルで電気外科エネルギーを送達する。
実施例１０−制御回路は、インピーダンス率アルゴリズムを実行して、更に、第３の組織インピーダンス点を決定し、第３の組織インピーダンス点及び第１の組織インピーダンス点に到達するための対応する時間間隔に基づいて、第２の組織インピーダンス点を決定するように構成されている、実施例９の外科システム。
実施例１１−制御回路が、第２の組織インピーダンス点に到達するための第２の電力レベルで電気外科エネルギーを送達するように発生器を制御する際に、第３の組織インピーダンス点及び第３の組織インピーダンス点に対応する電気外科エネルギーの第３の電力レベルを更に決定するように、インピーダンス率アルゴリズムを実行するように構成されている、実施例１０の外科システム。
実施例１２−制御回路が、全体的な組織インピーダンスレベル及び第２の組織インピーダンス点に到達するための時間間隔に基づいて第３の組織インピーダンス点を更に調節するように、インピーダンス率アルゴリズムを実行するように構成されている、実施例１１の外科システム。
実施例１３−制御回路が、第１の電力レベルを電気外科エネルギーの第２の電力レベルに調節し、第３の組織インピーダンス点を決定する前に、休止時間を更に決定し、休止時間の間に第１の電力レベルで電気外科エネルギーを送達するように発生器を制御するように、インピーダンス率アルゴリズムを実行するように構成されている、実施例１０の外科システム。
実施例１４−電極が、一定の電流密度を生成するように長手方向に配置された複数の電極セグメントを備える、実施例９、１０、１１、１２、又は１３の外科システム。
実施例１５−制御回路が、クランプアームの漸進的閉鎖ストロークに基づいて、複数の電極セグメントに更に通電するように、インピーダンス率アルゴリズムを実行するように構成されている、実施例１４の外科システム。
実施例１６−外科用器具を使用して、目標インピーダンス上昇率に従って電気外科エネルギーを送達する方法であって、外科用器具は、エンドエフェクタと、発生器と、電気外科エネルギーをエンドエフェクタに送達するように構成された電極と、超音波ブレードに音響的に結合された超音波トランスデューサと、エンドエフェクタに結合された制御回路と、を備える。発生器は、駆動信号の生成に基づいて、エンドエフェクタに電気外科エネルギーを送達するように構成されている。超音波トランスデューサは、駆動信号に応答して超音波ブレードを超音波振動させるように構成されている。エンドエフェクタは、組織に対して超音波振動するように構成された超音波ブレードと、超音波ブレードに対して枢動するように構成されたクランプアームと、を備える。この方法は、制御回路によって、組織インピーダンスアルゴリズムに従って電力を印加するように発生器を制御するステップを含み、このステップは、発生器によって、第１の組織インピーダンス点に到達するための第１の電力レベルを印加するステップと、発生器によって、第１の休止時間の間、第１の電力レベルの印加を終了するステップと、制御回路によって、第２の組織インピーダンス点を決定するステップと、発生器によって、第２の組織インピーダンス点に到達するための第２の電力レベルを印加するステップと、発生器によって、第２の休止時間の間、第２の電力レベルの印加を終了するステップと、制御回路によって、第３の組織インピーダンス点を決定するステップと、発生器によって、第３の組織インピーダンス点に到達するための第３の電力レベルを印加して、目標インピーダンス上昇率を達成するステップと、を含む。
実施例１７−発生器によって、第３の休止時間の間、第３の電力レベルの印加を終了するステップと、制御回路によって、第４の組織インピーダンス点を決定するステップと、発生器によって、第４の組織インピーダンス点に到達するための第４の電力レベルを印加するステップと、を更に含む、実施例１６の方法。
実施例１８−第３及び第４の組織インピーダンス点が、第１及び第２の組織インピーダンス点のうちの１つ以上、並びに第１及び第２の組織インピーダンス点のそれぞれに到達するための時間に基づいて決定される、実施例１７の方法。
実施例１９−第１、第２、及び第３の組織インピーダンス点に到達するための時間が、所定の凝固時間間隔に対応する、実施例１６、１７、又は１８の方法。
実施例２０−電極が、一定の電流密度を生成するように長手方向に配置された複数の電極セグメントを備える、実施例１６、１７、１８、又は１９の方法。
いくつかの形態が例示され説明されてきたが、添付の特許請求の範囲の範囲をそのような詳述に制限又は限定することは、本出願人が意図するところではない。多数の修正、変形、変化、置換、組み合わせ及びこれらの形態の等価物を実装することができ、本開示の範囲から逸脱することなく当業者により想到されるであろう。更に、記述する形態に関連した各要素の構造は、その要素によって行われる機能を提供するための手段として代替的に説明することができる。また、材料が特定の構成要素に関して開示されているが、他の材料が使用されてもよい。したがって、上記の説明文及び添付の特許請求の範囲は、全てのそのような修正、組み合わせ、及び変形を、開示される形態の範囲に含まれるものとして網羅することを意図としたものである点を理解されたい。添付の特許請求の範囲は、全てのそのような修正、変形、変化、置換、修正、及び等価物を網羅することを意図する。
上記の詳細な説明は、ブロック図、フローチャート、及び／又は実施例を介して装置及び／又はプロセスの様々な形態について記載してきた。そのようなブロック図、フローチャート、及び／又は実施例が１つ若しくは２つ以上の機能及び／又は動作を含む限り、当業者に理解されたいこととして、そのようなブロック図、フローチャート、及び／又は実施例に含まれる各機能及び／又は動作は、多様なハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの事実上の任意の組み合わせによって、個々にかつ／又は集合的に実装することができる。当業者には、本明細書で開示される形態のうちのいくつかの態様の全部又は一部が、１台又は２台以上のコンピュータ上で稼働する１つ又は２つ以上のコンピュータプログラムとして（例えば、１台又は２台以上のコンピュータシステム上で稼働する１つ又は２つ以上のプログラムとして）、１つ又は２つ以上のプロセッサ上で稼働する１つ又は２つ以上のプログラムとして（例えば、１つ又は２つ以上のマイクロプロセッサ上で稼働する１つ又は２つ以上のプログラムとして）、ファームウェアとして、又はこれらの実質的に任意の組み合わせとして集積回路上で等価に実現することができ、また、回路を設計すること、並びに／又はソフトウェア及び／若しくはファームウェアのコードを記述することは、本開示を鑑みれば当業者の技能の範囲内に含まれることが理解されよう。更に、本明細書に記載した主題の機構は、多様な形式で１つ又は２つ以上のプログラム製品として配布されることが可能であり、本明細書に記載した主題の例証的な形態は、配布を実際に行うために使用される信号搬送媒体の特定の種類にかかわらず適用されることが当業者には理解されるであろう。
様々な開示された態様を実行するように論理をプログラムするために使用される命令は、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、キャッシュ、フラッシュメモリ、又は他の記憶装置などのシステム内メモリに記憶され得る。更に、命令は、ネットワークを介して、又は他のコンピュータ可読媒体によって分配され得る。したがって、機械可読媒体としては、機械（例えば、コンピュータ）によって読み出し可能な形態で情報を記憶又は送信するための任意の機構が挙げられ得るが、フロッピーディスケット、光ディスク、コンパクトディスク、読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、並びに磁気光学ディスク、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、磁気若しくは光カード、フラッシュメモリ、又は、電気的、光学的、音響的、若しくは他の形態の伝播信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号など）を介してインターネットを介した情報の送信に使用される有形機械可読記憶装置に限定されない。したがって、非一時的コンピュータ可読媒体としては、機械（例えば、コンピュータ）によって読み出し可能な形態で電子命令又は情報を記憶又は送信するのに好適な任意の種類の有形機械可読媒体が挙げられる。
本明細書の任意の態様で使用されるとき、「制御回路」という用語は、例えば、ハードワイヤード回路、プログラマブル回路（例えば、１つ又は２つ以上の個々の命令処理コアを含むコンピュータプロセッサ、処理ユニット、プロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロコントローラユニット、コントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、プログラマブル論理装置（ＰＬＤ）、プログラマブル論理アレイ（ＰＬＡ）、又はフィールドプログラマブルゲートアレイ（field programmable gate array、ＦＰＧＡ））、状態機械回路、プログラマブル回路によって実行される命令を記憶するファームウェア、及びこれらの任意の組み合わせを指すことができる。制御回路は、集合的に又は個別に、例えば、集積回路（integrated circuit、ＩＣ）、特定用途向け集積回路（application-specific integrated circuit、ＡＳＩＣ）、システムオンチップ（ＳｏＣ）、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、サーバ、スマートフォンなどの、より大きなシステムの一部を形成する回路として具現化され得る。したがって、本明細書で使用するとき、「制御回路」としては、少なくとも１つの個別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によって構成された汎用コンピューティング装置（例えば、本明細書で説明したプロセス及び／若しくは装置を少なくとも部分的に実行するコンピュータプログラムによって構成された汎用コンピュータ、又は本明細書で説明したプロセス及び／若しくは装置を少なくとも部分的に実行するコンピュータプログラムによって構成されたマイクロプロセッサ）を形成する電気回路、メモリ装置（例えば、ランダムアクセスメモリの形態）を形成する電気回路、並びに及び／又は通信装置（例えば、モデム、通信スイッチ、若しくは光−電気機器）を形成する電気回路が挙げられるが、これらに限定されない。当業者は、本明細書で述べた主題が、アナログ若しくはデジタルの形式又はこれらのいくつかの組み合わせで実現されてもよいことを認識するであろう。
本明細書の任意の態様で使用される場合、「論理」という用語は、前述の動作のいずれかを実行するように構成されたアプリケーション、ソフトウェア、ファームウェア、及び／又は回路を指し得る。ソフトウェアは、非一時的コンピュータ可読記憶媒体上に記録されたソフトウェアパッケージ、コード、命令、命令セット、及び／又はデータとして具現化されてもよい。ファームウェアは、メモリ装置内のコード、命令、若しくは命令セット、及び／又はハードコードされた（例えば、不揮発性の）データとして具現化されてもよい。
本明細書の任意の態様で使用するとき、「構成要素」、「システム」、「モジュール」などという用語は、ハードウェア、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせ、ソフトウェア、又は実行中のソフトウェアのどちらかであるコンピュータ関連エンティティを指すことができる。
本明細書の任意の態様で使用するとき、「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、必ずしも必要ではないが、記憶、転送、結合、比較、及び別様に操作されることが可能な電気又は磁気信号の形態をなすことができる物理的量及び／又は論理状態の操作を指す。これらの信号を、ビット、値、要素、記号、文字、用語、番号などとして言及することが一般的な扱い方である。これらの及び類似の用語は、適切な物理的量と関連付けられ得、また単に、これらの量及び／又は状態に適用される便利な標識である。
ネットワークとしては、パケット交換ネットワークが挙げられ得る。通信装置は、選択されたパケット交換ネットワーク通信プロトコルを使用して、互いに通信することができる。１つの例示的な通信プロトコルとしては、伝送制御プロトコル／インターネットプロトコル（Transmission Control Protocol/Internet Protocol、ＴＣＰ／ＩＰ）を使用して通信を可能にすることができるイーサネット通信プロトコルを挙げることができる。イーサネットプロトコルは、Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ（ＩＥＥＥ）によって発行された２００８年１２月発行の表題「ＩＥＥＥ８０２．３Ｓｔａｎｄａｒｄ」、及び／又は本規格の後のバージョンのイーサネット規格に準拠するか、又は互換性があり得る。代替的に又は追加的に、通信装置は、Ｘ．２５通信プロトコルを使用して互いに通信することができる。Ｘ．２５通信プロトコルは、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ−Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ Ｓｅｃｔｏｒ（ＩＴＵ−Ｔ）によって公布された規格に準拠するか、又は互換性があり得る。代替的に又は追加的に、通信装置は、フレームリレー通信プロトコルを使用して互いに通信することができる。フレームリレー通信プロトコルは、Ｃｏｎｓｕｌｔａｔｉｖｅ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ ｆｏｒ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｇｒａｐｈ ａｎｄ Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ（ＣＣＩＴＴ）及び／又はｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ（ＡＮＳＩ）によって公布された規格に準拠するか、又は互換性があり得る。代替的に又は追加的に、送受信機は、非同期転送モード（Asynchronous Transfer Mode、ＡＴＭ）通信プロトコルを使用して互いに通信することが可能であり得る。ＡＴＭ通信プロトコルは、ＡＴＭ Ｆｏｒｕｍによって「ＡＴＭ−ＭＰＬＳ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｗｏｒｋｉｎｇ２．０」という題で２００１年８月に公開されたＡＴＭ規格及び／又は本規格の後のバージョンに準拠するか、又は互換性があり得る。当然のことながら、異なる及び／又は後に開発されたコネクション型ネットワーク通信プロトコルは、本明細書で等しく企図される。
別段の明確な定めがない限り、前述の開示から明らかなように、前述の開示全体を通じて、「処理する」、「計算する」、「算出する」、「判定する」、「表示する」などの用語を使用する考察は、コンピュータシステムのレジスタ及びメモリ内で物理的（電子的）量として表現されるデータを、コンピュータシステムのメモリ若しくはレジスタ又はそのような情報記憶、伝送、若しくは表示装置内で物理量として同様に表現される他のデータへと操作及び変換する、コンピュータシステム又は類似の電子計算装置の動作及び処理を指していることが理解されよう。
１つ又は２つ以上の構成要素が、本明細書中で、「ように構成される（configured to）」、「ように構成可能である（configurable to）」、「動作可能である／ように動作する（operable/operative to）」、「適合される／適合可能である（adapted/adaptable）」、「ことが可能である（able to）」、「準拠可能である／準拠する（conformable/conformed to）」などと言及され得る。当業者は、「ように構成される」は、一般に、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除き、アクティブ状態の構成要素及び／又は非アクティブ状態の構成要素及び／又はスタンドバイ状態の構成要素を包含し得ることを理解するであろう。
「近位」及び「遠位」という用語は、本明細書では、外科用器具のハンドル部分を操作する臨床医を基準として使用される。「近位」という用語は、臨床医に最も近い部分を指し、「遠位」という用語は、臨床医から離れた位置にある部分を指す。便宜上及び明確性のために、「垂直」、「水平」、「上」、及び「下」などの空間的用語が、本明細書において図面に対して使用され得ることが更に理解されよう。しかしながら、外科用器具は、多くの配向及び位置で使用されるものであり、これらの用語は限定的及び／又は絶対的であることを意図したものではない。
当業者は、一般に、本明細書で使用され、かつ特に添付の特許請求の範囲（例えば、添付の特許請求の範囲の本文）で使用される用語は、概して「オープンな」用語として意図されるものである（例えば、「含む（including）」という用語は、「〜を含むが、それらに限定されない（including but not limited to）」と解釈されるべきであり、「有する（having）」という用語は、「〜を少なくとも有する（having at least）」と解釈されるべきであり、「含む（includes）」という用語は、「〜を含むが、それらに限定されない（includes but is not limited to）」と解釈されるべきであるなど）ことを理解するであろう。更に、導入された請求項記載（introduced claim recitation）において特定の数が意図される場合、かかる意図は当該請求項中に明確に記載され、またかかる記載がない場合は、かかる意図は存在しないことが、当業者には理解されるであろう。例えば、理解を助けるものとして、後続の添付の特許請求の範囲は、「少なくとも１つの（at least one）」及び「１つ又は２つ以上の（one or more）」という導入句を、請求項記載を導入するために含むことがある。しかしながら、かかる句の使用は、「ａ」又は「ａｎ」という不定冠詞によって請求項記載を導入した場合に、たとえ同一の請求項内に「１つ又は２つ以上の」又は「少なくとも１つの」といった導入句及び「ａ」又は「ａｎ」という不定冠詞が含まれる場合であっても、かかる導入された請求項記載を含むいかなる特定の請求項も、かかる記載事項を１つのみ含む特許請求の範囲に限定されると示唆されるものと解釈されるべきではない（例えば、「ａ」及び／又は「ａｎ」は通常、「少なくとも１つの」又は「１つ又は２つ以上の」を意味するものと解釈されるべきである）。定冠詞を使用して請求項記載を導入する場合にも、同様のことが当てはまる。
更に、導入された請求項記載において特定の数が明示されている場合であっても、かかる記載は、典型的には、少なくとも記載された数を意味するものと解釈されるべきであることが、当業者には認識されるであろう（例えば、他に修飾語のない、単なる「２つの記載事項」という記載がある場合、一般的に、少なくとも２つの記載事項、又は２つ又は３つ以上の記載事項を意味する）。更に、「Ａ、Ｂ、及びＣなどのうちの少なくとも１つ」に類する表記が使用される場合、一般に、かかる構文は、当業者がその表記を理解するであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも１つを有するシステム」は、限定するものではないが、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢの両方、ＡとＣの両方、ＢとＣの両方、及び／又はＡとＢとＣの全てなどを有するシステムを含む）。「Ａ、Ｂ、又はＣなどのうちの少なくとも１つ」に類する表記が使用される場合、一般に、かかる構文は、当業者がその表記を理解するであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、又はＣのうちの少なくとも１つを有するシステム」は、限定するものではないが、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢの両方、ＡとＣの両方、ＢとＣの両方、及び／又はＡとＢとＣの全てなどを有するシステムを含む）。更に、典型的には、２つ若しくは３つ以上の選択的な用語を表すあらゆる選言的な語及び／又は句は、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除いて、明細書内であろうと、特許請求の範囲内であろうと、あるいは図面内であろうと、それら用語のうちの１つ、それらの用語のうちのいずれか、又はそれらの用語の両方を含む可能性を意図すると理解されるべきであることが、当業者には理解されよう。例えば、「Ａ又はＢ」という句は、典型的には、「Ａ」又は「Ｂ」又は「Ａ及びＢ」の可能性を含むものと理解されよう。
添付の特許請求の範囲に関して、当業者は、本明細書における引用した動作は一般に、任意の順序で実施され得ることを理解するであろう。また、様々な動作のフロー図がシーケンス（複数可）で示されているが、様々な動作は、例示されたもの以外の順序で行われてもよく、又は同時に行われてもよいことが理解されるべきである。かかる代替の順序付けの例は、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除いて、重複、交互配置、割り込み、再順序付け、増加的、予備的、追加的、同時、逆、又は他の異なる順序付けを含んでもよい。更に、「〜に応答する」、「〜に関連する」といった用語、又は他の過去時制の形容詞は、一般に、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除き、かかる変化形を除外することが意図されるものではない。
「一態様」、「態様」、「例示」、「一例示」などへの任意の参照は、その態様に関連して記載される特定の機能、構造、又は特性が少なくとも１つの態様に含まれると意味することは特記に値する。したがって、本明細書の全体を通じて様々な場所に見られる「一態様では」、「態様では」、「例示では」、及び「一例示では」という句は、必ずしも全てが同じ態様を指すものではない。更に、特定の特徴、構造、又は特性は、１つ又は２つ以上の態様において任意の好適な様態で組み合わせることができる。
本明細書で参照され、かつ／又は任意の出願データシートに列挙される任意の特許出願、特許、非特許刊行物、又は他の開示資料は、組み込まれる資料が本明細書と矛盾しない範囲で、参照により本明細書に組み込まれる。それ自体、また必要な範囲で、本明細書に明瞭に記載される開示内容は、参照により本明細書に組み込まれるあらゆる矛盾する記載に優先するものとする。現行の定義、見解、又は本明細書に記載されるその他の開示内容と矛盾する任意の内容、又はそれらの部分は本明細書に参考として組み込まれるものとするが、参照内容と現行の開示内容との間に矛盾が生じない範囲においてのみ、参照されるものとする。
要約すると、本明細書に記載した構想を用いる結果として得られる多くの利益が記載されてきた。１つ又は２つ以上の形態の上述の記載は、例示及び説明を目的として提示されているものである。包括的であることも、開示された厳密な形態に限定することも意図されていない。上記の教示を鑑みて、修正又は変形が可能である。１つ又は２つ以上の形態は、原理及び実際の応用について例示し、それによって、様々な形態を様々な修正例と共に、想到される特定の用途に適するものとして当業者が利用できるようにするために、選択され記載されたものである。本明細書と共に提示される特許請求の範囲が全体的な範囲を定義することが意図される。
〔実施の態様〕
（１） 外科用器具であって、
エンドエフェクタであって、
組織に対して超音波振動するように構成された超音波ブレードと、
前記超音波ブレードに対して枢動するように構成されたクランプアームと、を含むエンドエフェクタと、
発生器から電気外科エネルギーを受信し、受信された前記電気外科エネルギーを前記エンドエフェクタに印加して、駆動信号を発生させる前記発生器に基づいて組織を溶接するように構成された電極と、
前記超音波ブレードに音響的に結合された超音波トランスデューサであって、前記駆動信号に応答して前記超音波ブレードを超音波振動させるように構成された超音波トランスデューサと、
制御回路に結合されたセンサであって、前記制御回路に外科的パラメータを示す信号を出力するように構成されたセンサと、
前記エンドエフェクタに結合された前記制御回路であって、
前記センサ信号を受信し、
前記センサ信号に基づいて、前記外科用器具によって実行される外科手術の溶接時間を決定し、
前記クランプアームによって印加されるクランプアーム圧力及び前記電気外科エネルギーの電力レベルのうちの１つ以上を変化させて、所定の熱流束又は前記エンドエフェクタ内に詰め込まれた組織に印加される電力のうちの１つ以上を維持するように構成された制御回路と、を備える、外科用器具。
（２） 前記外科的パラメータが、組織インピーダンス、前記超音波ブレードの固有周波数、温度、及び組織パラメータのうちの１つ以上である、実施態様１に記載の外科用器具。
（３） 前記制御回路が、前記クランプアームによって印加される前記クランプアーム圧力及び前記電気外科エネルギーの前記電力レベルのうちの１つ以上を、熱流束制御閾値に基づいて変化させるように更に構成されている、実施態様１に記載の外科用器具。
（４） 前記制御回路が、凝固焦点（coagulation focus point）及び外科的切断の進行のうちの１つ以上に基づいて、前記超音波ブレードの長さに沿って前記熱流束制御閾値を調節するように更に構成されている、実施態様３に記載の外科用器具。
（５） 前記電極が、一定の電流密度を生成するように長手方向に配置された複数の電極を備える、実施態様１に記載の外科用器具。
（６） 前記制御回路が、前記複数の電極に順次通電して、前記複数の電極の近位部分に第１の電流密度を、前記複数の電極の遠位部分に第２の電流密度を生成するように更に構成され、前記第１及び第２の電流密度が等しい、実施態様５に記載の外科用器具。
（７） 前記電気外科エネルギーを前記エンドエフェクタに送達するように構成された前記発生器を更に備え、前記制御回路が、前記複数の電極の第１の部分に第１の電力レベルを、前記複数の電極の第２の部分に第２の電力レベルを供給することによって、前記発生器を制御して前記複数の電極に通電するように更に構成され、前記第１の電力レベルが前記第２の電力レベルよりも低い、実施態様５に記載の外科用器具。
（８） 前記クランプアームがオフセットクランプアームであり、制御回路が、前記センサ信号に基づいて前記クランプアーム圧力を増加させるように更に構成されている、実施態様１に記載の外科用器具。
（９） 外科システムであって、
外科用ハブであって、クラウドコンピューティングシステムから送信されるインピーダンス率アルゴリズムを受信するように構成され、前記クラウドコンピューティングシステムに通信可能に結合された、外科用ハブと、
前記外科用ハブに通信可能に結合された外科用器具であって、
エンドエフェクタであって、
組織に対して超音波振動するように構成された超音波ブレードと、
前記超音波ブレードに対して枢動するように構成されたクランプアームと、を備えるエンドエフェクタと、
発生器から電気外科エネルギーを受信し、受信された前記電気外科エネルギーを前記エンドエフェクタに印加して、駆動信号を発生させる前記発生器に基づいて組織を溶接するように構成された電極と、
前記超音波ブレードに音響的に結合された超音波トランスデューサであって、前記駆動信号に応答して前記超音波ブレードを超音波振動させるように構成された、超音波トランスデューサと、
前記エンドエフェクタに結合された制御回路と、を備える外科用器具と、を備え、前記制御回路が、前記インピーダンス率アルゴリズムを実行して、
第１の組織インピーダンス点を受信し、
前記第１の組織インピーダンス点に対応する前記電気外科エネルギーの第１の電力レベルを決定し、
前記発生器を制御して、前記第１の電力レベルで前記電気外科エネルギーを送達し、
第２の組織インピーダンス点を決定し、
前記第２の組織インピーダンス点に到達するための時間間隔に基づいて、前記第１の電力レベルを前記電気外科エネルギーの第２の電力レベルに調節し、
前記発生器を制御して、前記第２の電力レベルで前記電気外科エネルギーを送達するように構成されている、外科システム。
（１０） 前記制御回路が、前記インピーダンス率アルゴリズムを実行して、更に
第３の組織インピーダンス点を決定し、
前記第３の組織インピーダンス点と前記第１の組織インピーダンス点に到達するための対応する時間間隔とに基づいて、前記第２の組織インピーダンス点を決定するように構成されている、実施態様９に記載の外科システム。
（１１） 前記制御回路が、前記第２の組織インピーダンス点に到達するための前記第２の電力レベルで前記電気外科エネルギーを送達するように前記発生器を制御する際に、前記第３の組織インピーダンス点と前記第３の組織インピーダンス点に対応する前記電気外科エネルギーの第３の電力レベルとを更に決定するように、前記インピーダンス率アルゴリズムを実行するように構成されている、実施態様１０に記載の外科システム。
（１２） 前記制御回路が、全体的な組織インピーダンスレベル及び前記第２の組織インピーダンス点に到達するための前記時間間隔に基づいて前記第３の組織インピーダンス点を更に調節するように、前記インピーダンス率アルゴリズムを実行するように構成されている、実施態様１１に記載の外科システム。
（１３） 前記制御回路が、前記第１の電力レベルを前記電気外科エネルギーの前記第２の電力レベルに調節し、前記第３の組織インピーダンス点を決定する前に、休止時間を更に決定し、前記休止時間の間に前記第１の電力レベルで前記電気外科エネルギーを送達するように前記発生器を制御するように、前記インピーダンス率アルゴリズムを実行するように構成されている、実施態様１０に記載の外科システム。
（１４） 前記電極が、一定の電流密度を生成するように長手方向に配置された複数の電極セグメントを備える、実施態様９に記載の外科システム。
（１５） 前記制御回路が、前記クランプアームの漸進的閉鎖ストロークに基づいて、前記複数の電極セグメントに更に通電するように、前記インピーダンス率アルゴリズムを実行するように構成されている、実施態様１４に記載の外科システム。
（１６） 外科用器具を使用して、目標インピーダンス上昇率に従って電気外科エネルギーを送達する方法であって、前記外科用器具が、エンドエフェクタであって、組織に対して超音波振動するように構成された超音波ブレードと、前記超音波ブレードに対して枢動するように構成されたクランプアームと、を備えたエンドエフェクタと、駆動信号の生成に基づいて、前記エンドエフェクタに電気外科エネルギーを送達するように構成された発生器と、前記電気外科エネルギーを前記エンドエフェクタに送達するように構成された電極と、前記超音波ブレードに音響的に結合された超音波トランスデューサであって、前記発生器によって生成された駆動信号に応答して前記超音波ブレードを超音波振動させるように構成された超音波トランスデューサと、前記エンドエフェクタに結合された制御回路と、を備え、前記方法が、
前記制御回路によって、組織インピーダンスアルゴリズムに従って電力を印加するように前記発生器を制御するステップを含み、このステップが、
前記発生器によって、第１の組織インピーダンス点に到達するための第１の電力レベルを印加するステップと、
前記発生器によって、第１の休止時間の間、前記第１の電力レベルの印加を終了するステップと、
前記制御回路によって、第２の組織インピーダンス点を決定するステップと、
前記発生器によって、前記第２の組織インピーダンス点に到達するための第２の電力レベルを印加するステップと、
前記発生器によって、第２の休止時間の間、前記第２の電力レベルの印加を終了するステップと、
前記制御回路によって、第３の組織インピーダンス点を決定するステップと、
前記発生器によって、前記第３の組織インピーダンス点に到達するための第３の電力レベルを印加して、前記目標インピーダンス上昇率を達成するステップと、を含む、方法。
（１７） 前記発生器によって、第３の休止時間の間、前記第３の電力レベルの印加を終了するステップと、
前記制御回路によって、第４の組織インピーダンス点を決定するステップと、
前記発生器によって、前記第４の組織インピーダンス点に到達するための第４の電力レベルを印加するステップと、を更に含む、実施態様１６に記載の方法。
（１８） 前記第３及び第４の組織インピーダンス点が、第１及び第２の組織インピーダンス点、並びに前記第１及び第２の組織インピーダンス点のそれぞれに到達するための時間のうちの１つ以上に基づいて決定される、実施態様１７に記載の方法。
（１９） 前記第１、第２、及び第３の組織インピーダンス点に到達するための時間が、所定の凝固時間間隔に対応する、実施態様１６に記載の方法。
（２０） 前記電極が、一定の電流密度を生成するように長手方向に配置された複数の電極セグメントを備える、実施態様１６に記載の方法。

Claims (20)

  1. 外科用器具であって、
    エンドエフェクタであって、
    組織に対して超音波振動するように構成された超音波ブレードと、
    前記超音波ブレードに対して枢動するように構成されたクランプアームと、を含むエンドエフェクタと、
    発生器から電気外科エネルギーを受信し、受信された前記電気外科エネルギーを前記エンドエフェクタに印加して、駆動信号を発生させる前記発生器に基づいて組織を溶接するように構成された電極と、
    前記超音波ブレードに音響的に結合された超音波トランスデューサであって、前記駆動信号に応答して前記超音波ブレードを超音波振動させるように構成された超音波トランスデューサと、
    制御回路に結合されたセンサであって、前記制御回路に外科的パラメータを示す信号を出力するように構成されたセンサと、
    前記エンドエフェクタに結合された前記制御回路であって、
    前記センサ信号を受信し、
    前記センサ信号に基づいて、前記外科用器具によって実行される外科手術の溶接時間を決定し、
    前記クランプアームによって印加されるクランプアーム圧力及び前記電気外科エネルギーの電力レベルのうちの１つ以上を変化させて、所定の熱流束又は前記エンドエフェクタ内に詰め込まれた組織に印加される電力のうちの１つ以上を維持するように構成された制御回路と、を備える、外科用器具。
  2. 前記外科的パラメータが、組織インピーダンス、前記超音波ブレードの固有周波数、温度、及び組織パラメータのうちの１つ以上である、請求項１に記載の外科用器具。
  3. 前記制御回路が、前記クランプアームによって印加される前記クランプアーム圧力及び前記電気外科エネルギーの前記電力レベルのうちの１つ以上を、熱流束制御閾値に基づいて変化させるように更に構成されている、請求項１に記載の外科用器具。
  4. 前記制御回路が、凝固焦点及び外科的切断の進行のうちの１つ以上に基づいて、前記超音波ブレードの長さに沿って前記熱流束制御閾値を調節するように更に構成されている、請求項３に記載の外科用器具。
  5. 前記電極が、一定の電流密度を生成するように長手方向に配置された複数の電極を備える、請求項１に記載の外科用器具。
  6. 前記制御回路が、前記複数の電極に順次通電して、前記複数の電極の近位部分に第１の電流密度を、前記複数の電極の遠位部分に第２の電流密度を生成するように更に構成され、前記第１及び第２の電流密度が等しい、請求項５に記載の外科用器具。
  7. 前記電気外科エネルギーを前記エンドエフェクタに送達するように構成された前記発生器を更に備え、前記制御回路が、前記複数の電極の第１の部分に第１の電力レベルを、前記複数の電極の第２の部分に第２の電力レベルを供給することによって、前記発生器を制御して前記複数の電極に通電するように更に構成され、前記第１の電力レベルが前記第２の電力レベルよりも低い、請求項５に記載の外科用器具。
  8. 前記クランプアームがオフセットクランプアームであり、制御回路が、前記センサ信号に基づいて前記クランプアーム圧力を増加させるように更に構成されている、請求項１に記載の外科用器具。
  9. 外科システムであって、
    外科用ハブであって、クラウドコンピューティングシステムから送信されるインピーダンス率アルゴリズムを受信するように構成され、前記クラウドコンピューティングシステムに通信可能に結合された、外科用ハブと、
    前記外科用ハブに通信可能に結合された外科用器具であって、
    エンドエフェクタであって、
    組織に対して超音波振動するように構成された超音波ブレードと、
    前記超音波ブレードに対して枢動するように構成されたクランプアームと、を備えるエンドエフェクタと、
    発生器から電気外科エネルギーを受信し、受信された前記電気外科エネルギーを前記エンドエフェクタに印加して、駆動信号を発生させる前記発生器に基づいて組織を溶接するように構成された電極と、
    前記超音波ブレードに音響的に結合された超音波トランスデューサであって、前記駆動信号に応答して前記超音波ブレードを超音波振動させるように構成された、超音波トランスデューサと、
    前記エンドエフェクタに結合された制御回路と、を備える外科用器具と、を備え、前記制御回路が、前記インピーダンス率アルゴリズムを実行して、
    第１の組織インピーダンス点を受信し、
    前記第１の組織インピーダンス点に対応する前記電気外科エネルギーの第１の電力レベルを決定し、
    前記発生器を制御して、前記第１の電力レベルで前記電気外科エネルギーを送達し、
    第２の組織インピーダンス点を決定し、
    前記第２の組織インピーダンス点に到達するための時間間隔に基づいて、前記第１の電力レベルを前記電気外科エネルギーの第２の電力レベルに調節し、
    前記発生器を制御して、前記第２の電力レベルで前記電気外科エネルギーを送達するように構成されている、外科システム。
  10. 前記制御回路が、前記インピーダンス率アルゴリズムを実行して、更に
    第３の組織インピーダンス点を決定し、
    前記第３の組織インピーダンス点と前記第１の組織インピーダンス点に到達するための対応する時間間隔とに基づいて、前記第２の組織インピーダンス点を決定するように構成されている、請求項９に記載の外科システム。
  11. 前記制御回路が、前記第２の組織インピーダンス点に到達するための前記第２の電力レベルで前記電気外科エネルギーを送達するように前記発生器を制御する際に、前記第３の組織インピーダンス点と前記第３の組織インピーダンス点に対応する前記電気外科エネルギーの第３の電力レベルとを更に決定するように、前記インピーダンス率アルゴリズムを実行するように構成されている、請求項１０に記載の外科システム。
  12. 前記制御回路が、全体的な組織インピーダンスレベル及び前記第２の組織インピーダンス点に到達するための前記時間間隔に基づいて前記第３の組織インピーダンス点を更に調節するように、前記インピーダンス率アルゴリズムを実行するように構成されている、請求項１１に記載の外科システム。
  13. 前記制御回路が、前記第１の電力レベルを前記電気外科エネルギーの前記第２の電力レベルに調節し、前記第３の組織インピーダンス点を決定する前に、休止時間を更に決定し、前記休止時間の間に前記第１の電力レベルで前記電気外科エネルギーを送達するように前記発生器を制御するように、前記インピーダンス率アルゴリズムを実行するように構成されている、請求項１０に記載の外科システム。
  14. 前記電極が、一定の電流密度を生成するように長手方向に配置された複数の電極セグメントを備える、請求項９に記載の外科システム。
  15. 前記制御回路が、前記クランプアームの漸進的閉鎖ストロークに基づいて、前記複数の電極セグメントに更に通電するように、前記インピーダンス率アルゴリズムを実行するように構成されている、請求項１４に記載の外科システム。
  16. 外科用器具を使用して、目標インピーダンス上昇率に従って電気外科エネルギーを送達する方法であって、前記外科用器具が、エンドエフェクタであって、組織に対して超音波振動するように構成された超音波ブレードと、前記超音波ブレードに対して枢動するように構成されたクランプアームと、を備えたエンドエフェクタと、駆動信号の生成に基づいて、前記エンドエフェクタに電気外科エネルギーを送達するように構成された発生器と、前記電気外科エネルギーを前記エンドエフェクタに送達するように構成された電極と、前記超音波ブレードに音響的に結合された超音波トランスデューサであって、前記発生器によって生成された駆動信号に応答して前記超音波ブレードを超音波振動させるように構成された超音波トランスデューサと、前記エンドエフェクタに結合された制御回路と、を備え、前記方法が、
    前記制御回路によって、組織インピーダンスアルゴリズムに従って電力を印加するように前記発生器を制御するステップを含み、このステップが、
    前記発生器によって、第１の組織インピーダンス点に到達するための第１の電力レベルを印加するステップと、
    前記発生器によって、第１の休止時間の間、前記第１の電力レベルの印加を終了するステップと、
    前記制御回路によって、第２の組織インピーダンス点を決定するステップと、
    前記発生器によって、前記第２の組織インピーダンス点に到達するための第２の電力レベルを印加するステップと、
    前記発生器によって、第２の休止時間の間、前記第２の電力レベルの印加を終了するステップと、
    前記制御回路によって、第３の組織インピーダンス点を決定するステップと、
    前記発生器によって、前記第３の組織インピーダンス点に到達するための第３の電力レベルを印加して、前記目標インピーダンス上昇率を達成するステップと、を含む、方法。
  17. 前記発生器によって、第３の休止時間の間、前記第３の電力レベルの印加を終了するステップと、
    前記制御回路によって、第４の組織インピーダンス点を決定するステップと、
    前記発生器によって、前記第４の組織インピーダンス点に到達するための第４の電力レベルを印加するステップと、を更に含む、請求項１６に記載の方法。
  18. 前記第３及び第４の組織インピーダンス点が、第１及び第２の組織インピーダンス点、並びに前記第１及び第２の組織インピーダンス点のそれぞれに到達するための時間のうちの１つ以上に基づいて決定される、請求項１７に記載の方法。
  19. 前記第１、第２、及び第３の組織インピーダンス点に到達するための時間が、所定の凝固時間間隔に対応する、請求項１６に記載の方法。
  20. 前記電極が、一定の電流密度を生成するように長手方向に配置された複数の電極セグメントを備える、請求項１６に記載の方法。
JP2020536230A 2017-12-28 2018-11-14 所定の熱流束又は組織に印加される電力を達成するために、様々なクランプアーム圧力と協働する無線周波数及び超音波電力レベルの変動 Active JP7334162B2 (ja)

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