JP7714857B2 - Smoke evacuation method for surgical hubs - Google Patents
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Description
(関連出願の相互参照)
本出願は、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 FOR ADAPTIVE CONTROL SCHEMES FOR SURGICAL NETWORK CONTROL AND INTERACTION」と題する2018年11月30日出願の米国特許仮出願第62/773,778号、「METHOD FOR SITUATIONAL AWARENESS FOR SURGICAL NETWORK OR SURGICAL NETWORK CONNECTED DEVICE CAPABLE OF ADJUSTING FUNCTION BASED ON A SENSED SITUATION OR USAGE」と題する2018年11月30日出願の米国特許仮出願第62/773,728号、「METHOD FOR FACILITY DATA COLLECTION AND INTERPRETATION」と題する2018年11月30日出願の米国特許仮出願第62/773,741号、及び、「METHOD FOR CIRCULAR STAPLER CONTROL ALGORITHM ADJUSTMENT BASED ON SITUATIONAL AWARENESS」と題する2018年11月30日出願の米国特許仮出願62/773,742号に対する優先権を主張する。
CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS
This application is a continuation of U.S. Provisional Patent Application No. 62/773,778, filed November 30, 2018, entitled "METHOD FOR ADAPTIVE CONTROL SCHEMES FOR SURGICAL NETWORK CONTROL AND INTERACTION," and entitled "METHOD FOR SITUATIONAL AWARENESS FOR SURGICAL NETWORK OR SURGICAL NETWORK CONNECTED DEVICE CAPABLE OF ADJUSTING FUNCTION," the disclosures of which are incorporated herein by reference in their entirety under 35 U.S.C. §119(e). U.S. Provisional Patent Application No. 62/773,728, filed November 30, 2018, entitled "METHOD FOR FACILITY DATA COLLECTION AND INTERPRETION," and U.S. Provisional Patent Application No. 62/773,741, filed November 30, 2018, entitled "METHOD FOR CIRCULAR STAPLER CONTROL ALGORITHM ADJUSTMENT BASED ON A SENSE SITUIATION OR USAGE," and U.S. Provisional Patent Application No. 62/773,741, filed November 30, 2018, entitled "METHOD FOR CIRCULAR STAPLER CONTROL ALGORITHM ADJUSTMENT BASED ON A SITUIATION This application claims priority to U.S. Provisional Patent Application No. 62/773,742, filed November 30, 2018, entitled "AWARENESS."
本出願は、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 FOR OPERATING A POWERED ARTICULATING MULTI-CLIP APPLIER」と題する2018年10月25日出願の米国特許仮出願第62/750,529号、「SURGICAL CLIP APPLIER」と題する2018年10月25日出願の米国特許仮出願第62/750,539号、及び「SURGICAL CLIP APPLIER」と題する2018年10月25日出願の米国特許仮出願第62/750,555号に対する優先権を主張する。 This application claims priority under 35 U.S.C. §119(e) to U.S. Provisional Patent Application No. 62/750,529, entitled "METHOD FOR OPERATING A POWERED ARTICULATING MULTI-CLIP APPLIER," filed October 25, 2018; U.S. Provisional Patent Application No. 62/750,539, entitled "SURGICAL CLIP APPLIER," filed October 25, 2018; and U.S. Provisional Patent Application No. 62/750,555, entitled "SURGICAL CLIP APPLIER," filed October 25, 2018, the disclosures of each of which are incorporated herein by reference in their entirety.
本出願はまた、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、「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2018年9月10日出願の米国特許仮出願第62/729,183号、「AUTOMATED DATA SCALING,ALIGNMENT,AND ORGANIZING BASED ON PREDEFINED PARAMETERS WITHIN A SURGICAL NETWORK BEFORE TRANSMISSION」と題する2018年9月10日出願の米国特許仮出願第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2018年9月10日出願の米国特許仮出願第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2018年9月10日出願の米国特許仮出願第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2018年9月10日出願の米国特許仮出願第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2018年9月10日出願の米国特許仮出願第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2018年9月10日出願の米国特許仮出願第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2018年9月10日出願の米国特許仮出願第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2018年9月10日出願の米国特許仮出願第62/729,186号に対する優先権を主張する。 This application also relates to U.S. Provisional Patent Application No. 62/729,183, filed September 10, 2018, entitled "CONTROL FOR A SURGICAL NETWORK OR SURGICAL NETWORK CONNECTED DEVICE THAT ADJUSTS ITS FUNCTION BASED ON A SENSEED SITUATION OR USAGE," the disclosures of which are incorporated herein by reference in their entireties under 35 U.S.C. § 119(e). U.S. Provisional Patent Application No. 62/729,177, filed September 10, 2018, entitled "PARAMETERS WITHIN A SURGICAL NETWORK BEFORE TRANSMISSION," and entitled "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 U.S. Provisional Patent Application No. 62/729,176, filed September 10, 2018, entitled "POWERED STAPLING DEVICE THAT IS CAPABLE OF ADJUSTING FORCE, ADVANCEMENT SPEED, AND OVERALL STROKE OF CUTTING MEMBER OF THE DEVICE BASED ON SENSE PARAMETER OF FIRING OR U.S. Provisional Patent Application No. 62/729,185, filed September 10, 2018, entitled "Powered Surgical Tool with a Predefined Adjustable Control Algorithm for Controlling at Least One End Effector Parameter and a Means for Limiting the Adjustment" and U.S. Provisional Patent Application No. 62/729,184, filed September 10, 2018, entitled "Sensing the Patient Position" U.S. Provisional Patent Application No. 62/729,182, filed September 10, 2018, entitled "SURGICAL NETWORK RECOMMENDATIONS FROM REAL TIME ANALYSIS OF PROCEDURE VARIABLES AGAINST A BASELINE HIGHLIGHTING DIFFERENCES FROM THE HUB AND CONTACT USING THE MONO-POLAR RETURN PAD ELECTRODE TO PROVIDE SITUIATIONAL AWARENESS TO THE HUB," U.S. Provisional Patent Application No. 62/729,191, filed September 10, 2018, entitled "ULTRASONIC ENERGY DEVICE WHICH VARIES PRESSURE APPLIED BY CLAMP ARM TO PROVIDE THRESSOLD CONTROL PRESSURE AT A CUT PROGRESSION LOCATION," and U.S. Provisional Patent Application No. 62/729,195, filed September 10, 2018, entitled "WIRELESS PAIRING OF A SURGICAL DEVICE WITH Priority is claimed to U.S. Provisional Patent Application No. 62/729,186, filed September 10, 2018, entitled "Another Device Within a Sterile Surgical Field Based on the Usage and Situational Awareness of Devices."
本出願はまた、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、「CONTROLLING AN ULTRASONIC SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO TISSUE LOCATION」と題する2018年8月23日出願の米国特許仮出願第62/721,995号、「SITUATIONAL AWARENESS OF ELECTROSURGICAL SYSTEMS」と題する2018年8月23日出願の米国特許仮出願第62/721,998号、「INTERRUPTION OF ENERGY DUE TO INADVERTENT CAPACITIVE COUPLING」と題する2018年8月23日出願の米国特許仮出願第62/721,999号、「BIPOLAR COMBINATION DEVICE THAT AUTOMATICALLY ADJUSTS PRESSURE BASED ON ENERGY MODALITY」と題する2018年8月23日出願の米国特許仮出願第62/721,994号、及び「RADIO FREQUENCY ENERGY DEVICE FOR DELIVERING COMBINED ELECTRICAL SIGNALS」と題する2018年8月23日出願の米国特許仮出願第62/721,996号に対する優先権を主張する。 This application also relates to U.S. Provisional Patent Application No. 62/721,995, filed August 23, 2018, entitled "CONTROLLING AN ULTRASONIC SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO TISSUE LOCATION," and U.S. Provisional Patent Application No. 62/721,998, filed August 23, 2018, entitled "SITUATIONAL AWARENESS OF ELECTROSURGICAL SYSTEMS," and U.S. Provisional Patent Application No. 62/721,998, filed August 23, 2018, entitled "INTERRUPTION OF ENERGY DUE TO INADVERTENT CAPACITIVE SYSTEMS," the disclosures of each of which are incorporated herein by reference in their entireties under 35 U.S.C. §119(e). U.S. Provisional Patent Application No. 62/721,999, filed August 23, 2018, entitled "BIPOLAR COMBINATION DEVICE THAT AUTOMATICALLY ADJUSTS PRESSURE BASED ON ENERGY MODALITY," U.S. Provisional Patent Application No. 62/721,994, filed August 23, 2018, entitled "RADIO FREQUENCY ENERGY DEVICE FOR DELIVERING COMBINED ELECTRICAL COUPLING," and U.S. Provisional Patent Application No. 62/721,994, filed August 23, 2018, entitled "RADIO FREQUENCY ENERGY DEVICE FOR DELIVERING COMBINED ELECTRICAL COUPLING." This application claims priority to U.S. Provisional Patent Application No. 62/721,996, filed August 23, 2018, entitled "SIGNALS."
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。 This application further claims priority under 35 U.S.C. §119(e) to U.S. Provisional Patent Application No. 62/692,747, entitled "SMART ACTIVATION OF AN ENERGY DEVICE BY ANOTHER DEVICE," filed June 30, 2018; U.S. Provisional Patent Application No. 62/692,748, entitled "SMART ENERGY ARCHITECTURE," filed June 30, 2018; and U.S. Provisional Patent Application No. 62/692,768, entitled "SMART ENERGY DEVICES," filed June 30, 2018, the disclosures of each of which are incorporated herein by reference in their entirety.
本出願はまた、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 USING REINFORCED FLEX CIRCUITS WITH MULTIPLE SENSORS WITH ELECTROSURGICAL DEVICES」と題する2018年6月28日出願の米国特許仮出願第62/691,228号、「CONTROLLING A SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO SENSED CLOSURE PARAMETERS」と題する2018年6月28日出願の米国特許仮出願第62/691,227号、「SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE ELECTRODE」と題する2018年6月28日出願の米国特許仮出願第62/691,230号、「SURGICAL EVACUATION SENSING AND MOTOR CONTROL」と題する2018年6月28日出願の米国特許仮出願第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2018年6月28日出願の米国特許仮出願第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2018年6月28日出願の米国特許仮出願第62/691,262号、及び「DUAL IN-SERIES LARGE AND SMALL DROPLET FILTERS」と題する2018年6月28日出願の米国特許仮出願第62/691,251号に対する優先権を主張する。 This application also relates to U.S. Provisional Patent Application No. 62/691,228, filed June 28, 2018, entitled "METHOD OF USING REINFORCED FLEX CIRCUITS WITH MULTIPLE SENSORS WITH ELECTROSURGICAL DEVICES," and U.S. Provisional Patent Application No. 62/691,227, filed June 28, 2018, entitled "CONTROLLING A SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO SENSED CLOSURE PARAMETERS," the disclosures of each of which are incorporated herein by reference in their entirety under 35 U.S.C. §119(e). U.S. Provisional Patent Application No. 62/691,230, filed June 28, 2018, entitled "Instrument Having a Flexible Electrode," and U.S. Provisional Patent Application No. 62/691,219, filed June 28, 2018, entitled "Surgical Evacuation Sensing and Motor Control," and U.S. Provisional Patent Application No. 62/691,219, filed June 28, 2018, entitled "Communication of Smoke Evacuation System Parameters to Hub or Cloud in Smoke Evacuation Module for Interactive Surgical U.S. Provisional Patent Application No. 62/691,257, filed June 28, 2018, entitled "SURGICAL EVACATION SYSTEM WITH A COMMUNICATION CIRCUIT FOR COMMUNICATION BETWEEN A FILTER AND A SMOKE EVACATION DEVICE," and U.S. Provisional Patent Application No. 62/691,262, filed June 28, 2018, entitled "DUAL IN-SERIES LARGE AND SMALL DROPLET This application claims priority to U.S. Provisional Patent Application No. 62/691,251, filed June 28, 2018, entitled "FILTERS."
本出願は、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、「SURGICAL SUTURING SYSTEMS」と題する2018年5月1日出願の米国特許仮出願第62/665,129号、「SURGICAL INSTRUMENTS COMPRISING CONTROL SYSTEMS」と題する2018年5月1日出願の米国特許仮出願第62/665,139号、「SURGICAL INSTRUMENTS COMPRISING HANDLE ARRANGEMENTS」と題する2018年5月1日出願の米国特許仮出願第62/665,177号、「MODULAR SURGICAL INSTRUMENTS」と題する2018年5月1日出願の米国特許仮出願第62/665,128号、「SURGICAL DISSECTORS」と題する2018年5月1日出願の米国特許仮出願第62/665,192号、及び「SURGICAL CLIP APPLIER」と題する2018年5月1日出願の米国特許仮出願第62/665,134号に対する優先権を主張する。 This application is a continuation of U.S. Provisional Patent Application No. 62/665,129, entitled "SURGICAL SUTURING SYSTEMS," filed May 1, 2018; U.S. Provisional Patent Application No. 62/665,139, entitled "SURGICAL INSTRUMENTS COMPRISING CONTROL SYSTEMS," filed May 1, 2018; and U.S. Provisional Patent Application No. 62/665,177, entitled "MODULAR SURGICAL INSTRUMENTS COMPRISING HANDLE ARRANGEMENTS," filed May 1, 2018, the disclosures of each of which are incorporated herein by reference in their entirety under 35 U.S.C. § 119(e). This application claims priority to U.S. Provisional Patent Application No. 62/665,128, entitled "SURGICAL INSTRUMENTS," filed May 1, 2018; U.S. Provisional Patent Application No. 62/665,192, entitled "SURGICAL DISSECTORS," filed May 1, 2018; and U.S. Provisional Patent Application No. 62/665,134, entitled "SURGICAL CLIP APPLIER," filed May 1, 2018.
本出願はまた、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、「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号に対する優先権を主張する。 This application also claims priority under 35 U.S.C. §119(e) to U.S. Provisional Patent Application No. 62/659,900, filed April 19, 2018, entitled "METHOD OF HUB COMMUNICATION," the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.
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日出願の米国特許仮出願第62/650,898号、「SURGICAL SYSTEMS WITH OPTIMIZED SENSING CAPABILITIES」と題する2018年3月30日出願の米国特許仮出願第62/650,887号、「SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」と題する2018年3月30日出願の米国特許仮出願第62/650,882号、及び「SURGICAL SMOKE EVACUATION SENSING AND CONTROLS」と題する2018年3月30日出願の米国特許仮出願第62/650,877号に対する優先権を主張する。 This application further discloses, under 35 U.S.C. § 119(e), U.S. Provisional Patent Application No. 62/650,898, filed March 30, 2018, entitled "CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARABLE ARRAY ELEMENTS," and U.S. Provisional Patent Application No. 62/650,887, filed March 30, 2018, entitled "SURGICAL SYSTEMS WITH OPTIMIZED SENSING CAPABILITIES," the disclosures of each of which are incorporated herein by reference in their entireties. This application claims priority to U.S. Provisional Patent Application No. 62/650,882, filed March 30, 2018, entitled "SURGICAL SMOKE EVACUATION SENSING AND CONTROLS," and U.S. Provisional Patent Application No. 62/650,877, filed March 30, 2018, entitled "SURGICAL SMOKE EVACUATION SENSING AND CONTROLS."
本出願はまた、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 SYSTEMS WITH ENCRYPTED COMMUNICATION CAPABILITIES」と題する2018年3月28日出願の米国特許仮出願第62/649,302号、「DATA STRIPPING METHOD TO INTERROGATE PATIENT RECORDS AND CREATE ANONYMIZED RECORD」と題する2018年3月28日出願の米国特許仮出願第62/649,294号、「SURGICAL HUB SITUATIONAL AWARENESS」と題する2018年3月28日出願の米国特許仮出願第62/649,300号、「SURGICAL HUB SPATIAL AWARENESS TO DETERMINE DEVICES IN OPERATING THEATER」と題する2018年3月28日出願の米国特許仮出願第62/649,309号、「COMPUTER IMPLEMENTED INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS」と題する2018年3月28日出願の米国特許仮出願第62/649,310号、「USE OF LASER LIGHT AND RED-GREEN-BLUE COLORATION TO DETERMINE PROPERTIES OF BACK SCATTERED LIGHT」と題する2018年3月28日出願の米国特許仮出願第62/649,291号、「ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL DEVICES」と題する2018年3月28日出願の米国特許仮出願第62/649,296号、「CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR CUSTOMIZATION AND RECOMMENDATIONS TO A USER」と題する2018年3月28日出願の米国特許仮出願第62/649,333号、「CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR SECURITY AND AUTHENTICATION TRENDS AND REACTIVE MEASURES」と題する2018年3月28日出願の米国特許仮出願第62/649,327号、「DATA HANDLING AND PRIORITIZATION IN A CLOUD ANALYTICS NETWORK」と題する2018年3月28日出願の米国特許仮出願第62/649,315号、「CLOUD INTERFACE FOR COUPLED SURGICAL DEVICES」と題する2018年3月28日出願の米国特許仮出願第62/649,313号、「DRIVE ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」と題する2018年3月28日出願の米国特許仮出願第62/649,320号、「AUTOMATIC TOOL ADJUSTMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」と題する2018年3月28日出願の米国特許仮出願第62/649,307号、及び「SENSING ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」と題する2018年3月28日出願の米国特許仮出願第62/649,323号に対する優先権を主張する。 This application also incorporates by reference under 35 U.S.C. §119(e) U.S. Provisional Patent Application No. 62/649,302, filed March 28, 2018, entitled "INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH ENCRYPTED COMMUNICATION CAPABILITIES," and U.S. Provisional Patent Application No. 62/649,294, filed March 28, 2018, entitled "DATA STRIPPING METHOD TO INTERROGATE PATIENT RECORDS AND CREATE ANONYMIZED RECORD," the disclosures of each of which are incorporated herein by reference in their entirety. U.S. Provisional Patent Application No. 62/649,300, filed March 28, 2018, entitled "SURGICAL HUB SPATIAL AWARENESS TO DETERMINE DEVICES IN OPERATING THEATER," U.S. Provisional Patent Application No. 62/649,309, filed March 28, 2018, entitled "COMPUTER IMPLEMENTED INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS," and U.S. Provisional Patent Application No. 62/649,310, filed March 28, 2018, entitled "USE OF LASER LIGHT AND U.S. Provisional Patent Application No. 62/649,291, filed March 28, 2018, entitled "RED-GREEN-BLUE COLORATION TO DETERMINE PROPERTIES OF BACK SCATTERED LIGHT"; U.S. Provisional Patent Application No. 62/649,296, filed March 28, 2018, entitled "ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL DEVICES"; and U.S. Provisional Patent Application No. 62/649,296, filed March 28, 2018, entitled "CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR CUSTOMIZATION AND RECOMMENDATIONS TO ADD SURGICAL DEVICES." U.S. Provisional Patent Application No. 62/649,333, filed March 28, 2018, entitled "CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR SECURITY AND AUTHENTICATION TRENDS AND REACTIVE MEASURES," and U.S. Provisional Patent Application No. 62/649,327, filed March 28, 2018, entitled "DATA HANDLING AND PRIORITIZATION IN A CLOUD ANALYTICS" U.S. Provisional Patent Application No. 62/649,315, filed March 28, 2018, entitled "CLOUD INTERFACE FOR COUPLED SURGICAL DEVICES," U.S. Provisional Patent Application No. 62/649,313, filed March 28, 2018, entitled "DRIVE ARRANGMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS," and U.S. Provisional Patent Application No. 62/649,320, filed March 28, 2018, entitled "AUTOMATIC TOOL ADJUSTMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS." This application claims priority to U.S. Provisional Patent Application No. 62/649,307, filed March 28, 2018, entitled "SENSING ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS," and U.S. Provisional Patent Application No. 62/649,323, filed March 28, 2018, entitled "SENSING ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS."
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日出願の米国特許仮出願第62/611,341号、「CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS」と題する2017年12月28日出願の米国特許仮出願第62/611,340号、及び「ROBOT ASSISTED SURGICAL PLATFORM」と題する2017年12月28日出願の米国特許仮出願第62/611,339号の優先権に対する利益を主張する。 This application further claims benefit under 35 U.S.C. §119(e) to priority to U.S. Provisional Patent Application No. 62/611,341, entitled "INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM," filed December 28, 2017; U.S. Provisional Patent Application No. 62/611,340, entitled "CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS," filed December 28, 2017; and U.S. Provisional Patent Application No. 62/611,339, entitled "ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORM," filed December 28, 2017, the disclosures of each of which are incorporated herein by reference in their entirety.
本開示は、外科システム及びその排出器のための方法に関する。外科用排煙器は、手術部位から煙、並びに流体及び/又は微粒子を排出するように構成されている。例えば、エネルギー装置を伴う外科処置中に、手術部位で煙が発生することがある。 The present disclosure relates to a surgical system and method for an evacuation device thereof. The surgical smoke evacuation device is configured to evacuate smoke, fluids, and/or particulates from a surgical site. For example, smoke may be generated at a surgical site during a surgical procedure involving an energy device.
一態様では、本開示は、手術部位から微粒子を排出するための方法を提供する。この方法は、微粒子排出モジュール及び外科用ハブを通信可能に接続することであって、外科用ハブが外科用ハブ筐体を備え、微粒子排出モジュールが、外科用ハブ筐体内に受容されるように構成されている、ことと、手術部位から微粒子排出モジュール内に微粒子を除去することと、除去された微粒子を分析することと、除去された微粒子の分析に基づいて、微粒子排出モジュールの動作を修正することと、を含む。 In one aspect, the present disclosure provides a method for evacuation of particulates from a surgical site. The method includes communicatively connecting a particulate ejection module and a surgical hub, the surgical hub including a surgical hub housing, the particulate ejection module configured to be received within the surgical hub housing; removing particulates from the surgical site into the particulate ejection module; analyzing the removed particulates; and modifying operation of the particulate ejection module based on the analysis of the removed particulates.
別の態様では、本開示は、手術部位から微粒子を排出するための方法を提供し、この方法は、微粒子排出モジュール及び外科用ハブを接続することであって、外科用ハブが外科用ハブ筐体を備え、微粒子排出モジュールが、外科用ハブ筐体内に受容されるように構成されている、ことと、手術部位内で外科用器具を起動させることと、手術部位から微粒子排出モジュール内に微粒子を引き出すことと、微粒子を分析することと、微粒子の分析に基づいて、微粒子排出モジュールの動作パラメータを修正することと、を含む。 In another aspect, the present disclosure provides a method for evacuating particulates from a surgical site, the method including connecting a particulate ejection module and a surgical hub, the surgical hub including a surgical hub housing, the particulate ejection module configured to be received within the surgical hub housing; actuating a surgical instrument within the surgical site; drawing particulates from the surgical site into the particulate ejection module; analyzing the particulates; and modifying operating parameters of the particulate ejection module based on the analysis of the particulates.
別の態様では、本開示は、手術部位から排煙するための方法を提供し、この方法は、排煙モジュール及び外科用ハブを接続することであって、外科用ハブが外科用ハブ筐体を備え、排煙モジュールが、外科用ハブ筐体内に受容されるように構成されている、ことと、排煙モジュールの構成要素を手術部位に挿入することと、手術部位から煙を除去することと、除去された煙を分析することと、除去された煙の分析に基づいて、排煙モジュールの動作を修正することと、を含む。 In another aspect, the present disclosure provides a method for evacuating smoke from a surgical site, the method including connecting a smoke evacuation module and a surgical hub, the surgical hub including a surgical hub housing, the smoke evacuation module configured to be received within the surgical hub housing; inserting components of the smoke evacuation module into the surgical site; removing smoke from the surgical site; analyzing the removed smoke; and modifying operation of the smoke evacuation module based on the analysis of the removed smoke.
様々な態様の特徴が、添付された特許請求の範囲で詳細に説明される。ただし、機構、及び動作の方法の両方についての様々な態様は、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12月4日出願の以下の米国特許出願を所有する。
・代理人整理番号END8495USNP/170727M、発明の名称「METHOD OF HUB COMMUNICATION,PROCESSING,STORAGE AND DISPLAY」、
・代理人整理番号END8495USNP1/170727-1M、発明の名称「METHOD OF HUB COMMUNICATION」、
・代理人整理番号END8496USNP/170728M、発明の名称「METHOD OF CLOUD BASED DATA ANALYTICS FOR USE WITH THE HUB」、
・代理人整理番号END8497USNP/170729M、発明の名称「METHOD OF ROBOTIC HUB COMMUNICATION,DETECTION,AND CONTROL」、
・代理人整理番号END8505USNP/170772M、発明の名称「METHOD OF HUB COMMUNICATION,PROCESSING,DISPLAY,AND CLOUD ANALYTICS」、
・代理人整理番号END8538USNP/170751M、発明の名称「METHOD OF COMPRESSING TISSUE WITHIN A STAPLING DEVICE AND SIMULTANEOUSLY DISPLAYING THE LOCATION OF THE TISSUE WITHIN THE JAWS」、
・代理人整理番号END8539USNP/170752M、発明の名称「METHOD OF USING REINFORCED FLEXIBLE CIRCUITS WITH MULTIPLE SENSORS TO OPTIMIZE PERFORMANCE OF RADIO FREQUENCY DEVICES」、
・代理人整理番号END8540USNP/170753M、発明の名称「METHOD OF SENSING PARTICULATE FROM SMOKE EVACUATED FROM A PATIENT,ADJUSTING THE PUMP SPEED BASED ON THE SENSED INFORMATION,AND COMMUNICATING THE FUNCTIONAL PARAMETERS OF THE SYSTEM TO THE HUB」、
・代理人整理番号END8558USNP1/180138-1M、発明の名称「METHOD FOR CONTROLLING SMART ENERGY DEVICES」、
・代理人整理番号END8559USNP1/180141-1M、発明の名称「METHOD FOR SMART ENERGY DEVICE INFRASTRUCTURE」、
・代理人整理番号END9011USNP1/180510-1M、発明の名称「METHOD FOR ADAPTIVE CONTROL SCHEMES FOR SURGICAL NETWORK CONTROL AND INTERACTION」、
・代理人整理番号END9015USNP1/180514-1M、発明の名称「METHOD FOR SITUATIONAL AWARENESS FOR SURGICAL NETWORK OR SURGICAL NETWORK CONNECTED DEVICE CAPABLE OF ADJUSTING FUNCTION BASED ON A SENSED SITUATION OR USAGE」、
・代理人整理番号END9017USNP1/180516-1M、発明の名称「METHOD FOR FACILITY DATA COLLECTION AND INTERPRETATION」、及び
・代理人整理番号END9033USNP1/180520-1M、発明の名称「METHOD FOR CIRCULAR STAPLER CONTROL ALGORITHM ADJUSTMENT BASED ON SITUATIONAL AWARENESS」。
The applicant of the present application owns the following U.S. patent applications, filed December 4, 2018, the disclosures of which are incorporated herein by reference in their entirety:
- Attorney Reference Number END8495USNP/170727M, Title of Invention: "METHOD OF HUB COMMUNICATION, PROCESSING, STORAGE AND DISPLAY"
- Attorney Docket No. END8495USNP1/170727-1M, Title of Invention: "METHOD OF HUB COMMUNICATION"
- Attorney Reference Number END8496USNP/170728M, Title of Invention: "METHOD OF CLOUD-BASED DATA ANALYTICS FOR USE WITH THE HUB"
- Attorney Reference Number END8497USNP/170729M, Title of Invention "METHOD OF ROBOTIC HUB COMMUNICATION, DETECTION, AND CONTROL"
- Attorney Reference Number END8505USNP/170772M, Title of Invention: "METHOD OF HUB COMMUNICATION, PROCESSING, DISPLAY, AND CLOUD ANALYTICS"
- Attorney Reference Number END8538USNP/170751M, Title of Invention: "METHOD OF COMPRESSING TISSUE WITHIN A STAPLING DEVICE AND SIMULTANEOUSLY DISPLAYING THE LOCATION OF THE TISSUE WITHIN THE JAWS"
- Attorney Reference Number END8539USNP/170752M, Title of Invention: "METHOD OF USING REINFORCED FLEXIBLE CIRCUITS WITH MULTIPLE SENSORS TO OPTIMIZED PERFORMANCE OF RADIO FREQUENCY DEVICES"
- Attorney Reference Number END8540USNP/170753M, Title of Invention: "METHOD OF SENSING PARTICULATE FROM SMOKE EVACUATED FROM A PATIENT, ADJUSTING THE PUMP SPEED BASED ON THE SENSED INFORMATION, AND COMMUNICATING THE FUNCTIONAL PARAMETERS OF THE SYSTEM TO THE HUB"
Attorney Docket No. END8558USNP1/180138-1M, Title of Invention: "METHOD FOR CONTROLLING SMART ENERGY DEVICES"
- Attorney Docket No. END8559USNP1/180141-1M, Title of Invention: "METHOD FOR SMART ENERGY DEVICE INFRASTRUCTURE"
- Attorney Docket No. END9011USNP1/180510-1M, Title of Invention: "METHOD FOR ADAPTIVE CONTROL SCHEMES FOR SURGICAL NETWORK CONTROL AND INTERACTION"
Attorney Docket No. END9015USNP1/180514-1M, Title of Invention: "METHOD FOR SITURAL AWARENESS FOR SURGICAL NETWORK OR SURGICAL NETWORK CONNECTED DEVICE CAPABLE OF ADJUSTING FUNCTION BASED ON A SENSED SITURAL OR USAGE"
Attorney Docket No. END9017USNP1/180516-1M, titled "METHOD FOR FACILITY DATA COLLECTION AND INTERPRETATION", and Attorney Docket No. END9033USNP1/180520-1M, titled "METHOD FOR CIRCULAR STAPLER CONTROL ALGORITHM ADJUSTMENT BASED ON SITUATIONAL AWARENESS".
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、
・「SURGICAL SYSTEMS WITH AUTONOMOUSLY ADJUSTABLE CONTROL PROGRAMS」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 THE HUB」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、
・「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」と題する米国特許出願第16/182,235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。
The applicant of the present application owns the following U.S. patent applications, filed November 6, 2018, the disclosures of each of which are incorporated herein by reference in their entirety:
U.S. patent application Ser. No. 16/182,224, entitled "SURGICAL NETWORK, INSTRUMENT, AND CLOUD RESPONSE BASED ON VALIDATION OF RECEIVED DATASET AND AUTHENTICATION OF ITS SOURCE AND INTEGRITY";
U.S. Patent Application Serial No. 16/182,230, entitled "SURGICAL SYSTEM FOR PRESENTING INFORMATION INTERPRETED FROM EXTERNAL DATA";
U.S. Patent Application No. 16/182,233, entitled "SURGICAL SYSTEMS WITH AUTONOMOUSLY ADJUSTABLE CONTROL PROGRAMS";
U.S. Patent Application No. 16/182,239, entitled "ADJUSTMENT OF DEVICE CONTROL PROGRAMS BASED ON STRATIFIED CONTEXTUAL DATA IN ADDITION TO THE DATA";
U.S. Patent Application No. 16/182,243, entitled "SURGICAL HUB AND MODULAR DEVICE RESPONSE ADJUSTMENT BASED ON SITUATIONAL AWARENESS";
U.S. Patent Application No. 16/182,248, entitled "Detection and Escalation of Security Responses of Surgical Instruments to Increasing Severity Threats";
- U.S. Patent Application No. 16/182,251, entitled "INTERACTIVE SURGICAL SYSTEM";
U.S. Patent Application No. 16/182,260, entitled "AUTOMATED DATA SCALING, ALIGNMENT, AND ORGANIZING BASED ON PREDEFINED PARAMETERS WITHIN SURGICAL NETWORKS";
U.S. Patent Application No. 16/182,267, entitled "SENSING THE PATIENT POSITION AND CONTACT UTILIZING THE MONO-POLAR RETURN PADS ELECTRODE TO PROVIDE SITUATIONAL AWARENESS TO THE HUB";
U.S. Patent Application Serial No. 16/182,249, entitled "POWERED SURGICAL TOOL WITH PREDEFINED ADJUSTABLE CONTROL ALGORITHM FOR CONTROLLING END EFFECTOR PARAMETER";
U.S. Patent Application No. 16/182,246, entitled "ADJUSTMENTS BASED ON AIRBORNE PARTICLE PROPERTIES";
U.S. Patent Application No. 16/182,256, entitled "ADJUSTMENT OF A SURGICAL DEVICE FUNCTION BASED ON SITUATIONAL AWARENESS";
U.S. patent application Ser. No. 16/182,242, entitled "REAL-TIME ANALYSIS OF COMPRESSIVE COST OF ALL INSTRUCTIONS USED IN SURGERY UTILIZING DATA FLUIDITY TO TRACK INSTRUMENTS THROUGH STOCKING AND IN-HOUSE PROCESSES";
U.S. Patent Application No. 16/182,255, entitled "USAGE AND TECHNIQUE ANALYSIS OF SURGEON/STAFF PERFORMANCE AGAINST A BASELINE TO OPTIMIZED DEVICE UTILIZATION AND PERFORMANCE FOR BOTH CURRENT AND FUTURE PROCEDURES";
U.S. Patent Application No. 16/182,269, entitled "IMAGE CAPTURING OF THE AREA'S OUTSIDE THE ABDOMEN TO IMPROVE PLACEMENT AND CONTROL OF A SURGICAL DEVICE IN USE";
U.S. patent application Ser. No. 16/182,278, entitled "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";
U.S. Patent Application No. 16/182,290, entitled "SURGICAL NETWORK RECOMMENDATIONS FROM REAL TIME ANALYSIS OF PROCEDURE VARIABLES AGAINST A BASELINE HIGHLIGHTING DIFFERENCES FROM THE OPTIMAL SOLUTION";
U.S. Patent Application No. 16/182,232, entitled "CONTROL OF A SURGICAL SYSTEM THROUGH A SURGICAL BARRIER";
U.S. patent application Ser. No. 16/182,227, entitled "SURGICAL NETWORK DETERMINATION OF PRIORITIZATION OF COMMUNICATION, INTERACTION, OR PROCESSING BASED ON SYSTEM OR DEVICE NEEDS";
U.S. Patent Application No. 16/182,231, entitled "WIRELESS PAIRING OF A SURGICAL DEVICE WITH ANOTHER DEVICE WITHIN A STERILE SURGICAL FIELD BASED ON THE USAGE AND SITUATIONAL AWARENESS OF DEVICES";
U.S. Patent Application No. 16/182,229, entitled "ADJUSTMENT OF STAPLE HEIGHT OF AT LEAST ONE ROW OF STAPLES BASED ON THE SENSE TISSUE THICKNESS OR FORCE IN CLOSING";
U.S. Patent Application No. 16/182,234, entitled "STAPLING DEVICE WITH BOTH COMPULSORY AND DISCRETIONARY LOCKOUTS BASED ON SENSED PARAMETERS";
U.S. Patent Application No. 16/182,240, entitled "POWERED STAPLING DEVICE CONFIGURED TO ADJUST FORCE, ADVANCEMENT SPEED, AND OVERALL STROKE OF CUTTING MEMBER BASED ON SENSE PARAMETER OF FIRING OR CLAMPING";
U.S. Patent Application No. 16/182,235, entitled "Variation of Radio Frequency and Ultrasonic Power Level in Cooperation with Varying Clamp Arm Pressure to Accompany Predefined Heat Flux or Power Applied to Tissue," and "Ultrasonic Energy Device Which Varies Pressure Applied by Clamp Arm to Provide" U.S. patent application Ser. No. 16/182,238, entitled "Threshold Control Pressure at a Cut Progression Location."
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10月26日に出願された以下の米国特許出願を所有する。
・米国特許出願第16/172,303号、発明の名称「METHOD FOR OPERATING A POWERED ARTICULATING MULTI-CLIP APPLIER」、
・米国特許出願第16/172,130号、発明の名称「CLIP APPLIER COMPRISING INTERCHANGEABLE CLIP RELOADS」、
・米国特許出願第16/172,066号、発明の名称「CLIP APPLIER COMPRISING A MOVABLE CLIP MAGAZINE」、
・米国特許出願第16/172,078号、発明の名称「CLIP APPLIER COMPRISING A ROTATABLE CLIP MAGAZINE」、
・米国特許出願第16/172,087号、発明の名称「CLIP APPLIER COMPRISING CLIP ADVANCING SYSTEMS」、
・米国特許出願第16/172,094号、発明の名称「CLIP APPLIER COMPRISING A CLIP CRIMPING SYSTEM」、
・米国特許出願第16/172,128号、発明の名称「CLIP APPLIER COMPRISING A RECIPROCATING CLIP ADVANCING MEMBER」、
・米国特許出願第16/172,168号、発明の名称「CLIP APPLIER COMPRISING A MOTOR CONTROLLER」、
・米国特許出願第16/172,164号、発明の名称「SURGICAL SYSTEM COMPRISING A SURGICAL TOOL AND A SURGICAL HUB」、
・米国特許出願第16/172,328号、発明の名称「METHOD OF HUB COMMUNICATION WITH SURGICAL INSTRUMENT SYSTEMS」、
・米国特許出願第16/172,280号、発明の名称「METHOD FOR PRODUCING A SURGICAL INSTRUMENT COMPRISING A SMART ELECTRICAL SYSTEM」、
・米国特許出願第16/172,219号、発明の名称「METHOD OF HUB COMMUNICATION WITH SURGICAL INSTRUMENT SYSTEMS」、
・米国特許出願第16/172,248号、発明の名称「METHOD OF HUB COMMUNICATION WITH SURGICAL INSTRUMENT SYSTEMS」、
・米国特許出願第16/172,198号、発明の名称「METHOD OF HUB COMMUNICATION WITH SURGICAL INSTRUMENT SYSTEMS」、及び
・米国特許出願第16/172,155号、発明の名称「METHOD OF HUB COMMUNICATION WITH SURGICAL INSTRUMENT SYSTEMS」。
The applicant of the present application owns the following U.S. patent applications, filed on October 26, 2018, the disclosures of which are incorporated herein by reference in their entirety:
- U.S. Patent Application No. 16/172,303, entitled "METHOD FOR OPERATING A POWERED ARTICULATING MULTI-CLIP APPLIE";
U.S. Patent Application No. 16/172,130, entitled "CLIP APPLIER COMPRESSING INTERCHANGEABLE CLIP RELOADS";
- U.S. Patent Application No. 16/172,066, entitled "CLIP APPLIER COMPRISING A MOVEABLE CLIP MAGAZINE";
- U.S. Patent Application No. 16/172,078, entitled "CLIP APPLIER COMPRISING A ROTATABLE CLIP MAGAZINE";
U.S. Patent Application No. 16/172,087, entitled "CLIP APPLIER COMPRISING CLIP ADVANCEING SYSTEMS";
U.S. Patent Application No. 16/172,094, entitled "CLIP APPLIER COMPRISING A CLIP CRIMPING SYSTEM";
U.S. Patent Application No. 16/172,128, entitled "CLIP APPLIER COMPRISING A RECIPROCATING CLIP ADVANCED MEMBER";
U.S. Patent Application No. 16/172,168, entitled "CLIP APPLIER COMPRESSING A MOTOR CONTROLLER";
- U.S. Patent Application No. 16/172,164, entitled "SURGICAL SYSTEM COMPRESSING A SURGICAL TOOL AND A SURGICAL HUB";
- U.S. Patent Application No. 16/172,328, entitled "METHOD OF HUB COMMUNICATION WITH SURGICAL INSTRUMENT SYSTEMS";
U.S. Patent Application No. 16/172,280, entitled "METHOD FOR PRODUCING A SURGICAL INSTRUMENT COMPRISING A SMART ELECTRICAL SYSTEM";
- U.S. Patent Application No. 16/172,219, entitled "METHOD OF HUB COMMUNICATION WITH SURGICAL INSTRUMENT SYSTEMS";
- U.S. Patent Application No. 16/172,248, entitled "METHOD OF HUB COMMUNICATION WITH SURGICAL INSTRUMENT SYSTEMS";
U.S. Patent Application No. 16/172,198, entitled "METHOD OF HUB COMMUNICATION WITH SURGICAL INSTRUMENT SYSTEMS," and U.S. Patent Application No. 16/172,155, entitled "METHOD OF HUB COMMUNICATION WITH SURGICAL INSTRUMENT SYSTEMS."
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 EMERSION 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。
The applicant of the present application owns the following U.S. patent applications, filed August 28, 2018, the disclosures of each of which are incorporated herein by reference in their entirety:
U.S. Patent Application No. 16/115,214, entitled "ESTIMATING STATE OF ULTRASONIC END EFFECTOR AND CONTROL SYSTEM THEREFOR";
U.S. Patent Application No. 16/115,205, entitled "TEMPERATURE CONTROL OF ULTRASONIC END EFFECTOR AND CONTROL SYSTEM THEREFOR";
U.S. Patent Application No. 16/115,233, entitled "Radio Frequency Energy Device for Delivering Combined Electrical Signals";
U.S. Patent Application No. 16/115,208, entitled "CONTROLLING AN ULTRASONIC SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO TISSUE LOCATION";
U.S. Patent Application No. 16/115,220, entitled "CONTROLLING ACTIVATION OF AN ULTRASONIC SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO THE PRESENCE OF TISSUE";
U.S. Patent Application No. 16/115,232, entitled "DETERMINING TISSUE COMPOSITION VIA AN ULTRASONIC SYSTEM";
U.S. Patent Application No. 16/115,239, entitled "DETERMINING THE STATE OF AN ULTRASONIC ELECTROMECHANICAL SYSTEM ACCORDING TO FREQUENCY SHIFT";
U.S. Patent Application No. 16/115,247, entitled "DETERMINING THE STATE OF AN ULTRASONIC END EFFECTOR";
U.S. Patent Application No. 16/115,211, entitled "Situational Awareness of Electrical Systems";
U.S. Patent Application No. 16/115,226, entitled "MECHANISMS FOR CONTROLLING DIFFERENT ELECTROMECHANICAL SYSTEMS OF AN ELECTROSURGICAL INSTRUMENT";
U.S. Patent Application No. 16/115,240, entitled "DETECTION OF END EFFECTOR EMERSION IN LIQUID";
U.S. Patent Application No. 16/115,249, entitled "INTERRUPTION OF ENERGY DUE TO INADVERTENT CAPACITIIVE COUPLING";
U.S. Patent Application No. 16/115,256, entitled "Increasing Radio Frequency to Create a Pad-Less Monopolar Loop";
U.S. patent application Ser. No. 16/115,223, entitled "BIPOLAR COMBINATION DEVICE THAT AUTOMATICALLY ADJUSTS PRESSURE BASED ON ENERGY MODALITY," and U.S. patent application Ser. No. 16/115,238, entitled "ACTIVATION OF ENERGY DEVICES."
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24日出願の以下の米国特許出願を所有する。
・米国特許出願第16/112,129号、発明の名称「SURGICAL SUTURING INSTRUMENT CONFIGURED TO MANIPULATE TISSUE USING MECHANICAL AND ELECTRICAL POWER」、
・米国特許出願第16/112,155号、発明の名称「SURGICAL SUTURING INSTRUMENT COMPRISING A CAPTURE WIDTH WHICH IS LARGER THAN TROCAR DIAMETER」、
・米国特許出願第16/112,168号、発明の名称「SURGICAL SUTURING INSTRUMENT COMPRISING A NON-CIRCULAR NEEDLE」、
・米国特許出願第16/112,180号、発明の名称「ELECTRICAL POWER OUTPUT CONTROL BASED ON MECHANICAL FORCES」、
・米国特許出願第16/112,193号、発明の名称「REACTIVE ALGORITHM FOR SURGICAL SYSTEM」、
・米国特許出願第16/112,099号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT COMPRISING AN ADAPTIVE ELECTRICAL SYSTEM」、
・米国特許出願第16/112,112号、発明の名称「CONTROL SYSTEM ARRANGEMENTS FOR A MODULAR SURGICAL INSTRUMENT」、
・米国特許出願第16/112,119号、発明の名称「ADAPTIVE CONTROL PROGRAMS FOR A SURGICAL SYSTEM COMPRISING MORE THAN ONE TYPE OF CARTRIDGE」、
・米国特許出願第16/112,097号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT SYSTEMS COMPRISING BATTERY ARRANGEMENTS」、
・米国特許出願第16/112,109号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT SYSTEMS COMPRISING HANDLE ARRANGEMENTS」、
・米国特許出願第16/112,114号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT SYSTEMS COMPRISING FEEDBACK MECHANISMS」、
・米国特許出願第16/112,117号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT SYSTEMS COMPRISING LOCKOUT MECHANISMS」、
・米国特許出願第16/112,095号、表題「SURGICAL INSTRUMENTS COMPRISING A LOCKABLE END EFFECTOR SOCKET」、
・米国特許出願第16/112,121号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT COMPRISING A SHIFTING MECHANISM」、
・米国特許出願第16/112,151号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENTS COMPRISING A SYSTEM FOR ARTICULATION AND ROTATION COMPENSATION」、
・米国特許出願第16/112,154号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENTS COMPRISING A BIASED SHIFTING MECHANISM」、
・米国特許出願第16/112,226号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENTS COMPRISING AN ARTICULATION DRIVE THAT PROVIDES FOR HIGH ARTICULATION ANGLES」、
・米国特許出願第16/112,062号、発明の名称「SURGICAL DISSECTORS AND MANUFACTURING TECHNIQUES」、
・米国特許出願第16/112,098号、発明の名称「SURGICAL DISSECTORS CONFIGURED TO APPLY MECHANICAL AND ELECTRICAL ENERGY」、
・米国特許出願第16/112,237号、発明の名称「SURGICAL CLIP APPLIER CONFIGURED TO STORE CLIPS IN A STORED STATE」、
・米国特許出願第16/112,245号、発明の名称「SURGICAL CLIP APPLIER COMPRISING AN EMPTY CLIP CARTRIDGE LOCKOUT」、
・米国特許出願第16/112,249号、発明の名称「SURGICAL CLIP APPLIER COMPRISING AN AUTOMATIC CLIP FEEDING SYSTEM」、
・米国特許出願第16/112,253号、発明の名称「SURGICAL CLIP APPLIER COMPRISING ADAPTIVE FIRING CONTROL」、及び
・米国特許出願第16/112,257号、発明の名称「SURGICAL CLIP APPLIER COMPRISING ADAPTIVE CONTROL IN RESPONSE TO A STRAIN GAUGE CIRCUIT」。
The applicant of the present application owns the following U.S. patent applications, filed August 24, 2018, the disclosures of each of which are incorporated herein by reference in their entirety:
- U.S. Patent Application No. 16/112,129, entitled "SURGICAL SUTURING INSTRUMENT CONFIGURED TO MANIPULATE TISSUE USING MECHANICAL AND ELECTRICAL POWER";
U.S. Patent Application No. 16/112,155, entitled "SURGICAL SUTURING INSTRUMENT COMPRESSING A CAPTURE WIDTH WHICH IS LARGE THAN TROCAR DIAMETER";
- U.S. Patent Application No. 16/112,168, entitled "SURGICAL SUTURING INSTRUMENT COMPRESSING A NON-CIRCULAR NEEDLE";
U.S. Patent Application No. 16/112,180, entitled "ELECTRICAL POWER OUTPUT CONTROL BASED ON MECHANICAL FORCES";
- U.S. Patent Application No. 16/112,193, entitled "REACTIVE ALGORITHM FOR SURGICAL SYSTEM";
- U.S. Patent Application No. 16/112,099, entitled "SURGICAL INSTRUMENT COMPRESSING AN ADAPTIVE ELECTRICAL SYSTEM";
U.S. Patent Application No. 16/112,112, entitled "CONTROL SYSTEM ARRANGEMENTS FOR A MODULAR SURGICAL INSTRUMENT";
U.S. Patent Application No. 16/112,119, entitled "ADAPTIVE CONTROL PROGRAMS FOR A SURGICAL SYSTEM COMPRESSING MORE THAN ONE TYPE OF CARTRIDGE";
U.S. Patent Application No. 16/112,097, entitled "SURGICAL INSTRUMENT SYSTEMS COMPRISING BATTERY ARRANGEMENTS";
U.S. Patent Application No. 16/112,109, entitled "SURGICAL INSTRUMENT SYSTEMS COMPRESSING HANDLE ARRANGEMENTS";
- U.S. Patent Application No. 16/112,114, entitled "SURGICAL INSTRUMENT SYSTEMS COMPRISING FEEDBACK MECHANISMS";
- U.S. Patent Application No. 16/112,117, entitled "SURGICAL INSTRUMENT SYSTEMS COMPRISING LOCKOUT MECHANISMS";
U.S. Patent Application No. 16/112,095, entitled "SURGICAL INSTRUMENTS COMPRESSING A LOCKABLE END EFFECTOR SOCKET";
- U.S. Patent Application No. 16/112,121, entitled "SURGICAL INSTRUMENT COMPRESSING A SHIFTING MECHANISM";
U.S. Patent Application No. 16/112,151, entitled "SURGICAL INSTRUMENTS COMPRESSING A SYSTEM FOR ARTICULATION AND ROTATION COMPENSATION";
- U.S. Patent Application No. 16/112,154, entitled "SURGICAL INSTRUMENTS COMPRISING A BIASED SHIFTING MECHANISME";
U.S. Patent Application No. 16/112,226, entitled "SURGICAL INSTRUMENTS COMPRESSING AN ARTICULATION DRIVE THAT PROVIDES FOR HIGH ARTICULATION ANGLES";
- U.S. Patent Application No. 16/112,062, entitled "SURGICAL DISSECTORS AND MANUFACTURERING TECHNIQUES";
U.S. Patent Application No. 16/112,098, entitled "SURGICAL DISSECTORS CONFIGURED TO APPLY MECHANICAL AND ELECTRICAL ENERGY";
U.S. Patent Application No. 16/112,237, entitled "SURGICAL CLIP APPLIER CONFIGURED TO STORE CLIPS IN A STORED STATE";
U.S. Patent Application No. 16/112,245, entitled "SURGICAL CLIP APPLIER COMPRESSING AN EMPTY CLIP CARTRIDGE LOCKOUT";
- U.S. Patent Application No. 16/112,249, entitled "SURGICAL CLIP APPLIER COMPRISING AN AUTOMATIC CLIP FEEDING SYSTEM";
U.S. Patent Application No. 16/112,253, entitled "Surgical Clip Applier Comprising Adaptive Firing Control," and U.S. Patent Application No. 16/112,257, entitled "Surgical Clip Applier Comprising Adaptive Control in Response to a Strain Gauge Circuit."
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。
The applicant of the present application owns the following U.S. patent applications, filed June 29, 2018, the disclosures of which are incorporated herein by reference in their entirety:
U.S. Patent Application No. 16/024,090, entitled "CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARABLE ARRAY ELEMENTS";
U.S. Patent Application No. 16/024,057, entitled "CONTROLLING A SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO SENSED CLOSURE PARAMETERS";
U.S. Patent Application No. 16/024,067, entitled "SYSTEMS FOR ADJUSTING END EFFECTOR PARAMETERS BASED ON PERIOPERATIVE INFORMATION";
U.S. Patent Application No. 16/024,075, entitled "SAFETY SYSTEMS FOR SMART POWERED SURGICAL STAPLING";
U.S. Patent Application No. 16/024,083, entitled "SAFETY SYSTEMS FOR SMART POWERED SURGICAL STAPLING";
U.S. Patent Application No. 16/024,094, entitled "SURGICAL SYSTEMS FOR DETECTING END EFFECTOR TISSUE DISTRIBUTION IRREGULARITIES";
U.S. Patent Application No. 16/024,138, entitled "SYSTEMS FOR DETECTING PROXIMITY OF SURGICAL END EFFECTOR TO CANCEROUS TISSUE";
U.S. Patent Application No. 16/024,150, entitled "SURGICAL INSTRUMENT CARTRIDGE SENSOR ASSEMBLIES";
U.S. Patent Application No. 16/024,160, entitled "VARIABLE OUTPUT CARTRIDGE SENSOR ASSEMBLY";
U.S. Patent Application No. 16/024,124, entitled "SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE ELECTRODE";
U.S. Patent Application No. 16/024,132, entitled "SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE CIRCUIT";
U.S. Patent Application No. 16/024,141, entitled "SURGICAL INSTRUMENT WITH A TISSUE MARKING ASSEMBLY";
U.S. Patent Application Serial No. 16/024,162, entitled "SURGICAL SYSTEMS WITH PRIORITIZED DATA TRANSMISSION CAPABILITIES";
U.S. Patent Application No. 16/024,066, entitled "SURGICAL EVACUATION SENSING AND MOTOR CONTROL";
U.S. Patent Application No. 16/024,096, entitled "SURGICAL EVACUATION SENSOR ARRANGEMENTS";
U.S. Patent Application No. 16/024,116, entitled "SURGICAL EVACUATION FLOW PATHS";
U.S. Patent Application No. 16/024,149, entitled "SURGICAL EVACUATION SENSING AND GENERATOR CONTROL";
U.S. Patent Application No. 16/024,180, entitled "SURGICAL EVACUATION SENSING AND DISPLAY";
U.S. Patent Application No. 16/024,245, entitled "COMMUNICATION OF SMOKE EVACUATION SYSTEM PARAMETERS TO HUB OR CLOUD IN SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM";
U.S. Patent Application No. 16/024,258, entitled "SMOKE EVACUATION SYSTEM INCLUDING A SEGMENTED CONTROL CIRCUIT FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM";
U.S. patent application Ser. No. 16/024,265, entitled "SURGICAL EVACATION SYSTEM WITH A COMMUNICATION CIRCUIT FOR COMMUNICATION BETWEEN A FILTER AND A SMOKE EVACATION DEVICE," and U.S. patent application Ser. No. 16/024,273, entitled "DUAL IN-SERIES LARGE AND SMALL DROPLET FILTERS."
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。
The applicant of the present application owns the following U.S. patent applications, filed March 29, 2018, the disclosures of each of which are incorporated herein by reference in their entirety:
U.S. Patent Application No. 15/940,641, entitled "INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH ENCRYPTED COMMUNICATION CAPABILITIES";
U.S. Patent Application No. 15/940,648, entitled "INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH CONDITION HANDLING OF DEVICES AND DATA CAPABILITIES";
U.S. Patent Application No. 15/940,656, entitled "SURGICAL HUB COORDINATION OF CONTROL AND COMMUNICATION OF OPERATING ROOM DEVICES";
U.S. Patent Application No. 15/940,666, entitled "SPATIAL AWARENESS OF SURGICAL HUB IN OPERATING ROOMS";
U.S. Patent Application No. 15/940,670, entitled "COOPERATIVE UTILIZATION OF DATA DERIVED FROM SECONDARY SOURCES BY INTELLIGENT SURGICAL HUBs";
U.S. Patent Application No. 15/940,677, entitled "SURGICAL HUB CONTROL ARRANGEMENTS";
U.S. Patent Application No. 15/940,632, entitled "DATA STRIPPING METHOD TO INTERROGATE PATIENT RECORDS AND CREATE ANONYMIZED RECORD";
U.S. Patent Application No. 15/940,640, entitled "COMMUNICATION HUB AND STORAGE DEVICE FOR STORING PARAMETERS AND STATUS OF A SURGICAL DEVICE TO BE SHARED WITH CLOUD-BASED ANALYTICS SYSTEMS";
U.S. Patent Application No. 15/940,645, entitled "SELF DESCRIBING DATA PACKETS GENERATED AT AN ISSUING INSTRUMENT";
U.S. Patent Application No. 15/940,649, entitled "DATA PAIRING TO INTERCONNECT A DEVICE MEASURED PARAMETER WITH AN OUTCOME";
- U.S. Patent Application No. 15/940,654, entitled "SURGICAL HUB SITUATIONAL AWARENESS";
- U.S. Patent Application No. 15/940,663, entitled "SURGICAL SYSTEM DISTRIBUTED PROCESSING";
U.S. Patent Application No. 15/940,668, entitled "AGGREGATION AND REPORTING OF SURGICAL HUB DATA";
U.S. Patent Application No. 15/940,671, entitled "SURGICAL HUB SPATIAL AWARENESS TO DETERMINE DEVICES IN OPERATING THEATER";
U.S. Patent Application No. 15/940,686, entitled "Display of Alignment of Staple Cartridge to Prior Linear Staple Line";
U.S. Patent Application No. 15/940,700, entitled "STERILE FIELD INTERACTIVE CONTROL DISPLAYS";
U.S. Patent Application No. 15/940,629, entitled "COMPUTER IMPLEMENTED INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS";
U.S. Patent Application No. 15/940,704, entitled "USE OF LASER LIGHT AND RED-GREEN-BLUE COLORATION TO DETERMINE PROPERTIES OF BACK SCATTERED LIGHT";
U.S. Patent Application No. 15/940,722, entitled "CHARACTERIZATION OF TISSUE IRREGULARITIES THROUGH THE USE OF MONO-CHROMATIC LIGHT REFRACTIONITY";
U.S. Patent Application No. 15/940,742, entitled "DUAL CMOS ARRAY IMAGING";
U.S. Patent Application No. 15/940,636, entitled "ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL DEVICES";
U.S. Patent Application No. 15/940,653, entitled "ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL HUBs";
U.S. Patent Application No. 15/940,660, entitled "CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR CUSTOMIZATION AND RECOMMENDATIONS TO A USER";
U.S. Patent Application No. 15/940,679, entitled "CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR LINKING OF LOCAL USAGE TRENDS WITH THE RESOURCE ACQUISITION BEHAVIORS OF LARGE DATA SET";
U.S. Patent Application No. 15/940,694, entitled "CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR MEDICAL FACILITY SEGMENTED INDIVIDUALIZATION OF INSTRUMENT FUNCTION";
U.S. Patent Application No. 15/940,634, entitled "CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR SECURITY AND AUTHENTICATION TRENDS AND REACTIVE MEASURES";
U.S. Patent Application No. 15/940,706, entitled "DATA HANDLING AND PRIORITIZATION IN A CLOUD ANALYTICS NETWORK";
U.S. Patent Application No. 15/940,675, entitled "CLOUD INTERFACE FOR COUPLED SURGICAL DEVICES";
U.S. Patent Application No. 15/940,627, entitled "DRIVE ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS";
U.S. Patent Application No. 15/940,637, entitled "COMMUNICATION ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS";
U.S. Patent Application No. 15/940,642, entitled "CONTROLS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS";
U.S. Patent Application No. 15/940,676, entitled "AUTOMATIC TOOL ADJUSTMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS";
U.S. Patent Application No. 15/940,680, entitled "CONTROLLERS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS";
U.S. Patent Application No. 15/940,683, entitled "COOPERATIVE SURGICAL ACTIONS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS";
U.S. patent application Ser. No. 15/940,690, entitled "Display Arrangements for Robot-Assisted Surgical Platforms," and U.S. patent application Ser. No. 15/940,711, entitled "Sensing Arrangements for Robot-Assisted Surgical Platforms."
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特許仮出願を所有する。
・「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」と題する米国特許仮出願第62/640,415号。
The applicant of the present application owns the following U.S. provisional patent applications, filed March 8, 2018, the disclosures of each of which are incorporated herein by reference in their entirety:
U.S. Provisional Patent Application No. 62/640,417, entitled "TEMPERATURE CONTROL IN ULTRASONIC DEVICE AND CONTROL SYSTEM THEREFOR," and U.S. Provisional Patent Application No. 62/640,415, entitled "ESTIMATING STATE OF ULTRASONIC END EFFECTOR AND CONTROL SYSTEM THEREFOR."
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注意を喚起しておく。例示的な例は、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/又は例のうち1つ以上を、以下に記述される他の態様、態様の具現、及び/又は例のうち任意の1つ以上と組み合わせることができるものと理解されたい。 Before describing various aspects of the surgical device and generator in detail, it is important to note that the illustrated examples are not limited in application or use to the details of construction and arrangement of parts shown in the accompanying drawings and description. The illustrative examples may be embodied in or incorporated into other aspects, variations, and modifications, and may be practiced or carried out in various ways. Furthermore, unless otherwise specified, the terms and phrases used herein have been chosen for the convenience of the reader for the purpose of describing the illustrative examples, and not for the purpose of limiting them. Furthermore, it should be understood that one or more of the aspects, embodiment(s) of aspects, and/or examples described below can be combined with any one or more of the other aspects, embodiment(s) of aspects, and/or examples described below.
エネルギー装置及び排煙
本開示は、手術部位から煙並びに/又は他の流体及び/若しくは微粒子を排出するためのエネルギー装置及びインテリジェント外科用排出システムに関する。煙は、1つ以上のエネルギー装置を利用する外科的処置中に発生することが多い。エネルギー装置は、エネルギーを使用して、組織に影響を及ぼす。エネルギー装置では、エネルギーは、発生器によって供給される。エネルギデバイスは、1つ以上の無線周波数(RF)電極を有する電気外科用デバイスなどの、組織接触電極を有するデバイス、及び超音波ブレードを有する超音波デバイスなどの、振動表面を有するデバイスを含む。電気外科用デバイスでは、発生器は、振動電流を発生させて電極に電力供給するように構成されている。超音波デバイスでは、発生器は、超音波振動を発生させて超音波ブレードに電力供給するように構成されている。発生器については、本明細書で更に説明する。
Energy Devices and Smoke Evacuation The present disclosure relates to energy devices and intelligent surgical evacuation systems for evacuating smoke and/or other fluids and/or particulates from a surgical site. Smoke is often generated during surgical procedures utilizing one or more energy devices. Energy devices use energy to affect tissue. In energy devices, energy is supplied by a generator. Energy devices include devices with tissue-contacting electrodes, such as electrosurgical devices with one or more radio frequency (RF) electrodes, and devices with a vibrating surface, such as ultrasonic devices with an ultrasonic blade. In electrosurgical devices, the generator is configured to generate an oscillating current to power the electrode. In ultrasonic devices, the generator is configured to generate ultrasonic vibrations to power the ultrasonic blade. Generators are further described herein.
超音波エネルギーは、凝固及び組織を切断するために利用することができる。超音波エネルギーは、組織と接触するエネルギー送達表面(例えば、超音波ブレード)を振動させることによって組織を凝固及び切断する。超音波ブレードは、振動エネルギーを超音波変換器から伝達する導波路に連結することができ、超音波変換器は、機械的振動を生成し、発生器によって電力供給される。高周波(例えば、毎秒55,500回)で振動することにより、超音波ブレードは、ブレードと組織との間、すなわち、組織内のタンパク質を変性させて粘着性の凝塊を形成する、ブレード-組織界面で、摩擦及び熱を発生させる。ブレード表面によって組織に及ぼされる圧力により、血管が崩壊され、凝塊が止血封止を形成することを可能にする。切断及び凝固の精度は、例えば、臨床医の技術によって、並びに電力レベル、ブレードの刃、組織牽引、及びブレード圧力を調整することによって制御することができる。 Ultrasonic energy can be utilized to coagulate and cut tissue. Ultrasonic energy coagulates and cuts tissue by vibrating an energy-delivery surface (e.g., an ultrasonic blade) that contacts the tissue. The ultrasonic blade can be coupled to a waveguide that transmits vibrational energy from an ultrasonic transducer, which generates mechanical vibrations and is powered by a generator. By vibrating at high frequencies (e.g., 55,500 times per second), the ultrasonic blade generates friction and heat between the blade and tissue, i.e., at the blade-tissue interface, which denatures proteins within the tissue and forms a sticky coagulant. Pressure exerted on the tissue by the blade surface collapses blood vessels, allowing the coagulant to form a hemostatic seal. The precision of cutting and coagulation can be controlled, for example, by the clinician's technique and by adjusting the power level, blade edge, tissue traction, and blade pressure.
超音波外科用器具は、このような器具の特殊な性能特性によって、外科手技におけるますます広範囲にわたる用途が見出されている。特定の器具構成及び動作パラメータに応じて、超音波外科用器具は、組織の切断及び凝固による止血を実質的に同時にもたらすことができ、望ましくは、患者の外傷を最小限に抑えることができる。切断動作は、典型的には、超音波器具の遠位端においてエンドエフェクタ又はブレード先端によって実現される。超音波エンドエフェクタは、超音波エネルギーをエンドエフェクタと接触させた組織に伝達する。このような性質の超音波器具は、例えば、ロボット支援手術を含む開腹手術用途、腹腔鏡手術又は内視鏡手術用に構成することができる。 Ultrasonic surgical instruments are finding increasingly widespread use in surgical procedures due to the specialized performance characteristics of such instruments. Depending on the specific instrument configuration and operating parameters, ultrasonic surgical instruments can substantially simultaneously cut tissue and achieve hemostasis through coagulation, desirably minimizing trauma to the patient. The cutting action is typically accomplished by an end effector or blade tip at the distal end of the ultrasonic instrument. The ultrasonic end effector transfers ultrasonic energy to tissue brought into contact with the end effector. Ultrasonic instruments of this nature can be configured, for example, for open surgical applications, including robotic-assisted surgery, laparoscopic surgery, or endoscopic surgery.
電気エネルギーもまた、凝固及び/又は切断のために利用することができる。電気外科用装置は、典型的には、ハンドピースと、遠位端に取り付けられたエンドエフェクタ(例えば、1つ以上の電極)を有する器具と、を含む。エンドエフェクタは、組織に電流が導入されるように組織に対して及び/又は隣接して配置することができる。電気外科手術は、広く使用され、凝固及び切断の両方のための単一の外科器具の使用を含む、多くの利点をもたらす。 Electrical energy can also be utilized for coagulation and/or cutting. Electrosurgical devices typically include a handpiece and an instrument having an end effector (e.g., one or more electrodes) attached to its distal end. The end effector can be positioned against and/or adjacent to tissue so that electrical current is introduced into the tissue. Electrosurgery is widely used and offers many advantages, including the use of a single surgical instrument for both coagulation and cutting.
電気外科用装置の電極又はチップは、焼灼によって組織を凝固させる及び/又は切断する外科的効果を生み出すために、高電流密度を有する高周波電流を発生させるように、患者との接触点においては小さいものとなっている。戻り電極は、同じ高周波信号を、患者を通過した後、電気外科用発生器に戻して搬送し、したがって、RF信号のための戻り経路を提供する。 The electrode or tip of an electrosurgical device is small at the point of contact with the patient to generate a high-frequency current with a high current density to produce the surgical effect of coagulating and/or cutting tissue by cauterization. The return electrode carries the same high-frequency signal back to the electrosurgical generator after passing through the patient, thus providing a return path for the RF signal.
電気外科用装置は、双極又は単極動作用に構成することができる。双極動作中、電流はそれぞれ、エンドエフェクタの作動電極によって組織に導入され、エンドエフェクタの戻り電極によって組織から戻される。単極動作中、電流は、エンドエフェクタの活性電極によって組織に導入され、患者の身体に又は身体に対して別個に位置する戻り電極(例えば、接地パッド)を介して戻される。組織を流れる電流によって生成される熱は、組織内及び/又は組織間の止血封止を形成する場合があり、したがって、例えば、血管を封止するために特に有用な場合がある。電気外科用装置のエンドエフェクタは、組織を離断するための、組織及び電極に対して移動可能な切断部材も含み得る。 Electrosurgical devices can be configured for bipolar or monopolar operation. During bipolar operation, current is introduced into tissue by the end effector's active electrode and returned from the tissue by the end effector's return electrode, respectively. During monopolar operation, current is introduced into tissue by the end effector's active electrode and returned via a return electrode (e.g., a ground pad) located on or separately from the patient's body. Heat generated by current flowing through the tissue can form a hemostatic seal within and/or between tissues and can therefore be particularly useful, for example, for sealing blood vessels. The end effector of an electrosurgical device can also include a cutting member movable relative to the tissue and electrode for transecting tissue.
印加中、電気外科用装置は、組織を通じて低周波数RF電流を伝達することができ、これはイオン撹拌又は摩擦(即ち抵抗加熱)を生じさせ、これによって組織の温度を上昇させる。罹患組織と周囲組織との間に境界が作り出されるため、臨床医は、隣接する非標的組織を犠牲にすることなく、高レベルの正確性及び制御で手術することができる。RFエネルギーの低動作温度は、軟組織を除去、収縮、又は成形しながら、同時に血管を封止するために有用である。RFエネルギーは、主にコラーゲンから構成されかつ熱に接触した際に収縮する、結合組織に対して特に良好に作用することができる。他の電気外科用器具として、限定はしないが、とりわけ、不可逆性及び/若しくは可逆性電気穿孔法、並びに/又はマイクロ波技術が挙げられる。本明細書で開示する技術は、とりわけ、超音波、双極及び/若しくは単極のRF(電気外科的)、不可逆性及び/若しくは可逆性電気穿孔、並びに/又はマイクロ波に基づく外科用器具に適用可能である。 During application, electrosurgical devices can transmit low-frequency RF current through tissue, which creates ionic agitation or friction (i.e., resistive heating), thereby increasing the temperature of the tissue. A boundary is created between the affected and surrounding tissue, allowing the clinician to operate with a high level of precision and control without sacrificing adjacent, non-target tissue. The low operating temperature of RF energy is useful for simultaneously sealing blood vessels while removing, shrinking, or shaping soft tissue. RF energy can work particularly well on connective tissue, which is primarily composed of collagen and contracts upon contact with heat. Other electrosurgical instruments include, but are not limited to, irreversible and/or reversible electroporation and/or microwave technologies, among others. The technology disclosed herein is applicable to ultrasonic, bipolar and/or monopolar RF (electrosurgical), irreversible and/or reversible electroporation, and/or microwave-based surgical instruments, among others.
電気外科用装置によって印加された電気エネルギーは、発生器から器具に伝達することができる。発生器は、組織に影響を及ぼすために電極に伝達される振動電流からなる高周波波形に電気を変換するように構成されている。電流は、組織を通過して、組織を症灼(組織に対する電流アークが組織炭化を生成する凝固の形態)、乾燥(細胞の水を追い出す直接エネルギー印加)、及び/又は切断(細胞液を気化させて細胞爆発を引き起こす間接エネルギー印加)する。電流に対する組織の応答は、組織の抵抗、組織を通過する電流密度、電力出力、及び電流印加の持続時間の関数である。特定の例では、本明細書に更に記載されるように、電流波形は、異なる手術機能に影響を及ぼすように、及び/又は異なる特性の組織に適応するように調整することができる。例えば、異なる種類の組織-血管組織、神経組織、筋肉、皮膚、脂肪、及び/又は骨は、同じ波形に対して異なって反応することがある。 Electrical energy applied by an electrosurgical device can be transmitted from a generator to an instrument. The generator is configured to convert the electricity into a high-frequency waveform consisting of an oscillating current that is transmitted to an electrode to affect tissue. The current passes through the tissue to cauterize (a form of coagulation in which current arcs against the tissue, producing tissue charring), desiccate (direct energy application that expels cellular water), and/or cut (indirect energy application that vaporizes cellular fluids, causing cell explosion). The tissue's response to the current is a function of the tissue's resistance, the current density passing through the tissue, the power output, and the duration of current application. In certain instances, as described further herein, the current waveform can be tailored to affect different surgical functions and/or to accommodate tissues with different characteristics. For example, different types of tissue—vascular tissue, nervous tissue, muscle, skin, fat, and/or bone—may respond differently to the same waveform.
電気エネルギーは、EN60601-2-2:2009+A11:2011,Definition201.3.218-HIGH FREQUENCYに記載される周波数範囲内であり得るRFエネルギーの形態であってもよい。例えば、単極RF用途における周波数は、典型的には、高周波漏れ電流に関連する問題を最小限に抑えるために、5MHz未満に制限される。200kHz超の周波数は、典型的には、低周波数の電流の使用から生じる神経及び筋肉の不必要な刺激を避けるために、モノポーラ用途に使用され得る。 The electrical energy may be in the form of RF energy, which may be within the frequency range set forth in EN 60601-2-2:2009+A11:2011, Definition 201.3.218-HIGH FREQUENCY. For example, frequencies in monopolar RF applications are typically limited to less than 5 MHz to minimize problems associated with high frequency leakage current. Frequencies above 200 kHz may typically be used in monopolar applications to avoid unnecessary nerve and muscle stimulation resulting from the use of lower frequency currents.
双極RF用途において、周波数は、ほぼどのような周波数であってもよい。リスク分析が、神経筋刺激の可能性が許容可能なレベルにまで緩和されたと示す場合などの特定の例では、より低い周波数を双極技術に使用することができる。一般に、10mAが、組織への熱効果の下側閾値であると認識されている。双極技術の場合には、より高い周波数を使用することもできる。 In bipolar RF applications, the frequency can be nearly any frequency. In certain instances, such as when a risk analysis indicates that the potential for neuromuscular stimulation has been mitigated to an acceptable level, lower frequencies can be used with bipolar techniques. Generally, 10 mA is recognized as the lower threshold for thermal effects on tissue. Higher frequencies can also be used with bipolar techniques.
特定の例では、発生器は、デジタル的に出力波形を生成して、外科用装置に提供し、これにより、外科用装置が種々の組織効果のために波形を利用することができるように構成することができる。発生器は、単極発生器、双極発生器、及び/又は超音波発生器であってもよい。例えば、単一の発生器は、単極装置、双極装置、超音波装置、又は複合型電気外科/超音波装置にエネルギーを供給することができる。発生器は、波形整形を介して組織特異的効果を促進することができ、かつ/又はRFエネルギー及び超音波エネルギーを同時に及び/若しくは順次、単一の外科用器具若しくは複数の外科用器具に駆動することができる。 In certain examples, the generator can be configured to digitally generate and provide output waveforms to a surgical device, allowing the surgical device to utilize waveforms for various tissue effects. The generator may be a monopolar generator, a bipolar generator, and/or an ultrasonic generator. For example, a single generator can supply energy to a monopolar device, a bipolar device, an ultrasonic device, or a combined electrosurgical/ultrasonic device. The generator can promote tissue-specific effects through waveform shaping and/or can drive RF and ultrasonic energy simultaneously and/or sequentially to a single surgical instrument or multiple surgical instruments.
一例では、外科システムは、超音波外科用器具、RF電気外科用器具、及び複合型超音波/RF電気外科用器具を含む、発生器及びそれと共に使用可能な様々な外科用器具を含むことができる。発生器は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる2016年9月14日出願の「TECHNIQUES FOR OPERATING GENERATOR FOR DIGITALLY GENERATING ELECTRICAL SIGNAL WAVEFORMS AND SURGICAL INSTRUMENTS」と題された米国特許出願第15/265,279号(現在は米国特許出願公開第2017/0086914号)に更に記載されているように、様々な外科用器具と共に使用するように構成可能であってもよい。 In one example, the surgical system may include a generator and various surgical instruments usable therewith, including ultrasonic surgical instruments, RF electrosurgical instruments, and hybrid ultrasonic/RF electrosurgical instruments. The generator may be configurable for use with various surgical instruments, as further described in U.S. Patent Application No. 15/265,279 (now U.S. Patent Application Publication No. 2017/0086914), entitled "TECHNIQUES FOR OPERATING GENERATOR FOR DIGITALLY GENERATING ELECTRICAL SIGNAL WAVEFORMS AND SURGICAL INSTRUMENTS," filed September 14, 2016, which is incorporated herein by reference in its entirety.
本明細書に記載されるように、組織を切断する及び/又は血管を焼灼する医療処置は、多くの場合、発生器によって生成され、臨床医によって操作される電極を介して患者の組織に伝達されるRF電気エネルギーを利用することによって行われる。電極は、電極に隣接した患者の身体の細胞質に放電を送達する。この放電が細胞質を加熱させて、組織を切断する、及び/又は血管を焼灼する。 As described herein, medical procedures for cutting tissue and/or cauterizing blood vessels are often performed by utilizing RF electrical energy generated by a generator and transmitted to a patient's tissue via an electrode operated by a clinician. The electrode delivers an electrical discharge to the cytoplasm of the patient's body adjacent the electrode. This electrical discharge heats the cytoplasm, cutting the tissue and/or cauterizing the blood vessel.
電気外科手術に伴う高温は、電極に隣接した組織の熱壊死を引き起こし得る。電気外科手術に伴う高温に組織が曝露される時間がより長いと、組織が熱壊死を起こす可能性がより高くなる。特定の例では、組織の熱壊死は、組織を切断する速度を低下させ、切断部位から離れて位置する組織への熱損傷の発生率を増加させるだけでなく、術後の合併症、焼痂生成及び治癒時間を増加させる可能性がある。 The high temperatures associated with electrosurgery can cause thermal necrosis of tissue adjacent to the electrode. The longer tissue is exposed to the high temperatures associated with electrosurgery, the greater the likelihood that the tissue will undergo thermal necrosis. In certain instances, thermal necrosis of tissue can reduce the rate at which tissue can be cut, increase the incidence of thermal damage to tissue located away from the cut site, and potentially increase post-operative complications, eschar formation, and healing time.
RFエネルギー放電の集中は、電極が組織を切断することができる効率、及び切断部位から離れた組織損傷の可能性の両方に影響を及ぼす。標準的な電極形状では、RFエネルギーは、意図される切開部位に隣接する比較的大きい領域にわたって均一に分布する傾向がある。RFエネルギー放電の概ね均一な分布は、周囲組織への外来電荷損失の可能性を増加させ、これは、周囲組織における望ましくない組織損傷の可能性を増加させ得る。 The concentration of the RF energy discharge affects both the efficiency with which the electrode can cut tissue and the likelihood of tissue damage distant from the cutting site. With standard electrode geometries, the RF energy tends to be distributed uniformly over a relatively large area adjacent to the intended incision site. A generally uniform distribution of the RF energy discharge increases the likelihood of extraneous charge loss to surrounding tissue, which can increase the likelihood of undesired tissue damage in the surrounding tissue.
典型的な電気外科用発生器は、様々な動作周波数のRF電気エネルギー及び出力電力レベルを生成する。発生器の特定の動作周波数及び電力出力は、使用される特定の電気外科用発生器及び電気外科処置中の医師の必要性に基づいて変動する。特定の動作周波数及び電力出力レベルは、臨床医又は他の手術室職員によって発生器上で手動で調整することができる。これらの種々の設定を適切に調整するには、臨床医又は他の職員の膨大な知識、スキル、及び注意を要する。臨床医が発生器上の様々な設定に対して所望の調整を行うと、発生器は、電気外科手術中にそれらの出力パラメータを維持することができる。一般に、電気外科手術に使用される波形発生器は、切断モードで1~300W及び凝固モードで1~120Wの範囲の出力電力、並びに300~600kHzの範囲の周波数を有するRF波を生成するように適合されている。典型的な波形発生器は、電気外科手術中に選択された設定を維持するように適合されている。例えば、臨床医が発生器の出力電力レベルを50Wに設定し、次いで電極を患者に接触させて電気外科手術を実施した場合、発生器の電力レベルは、急速に上昇し、50Wに維持されることになる。電力レベルを50Wなどの特定の設定に設定すると、臨床医が患者の組織を切断することを可能にすることになるが、そのような高電力レベルを維持することにより、患者の組織の熱壊死の可能性を増加させる。 A typical electrosurgical generator generates RF electrical energy at a variety of operating frequencies and output power levels. The specific operating frequency and power output of the generator vary based on the particular electrosurgical generator used and the needs of the physician during the electrosurgical procedure. The specific operating frequency and power output level can be manually adjusted on the generator by a clinician or other operating room personnel. Properly adjusting these various settings requires significant knowledge, skill, and attention from the clinician or other personnel. Once the clinician makes the desired adjustments to the various settings on the generator, the generator can maintain those output parameters throughout the electrosurgical procedure. Generally, waveform generators used in electrosurgery are adapted to generate RF waves having output powers ranging from 1 to 300 W in cutting mode and 1 to 120 W in coagulation mode, and frequencies ranging from 300 to 600 kHz. A typical waveform generator is adapted to maintain the selected settings throughout the electrosurgical procedure. For example, if a clinician sets the generator's output power level to 50 W and then places the electrodes in contact with a patient to perform electrosurgery, the generator's power level will rapidly increase and remain at 50 W. Setting the power level to a particular setting, such as 50 W, will allow the clinician to cut the patient's tissue, but maintaining such a high power level increases the likelihood of thermal necrosis of the patient's tissue.
いくつかの形態では、発生器は、RFエネルギー放電の集中を増加させる電極に関連して電気外科手術を効果的に実行するのに十分な電力を提供し、同時に望ましくない組織損傷を制限し、術後合併症を低減し、より迅速な治癒を促進するように構成されている。例えば、発生器からの波形は、外科処置全体にわたって制御回路によって最適化することができる。しかし、本明細書において特許請求される主題は、いずれかの不利益を解消する、又は上述したものなどの環境においてのみ動作する態様に限定されるものではない。むしろ、この背景技術は単に、本明細書に記載されるいくつかの態様が実施され得る、技術分野の一例を例示するために提示される。 In some forms, the generator is configured to provide sufficient power to effectively perform electrosurgery in conjunction with electrodes that increase the concentration of RF energy discharge, while simultaneously limiting unwanted tissue damage, reducing post-operative complications, and promoting faster healing. For example, the waveform from the generator can be optimized by a control circuit throughout the surgical procedure. However, the subject matter claimed herein is not limited to aspects that eliminate any disadvantages or that operate only in environments such as those described above. Rather, this background art is presented merely to illustrate one example technology area in which some aspects described herein may be practiced.
本明細書で提供されるように、エネルギー装置は、組織を治療するために(例えば、標的組織内及び/又は標的組織付近で、組織を切断する、血管を焼灼する、及び/又は組織を凝固させるために)標的組織に機械的及び/又は電気エネルギーを送達する。組織の切断、焼灼、及び/又は凝固により、流体及び/又は微粒子が空気中に放出されることになり得る。外科処置中に放出されるそのような流体及び/又は微粒子は、例えば、空気中に浮遊する炭素粒子及び/又は他の粒子を含み得る、煙を構成することがある。換言すれば、流体は、煙及び/又は他の流体物質を含み得る。内視鏡及び切開手術の約90%は、なんらかのレベルの煙を発生させる。煙は、臨床医(単数又は複数)、助手(単数又は複数)、及び/又は患者(単数又は複数)の嗅覚にとって不快であることがあり、手術部位の臨床医(単数又は複数)の視界を遮る場合があり、特定の例では吸入すると健康に悪い場合がある。例えば、電気外科処置中に発生した煙は、アクロレイン、アセトニトリル、アクリロニトリル、アセチレン、アルキルベンゼン、ベンゼン、ブタジエン、ブテン、一酸化炭素、クレオソール、エタン、エチレン、ホルムアルデヒド、フリーラジカル、シアン化水素、イソブテン、メタン、フェノール、多環芳香族炭化水素、プロペン、プロピレン、ピリデン、ピロール、スチレン、トルエン、及びキシレン、並びに死んだ及び生きている細胞物質(血液断片を含む)、及びウイルスを含む、有毒化学物質を含有することがある。外科的煙中に特定されている特定の物質は、既知の発癌性物質として特定されている。電気外科処置中に焼灼された1グラムの組織は、フィルタの付いていないタバコ6本の毒性物質及び発癌性物質と同等であり得ることが推定される。加えて、電気外科処置中に放出された煙への曝露は、医療従事者に眼及び肺の炎症を引き起こすことが報告されている。 As provided herein, energy devices deliver mechanical and/or electrical energy to target tissue to treat the tissue (e.g., to cut tissue, cauterize blood vessels, and/or coagulate tissue within and/or near the target tissue). Cutting, cauterizing, and/or coagulating tissue can result in fluids and/or particulates being released into the air. Such fluids and/or particulates released during a surgical procedure can constitute smoke, which may include, for example, carbon particles and/or other particles suspended in the air. In other words, the fluids can include smoke and/or other fluidic substances. Approximately 90% of endoscopic and open surgical procedures produce some level of smoke. Smoke can be unpleasant to the olfactory senses of the clinician(s), assistant(s), and/or patient(s), can obstruct the clinician(s)'s view of the surgical site, and in certain instances, can be unhealthy if inhaled. For example, smoke generated during electrosurgical procedures can contain toxic chemicals, including acrolein, acetonitrile, acrylonitrile, acetylene, alkylbenzenes, benzene, butadiene, butene, carbon monoxide, creosol, ethane, ethylene, formaldehyde, free radicals, hydrogen cyanide, isobutene, methane, phenols, polycyclic aromatic hydrocarbons, propene, propylene, pyridene, pyrrole, styrene, toluene, and xylene, as well as dead and living cellular material (including blood fragments) and viruses. Certain substances identified in surgical smoke have been identified as known carcinogens. It has been estimated that one gram of tissue cauterized during electrosurgical procedures may be equivalent to the toxic and carcinogenic substances in six unfiltered cigarettes. Additionally, exposure to smoke emitted during electrosurgical procedures has been reported to cause eye and lung irritation in medical personnel.
外科的煙中の物質に関連する毒性及び臭気に加えて、外科的煙中の粒子状物質のサイズは、臨床医(単数又は複数)、助手(単数又は複数)、及び/又は患者(単数又は複数)の呼吸器系に有害であり得る。特定の例では、微粒子は、非常に小さいことがある。特定の例では、非常に小さな粒子状物質の繰り返し吸入は、急性及び慢性の呼吸状態をまねく場合がある。 In addition to the toxicity and odor associated with substances in surgical smoke, the size of particulate matter in surgical smoke can be harmful to the respiratory systems of clinician(s), assistant(s), and/or patient(s). In certain instances, the particulate matter can be very small. In certain instances, repeated inhalation of very small particulate matter can lead to acute and chronic respiratory conditions.
多くの電気外科システムは、外科処置から生じる煙を捕捉し、捕捉された煙をフィルタ及び排気ポートを介して臨床医(単数又は複数)及び/又は患者から離れる方向に向ける、外科用排出システムを用いる。例えば、排出システムは、電気外科的処置中に発生する煙を排出するように構成され得る。読者は、このような排出システムを「排煙システム」と呼ぶことができるが、そのような排出システムは、手術部位から単に煙を排出するだけではなく、それ以外のものも排出するように構成され得ることを理解するであろう。本開示全体をとおして、排出システムによって排出される「煙」は、煙だけに限定されない。むしろ、本明細書に開示される排煙システムは、液体、気体、蒸気(vapor)、煙、蒸気(steam)、又はこれらの組み合わせを含む様々な流体を排出するために使用することができる。流体は、生物起源とすることができ、及び/又は処置中に外部ソースから手術部位に導入することができる。流体としては、例えば、水、生理食塩水、リンパ液、血液、滲出液、及び/又は化膿性排出物を挙げることができる。その上、流体は、排出システムによって排出される微粒子又は他の物質(例えば、細胞物質又は細胞片)を含み得る。例えば、このような微粒子は、流体中に懸濁され得る。 Many electrosurgical systems use a surgical evacuation system to capture smoke resulting from the surgical procedure and direct the captured smoke away from the clinician(s) and/or patient through filters and exhaust ports. For example, an evacuation system may be configured to evacuate smoke generated during an electrosurgical procedure. While such an evacuation system may be referred to as a "smoke evacuation system," the reader will understand that such an evacuation system may be configured to evacuate more than just smoke from a surgical site. Throughout this disclosure, the "smoke" evacuated by the evacuation system is not limited to smoke alone. Rather, the smoke evacuation systems disclosed herein can be used to evacuate a variety of fluids, including liquids, gases, vapors, smoke, steam, or combinations thereof. The fluids may be biological in origin and/or introduced to the surgical site from an external source during the procedure. Fluids may include, for example, water, saline, lymph, blood, exudate, and/or purulent discharge. Additionally, the fluid may contain particulates or other matter (e.g., cellular material or debris) that is expelled by the expulsion system. For example, such particulates may be suspended in the fluid.
排出システムは、多くの場合、ポンプ及びフィルタを含む。ポンプは、フィルタの中へと煙を引き込む吸引を発生させる。例えば、吸引は、手術部位から導管開口部へと排出導管を通して、排出システムの排出器ハウジング内に煙を引き込むように構成することができる。外科用排出システム50000の排出器ハウジング50018を図1に示す。本開示の一態様では、ポンプ及びフィルタは、排出器ハウジング50018内に配置される。排出器ハウジング50018内に引き込まれた煙は、吸引導管50036を介してフィルタに移動し、有害な毒素及び不快な臭いは、フィルタを通って移動する際に煙から濾過される。吸引導管は、例えば、真空導管及び/若しくは排出導管並びに/又は真空管及び/若しくは排出管とも呼ばれることがある。次いで、濾過された空気は、排気として外科用排出システムを出ることができる。特定の例では、本明細書に開示される様々な排出システムはまた、手術部位などの所望の位置に流体を送達するように構成することができる。 Evacuation systems often include a pump and a filter. The pump generates suction, which draws smoke into the filter. For example, the suction can be configured to draw smoke from the surgical site through the exhaust conduit, through the conduit opening, and into the exhaust housing of the evacuation system. The exhaust housing 50018 of the surgical evacuation system 50000 is shown in FIG. 1. In one aspect of the present disclosure, the pump and filter are disposed within the exhaust housing 50018. Smoke drawn into the exhaust housing 50018 travels to the filter via the suction conduit 50036, and harmful toxins and unpleasant odors are filtered from the smoke as it travels through the filter. The suction conduit may also be referred to as, for example, a vacuum conduit and/or an exhaust conduit and/or a vacuum tube and/or an exhaust tube. The filtered air can then exit the surgical evacuation system as exhaust air. In certain examples, the various evacuation systems disclosed herein can also be configured to deliver fluid to a desired location, such as a surgical site.
ここで図2を参照すると、排出器ハウジング50018(図1)からの吸引導管50036は、ハンドピース50032などのハンドピースで終端してもよい。ハンドピース50032は、電極チップ50034と、電極チップ50034付近の及び/又は電極チップ50034に隣接する排出導管開口部とを含む電気外科用器具を備える。排出導管開口部は、外科処置中に放出される流体及び/又は微粒子を捕捉するように構成されている。そのような例では、排出システム50000は、電気外科用器具50032に一体化される。更に図2を参照すると、煙Sは、吸引導管50036内に引き込まれている。 Referring now to FIG. 2, the suction conduit 50036 from the ejector housing 50018 (FIG. 1) may terminate in a handpiece, such as handpiece 50032. The handpiece 50032 comprises an electrosurgical instrument including an electrode tip 50034 and an exhaust conduit opening near and/or adjacent to the electrode tip 50034. The exhaust conduit opening is configured to capture fluids and/or particulates released during a surgical procedure. In such an example, the exhaust system 50000 is integrated into the electrosurgical instrument 50032. Still referring to FIG. 2, smoke S is drawn into the suction conduit 50036.
特定の例では、排出システム50000は、導管開口部を備え、かつシステム内に煙を吸引するように構成された、別個の外科用ツールを含むことができる。更に他の例では、排出導管及び開口部を備えるツールは、図3に示すような電気外科用ツール上にスナップ嵌めすることができる。例えば、吸引導管51036の一部分は、電極チップ51034の周りに(又はそれに隣接して)配置されてもよい。一例では、吸引導管51036は、クリップ又は他の締結具を有する電極チップ51034を備える電気外科用ツールのハンドピース51032に解除可能に固定されてもよい。 In certain examples, the evacuation system 50000 can include a separate surgical tool including a conduit opening and configured to draw smoke into the system. In yet other examples, the tool including the evacuation conduit and opening can be snap-fit onto an electrosurgical tool such as that shown in FIG. 3. For example, a portion of the suction conduit 51036 can be positioned around (or adjacent to) the electrode tip 51034. In one example, the suction conduit 51036 can be releasably secured to the handpiece 51032 of an electrosurgical tool including the electrode tip 51034 with a clip or other fastener.
排出器ハウジング50518の様々な内部構成要素を図4に示す。様々な例では、図4の内部構成要素はまた、図1の排出器ハウジング50018に組み込むことができる。主に図4を参照すると、排出システム50500は、排出器ハウジング50518と、フィルタ50502と、排気機構50520と、ポンプ50506と、を含む。排出システム50500は、入口ポート50522及び出口ポート50524を有する排出器ハウジング50518を通る流路50504を画定する。フィルタ50502、排気機構50520、及びポンプ50506は、入口ポート50522と出口ポート50524との間の排出器ハウジング50518を通って流路50504と一列に連続して配置される。入口ポート50522は、例えば、図1の吸引導管50036などの吸引導管に流体連結することができ、吸引導管は、手術部位に配置可能な遠位導管開口部を備えることができる。 Various internal components of the ejector housing 50518 are shown in FIG. 4. In various examples, the internal components of FIG. 4 can also be incorporated into the ejector housing 50018 of FIG. 1. Referring primarily to FIG. 4, the ejection system 50500 includes an ejector housing 50518, a filter 50502, an exhaust mechanism 50520, and a pump 50506. The ejection system 50500 defines a flow path 50504 through the ejector housing 50518 having an inlet port 50522 and an outlet port 50524. The filter 50502, the exhaust mechanism 50520, and the pump 50506 are arranged in series with the flow path 50504 through the ejector housing 50518 between the inlet port 50522 and the outlet port 50524. The inlet port 50522 can be fluidly connected to a suction conduit, such as, for example, the suction conduit 50036 of FIG. 1, which can include a distal conduit opening positionable at the surgical site.
ポンプ50506は、機械的動作によって流路50504内に圧力差を生成するように構成されている。圧力差は、手術部位から入口ポート50522内へ、かつ流路50504に沿って煙50508を引き込むように構成されている。煙50508がフィルタ50502を通って移動した後、煙50508は、濾過された煙又は空気50510であると考えることができ、これは、流路50504を通って進み続け、出口ポート50524を通って排出される。流路50504は、第1のゾーン50514と、第2のゾーン50516と、を含む。第1のゾーン50514は、ポンプ50506から上流にある。第2のゾーン50516は、ポンプ50506から下流にある。ポンプ50506は、第2のゾーン50516内の流体が第1のゾーン50514内の流体よりも高い圧力を有するように、流路50504内の流体を加圧するように構成されている。モータ50512がポンプ50506を駆動する。様々な好適なモータについては、本明細書で更に説明する。排気機構50520は、出口ポート50524で排出システム50500を出る濾過された煙50510の速度、方向、及び/又は他の特性を制御することができる機構である。 The pump 50506 is configured to create a pressure differential within the flow path 50504 through mechanical action. The pressure differential is configured to draw smoke 50508 from the surgical site into the inlet port 50522 and along the flow path 50504. After the smoke 50508 travels through the filter 50502, the smoke 50508 can be considered filtered smoke or air 50510, which continues through the flow path 50504 and is discharged through the outlet port 50524. The flow path 50504 includes a first zone 50514 and a second zone 50516. The first zone 50514 is upstream from the pump 50506. The second zone 50516 is downstream from the pump 50506. The pump 50506 is configured to pressurize the fluid in the flow path 50504 so that the fluid in the second zone 50516 has a higher pressure than the fluid in the first zone 50514. A motor 50512 drives the pump 50506. Various suitable motors are described further herein. The exhaust mechanism 50520 is a mechanism that can control the velocity, direction, and/or other characteristics of the filtered smoke 50510 exiting the exhaust system 50500 at the outlet port 50524.
排出システム50500を通る流路50504は、流路50504を通って移動する流体を実質的に収容し、かつ/又は流路50504の外側の流体から分離する、管又は他の導管から構成することができる。例えば、流路50504の第1のゾーン50514は、流路50504がフィルタ50502とポンプ50506との間に延びる管を含んでもよい。流路50504の第2のゾーン50516も、流路50504がポンプ50506と排気機構50520との間に延びる管を含んでもよい。流路50504はまた、流路50504が入口ポート50522から出口ポート50524まで連続的に延びるように、フィルタ50502、ポンプ50506、及び排気機構50520を通って延びる。 The flow path 50504 through the exhaust system 50500 can be comprised of tubing or other conduits that substantially contain and/or separate the fluid traveling through the flow path 50504 from fluid outside the flow path 50504. For example, the first zone 50514 of the flow path 50504 may include tubing through which the flow path 50504 extends between the filter 50502 and the pump 50506. The second zone 50516 of the flow path 50504 may also include tubing through which the flow path 50504 extends between the pump 50506 and the exhaust mechanism 50520. The flow path 50504 also extends through the filter 50502, the pump 50506, and the exhaust mechanism 50520 such that the flow path 50504 extends continuously from the inlet port 50522 to the outlet port 50524.
動作中、煙50508は、入口ポート50522でフィルタ50502内に流入することができ、煙50508がフィルタ50502内に引き込まれるように、ポンプ50506によって流路50504を通ってポンプ圧送することができる。次いで、濾過された煙50510は、排気機構50520を通って、排出システム50500の出口ポート50524から外へポンプ圧送することができる。出口ポート50524で排出システム50500を出る濾過された煙50510は、排気であり、排出システム50500を通過した濾過されたガスからなることができる。 In operation, smoke 50508 may enter the filter 50502 at the inlet port 50522 and may be pumped by the pump 50506 through the flow path 50504 such that the smoke 50508 is drawn into the filter 50502. The filtered smoke 50510 may then be pumped through the exhaust mechanism 50520 and out the outlet port 50524 of the exhaust system 50500. The filtered smoke 50510 exiting the exhaust system 50500 at the outlet port 50524 is exhaust and may consist of filtered gases that have passed through the exhaust system 50500.
様々な例では、本明細書に開示される排出システム(例えば、排出システム50000及び排出システム50500)は、例えば、システム100(図39)又はシステム200(図47)などの、コンピュータ実装インタラクティブ外科システムに組み込むことができる。本開示の一態様では、例えば、コンピュータ実装外科システム100は、少なくとも1つのハブ106と、クラウド104とを含むことができる。主に図41を参照すると、ハブ106は、排煙モジュール126を含む。排煙モジュール126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によって制御することができる。コンピュータ実装外科システム100及び200、並びにそのための状況認識については、本明細書で更に説明する。 In various examples, the evacuation systems disclosed herein (e.g., evacuation system 50000 and evacuation system 50500) can be incorporated into a computer-implemented interactive surgical system, such as, for example, system 100 (FIG. 39) or system 200 (FIG. 47). In one aspect of the present disclosure, for example, computer-implemented surgical system 100 can include at least one hub 106 and cloud 104. Referring primarily to FIG. 41, hub 106 includes a smoke evacuation module 126. Operation of smoke evacuation module 126 can be controlled by hub 106 based on its situational awareness and/or feedback from its components and/or based on information from cloud 104. Computer-implemented surgical systems 100 and 200, and situational awareness therefor, are further described herein.
状況認識は、データベース及び/又は器具から受信したデータから外科処置に関連する情報を判定又は推測するための、外科システムのいくつかの態様の能力を包含する。情報は、実行されている処置の種類、手術されている組織の種類、又は処置の対象である体腔を含むことができる。外科処置に関連するコンテキスト情報により、外科システムは、例えば、それに接続され、かつ外科処置の過程でコンテキスト化した情報又は提案を臨床医に提供するモジュール式装置(例えば、排煙システム)を制御する方法を改善することができる。状況認識については、本明細書、及び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日出願の米国仮特許出願第62/611,341号に更に記載されている。 Contextual awareness encompasses the ability of some aspects of a surgical system to determine or infer information relevant to a surgical procedure from data received from a database and/or instrument. Information may include the type of procedure being performed, the type of tissue being operated on, or the body cavity being treated. Contextual information relevant to a surgical procedure may enable a surgical system to, for example, improve how it controls modular devices (e.g., smoke evacuation systems) connected to it that provide contextualized information or suggestions to a clinician during the course of a surgical procedure. Contextual awareness is further described herein and in U.S. Provisional Patent Application No. 62/611,341, filed December 28, 2017, entitled "INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM," which is incorporated herein by reference in its entirety.
様々な例では、本明細書に開示される外科システム及び/又は排出システムは、プロセッサを含むことができる。プロセッサは、例えば、感知及び/若しくは集約されたデータ並びに/又は1つ以上のユーザ入力に基づいて、外科システム及び/又は排出システムの1つ以上の動作パラメータを制御するようにプログラムすることができる。図5は、プロセッサ50308を含む電気外科システム50300の概略図である。電気外科システム50300は、120V又は240Vのいずれかの交流を提供するAC電源50302によって電力供給される。AC電源50302によって供給される電圧は、120V又は240Vの交流を360Vの直流に変換するAC/DC変換器50304に向けられる。次いで、360Vの直流は、電力変換器50306(例えば、バックコンバータ)に向けられる。電力変換器50306は、逓降DC/DC変換器である。電力変換器50306は、入力360Vを0~150Vの範囲内の所望のレベルまで逓減させるように適合されている。 In various examples, the surgical system and/or evacuation system disclosed herein can include a processor. The processor can be programmed to control one or more operating parameters of the surgical system and/or evacuation system, for example, based on sensed and/or aggregated data and/or one or more user inputs. FIG. 5 is a schematic diagram of an electrosurgical system 50300 including a processor 50308. The electrosurgical system 50300 is powered by an AC power source 50302 that provides either 120V or 240V AC. The voltage provided by the AC power source 50302 is directed to an AC-to-DC converter 50304, which converts the 120V or 240V AC to 360V DC. The 360V DC is then directed to a power converter 50306 (e.g., a buck converter). The power converter 50306 is a step-down DC-to-DC converter. The power converter 50306 is adapted to step down the input 360V to a desired level within the range of 0 to 150V.
プロセッサ50308は、電気外科システム50300の様々な様相、機能、及びパラメータを調整するようにプログラムすることができる。例えば、プロセッサ50308は、例えば、図2の電極チップ50034及び/又は図3の電極チップ51034と多くの点で類似し得る電極チップ50334における所望の出力電力レベルを判定し、所望の出力電力を提供するように、電圧を指定されたレベルまで逓減するように電力変換器50306に指示することができる。プロセッサ50308は、電気外科システム50300及び/又はそのサブシステムを動作させる機械実行可能命令を記憶するように構成されたメモリ50310に連結される。 The processor 50308 can be programmed to adjust various aspects, functions, and parameters of the electrosurgical system 50300. For example, the processor 50308 can determine a desired output power level at the electrode tip 50334, which may be similar in many respects to the electrode tip 50034 of FIG. 2 and/or the electrode tip 51034 of FIG. 3, and instruct the power converter 50306 to step down the voltage to a specified level to provide the desired output power. The processor 50308 is coupled to a memory 50310 configured to store machine-executable instructions for operating the electrosurgical system 50300 and/or its subsystems.
プロセッサ50308と電力変換器50306との間には、デジタル-アナログ変換器(digital-to-analog converter、「DAC」)50312が接続されている。DAC50312は、プロセッサ50308によって生成されたデジタルコードをアナログ信号(電流、電圧、又は電荷)に変換するように適合されており、このアナログ信号は、電力変換器50306によって実行される電圧逓減を統制する。電力変換器50306が360Vをプロセッサ50308が判定したレベルまで逓減すると、所望の出力電力レベルを提供することになり、逓減した電圧は、患者の組織の電気外科処置を達成するために電極チップ50334に向けられ、次いで、戻り電極又は接地電極50335に向けられる。電圧センサ50314及び電流センサ50316は、電気外科用回路内に存在する電圧及び電流を検出し、検出されたパラメータをプロセッサ50308に通信するように適合されており、それにより、プロセッサ50308は、出力電力レベルを調整するかどうかを判定することができる。本明細書で言及したように、典型的な波形発生器は、電気外科処置全体にわたって選択された設定を維持するように適合されている。他の例では、発生器の動作パラメータは、本明細書に更に記載されるように、例えば、外科用ハブ、クラウド、及び/又は状況認識モジュールからの入力などの、プロセッサ5308への1つ以上の入力に基づいて、外科処置中に最適化することができる。 A digital-to-analog converter ("DAC") 50312 is connected between the processor 50308 and the power converter 50306. The DAC 50312 is adapted to convert the digital code generated by the processor 50308 into an analog signal (current, voltage, or charge) that governs the voltage step-down performed by the power converter 50306. When the power converter 50306 steps down the 360V to a level determined by the processor 50308, it provides the desired output power level, and the stepped-down voltage is directed to the electrode tip 50334 and then to the return or ground electrode 50335 to achieve electrosurgical treatment of the patient's tissue. The voltage sensor 50314 and current sensor 50316 are adapted to detect the voltage and current present in the electrosurgical circuit and communicate the detected parameters to the processor 50308, which can then determine whether to adjust the output power level. As noted herein, typical waveform generators are adapted to maintain selected settings throughout an electrosurgical procedure. In other examples, the generator's operating parameters can be optimized during a surgical procedure based on one or more inputs to the processor 50308, such as inputs from a surgical hub, a cloud, and/or a situational awareness module, as further described herein.
プロセッサ50308は、ネットワークを介して通信するために通信装置50318に連結される。通信装置は、物理的ワイヤを介して又は無線で通信するように構成された送受信機50320を含む。通信装置50318は、1つ以上の追加の送受信機を更に含んでもよい。送受信機には、セルラモデム、無線メッシュネットワーク送受信機、Wi-Fi(登録商標)送受信機、低電力ワイドエリア(LPWA)送受信機、及び/又は近距離通信送受信機(NFC)を含むことができるが、これらに限定されない。通信装置50318は、携帯電話、センサシステム(例えば、環境、位置、動きなど)及び/又はセンサネットワーク(有線及び/又は無線)、コンピューティングシステム(例えば、サーバ、ワークステーションコンピュータ、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(例えば、iPad(登録商標)及びGalaxyTab(登録商標)など)、超携帯型コンピュータ、超モバイルコンピュータ、ネットブックコンピュータ、及び/又はサブノートコンピュータなどを含むことができるか、又はこれらと通信するように構成することができる。本開示の少なくとも1つの態様では、デバイスのうちの1つはコーディネータノードであってもよい。 The processor 50308 is coupled to a communication device 50318 for communicating over a network. The communication device includes a transceiver 50320 configured to communicate via a physical wire or wirelessly. The communication device 50318 may further include one or more additional transceivers. The transceivers may include, but are not limited to, a cellular modem, a wireless mesh network transceiver, a Wi-Fi (registered trademark) transceiver, a low-power wide-area (LPWA) transceiver, and/or a near-field communication (NFC) transceiver. The communications device 50318 may include or be configured to communicate with a mobile phone, a sensor system (e.g., environmental, location, motion, etc.) and/or a sensor network (wired and/or wireless), a computing system (e.g., a server, a workstation computer, a desktop computer, a laptop computer, a tablet computer (e.g., iPad® and Galaxy Tab®, etc.), an ultraportable computer, an ultramobile computer, a netbook computer, and/or a subnotebook computer, etc. In at least one aspect of the present disclosure, one of the devices may be a coordinator node.
送受信機50320は、プロセッサ50308から対応するUARTを介してシリアル送信データを受信し、シリアル送信データをRF搬送波上に変調し、送信RF信号を生成し、送信RF信号を対応するアンテナを介して送信するように構成することができる。送受信機(単数又は複数)は、対応するアンテナを介してシリアル受信データで変調されたRF搬送波を含む受信RF信号を受信し、シリアル受信データを抽出するために受信RF信号を復調し、プロセッサに提供するためにシリアル受信データを対応するUARTに提供するように更に構成されている。各RF信号は、関連する搬送波周波数及び関連するチャネル帯域幅を有する。チャネル帯域幅は、搬送波周波数、送信データ、及び/又は受信データに関連付けられている。各RF搬送波周波数及びチャネル帯域幅は、送受信機(単数又は複数)50320の動作周波数範囲(単数又は複数)に関連する。各チャネル帯域幅は、送受信機(単数又は複数)50320が準拠し得る無線通信規格及び/又はプロトコルに更に関連する。換言すれば、各送受信機50320は、選択された無線通信規格及び/又はプロトコル、例えば、Wi-Fi(登録商標)用のIEEE802.11a/b/g/n及び/又はZigbeeルーティングを使用した無線メッシュネットワーク用のIEEE802.15.4の実装に対応することができる。 The transceiver 50320 may be configured to receive serial transmit data from the processor 50308 via a corresponding UART, modulate the serial transmit data onto an RF carrier, generate a transmit RF signal, and transmit the transmit RF signal via a corresponding antenna. The transceiver(s) are further configured to receive a receive RF signal including an RF carrier modulated with serial receive data via a corresponding antenna, demodulate the receive RF signal to extract the serial receive data, and provide the serial receive data to a corresponding UART for provision to the processor. Each RF signal has an associated carrier frequency and an associated channel bandwidth. The channel bandwidth is associated with the carrier frequency, the transmit data, and/or the receive data. Each RF carrier frequency and channel bandwidth is associated with the operating frequency range(s) of the transceiver(s) 50320. Each channel bandwidth is further associated with a wireless communication standard and/or protocol to which the transceiver(s) 50320 may conform. In other words, each transceiver 50320 may support a selected wireless communication standard and/or protocol, for example, an implementation of IEEE 802.11a/b/g/n for Wi-Fi (registered trademark) and/or IEEE 802.15.4 for wireless mesh networking using Zigbee routing.
プロセッサ50308は、排煙器50326に連結された感知及びインテリジェント制御装置50324に連結される。排煙器50326は、1つ以上のセンサ50327を含むことができ、また、ポンプと、モータドライバ50328によって制御されるポンプモータとを含むことができる。モータドライバ50328は、プロセッサ50308、及び排煙器50326内のポンプモータに通信可能に連結される。感知及びインテリジェント制御装置50324は、排煙器50326と他の装置との間の通信を容易にして、それらの制御プログラムを適合させる、センサアルゴリズム50321及び通信アルゴリズム50322を含む。感知及びインテリジェント制御装置50324は、本明細書に更に記載されるように、例えば、排出導管50336を介して抽出された流体、微粒子、及びガスを評価して、煙抽出効率を改善する及び/又は装置の煙出力を低減するように構成されている。特定の例では、感知及びインテリジェント制御装置50324は、排煙器50326内の1つ以上のセンサ50327、1つ以上の内部センサ50330、及び/又は電気外科システム50300の1つ以上の外部センサ50332に通信可能に連結される。 The processor 50308 is coupled to a sensing and intelligent control device 50324 that is coupled to the smoke evacuator 50326. The smoke evacuator 50326 can include one or more sensors 50327 and can also include a pump and pump motor controlled by a motor driver 50328. The motor driver 50328 is communicatively coupled to the processor 50308 and the pump motor within the smoke evacuator 50326. The sensing and intelligent control device 50324 includes sensor algorithms 50321 and communication algorithms 50322 that facilitate communication between the smoke evacuator 50326 and other devices and adapt their control programs. The sensing and intelligent control device 50324 is configured to, for example, evaluate fluids, particulates, and gases extracted via the exhaust conduit 50336 to improve smoke extraction efficiency and/or reduce the smoke output of the device, as further described herein. In certain examples, the sensing and intelligent control device 50324 is communicatively coupled to one or more sensors 50327 within the smoke evacuator 50326, one or more internal sensors 50330, and/or one or more external sensors 50332 of the electrosurgical system 50300.
特定の例では、プロセッサは、外科用排出システムの排出器ハウジング内に位置することができる。例えば、図6を参照すると、プロセッサ50408及びそのためのメモリ50410は、外科用排出システム50400の排出器ハウジング50440内に配置される。プロセッサ50408は、モータドライバ50428、様々な内部センサ50430、ディスプレイ50442、メモリ50410、及び通信装置50418と信号通信する。通信装置50418は、図5に関して上述した通信装置50318と多くの点で類似している。通信装置50418は、外科用排出システム50400内のプロセッサ50408が外科用システム内の他のデバイスと通信することを可能にすることができる。例えば、通信装置50418は、1つ以上の外部センサ50432、1つ以上の外科用デバイス50444、1つ以上のハブ50448、1つ以上のクラウド50446、並びに/又は1つ以上の追加の外科用システム及び/若しくはツールへの有線及び/又は無線通信を可能にすることができる。特定の例では、図6の外科用排出システム50400は、図5の電気外科システム50300に組み込むことができることを、読者は容易に理解するであろう。外科用排出システム50400はまた、そのポンプモータ50451を含むポンプ50450、排出導管50436、及び排気口50452も含む。様々なポンプ、排気導管、及び排気口が、本明細書に更に記載される。外科用排出システム50400はまた、例えば、感知及びインテリジェント制御装置50324と多くの点で類似し得る、感知及びインテリジェント制御装置を含むことができる。例えば、そのような感知及びインテリジェント制御装置は、プロセッサ50408、並びに/又はセンサ50430及び/若しくは外部センサ50432のうちの1つ以上と信号通信することができる。 In certain examples, the processor may be located within the ejector housing of the surgical evacuation system. For example, with reference to FIG. 6, the processor 50408 and memory 50410 therefor are disposed within the ejector housing 50440 of the surgical evacuation system 50400. The processor 50408 is in signal communication with the motor driver 50428, various internal sensors 50430, the display 50442, the memory 50410, and the communication device 50418. The communication device 50418 is similar in many respects to the communication device 50318 described above with respect to FIG. 5. The communication device 50418 may enable the processor 50408 in the surgical evacuation system 50400 to communicate with other devices within the surgical system. For example, the communication device 50418 can enable wired and/or wireless communication to one or more external sensors 50432, one or more surgical devices 50444, one or more hubs 50448, one or more clouds 50446, and/or one or more additional surgical systems and/or tools. The reader will readily appreciate that, in certain examples, the surgical drainage system 50400 of FIG. 6 can be incorporated into the electrosurgical system 50300 of FIG. 5. The surgical drainage system 50400 also includes a pump 50450 including its pump motor 50451, an exhaust conduit 50436, and an exhaust port 50452. The various pumps, exhaust conduits, and exhaust ports are further described herein. The surgical drainage system 50400 can also include a sensing and intelligent controller, which can be similar in many respects to the sensing and intelligent controller 50324, for example. For example, such sensing and intelligent control devices may be in signal communication with the processor 50408 and/or one or more of the sensors 50430 and/or external sensors 50432.
電気外科システム50300(図5)及び/又は外科用排出システム50400(図6)は、外科システムの1つ以上のパラメータを監視するようにプログラムすることができ、プロセッサ50308及び/又は50408と信号通信するメモリに記憶された1つ以上のアルゴリズムに基づいて、手術機能に影響を及ぼすことができる。本明細書に開示される様々な例示的な態様は、例えば、そのようなアルゴリズムによって実装することができる。 The electrosurgical system 50300 (FIG. 5) and/or the surgical drainage system 50400 (FIG. 6) can be programmed to monitor one or more parameters of the surgical system and affect surgical functions based on one or more algorithms stored in memory in signal communication with the processor 50308 and/or 50408. Various exemplary aspects disclosed herein can be implemented, for example, by such algorithms.
本開示の一態様では、プロセッサ50308及び50408並びにそれらと通信する対応するセンサシステム(図5及び図6)などのプロセッサ及びセンサシステムは、例えば、排煙システム、並びに/又は電気外科システム、エネルギー装置、及び/若しくは発生器などの排煙システムと連携して使用される外部装置及び/若しくはシステムのパラメータを調整するために、真空源を通る空気流を感知するように構成されている。本開示の一態様では、センサシステムは、外科用排出システムの空気流経路に沿って配置された複数のセンサを含むことができる。センサは、センサの間にあるシステムの状態又は状況を検出するために、排出システム内の圧力差を測定することができる。例えば、2つのセンサ間のシステムは、フィルタであってもよく、圧力差を使用して、システムを通る流量を維持するために、フィルタを通る流れが低減された際にポンプモータの速度を増加させることができる。別の実施例として、システムは、排出システムの流体トラップであってもよく、排出システムを通る空気流経路を判定するために圧力差を使用することができる。更に別の実施例では、システムは、排出システムの入口及び出口(又は排気口)であってもよく、圧力差を使用して、最大吸引負荷を閾値未満に維持するために、排出システム内の最大吸引負荷を判定することができる。 In one aspect of the present disclosure, a processor and sensor system, such as processors 50308 and 50408 and corresponding sensor systems in communication therewith (FIGS. 5 and 6), are configured to sense airflow through a vacuum source to adjust parameters of the smoke evacuation system and/or external devices and/or systems used in conjunction with the smoke evacuation system, such as electrosurgical systems, energy devices, and/or generators. In one aspect of the present disclosure, the sensor system can include multiple sensors positioned along the airflow path of the surgical evacuation system. The sensors can measure a pressure difference within the evacuation system to detect a state or condition of the system between the sensors. For example, the system between two sensors can be a filter, and the pressure difference can be used to increase the speed of a pump motor when flow through the filter is reduced in order to maintain flow through the system. As another example, the system can be a fluid trap in the evacuation system, and the pressure difference can be used to determine the airflow path through the evacuation system. In yet another example, the system can be an inlet and outlet (or exhaust) of the evacuation system, and the pressure difference can be used to determine a maximum suction load within the evacuation system in order to maintain the maximum suction load below a threshold.
本開示の一態様では、プロセッサ50308及び50408並びにそれらと通信する対応するセンサシステム(図5及び図6)などのプロセッサ及びセンサシステムは、手術部位から抽出された流体中のエアロゾル又は炭化微粒子、すなわち煙の比率を検出するように構成されている。例えば、感知システムは、排出システムを通る空気流経路を選択するために使用される、粒子のサイズ及び/又は組成を検出するセンサを含んでもよい。そのような例では、排出システムは、異なる特性を有することができる、第1の濾過経路又は第1の濾過状態、及び第2の濾過経路又は第2の濾過状態を含むことができる。一例では、第1の経路は、微粒子フィルタのみを含み、第2の経路は、流体フィルタ及び微粒子フィルタの両方を含む。特定の例では、第1の経路は、微粒子フィルタを含み、第2の経路は、直列に配置された微粒子フィルタ及びより細かい微粒子フィルタを含む。追加及び/又は代替の濾過経路もまた想定される。 In one aspect of the present disclosure, processors and sensor systems, such as processors 50308 and 50408 and corresponding sensor systems in communication therewith (FIGS. 5 and 6), are configured to detect the proportion of aerosols or carbonized particulates, i.e., smoke, in fluid extracted from a surgical site. For example, the sensing system may include sensors that detect particle size and/or composition, which are used to select an airflow path through the exhaust system. In such an example, the exhaust system may include a first filtration path or first filtration state and a second filtration path or second filtration state, which may have different characteristics. In one example, the first path includes only a particulate filter, and the second path includes both a fluid filter and a particulate filter. In a specific example, the first path includes a particulate filter, and the second path includes a particulate filter and a finer particulate filter arranged in series. Additional and/or alternative filtration paths are also contemplated.
本開示の一態様では、プロセッサ50308及び50408並びにそれらと通信する対応するセンサシステム(図5及び図6)などのプロセッサ及びセンサシステムは、患者の腹部空洞内から排出された粒子に対して化学分析を行うように構成されている。例えば、感知及びインテリジェント制御装置50324は、超音波ブレードを誘導してより少ない煙を発生させるために、超音波発生器の電力レベルを調整するために、粒子数及び種類を感知してもよい。別の実施例では、センサシステムは、排出された流体の粒子数、温度、流体含有量、及び/又は汚染の割合を検出するためのセンサを含んでもよく、発生器の出力を調整するために、検出された特性(単数又は複数)を発生器に通信することができる。例えば、排煙器50326及び/又はそのための感知及びインテリジェント制御装置50324は、排出流量及び/又はポンプのモータ速度を既定の微粒子レベルに調整するように構成されていてもよく、エンドエフェクタによって発生する煙を低減するように発生器の出力電力又は波形に動作可能に影響を及ぼしてもよい。 In one aspect of the present disclosure, processors and sensor systems, such as processors 50308 and 50408 and corresponding sensor systems in communication therewith (FIGS. 5 and 6), are configured to perform chemical analysis on particles expelled from within the patient's abdominal cavity. For example, the sensing and intelligent controller 50324 may sense particle count and type to adjust the power level of the ultrasonic generator to guide the ultrasonic blade and generate less smoke. In another example, the sensor system may include sensors to detect particle count, temperature, fluid content, and/or contamination rate of the expelled fluid and communicate the detected characteristic(s) to the generator to adjust the generator's output. For example, the smoke evacuator 50326 and/or the sensing and intelligent controller 50324 therefor may be configured to adjust the exhaust flow rate and/or pump motor speed to a predetermined particulate level and may operatively affect the generator's output power or waveform to reduce smoke generated by the end effector.
本開示の一態様では、プロセッサ50308及び50408並びにそれらの対応するセンサシステム(図5及び図6)などのプロセッサ及びセンサシステムは、周囲空気及び/又は排出器ハウジングからの排気中の1つ以上の特性を評価することによって、手術室における粒子数及び汚染を評価するように構成されている。粒子数及び/又は空気品質は、例えば、情報を臨床医に通信するために、及び/又は排煙システム及びそのフィルタ(単数又は複数)の有効性を確立するために、排出器ハウジング上などの排煙システム上に表示されてもよい。 In one aspect of the present disclosure, processors and sensor systems, such as processors 50308 and 50408 and their corresponding sensor systems (FIGS. 5 and 6), are configured to assess particle counts and contamination in an operating room by evaluating one or more characteristics of the ambient air and/or the exhaust air from the eductor housing. The particle count and/or air quality may be displayed on the smoke evacuation system, such as on the eductor housing, to communicate the information to a clinician and/or to establish the effectiveness of the smoke evacuation system and its filter(s), for example.
本開示の一態様では、例えば、プロセッサ50308又はプロセッサ50408(図5及び図6)などのプロセッサは、相関を判定する及び/又はポンプの毎分回転数(revolutions-per-minute、RPM)の速度を調整するために、内視鏡から得られたサンプル速度画像を感知システム(例えば、感知及びインテリジェント制御装置50324)からの排出器の粒子数と比較するように構成されている。一例では、発生器の起動は、排煙器に通信されてもよく、それにより、予想される必要な排煙速度を実施することができる。発生器の起動は、例えば、外科用ハブ、クラウド通信システム、及び/又は直接接続を介して、外科用排出システムに通信されてもよい。 In one aspect of the present disclosure, a processor, such as processor 50308 or processor 50408 (FIGS. 5 and 6), is configured to compare sample velocity images obtained from the endoscope with evacuation particle counts from a sensing system (e.g., sensing and intelligent control device 50324) to determine correlation and/or adjust the pump revolutions-per-minute (RPM) rate. In one example, activation of the generator may be communicated to the smoke evacuation system, thereby implementing the anticipated required smoke evacuation rate. Activation of the generator may be communicated to the surgical evacuation system, for example, via a surgical hub, a cloud communication system, and/or a direct connection.
本開示の一態様では、排煙システム(例えば、図5及び図6を参照)のセンサシステム及びアルゴリズムは、排煙器を制御するように構成することができ、所与の時間における手術野の必要性に基づいて、排煙器の濾過効率を調整するために、そのモータパラメータを適合させることができる。一例では、排煙器の入口に入る及び/又は排煙器の出口若しくは排気口から出る感知された微粒子に基づいてモータポンプ速度を自動的に変更するための、適応空気流ポンプ速度アルゴリズムが提供される。例えば、感知及びインテリジェント制御装置50324(図5)は、例えば、ユーザ選択可能速度及び自動モード速度を含むことができる。自動モード速度では、排出システムを通る空気流は、排出システムに入る煙及び/又は排煙システムから出る濾過された粒子の欠如に基づいて、スケール変更可能であってもよい。特定の例では、自動モード速度は、腹腔鏡モードの自動感知及び補償を提供することができる。 In one aspect of the present disclosure, the sensor system and algorithms of the smoke evacuation system (see, e.g., FIGS. 5 and 6) can be configured to control the smoke evacuator and adapt its motor parameters to adjust the filtration efficiency of the smoke evacuator based on the needs of the surgical field at a given time. In one example, an adaptive airflow pump speed algorithm is provided to automatically change the motor pump speed based on sensed particulates entering the smoke evacuator inlet and/or exiting the smoke evacuator outlet or exhaust port. For example, the sensing and intelligent control device 50324 (FIG. 5) can include, for example, a user-selectable speed and an automatic mode speed. In the automatic mode speed, the airflow through the evacuation system may be scalable based on the lack of smoke entering the evacuation system and/or filtered particles exiting the smoke evacuation system. In certain examples, the automatic mode speed can provide automatic sensing and compensation for laparoscopic mode.
本開示の一態様では、排出システムは、外科用ハブ及びクラウドとの双方向性を改善するために、データ収集及び通信機能を提供する電気及び通信アーキテクチャ(例えば、図5及び図6を参照)を含むことができる。一実施例では、外科用排出システム、並びに/又は、例えば、プロセッサ50308(図5)及びプロセッサ50408(図6)などのそのプロセッサは、システムのエラー、短絡、及び/又は安全チェックを確認するために段階的方法で通電されるセグメント化された制御回路を含むことができる。セグメント化された制御回路はまた、通電された部分と、通電された部分が第1の機能を実行するまで通電されない部分とを有するように構成することができる。セグメント化された制御回路は、ステータス更新を識別して、取り付けられた構成要素のユーザに表示するための回路素子を含むことができる。セグメント化された制御回路はまた、モータがユーザによって起動される第1の状態、及びモータがユーザによって起動されていないが、ポンプをより静かに、かつより遅い速度で動作させる第2の状態でモータを動作させるための回路素子を含む。セグメント化された制御回路は、例えば、排煙器を段階的に通電することを可能にすることができる。 In one aspect of the present disclosure, the evacuation system can include an electrical and communication architecture (see, e.g., FIGS. 5 and 6) that provides data collection and communication capabilities to improve interactivity with the surgical hub and cloud. In one example, the surgical evacuation system and/or its processors, such as, for example, processor 50308 (FIG. 5) and processor 50408 (FIG. 6), can include a segmented control circuit that is energized in a staged manner to check for system errors, shorts, and/or safety checks. The segmented control circuit can also be configured to have energized portions and portions that are not energized until the energized portions perform a first function. The segmented control circuit can include circuit elements for identifying and displaying status updates to a user of the attached component. The segmented control circuit also includes circuit elements for operating the motor in a first state in which the motor is activated by the user, and a second state in which the motor is not activated by the user but operates the pump quieter and at a slower speed. The segmented control circuit can, for example, allow for staged energization of a smoke evacuator.
排出システムの電気及び通信アーキテクチャ(例えば、図5及び図6を参照)はまた、相互作用並びにクラウドとのデータの通信のために、外科用ハブ内の他の構成要素との排煙器の相互接続性を提供することができる。外科用排出システムパラメータの外科用ハブ及び/又はクラウドへの通信は、他の取り付けられた装置の出力又は動作に影響を及ぼすために提供することができる。パラメータは、動作可能であってもよく、又は感知されてもよい。動作パラメータとしては、空気流、圧力差、及び空気品質が挙げられる。感知されるパラメータとしては、微粒子濃度、エアロゾルの割合、及び化学分析が挙げられる。 The electrical and communication architecture of the evacuation system (see, e.g., Figures 5 and 6) can also provide interconnectivity of the smoke evacuation system with other components in the surgical hub for interaction and communication of data with the cloud. Communication of surgical evacuation system parameters to the surgical hub and/or the cloud can be provided to affect the output or operation of other attached devices. Parameters may be operational or sensed. Operational parameters include airflow, pressure differential, and air quality. Sensed parameters include particulate concentration, aerosol fraction, and chemical analysis.
本開示の一態様では、例えば、外科用排出システム50400などの排出システムはまた、筐体と、交換可能な構成要素と、制御部と、ディスプレイとを含むことができる。そのような交換可能な構成要素間でセキュリティ識別(identification、ID)を通信するための回路素子が提供される。例えば、フィルタと排煙電子機器との間の通信は、構成要素の信頼性、残りの寿命を検証するために、構成要素内のパラメータを更新するために、エラーを記録するために、並びに/又はシステムによって識別することができる構成要素の数及び/若しくは種類を制限するために、提供することができる。様々な例では、通信回路は、構成パラメータを有効化及び/又は無効化するための特徴を認証することができる。通信回路は、構成要素と排煙電子機器との間のセキュリティ及び独自の関係を管理するために、暗号化及び/又はエラー処理スキームを採用することができる。使い捨て式/再使用可能な構成要素は、特定の例に含まれる。 In one aspect of the present disclosure, an evacuation system, such as the surgical evacuation system 50400, can also include a housing, replaceable components, a control, and a display. Circuitry is provided for communicating security identification (ID) between such replaceable components. For example, communication between the filter and the smoke evacuation electronics can be provided to verify component reliability, remaining life, update parameters within the components, log errors, and/or limit the number and/or type of components that can be identified by the system. In various examples, the communication circuitry can authenticate features for enabling and/or disabling configuration parameters. The communication circuitry can employ encryption and/or error handling schemes to manage security and unique relationships between components and the smoke evacuation electronics. Disposable/reusable components are included in specific examples.
本開示の一態様では、排出システムは、流体管理並びに抽出フィルタ及び空気流構成を提供することができる。例えば、流体捕捉機構を含む外科用排出システムが提供され、流体捕捉機構は、抽出又は空気流制御機構の第1及び第2の組を有し、これらは、互いに直列であり、大きい流体液滴及び小さい流体液滴それぞれを抽出する。特定の例では、空気流経路は、主流体管理チャンバの排気ポートの下流から一次リサーバに戻る再循環チャネル又は二次流体チャネルを含むことができる。 In one aspect of the present disclosure, an evacuation system can provide fluid management and extraction filters and airflow configurations. For example, a surgical evacuation system is provided that includes a fluid capture mechanism having first and second sets of extraction or airflow control mechanisms in series with each other to extract large and small fluid droplets, respectively. In certain examples, the airflow path can include a recirculation or secondary fluid channel that runs downstream of the exhaust port of the primary fluid management chamber and back to the primary reservoir.
本開示の一態様では、高性能パッドを、電気外科システムに連結することができる。例えば、電気外科システム50300(図5)の接地電極50335は、容量結合を維持しながらパッドに一体化された局所的な感知を有する高性能パッドを含むことができる。例えば、容量結合性戻り経路パッドは、単極チップの神経束への近接を検出するために、選択した解剖学的位置の神経制御信号及び/又は移動を感知するために使用することができる、小さい分離可能なアレイ要素を有することができる。 In one aspect of the present disclosure, a smart pad can be coupled to the electrosurgical system. For example, the ground electrode 50335 of the electrosurgical system 50300 (FIG. 5) can include a smart pad with localized sensing integrated into the pad while maintaining capacitive coupling. For example, the capacitively coupled return path pad can have small separable array elements that can be used to sense neural control signals and/or movement at selected anatomical locations to detect the proximity of the monopolar tip to a nerve bundle.
電気外科システムは、信号発生器と、電気外科用器具と、戻り電極と、外科用排出システムとを含むことができる。発生器は、RF電気エネルギーを生成するRF波発生器であってもよい。電気外科用器具に接続されるのは、ユーティリティ導管である。ユーティリティ導管は、信号発生器から電気外科用器具に電気エネルギーを伝達するケーブルを含む。ユーティリティ導管はまた、捕捉及び/又は収集された煙及び/又は流体を手術部位から離れる方向に搬送する真空ホースも含む。そのような例示的な電気外科用システム50601は、図7に示されている。より具体的には、電気外科用システム50601は、発生器50640と、電気外科用器具50630と、戻り電極50646と、排出システム50600とを含む。電気外科用器具50630は、ハンドル50632及び排出システム50600の吸引ホース50636に流体連結された遠位導管開口部50634を含む。電気外科用器具50630はまた、発生器50640によって電力供給される電極も含む。第1の電気接続部50642、例えば、ワイヤは、電気外科用器具50630から発生器50640まで延びる。第2の電気接続部50644、例えば、ワイヤは、電気外科用器具50630から電極、すなわち戻り電極50646まで延びる。他の例では、電気外科用器具50630は、双極電気外科用器具であってもよい。電気外科用器具50630上の遠位導管開口部50634は、排出システム50600の排出器ハウジング50618内に設置されたフィルタのフィルタ端部キャップ50603に延びる吸引ホース50636に流体連結されている。 The electrosurgical system may include a signal generator, an electrosurgical instrument, a return electrode, and a surgical evacuation system. The generator may be an RF wave generator that generates RF electrical energy. Connected to the electrosurgical instrument is a utility conduit. The utility conduit includes a cable that transmits electrical energy from the signal generator to the electrosurgical instrument. The utility conduit also includes a vacuum hose that transports trapped and/or collected smoke and/or fluid away from the surgical site. Such an exemplary electrosurgical system 50601 is shown in FIG. 7. More specifically, the electrosurgical system 50601 includes a generator 50640, an electrosurgical instrument 50630, a return electrode 50646, and an evacuation system 50600. The electrosurgical instrument 50630 includes a handle 50632 and a distal conduit opening 50634 fluidly connected to a suction hose 50636 of the evacuation system 50600. The electrosurgical instrument 50630 also includes an electrode powered by the generator 50640. A first electrical connection 50642, e.g., a wire, extends from the electrosurgical instrument 50630 to the generator 50640. A second electrical connection 50644, e.g., a wire, extends from the electrosurgical instrument 50630 to an electrode, i.e., a return electrode 50646. In other examples, the electrosurgical instrument 50630 may be a bipolar electrosurgical instrument. A distal conduit opening 50634 on the electrosurgical instrument 50630 is fluidly connected to a suction hose 50636 that extends to a filter end cap 50603 of a filter located within the ejector housing 50618 of the evacuation system 50600.
他の例では、排出システム50600の遠位導管開口部50634は、電気外科用器具50630とは別個のハンドピース又はツール上にあってもよい。例えば、排出システム50600は、発生器50640に連結されていない、及び/又は組織通電表面を含まない外科用ツールを含むことができる。特定の例では、排出システム50600の遠位導管開口部50634は、電気外科用ツールに解放可能に取り付けることができる。例えば、排出システム50600は、遠位導管開口部で終端するクリップオン又はスナップ式導管を含むことができ、これは外科用ツールに解除可能に取り付けられてもよい(例えば、図3を参照)。 In other examples, the distal conduit opening 50634 of the evacuation system 50600 may be on a handpiece or tool that is separate from the electrosurgical instrument 50630. For example, the evacuation system 50600 may include a surgical tool that is not coupled to the generator 50640 and/or does not include a tissue-conducting surface. In certain examples, the distal conduit opening 50634 of the evacuation system 50600 may be releasably attached to the electrosurgical tool. For example, the evacuation system 50600 may include a clip-on or snap-on conduit that terminates in the distal conduit opening, which may be releasably attached to the surgical tool (see, e.g., FIG. 3).
電気外科用器具50630は、本明細書に記載されるように、患者の標的組織に電気エネルギーを送達して、組織を切断し、かつ/又は標的組織の中及び/若しくは付近の血管を焼灼するように構成されている。具体的には、電極先端部に密着又は隣接した患者の細胞物質の加熱を引き起こすために、電極先端部によって患者に放電が行われる。組織の加熱は、電気外科用器具50630を使用して電気外科手術を実施することが可能となるように、適度に高い温度で生じる。回路を完成させ、かつ患者の身体に進入するエネルギーのための発生器50640への戻り電気経路を設けるために、戻り電極50646が(戻り電極のタイプに応じて)患者に適用される、又は患者に近接して配置されるのいずれかがなされる。 The electrosurgical instrument 50630, as described herein, is configured to deliver electrical energy to target tissue of a patient to cut the tissue and/or cauterize blood vessels in and/or near the target tissue. Specifically, an electrical discharge is delivered to the patient by the electrode tip to cause heating of the patient's cellular material in close contact with or adjacent to the electrode tip. The tissue heating occurs to a suitably high temperature so that electrosurgical procedures can be performed using the electrosurgical instrument 50630. A return electrode 50646 (depending on the type of return electrode) is either applied to the patient or positioned adjacent to the patient to complete the circuit and provide a return electrical path to the generator 50640 for the energy entering the patient's body.
電極先端部による患者の細胞物質の加熱、又は出血を防止するための血管の焼灼は、結果として、本明細書に更に記載されるように、焼灼が行われる場所に煙が放出されることになることが多い。そのような例では、排出導管開口部50634が電極先端部付近にあるため、排出システム50600は、外科的処置中に放出される煙を捕捉するように構成されている。真空吸引によって、煙は、電気外科用器具50630を通じて導管開口部50634内に、及び排煙システム50600の排出器ハウジング50618に向かって吸引ホース50636内に引き込まれ得る。 Heating of a patient's cellular material by the electrode tip, or cauterization of blood vessels to prevent bleeding, often results in the emission of smoke at the location where the cauterization is occurring, as described further herein. In such instances, the evacuation system 50600 is configured to capture smoke emitted during the surgical procedure, as the evacuation conduit opening 50634 is located near the electrode tip. Vacuum suction can draw the smoke through the electrosurgical instrument 50630, into the conduit opening 50634, and into the suction hose 50636 toward the evacuation housing 50618 of the smoke evacuation system 50600.
ここで図8を参照すると、排出システム50600(図7)の排出器ハウジング50618が示されている。排出器ハウジング50618は、フィルタを受容するように寸法決めされ構造化されたソケット50620を含む。排出器ハウジング50618は、排出器ハウジング50618の内部構成要素を完全に又は部分的に包囲することができる。ソケット50620は、第1のレセプタクル50622及び第2のレセプタクル50624を含む。遷移表面50626は、第1のレセプタクル50622と第2のレセプタクル50624との間に延びる。 Referring now to FIG. 8, the ejector housing 50618 of the ejection system 50600 (FIG. 7) is shown. The ejector housing 50618 includes a socket 50620 that is sized and structured to receive a filter. The ejector housing 50618 can completely or partially enclose the internal components of the ejector housing 50618. The socket 50620 includes a first receptacle 50622 and a second receptacle 50624. A transition surface 50626 extends between the first receptacle 50622 and the second receptacle 50624.
ここで主に図9を参照すると、ソケット50620は、図8に示す断面平面に沿って描かれている。ソケット50620は、フィルタを受容するように開放された第1の端部50621と、排出器ハウジング50618を通る流路50699と連通する第2の端部50623とを含む。フィルタ50670(図10及び図11)は、ソケット50620と取り外し可能に配置されてもよい。例えば、フィルタ50670は、ソケット50620の第1の端部50621に挿入され、また第1の端部から取り外されてもよい。第2のレセプタクル50624は、フィルタ50670の接続ニップルを受容するように構成されている。 Referring now primarily to FIG. 9, the socket 50620 is depicted along the cross-sectional plane shown in FIG. 8. The socket 50620 includes a first end 50621 that is open to receive a filter and a second end 50623 that communicates with the flow path 50699 through the ejector housing 50618. A filter 50670 (FIGS. 10 and 11) may be removably disposed with the socket 50620. For example, the filter 50670 may be inserted into and removed from the first end 50621 of the socket 50620. The second receptacle 50624 is configured to receive the connecting nipple of the filter 50670.
外科用排出システムは、多くの場合、フィルタを使用して、煙が排気として放出される前に煙から不要な汚染物質を除去する。特定の例では、フィルタは、交換可能であってもよい。図10及び図11に示すフィルタ50670は、本明細書に開示される様々な排出システムで使用することができることを、読者は理解するであろう。フィルタ50670は、交換可能な及び/又は使い捨て式フィルタであってもよい。 Surgical exhaust systems often use filters to remove unwanted contaminants from the smoke before it is released as exhaust. In certain instances, the filters may be replaceable. The reader will understand that the filter 50670 shown in Figures 10 and 11 may be used in the various exhaust systems disclosed herein. The filter 50670 may be a replaceable and/or disposable filter.
フィルタ50670は、前部キャップ50672と、後部キャップ50674と、それらの間に配置されたフィルタ本体50676と、を含む。前部キャップ50672は、特定の例では吸引ホース50636(図7)又は他の煙源から直接煙を受容するように構成されている、フィルタ入口50678を含む。本開示のいくつかの態様では、前部キャップ50672は、煙を煙源から直接向け、そこから流体の少なくとも一部分を除去した後、部分的に処理された煙を更に処理するためにフィルタ本体50676内に通す、流体トラップ(例えば、図14~図17に示す流体トラップ50760)によって置き換えることができる。例えば、フィルタ入口50678は、流体トラップ50760(図14~図17)のポート50766などの流体トラップの排気ポートを介して煙を受容して、部分的に処理された煙をフィルタ50670に伝達するように構成することができる。 The filter 50670 includes a front cap 50672, a rear cap 50674, and a filter body 50676 disposed therebetween. The front cap 50672 includes a filter inlet 50678, which, in certain instances, is configured to receive smoke directly from a suction hose 50636 (FIG. 7) or other smoke source. In some aspects of the present disclosure, the front cap 50672 can be replaced by a fluid trap (e.g., fluid trap 50760 shown in FIGS. 14-17) that directs smoke directly from the smoke source, removes at least a portion of the fluid therefrom, and then passes the partially processed smoke into the filter body 50676 for further processing. For example, the filter inlet 50678 can be configured to receive smoke via an exhaust port of the fluid trap, such as port 50766 of the fluid trap 50760 (FIGS. 14-17), and transmit the partially processed smoke to the filter 50670.
煙がフィルタ50670に入ると、フィルタ本体50676内に収容された構成要素によって、煙を濾過することができる。次いで、濾過された煙は、フィルタ50670の後部キャップ50674内に画定されたフィルタ排気口50680を通ってフィルタ50670を出ることができる。フィルタ50670が排出システムに関連付けられている場合、排出システム50600の排出器ハウジング50618内で生成された吸引は、フィルタ排気口50680を介してフィルタ50670に伝達されて、フィルタ50670の内部濾過構成要素を介して煙を引き込むことができる。フィルタは、多くの場合、微粒子フィルタ及び炭フィルタを含む。微粒子フィルタは、例えば、高効率微粒子空気(high-efficiency particulate air、HEPA)フィルタ又は超低浸透空気(ultra-low penetration air、ULPA)フィルタとすることができる。ULPA濾過は、迷路と同様のデプスフィルタを利用する。微粒子は、以下の方法のうちの少なくとも1つを使用して濾過することができる:直接遮断(1.0ミクロンを越える粒子が、メディアフィルタの繊維を通過するのに大きすぎるために捕捉される)、慣性衝突(0.5~1.0ミクロンの粒子が繊維と衝突してそこに留まる)、及び拡散遮断(粒子が繊維を「探索」して線維に付着する際のブラウンランダム熱運動の影響によって0.5ミクロン未満の粒子が捕捉される)。 As smoke enters the filter 50670, it can be filtered by components housed within the filter body 50676. The filtered smoke can then exit the filter 50670 through a filter outlet 50680 defined in the rear cap 50674 of the filter 50670. When the filter 50670 is associated with an exhaust system, suction created within the exhaust housing 50618 of the exhaust system 50600 can be transmitted to the filter 50670 via the filter outlet 50680 to draw the smoke through the internal filtering components of the filter 50670. Filters often include a particulate filter and a charcoal filter. The particulate filter can be, for example, a high-efficiency particulate air (HEPA) filter or an ultra-low penetration air (ULPA) filter. ULPA filtration utilizes a depth filter similar to a labyrinth. Particulates can be filtered using at least one of the following methods: direct blocking (particles over 1.0 microns are trapped because they are too large to pass through the fibers of the media filter), inertial impaction (particles between 0.5 and 1.0 microns collide with and are retained by the fibers), and diffusion blocking (particles smaller than 0.5 microns are trapped by the effects of Brownian random thermal motion as the particles "search" for and adhere to the fibers).
炭フィルタは、外科的煙によって発生した毒性ガス及び/又は臭気を除去するように構成されている。様々な例では、炭は、活性吸収部位を露出させるために加熱プロセスで処理されていることを意味する「活性化」されていてもよい。炭は、例えば、活性化された未使用の椰子殻からのものであってもよい。 Charcoal filters are configured to remove toxic gases and/or odors generated by surgical smoke. In various examples, the charcoal may be "activated," meaning that it has been treated with a heating process to expose active absorption sites. The charcoal may be from activated virgin coconut shells, for example.
ここで図11を参照すると、フィルタ50670は、粗いメディアフィルタ層50684、続いて細かな微粒子フィルタ層50686を含む。他の例では、フィルタ50670は、単一のタイプのフィルタからなってもよい。更に他の例では、フィルタ50670は、3つ以上のフィルタ層、及び/又は3つ以上の異なる種類のフィルタ層を含むことができる。粒子状物質がフィルタ層50684及び50686によって除去された後、煙は、例えば、揮発性有機化合物などの煙中のガス状汚染物質を除去するために、フィルタ50670内の炭素リザーバ50688を介して引き込まれる。様々な例では、炭素リザーバ50688は、炭フィルタを含むことができる。濾過された煙は、ここで粒子状物質及びガス状汚染物質を実質的に含まず、フィルタ排気口50680を通って、更なる処理及び/又は除去のために排出システム50600内に引き込まれる。 11 , the filter 50670 includes a coarse media filter layer 50684 followed by a fine particulate filter layer 50686. In other examples, the filter 50670 may consist of a single type of filter. In still other examples, the filter 50670 may include three or more filter layers and/or three or more different types of filter layers. After the particulate matter is removed by the filter layers 50684 and 50686, the smoke is drawn through a carbon reservoir 50688 within the filter 50670 to remove gaseous contaminants in the smoke, such as, for example, volatile organic compounds. In various examples, the carbon reservoir 50688 may include a charcoal filter. The filtered smoke, now substantially free of particulate matter and gaseous contaminants, is drawn through the filter outlet 50680 into the exhaust system 50600 for further processing and/or removal.
フィルタ50670は、フィルタ本体50676の構成要素間に複数のダムを含む。例えば、第1のダム50690は、例えば、フィルタ入口50678(図10)と粗いメディアフィルタ50684などの第1の微粒子フィルタとの中間に配置される。第2のダム50692は、例えば、細かい微粒子フィルタ50686などの第2の微粒子フィルタと炭素リザーバ50688との中間に配置される。加えて、第3のダム50694は、炭素リザーバ50688とフィルタ排気口50680との中間に配置される。ダム50690、50692、及び50694は、ガスケット又はOリングを含むことができ、これはフィルタ本体50676内の構成要素の移動を防止するように構成されている。様々な例では、ダム50690、50692、及び50694のサイズ及び形状は、印加された吸引の方向のフィルタ構成要素の膨張を防止するように選択することができる。 The filter 50670 includes multiple dams between components of the filter body 50676. For example, a first dam 50690 is positioned intermediate the filter inlet 50678 (FIG. 10) and a first particulate filter, such as the coarse media filter 50684. A second dam 50692 is positioned intermediate the second particulate filter, such as the fine particulate filter 50686, and the carbon reservoir 50688. Additionally, a third dam 50694 is positioned intermediate the carbon reservoir 50688 and the filter outlet 50680. The dams 50690, 50692, and 50694 can include gaskets or O-rings configured to prevent movement of components within the filter body 50676. In various examples, the size and shape of the dams 50690, 50692, and 50694 can be selected to prevent expansion of the filter components in the direction of applied suction.
粗いメディアフィルタ50684は、例えば、10μmより大きい粒子状物質の大部分を除去するように構成された、ガラス繊維、ポリエステル、及び/又はプリーツ付きフィルタなどの低空気抵抗フィルタ材料を含むことができる。本開示のいくつかの態様では、これは、10μmより大きい粒子状物質の少なくとも85%、10μmより大きい粒子状物質の90%超、10μmより大きい粒子状物質の95%超、10μmより大きい粒子状物質の99%超、10μmより大きい粒子状物質の99.9%超、又は10μmより大きい粒子状物質の99.99%超を除去するフィルタを含む。 The coarse media filter 50684 can include, for example, a low air resistance filter material such as fiberglass, polyester, and/or a pleated filter configured to remove a majority of particulate matter larger than 10 μm. In some aspects of the present disclosure, this includes filters that remove at least 85% of particulate matter larger than 10 μm, more than 90% of particulate matter larger than 10 μm, more than 95% of particulate matter larger than 10 μm, more than 99% of particulate matter larger than 10 μm, more than 99.9% of particulate matter larger than 10 μm, or more than 99.99% of particulate matter larger than 10 μm.
加えて又は代わりに、粗いメディアフィルタ50684は、1μmより大きい粒子状物質の大部分を除去する低空気抵抗フィルタを含むことができる。本開示のいくつかの態様では、これは、1μmより大きい粒子状物質の少なくとも85%、1μmより大きい粒子状物質の90%超、1μmより大きい粒子状物質の95%超、1μmより大きい粒子状物質の99%超、1μmより大きい粒子状物質の99.9%超、又は1μmより大きい粒子状物質の99.99%超を除去するフィルタを含む。 Additionally or alternatively, the coarse media filter 50684 can include a low air resistance filter that removes a majority of particulate matter larger than 1 μm. In some aspects of the present disclosure, this includes a filter that removes at least 85% of particulate matter larger than 1 μm, more than 90% of particulate matter larger than 1 μm, more than 95% of particulate matter larger than 1 μm, more than 99% of particulate matter larger than 1 μm, more than 99.9% of particulate matter larger than 1 μm, or more than 99.99% of particulate matter larger than 1 μm.
細かい微粒子フィルタ50686は、粗いメディアフィルタ50684よりも高い効率の任意のフィルタを含むことができる。これは、例えば、粗いメディアフィルタ50684と同じサイズの粒子のより高い割合を濾過することができ、かつ/又は粗いメディアフィルタ50684よりも小さいサイズの粒子を濾過することができるフィルタを含む。本開示のいくつかの態様では、細かい微粒子フィルタ50686は、HEPAフィルタ又はULPAフィルタを含むことができる。加えて又は代わりに、細かい微粒子フィルタ50686は、その表面積を増加させるためにプリーツが付いていてもよい。本開示のいくつかの態様では、粗いメディアフィルタ50684は、プリーツ付きHEPAフィルタを含み、細かい微粒子フィルタ50686は、プリーツ付きULPAフィルタを含む。 The fine particulate filter 50686 may include any filter with a higher efficiency than the coarse media filter 50684. This includes, for example, a filter capable of filtering a higher percentage of particles of the same size as the coarse media filter 50684 and/or a filter capable of filtering particles of a smaller size than the coarse media filter 50684. In some aspects of the present disclosure, the fine particulate filter 50686 may include a HEPA filter or a ULPA filter. Additionally or alternatively, the fine particulate filter 50686 may be pleated to increase its surface area. In some aspects of the present disclosure, the coarse media filter 50684 includes a pleated HEPA filter, and the fine particulate filter 50686 includes a pleated ULPA filter.
微粒子濾過後、煙は、炭素リザーバ50688を含むフィルタ50670の下流部分に入る。炭素リザーバ50688は、中間ダム50692と末端ダム50694それぞれとの間に配置された多孔質仕切り50696及び50698によって画定される。本開示のいくつかの態様では、多孔質仕切り50696及び50698は、剛性かつ/又は非可撓性であり、炭素リザーバ50688のための一定の空間容積を画定する。 After particulate filtration, the smoke enters a downstream portion of the filter 50670, which includes a carbon reservoir 50688. The carbon reservoir 50688 is defined by porous partitions 50696 and 50698 disposed between the intermediate dam 50692 and the end dam 50694, respectively. In some aspects of the present disclosure, the porous partitions 50696 and 50698 are rigid and/or inflexible and define a fixed spatial volume for the carbon reservoir 50688.
炭素リザーバ50688は、ガス状汚染物質を除去するために、炭素粒子と累積的に、又は炭素粒子から独立して作用する、追加の吸着剤を含むことができる。追加の吸着剤としては、例えば、酸化マグネシウム及び/又は酸化銅などの吸着剤を挙げることができ、例えば、これは、例えば、一酸化炭素、エチレンオキシド、及び/又はオゾンなどのガス状汚染物質を吸着するように作用することができる。本開示のいくつかの態様では、追加の吸着剤は、リザーバ50688全体にわたって分散され、かつ/又はリザーバ50688の上方、下方、若しくは内部の別個の層に配置される。 The carbon reservoir 50688 can include additional adsorbents that act cumulatively with or independently of the carbon particles to remove gaseous pollutants. Additional adsorbents can include, for example, adsorbents such as magnesium oxide and/or copper oxide, which can act to adsorb gaseous pollutants such as carbon monoxide, ethylene oxide, and/or ozone. In some aspects of the present disclosure, the additional adsorbents are dispersed throughout the reservoir 50688 and/or disposed in a separate layer above, below, or within the reservoir 50688.
再び図4を参照すると、排出システム50500は、排出器ハウジング50518内にポンプ50506を含む。同様に、図7に示す排出システム50600は、手術部位から吸引ホース50636を通って、及びフィルタ50670(図10及び図11)を通って煙を引き込む吸引を生成することができる、排出器ハウジング50618内に配置されたポンプを含むことができる。動作中、ポンプは、煙をフィルタ50670内に移動させ、かつ流路の出口で排気機構(例えば、図4の排気機構50520)から排出させる、排出器ハウジング50618内の圧力差を生成することができる。フィルタ50670は、煙から有害な、汚染した、又はそうでなければ不要な微粒子を抽出するように構成されている。 Referring again to FIG. 4, the evacuation system 50500 includes a pump 50506 within the evacuation housing 50518. Similarly, the evacuation system 50600 shown in FIG. 7 can include a pump disposed within the evacuation housing 50618 that can generate suction to draw smoke from the surgical site, through the suction hose 50636, and through a filter 50670 (FIGS. 10 and 11). During operation, the pump can create a pressure differential within the evacuation housing 50618 that causes the smoke to move into the filter 50670 and out an exhaust mechanism (e.g., exhaust mechanism 50520 in FIG. 4) at the outlet of the flow path. The filter 50670 is configured to extract harmful, contaminating, or otherwise unwanted particulates from the smoke.
ポンプは、排出器ハウジング50618を通る流路と一列に配置されてもよく、それにより、排出器ハウジング50618を通って流れるガスは、一方の端部でポンプに入り、他方の端部でポンプを出る。ポンプは、封止された容積式流路を提供することができる。様々な例では、ポンプは、ガスがポンプを通って移動する際に、第1の体積のガスを捕捉(封止)し、かつその体積を第2のより小さい体積に減少させることによって、封止された容積式流路を生成することができる。捕捉されたガスの体積を減少させることにより、ガスの圧力が増加する。第2の加圧された体積のガスは、ポンプ出口でポンプから放出することができる。例えば、ポンプは、圧縮機であってもよい。より具体的には、ポンプは、ハイブリッド再生ブロワ、クローポンプ、ローブ圧縮機、及び/又はスクロール圧縮機を含んでもよい。容積式圧縮機は、排出システム50600によって生成される振動及び騒音を制限しながら、改善された圧縮比及び動作圧力を提供することができる。加えて又は代わりに、排出システム50600は、流体を移動させるためのファンを含むことができる。 The pump may be positioned in line with the flow path through the ejector housing 50618, such that gas flowing through the ejector housing 50618 enters the pump at one end and exits the pump at the other end. The pump may provide a sealed positive displacement flow path. In various examples, the pump may create a sealed positive displacement flow path by trapping (sealing) a first volume of gas and reducing that volume to a second, smaller volume as the gas moves through the pump. Reducing the volume of the trapped gas increases the pressure of the gas. The second, pressurized volume of gas may be released from the pump at the pump outlet. For example, the pump may be a compressor. More specifically, the pump may include a hybrid regenerative blower, a claw pump, a lobe compressor, and/or a scroll compressor. A positive displacement compressor may provide improved compression ratios and operating pressures while limiting vibration and noise generated by the ejector system 50600. Additionally or alternatively, the ejector system 50600 may include a fan for moving the fluid.
容積式圧縮機、例えば、スクロール圧縮機ポンプ50650の一例を図12に示す。スクロール圧縮機ポンプ50650は、固定子スクロール50652と移動スクロール50654とを含む。固定子スクロール50652は、移動スクロール50654が偏心して周回している間、定位置に固定することができる。例えば、移動スクロール50654は、固定子スクロール50652の中心長手方向軸の周りを回転するように、偏心して周回することができる。図12に示すように、固定子スクロール50652及び移動スクロール50654の中心長手方向軸は、スクロール50652、50654の視野平面に対して垂直に延びる。固定子スクロール50652及び移動スクロール50654は、互いに交互配置されて、別個の封止された圧縮チャンバ50656を形成する。 An example of a positive displacement compressor, e.g., a scroll compressor pump 50650, is shown in FIG. 12. The scroll compressor pump 50650 includes a stator scroll 50652 and a moving scroll 50654. The stator scroll 50652 can be fixed in position while the moving scroll 50654 orbits eccentrically. For example, the moving scroll 50654 can orbit eccentrically such that it rotates about the central longitudinal axis of the stator scroll 50652. As shown in FIG. 12, the central longitudinal axes of the stator scroll 50652 and the moving scroll 50654 extend perpendicular to the plane of view of the scrolls 50652, 50654. The stator scroll 50652 and the moving scroll 50654 are interleaved with one another to form separate, sealed compression chambers 50656.
使用中、ガスは、入口50658でスクロール圧縮機ポンプ50650に入ることができる。移動スクロール50654が固定子スクロール50652に対して周回すると、入口ガスは、最初に圧縮チャンバ50656内に捕捉される。圧縮チャンバ50656は、スクロール50652及び50654の螺旋形状に沿って、スクロール圧縮機ポンプ50650の中心に向かって別個の体積のガスを移動させるように構成されている。圧縮チャンバ50656は、ガスが存在する密閉空間を画定する。更に、移動スクロール50654が捕捉されたガスを固定子スクロール50652の中心に向かって移動させると、圧縮チャンバ50656は、容積が減少する。この容積の減少により、圧縮チャンバ50656内のガスの圧力を増加させる。封止された圧縮チャンバ50656内のガスは、容積が減少している間に捕捉され、したがって、ガスを加圧する。加圧されたガスがスクロール圧縮機ポンプ50650の中心に到達すると、加圧されたガスは、出口50659を通って放出される。 During use, gas can enter the scroll compressor pump 50650 at the inlet 50658. As the moving scroll 50654 orbits relative to the stator scroll 50652, the inlet gas is initially trapped within the compression chamber 50656. The compression chamber 50656 is configured to move a separate volume of gas along the spiral shape of the scrolls 50652 and 50654 toward the center of the scroll compressor pump 50650. The compression chamber 50656 defines an enclosed space in which the gas resides. Furthermore, as the moving scroll 50654 moves the trapped gas toward the center of the stator scroll 50652, the compression chamber 50656 decreases in volume. This decrease in volume increases the pressure of the gas within the compression chamber 50656. The gas within the sealed compression chamber 50656 is trapped during the decrease in volume, thus pressurizing the gas. When the compressed gas reaches the center of the scroll compressor pump 50650, the compressed gas is released through the outlet 50659.
ここで図13を参照すると、排出システム50700の一部分が示されている。排出システム50700は、排出システム50600(図7)に多くの点で類似していてもよい。例えば、排出システム50700は、排出器ハウジング50618及び吸引ホース50636を含む。再び図7を参照すると、排出システム50600は、吸引を生成し、それによって吸引ホース50636の遠位端から、処理するために排出器ハウジング50618内に煙を引き込むように構成されている。特に、吸引ホース50636は、図13のフィルタエンドキャップ50603を介して排出器ハウジング50618に接続されていない。むしろ、吸引ホース50636は、流体トラップ50760を介して排出器ハウジング50618に接続される。フィルタ50670と同様のフィルタは、流体トラップ50760の背後の排出器ハウジング50618のソケット内に配置することができる。 13, a portion of the evacuation system 50700 is shown. The evacuation system 50700 may be similar in many respects to the evacuation system 50600 (FIG. 7). For example, the evacuation system 50700 includes an evacuation housing 50618 and a suction hose 50636. Referring again to FIG. 7, the evacuation system 50600 is configured to generate suction, thereby drawing smoke from the distal end of the suction hose 50636 into the evacuation housing 50618 for processing. Notably, the suction hose 50636 is not connected to the evacuation housing 50618 via the filter end cap 50603 of FIG. 13. Rather, the suction hose 50636 is connected to the evacuation housing 50618 via a fluid trap 50760. A filter similar to the filter 50670 can be disposed in a socket in the evacuation housing 50618 behind the fluid trap 50760.
流体トラップ50760は、更なる処理及び濾過のために部分的に処理された煙を排出システム50700に中継する前に、流体(例えば液体)の少なくとも一部分を煙から抽出して保持する第1の処理点である。排出システム50700は、本明細書に記載されるように、手術室(又は他の動作環境)における煙発生に関連する不快な臭気若しくは他の問題を低減又は除去するために、煙を処理、濾過、及び別の方法で清浄するように構成されている。特定の例では、排出システム50700によって更に処理される前に、煙から液滴及び/又はエアロゾルを抽出することによって、流体トラップ50760は、とりわけ、排出システム50700の効率を増加させ、かつ/又はそれと関連付けられたフィルタの寿命を増加させることができる。 The fluid trap 50760 is a first processing point that extracts and retains at least a portion of the fluid (e.g., liquid) from the smoke before relaying the partially treated smoke to the exhaust system 50700 for further processing and filtering. The exhaust system 50700 is configured to treat, filter, and otherwise clean the smoke to reduce or eliminate unpleasant odors or other problems associated with smoke generation in an operating room (or other operating environment), as described herein. In certain examples, by extracting liquid droplets and/or aerosols from the smoke before it is further processed by the exhaust system 50700, the fluid trap 50760 can, among other things, increase the efficiency of the exhaust system 50700 and/or increase the life of a filter associated therewith.
主に図14~図17を参照すると、流体トラップ50760は、排出器ハウジング50618(図13)から取り外されて示されている。流体トラップ50760は、流体トラップ50760の前側カバー又は表面50764に画定された入口ポート50762を含む。入口ポート50762は、吸引ホース50636(図13)を解除可能に受容するように構成することができる。例えば、吸引ホース50636の端部は、入口ポート50762内に少なくとも部分的に挿入することができ、それらの間に締まり嵌めで固定することができる。様々な例では、締まり嵌めは、吸引ホース50636を通過する煙の実質的に全てが流体トラップ50760内に移送されるように、流体密及び/又は気密嵌合であってもよい。場合によっては、例えば、ラッチベースの圧縮嵌合、Oリング、吸引ホース50636を入口ポート50762とネジ止めにより連結すること、及び/又は他の連結機構などの吸引ホース50636を入口ポート50762に連結又は接合するための他の機構を用いることができる。 14-17, the fluid trap 50760 is shown removed from the ejector housing 50618 (FIG. 13). The fluid trap 50760 includes an inlet port 50762 defined in a front cover or surface 50764 of the fluid trap 50760. The inlet port 50762 can be configured to releasably receive the suction hose 50636 (FIG. 13). For example, an end of the suction hose 50636 can be at least partially inserted into the inlet port 50762 and secured with an interference fit therebetween. In various examples, the interference fit can be a fluid-tight and/or air-tight fit such that substantially all of the smoke passing through the suction hose 50636 is transferred into the fluid trap 50760. In some cases, other mechanisms for connecting or joining the suction hose 50636 to the inlet port 50762 may be used, such as, for example, a latch-based compression fit, an O-ring, a threaded connection of the suction hose 50636 to the inlet port 50762, and/or other connection mechanisms.
様々な例では、吸引ホース50636と流体トラップ50760との間の流体密及び/又は気密嵌合は、これらの構成要素の接合部又はその付近で排出された煙中の流体及び/又は他の物質が漏出するのを防ぐように構成されている。場合によっては、吸引ホース50636は、例えば、Oリング及び/又はアダプタなどの中間連結装置を介して入口ポート50762と関連付けられて、吸引ホース50636と流体トラップ50760との間の気密及び/又は流体密接続を更に確実にすることができる。 In various examples, the fluid-tight and/or air-tight fit between the suction hose 50636 and the fluid trap 50760 is configured to prevent leakage of fluids and/or other substances in the emitted smoke at or near the junction of these components. In some cases, the suction hose 50636 can be associated with the inlet port 50762 via an intermediate coupling device, such as, for example, an O-ring and/or an adapter, to further ensure an air-tight and/or fluid-tight connection between the suction hose 50636 and the fluid trap 50760.
上述のように、流体トラップ50760は、排気ポート50766を含む。排気ポートは、流体トラップ50760の裏カバー又は表面50768から離れる方向に延びる。排気ポート50766は、流体トラップ50760の内部チャンバ50770と外部環境との間に開放チャネルを画定する。場合によっては、排気ポート50766は、外科用排出システム又はその構成要素と緊密に関連付けられるようなサイズにされ成形される。例えば、排気ポート50766は、流体トラップ50760から排出器ハウジング50618(図13)内に収容されたフィルタまでの少なくとも部分的に処理された煙に関連付けられ、かつこれを伝達するようなサイズにされ成形されてもよい。特定の例では、排気ポート50766は、流体トラップ50760の前部プレート、上面、又は側面から離れる方向に延びることができる。 As described above, the fluid trap 50760 includes an exhaust port 50766. The exhaust port extends away from the back cover or surface 50768 of the fluid trap 50760. The exhaust port 50766 defines an open channel between the interior chamber 50770 of the fluid trap 50760 and the external environment. In some cases, the exhaust port 50766 is sized and shaped to be closely associated with a surgical evacuation system or component thereof. For example, the exhaust port 50766 may be sized and shaped to be associated with and transmit at least partially treated smoke from the fluid trap 50760 to a filter housed within the evacuation housing 50618 (FIG. 13). In certain examples, the exhaust port 50766 can extend away from the front plate, top surface, or side surface of the fluid trap 50760.
特定の例では、排気ポート50766は、排気ポート50766を排出器ハウジング50618から離間させる膜を含む。そのような膜は、空気、水、及び/又は蒸気が排出器ハウジング50618内に自由に入ることを可能にしながら、流体トラップ50760内に収集された水又は他の液体が排気ポート50766を通過し排出器ハウジング50618内に入るのを防止するように作用することができる。例えば、高流量微孔質ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を、排気ポート50766の下流かつポンプの上流に配置して、排出システム50700のポンプ又は他の構成要素を損傷及び/又は汚染から保護することができる。 In certain examples, the exhaust port 50766 includes a membrane that separates the exhaust port 50766 from the ejector housing 50618. Such a membrane can act to prevent water or other liquids collected in the fluid trap 50760 from passing through the exhaust port 50766 and into the ejector housing 50618, while allowing air, water, and/or steam to freely enter the ejector housing 50618. For example, a high-flow microporous polytetrafluoroethylene (PTFE) can be positioned downstream of the exhaust port 50766 and upstream of the pump to protect the pump or other components of the evacuation system 50700 from damage and/or contamination.
流体トラップ50760はまた、ユーザが流体トラップ50760を取り扱うのを、並びに/又は流体トラップ50760を吸引ホース50636及び/若しくは排出器ハウジング50618と接続するのを支援するように配置され寸法決めされた把持領域50772を含む。把持領域50772は、細長い凹部であるように描かれている。しかしながら、読者は、把持領域50772が、例えば、少なくとも1つの凹部、溝、突出部、タッセル、及び/又はリングを含んでもよく、これは、ユーザの指に対応するような、又は他の方法で把持面を提供するようなサイズにされ成形されてもよいことを容易に理解するであろう。 The fluid trap 50760 also includes a gripping area 50772 that is positioned and dimensioned to assist a user in handling the fluid trap 50760 and/or connecting the fluid trap 50760 to the suction hose 50636 and/or the ejector housing 50618. The gripping area 50772 is depicted as being an elongated recess. However, the reader will readily understand that the gripping area 50772 may include, for example, at least one recess, groove, protrusion, tassel, and/or ring, which may be sized and shaped to accommodate a user's finger or otherwise provide a gripping surface.
ここで主に図16及び図17を参照すると、流体トラップ50760の内部チャンバ50770が示されている。入口ポート50762及び排気ポート50766の相対的な配置は、煙が流体トラップ50760内に入るときの煙からの流体の抽出及び保持を促進するように構成されている。特定の例では、入口ポート50762は、ノッチ付き円筒形状を有することができ、これは、煙及び付随する流体を流体トラップ50760の流体リザーバ50774に向かって、又は別の方法で指向的に排気ポート50766から離れる方向に向けることができる。そのような流体の流れの例を、図17の矢印A、B、C、D、及びEで示す。 16 and 17, the interior chamber 50770 of the fluid trap 50760 is shown. The relative arrangement of the inlet port 50762 and the exhaust port 50766 is configured to facilitate extraction and retention of fluid from the smoke as it enters the fluid trap 50760. In certain examples, the inlet port 50762 can have a notched cylindrical shape, which can direct the smoke and associated fluids toward the fluid reservoir 50774 of the fluid trap 50760 or otherwise directionally away from the exhaust port 50766. Examples of such fluid flow are shown by arrows A, B, C, D, and E in FIG. 17.
図示のように、煙は、入口ポート50762を通って流体トラップ50760に入り(矢印Aによって示される)、排気ポート50766を通って流体トラップ50760を出る(矢印Eによって示される)。入口ポートの幾何学的形状(例えば、より長い上側側壁50761及びより短い下側側壁50763)に少なくとも部分的に起因して、入口ポート50762に入る煙は、最初に流体トラップ50760の流体リザーバ50774内へと主に下向きに向けられる(矢印Bによって示される)。煙が矢印A及びBに沿って流体トラップ50760内へと下向きに引き込まれ続けるにつれて、最初に下向きに向けられた煙は、下向きに回転し、その供給源から横方向に離れる方向に向けられ、流体トラップ50760の上部に向かって、実質的に反対だが平行な経路で排気ポート50766の外へと移動する(矢印D及びEによって示される)。 As shown, smoke enters the fluid trap 50760 through the inlet port 50762 (indicated by arrow A) and exits the fluid trap 50760 through the exhaust port 50766 (indicated by arrow E). Due at least in part to the geometry of the inlet port (e.g., the longer upper sidewall 50761 and shorter lower sidewall 50763), smoke entering the inlet port 50762 is initially directed primarily downward into the fluid reservoir 50774 of the fluid trap 50760 (indicated by arrow B). As the smoke continues to be drawn downward into the fluid trap 50760 along arrows A and B, the initially downwardly directed smoke rotates downward and is directed laterally away from its source, traveling toward the top of the fluid trap 50760 and out of the exhaust port 50766 in a substantially opposite but parallel path (indicated by arrows D and E).
流体トラップ50760を通る煙の方向的流れは、煙中の液体が流体トラップ50760の下部(例えば、流体リザーバ50774)内に抽出され保持されることを確実にすることができる。更に、流体トラップ50760が直立位置にあるときの入口ポート50762の垂直上方の排気ポート50766の相対的な配置は、流体トラップ50760の内外への流体の流れを実質的に妨げないと同時に、煙の流れによって排気ポート50766を介して液体が意図せず運ばれることを抑制するように構成されている。加えて、特定の例では、入口ポート50762及び出口ポート50766の構成、並びに/又は流体トラップ50760自体のサイズ及び形状は、流体トラップ50760が密封性であることを可能にすることができる。 The directional flow of smoke through the fluid trap 50760 can ensure that liquid in the smoke is extracted and retained within the lower portion of the fluid trap 50760 (e.g., the fluid reservoir 50774). Furthermore, the relative location of the exhaust port 50766 vertically above the inlet port 50762 when the fluid trap 50760 is in an upright position is configured to substantially unimpede the flow of fluid into and out of the fluid trap 50760, while simultaneously inhibiting the inadvertent transport of liquid through the exhaust port 50766 by the flow of smoke. Additionally, in certain examples, the configuration of the inlet port 50762 and the outlet port 50766, and/or the size and shape of the fluid trap 50760 itself, can enable the fluid trap 50760 to be hermetically sealed.
様々な例では、排出システムは、例えば、図5及び図6に関して本明細書で更に説明するように、複数のセンサ及びインテリジェント制御部を含むことができる。本開示の一態様では、排出システムは、1つ以上の温度センサ、1つ以上の流体検出センサ、1つ以上の圧力センサ、1つ以上の粒子センサ、及び/又は1つ以上の化学センサを含むことができる。温度センサは、外科用排出システムを通って移動する、及び/又は外科用排出システムから手術室内に排出される、手術部位における流体の温度を検出するように配置することができる。圧力センサは、排出器ハウジング内などの排出システム内の圧力を検出するように配置することができる。例えば、圧力センサは、フィルタの上流、フィルタとポンプとの間、及び/又はポンプの下流に配置することができる。特定の例では、圧力センサは、排出システムの外側の周囲環境内の圧力を検出するように配置することができる。同様に、粒子センサは、排出器ハウジング内などの排出システム内の粒子を検出するように配置することができる。粒子センサは、例えば、フィルタの上流、フィルタとポンプとの間、及び/又はポンプの下流にあってもよい。様々な例では、粒子センサは、例えば、手術室内の空気品質を判定するために、周囲環境内の粒子を検出するように配置することができる。 In various examples, the evacuation system can include multiple sensors and an intelligent controller, for example, as further described herein with respect to FIGS. 5 and 6 . In one aspect of the present disclosure, the evacuation system can include one or more temperature sensors, one or more fluid detection sensors, one or more pressure sensors, one or more particle sensors, and/or one or more chemical sensors. The temperature sensor can be positioned to detect the temperature of fluid at the surgical site traveling through the surgical evacuation system and/or being discharged from the surgical evacuation system into the operating room. The pressure sensor can be positioned to detect pressure within the evacuation system, such as within the ejector housing. For example, the pressure sensor can be positioned upstream of the filter, between the filter and the pump, and/or downstream of the pump. In certain examples, the pressure sensor can be positioned to detect pressure in the ambient environment outside the evacuation system. Similarly, the particle sensor can be positioned to detect particles within the evacuation system, such as within the ejector housing. The particle sensor can be, for example, upstream of the filter, between the filter and the pump, and/or downstream of the pump. In various examples, the particle sensor can be positioned to detect particles in the ambient environment, for example, to determine air quality within the operating room.
排出システム50800の排出器ハウジング50818を、図18に概略的に示す。排出器ハウジング50818は、例えば、排出器ハウジング50018及び/又は50618と多くの点で類似していてもよく、かつ/又は本明細書に開示される様々な排出システムに組み込むことができる。排出器ハウジング50818は、本明細書で更に説明する多数のセンサを含む。特定の排出器ハウジングは、図18に示す各センサを含まなくてもよく、かつ/又は追加のセンサ(単数又は複数)を含んでもよいことを読者は理解するであろう。本明細書に開示される排出器ハウジング50018及び50618と同様に、図18の排出器ハウジング50818は、入口50822及び出口50824を含む。流体トラップ50860、フィルタ50870、及びポンプ50806は、入口50822と出口50824との間の排出器ハウジング50818を通る流路50804に沿って連続して整列される。 The ejector housing 50818 of the ejection system 50800 is shown schematically in FIG. 18. The ejector housing 50818 may be similar in many respects to, for example, ejector housings 50018 and/or 50618, and/or may be incorporated into the various ejection systems disclosed herein. The ejector housing 50818 includes a number of sensors, which are further described herein. The reader will understand that a particular ejector housing may not include each sensor shown in FIG. 18 and/or may include additional sensor(s). Similar to the ejector housings 50018 and 50618 disclosed herein, the ejector housing 50818 of FIG. 18 includes an inlet 50822 and an outlet 50824. The fluid trap 50860, filter 50870, and pump 50806 are aligned in series along the flow path 50804 through the ejector housing 50818 between the inlet 50822 and the outlet 50824.
排出器ハウジングは、本明細書で更に説明するように、モジュール式及び/又は交換可能な構成要素を含むことができる。例えば、排出器ハウジングは、モジュール式流体トラップ及び/又は交換可能なフィルタを受容するように寸法決めされたソケット又はレセプタクル50871を含むことができる。特定の例では、図18に示すように、流体トラップ及びフィルタは、単一の交換式モジュール50859に組み込むことができる。より具体的には、流体トラップ50860及びフィルタ50870は、モジュール式及び/又は交換可能であり得る交換式モジュール50859を形成し、排出器ハウジング50818内のレセプタクル50871内に取り外し可能に設置することができる。他の例では、流体トラップ50860及びフィルタ50870は、分離した、かつ別個のモジュール式構成要素とすることができ、これは、排出器ハウジング50818内に一緒に組み立てる、及び/又は別個に設置することができる。 The ejector housing may include modular and/or replaceable components, as described further herein. For example, the ejector housing may include a socket or receptacle 50871 sized to receive a modular fluid trap and/or a replaceable filter. In certain examples, as shown in FIG. 18 , the fluid trap and filter may be incorporated into a single replaceable module 50859. More specifically, the fluid trap 50860 and filter 50870 form a replaceable module 50859, which may be modular and/or replaceable, and may be removably installed within the receptacle 50871 in the ejector housing 50818. In other examples, the fluid trap 50860 and filter 50870 may be separate and distinct modular components that may be assembled together within the ejector housing 50818 and/or installed separately.
排出器ハウジング50818を更に参照すると、排出器ハウジング50818は、内部の様々なパラメータ及び/又は周囲環境のパラメータを検出するための複数のセンサを含む。加えて又は代わりに、排出器ハウジング50818内に設置された1つ以上のモジュール式構成要素は、1つ以上のセンサを含むことができる。例えば、図18を更に参照すると、交換式モジュール50859は、内部の様々なパラメータを検出するための複数のセンサを含む。 With further reference to the ejector housing 50818, the ejector housing 50818 includes multiple sensors for detecting various internal parameters and/or parameters of the surrounding environment. Additionally or alternatively, one or more modular components installed within the ejector housing 50818 may include one or more sensors. For example, with further reference to FIG. 18, the replaceable module 50859 includes multiple sensors for detecting various internal parameters.
様々な例では、排出器ハウジング50818及び/又は排出器ハウジング50818と適合するモジュール式構成要素(単数又は複数)は、1つ以上のセンサからの入力を受信し、かつ/又は1つ以上のシステム及び/若しくはドライバに出力を通信するように構成されている、プロセッサ50308及び50408(それぞれ図5及び図6)などのプロセッサを含むことができる。排出器ハウジング50818と共に使用するための様々なプロセッサは、本明細書で更に説明する。 In various examples, the ejector housing 50818 and/or a modular component(s) compatible with the ejector housing 50818 may include a processor, such as processors 50308 and 50408 (FIGS. 5 and 6, respectively), configured to receive input from one or more sensors and/or communicate output to one or more systems and/or drivers. Various processors for use with the ejector housing 50818 are further described herein.
動作中、手術部位からの煙を、入口50822から流体トラップ50860を介して排出器ハウジング50818に引き込むことができる。図18の排出器ハウジング50818を通る流路50804は、様々な一列に並んだ構成要素の間に延びる封止された導管又は管50805を含むことができる。様々な例では、煙は、流体検出センサ50830及び化学センサ50832を通過して、本明細書に更に記載されるダイバータ弁50834に流れることができる。センサ50830などの流体検出センサは、煙中の流体粒子を検出することができる。一例では、流体検出センサ50830は、連続性センサとすることができる。例えば、流体検出センサ50830は、2つの離間した電極と、それらの間の連続性の程度を検出するためのセンサとを含むことができる。例えば、流体が存在しない場合、連続性は、ゼロ又は実質的にゼロであり得る。化学センサ50832は、煙の化学的特性を検出することができる。 During operation, smoke from the surgical site can be drawn into the ejector housing 50818 through the inlet 50822 and the fluid trap 50860. The flow path 50804 through the ejector housing 50818 of FIG. 18 can include sealed conduits or tubes 50805 extending between various in-line components. In various examples, the smoke can flow through the fluid detection sensor 50830 and the chemical sensor 50832 to a diverter valve 50834, described further herein. A fluid detection sensor, such as sensor 50830, can detect fluid particles in the smoke. In one example, the fluid detection sensor 50830 can be a continuity sensor. For example, the fluid detection sensor 50830 can include two spaced electrodes and a sensor for detecting the degree of continuity between them. For example, if no fluid is present, the continuity can be zero or substantially zero. The chemical sensor 50832 can detect a chemical signature of the smoke.
ダイバータ弁50834において、流体を、流体トラップ50860の凝縮器50835内に向けることができ、煙は、フィルタ50870に向かって進み続けることができる。バッフル50864は、煙からの流体液滴の流体トラップ50860内のリザーバへの凝縮を促進するように、凝縮器50835内に配置される。流体検出センサ50836は、排出器ハウジング内の任意の流体が完全に、又は少なくとも実質的に流体トラップ50860内に捕捉されることを確実にすることができる。 At the diverter valve 50834, the fluid can be directed into the condenser 50835 of the fluid trap 50860, allowing the smoke to continue toward the filter 50870. A baffle 50864 is positioned within the condenser 50835 to promote condensation of fluid droplets from the smoke into a reservoir within the fluid trap 50860. The fluid detection sensor 50836 can ensure that any fluid within the ejector housing is completely, or at least substantially, captured within the fluid trap 50860.
更に図18を参照すると、煙は、その後、交換式モジュール50859のフィルタ50870に流入するように向けることができる。フィルタ50870への入口では、煙は、粒子センサ50838及び圧力センサ50840を通過して流れることができる。一形態では、粒子センサ50838は、本明細書で更に説明するように、レーザー粒子カウンタを含むことができる。煙は、図18に示すように、プリーツ付き超低浸透空気(ULPA)フィルタ50842及び炭フィルタ50844を介して濾過することができる。 With further reference to FIG. 18, the smoke can then be directed to flow into a filter 50870 of the replaceable module 50859. At the inlet to the filter 50870, the smoke can flow past a particle sensor 50838 and a pressure sensor 50840. In one form, the particle sensor 50838 can include a laser particle counter, as described further herein. The smoke can be filtered through a pleated ultra-low penetration air (ULPA) filter 50842 and a charcoal filter 50844, as shown in FIG. 18.
フィルタを出ると、濾過された煙は、圧力センサ50846を通過して流れることができ、次いで、排出器ハウジング50818内の流路50804に沿ってポンプ50806に向かって進み続けることができる。ポンプ50806を通って移動すると、濾過された煙は、出口の粒子センサ50848及び圧力センサ50850を通過して排出器ハウジング50818に流れることができる。一形態では、微粒子センサ50848は、本明細書で更に説明するように、レーザー微粒子カウンタを含むことができる。図18の排出器ハウジング50818はまた、手術室内の環境などの周囲環境の様々な特性を検出するために、空気品質粒子センサ50852及び周囲圧力センサ50854を含む。少なくとも1つの形態では、空気品質粒子センサ又は外部/周囲空気粒子センサ50852は、レーザー粒子カウンタを含むことができる。図18に示す様々なセンサについては、本明細書で更に説明する。更に、様々な例では、代替的な感知手段を、本明細書に開示される排煙システムに利用することができる。例えば、粒子を計数するための、及び/又は流体中の微粒子濃度を判定するための代替的なセンサが、本明細書で更に開示される。 Upon exiting the filter, the filtered smoke may flow past a pressure sensor 50846 and then continue along a flow path 50804 within the eductor housing 50818 toward the pump 50806. Traveling through the pump 50806, the filtered smoke may flow past an outlet particle sensor 50848 and a pressure sensor 50850 to the eductor housing 50818. In one form, the particle sensor 50848 may include a laser particle counter, as described further herein. The eductor housing 50818 of FIG. 18 also includes an air quality particle sensor 50852 and an ambient pressure sensor 50854 for detecting various characteristics of the ambient environment, such as the environment within an operating room. In at least one form, the air quality particle sensor or external/ambient air particle sensor 50852 may include a laser particle counter. The various sensors shown in FIG. 18 are described further herein. Additionally, in various examples, alternative sensing means may be utilized in the smoke evacuation systems disclosed herein. For example, alternative sensors for counting particles and/or determining particulate concentrations in a fluid are further disclosed herein.
様々な例では、図18に示す流体トラップ50860は、捕捉された流体の流出及び/又は漏出を防止するように構成することができる。例えば、流体トラップ50860の幾何学的形状は、捕捉された流体が流出及び/又は漏出するのを防止するように選択されてもよい。特定の例では、流体トラップ50860は、捕捉された流体が流体トラップ50860から飛び散るのを防止するためのバッフル及び/又はスクリーン50862などのスプラッタスクリーンを含むことができる。1つ以上の例では、流体トラップ50860は、流体トラップ内の流体の体積を検出し、かつ/又は流体トラップ50860が容量まで充填されているかどうかを判定するためのセンサを含むことができる。流体トラップ50860は、流体をそこから空にするための弁を含んでもよい。読者は、様々な代替的な流体トラップ構成及び幾何学的形状を用いて、排出器ハウジング50818内に引き込まれた流体を捕捉することができることを容易に理解するであろう。 In various examples, the fluid trap 50860 shown in FIG. 18 can be configured to prevent the escape and/or leakage of trapped fluid. For example, the geometry of the fluid trap 50860 may be selected to prevent the escape and/or leakage of trapped fluid. In certain examples, the fluid trap 50860 may include a baffle and/or a splatter screen, such as screen 50862, to prevent the trapped fluid from splashing out of the fluid trap 50860. In one or more examples, the fluid trap 50860 may include a sensor to detect the volume of fluid in the fluid trap and/or determine whether the fluid trap 50860 is filled to capacity. The fluid trap 50860 may include a valve to empty the fluid therefrom. The reader will readily appreciate that a variety of alternative fluid trap configurations and geometries may be used to capture fluid drawn into the ejector housing 50818.
特定の例では、フィルタ50870は、追加の及び/又はより少ない濾過レベルを含むことができる。例えば、フィルタ50870は、粗いメディアフィルタ、細かいメディアフィルタ、及び吸着剤ベースのフィルタの群から選択される1つ以上の濾過層を含むことができる。粗いメディアフィルタは、例えば、ガラス繊維、ポリエステル、及び/又はプリーツフィルタで構成することができる低空気抵抗フィルタであってもよい。細かいメディアフィルタは、高効率微粒子空気(HEPA)フィルタ及び/又はULPAフィルタであってもよい。吸着剤ベースのフィルタは、例えば、活性炭フィルタであってもよい。読者は、様々な代替的フィルタ構成及び幾何学的形状を用いて、排出器ハウジング50818を通る流路に沿って引き込まれた煙を濾過することができることを容易に理解するであろう。 In certain examples, the filter 50870 may include additional and/or fewer levels of filtration. For example, the filter 50870 may include one or more filtration layers selected from the group consisting of a coarse media filter, a fine media filter, and a sorbent-based filter. The coarse media filter may be a low air resistance filter that may be constructed of, for example, fiberglass, polyester, and/or a pleated filter. The fine media filter may be a high-efficiency particulate air (HEPA) filter and/or a ULPA filter. The sorbent-based filter may be, for example, an activated carbon filter. The reader will readily appreciate that a variety of alternative filter configurations and geometries may be used to filter smoke drawn along the flow path through the ejector housing 50818.
1つ以上の例では、図18に示すポンプ50806は、例えば、ハイブリッド再生ブロワ、クローポンプ、及び/又はローブ圧縮機などの、別の圧縮機及び/若しくはポンプに置き換える、かつ/又はこれらと組み合わせて使用することができる。読者は、様々な代替的なポンプ構成及び幾何学的形状を用いて、流路50804内に吸引を生成して、煙を排出器ハウジング50818内に引き込むことができることを容易に理解するであろう。 In one or more examples, the pump 50806 shown in FIG. 18 may be replaced with and/or used in combination with another compressor and/or pump, such as, for example, a hybrid regenerative blower, a claw pump, and/or a lobe compressor. The reader will readily appreciate that a variety of alternative pump configurations and geometries may be used to create suction in the flow path 50804 and draw smoke into the eductor housing 50818.
図18に示すセンサなどの排出システム内の様々なセンサは、プロセッサと通信することができる。プロセッサは、排出システムに組み込むことができ、かつ/又は別の外科用器具及び/若しくは外科用ハブの構成要素であってもよい。様々なプロセッサについては、本明細書で更に説明する。オンボードプロセッサは、センサ(単数又は複数)からの入力に基づいて、排出器システム(例えば、ポンプ50806のためのモータ)の1つ以上の動作パラメータを調整するように構成することができる。加えて又は代わりに、オンボードプロセッサは、センサ(単数又は複数)からの入力に基づいて、電気外科用ツール及び/又は撮像装置などの別の装置の1つ以上の動作パラメータを調整するように構成することができる。 Various sensors within the evacuation system, such as the sensors shown in FIG. 18, can be in communication with a processor. The processor can be incorporated into the evacuation system and/or can be a component of another surgical instrument and/or surgical hub. Various processors are further described herein. The on-board processor can be configured to adjust one or more operating parameters of the ejector system (e.g., a motor for the pump 50806) based on input from the sensor(s). Additionally or alternatively, the on-board processor can be configured to adjust one or more operating parameters of another device, such as an electrosurgical tool and/or an imaging device, based on input from the sensor(s).
ここで図19を参照すると、排出システム50900用の別の排出器ハウジング50918が示されている。図19の排出器ハウジング50918は、図18の排出器ハウジング50818と多くの点で類似していてもよい。例えば、排出器ハウジング50918は、排出器ハウジング50918への入口50922と排出器ハウジング50918の出口50924との間の流路50904を画定する。入口50922と出口50924との中間に、流体トラップ50960、フィルタ50970、ポンプ50906が順次配置されている。排出器ハウジング50918は、例えば、レセプタクル50871と同様に、モジュール式流体トラップ及び/又は交換可能なフィルタを受容するように寸法決めされたソケット又はレセプタクル50971を含むことができる。切換弁50934において、流体は、流体トラップ50960の凝縮器50935内に方向付けることができ、煙は、そのままフィルタ50970に向かうことができる。特定の例では、流体トラップ50960は、捕捉された流体が流体トラップ50960から飛散するのを防止するために、例えば、バッフル50964などのバッフル及び/又はスクリーン50962などのスプラッタスクリーンを含むことができる。フィルタ50970は、プリーツ加工された超低浸透空気(ULPA)フィルタ50942及び炭フィルタ50944を含む。封止された導管又は管50905は、様々な一列の構成要素間に延びる。排出器ハウジング50918はまた、本明細書で更に説明し、かつ図18及び図19に示す、センサ50830、50832、50836、50838、50840、50846、50848、50850、50852、及び50854を含む。 19, an alternative ejector housing 50918 for the ejection system 50900 is shown. The ejector housing 50918 of FIG. 19 may be similar in many respects to the ejector housing 50818 of FIG. 18. For example, the ejector housing 50918 defines a flow path 50904 between an inlet 50922 to the ejector housing 50918 and an outlet 50924 of the ejector housing 50918. Intermediate the inlet 50922 and the outlet 50924 are sequentially disposed a fluid trap 50960, a filter 50970, and a pump 50906. The ejector housing 50918 may include a socket or receptacle 50971 sized to receive a modular fluid trap and/or a replaceable filter, similar to, for example, receptacle 50871. At the diverter valve 50934, the fluid can be directed into a condenser 50935 of the fluid trap 50960, and the smoke can be directed straight to the filter 50970. In certain examples, the fluid trap 50960 can include a baffle, such as baffle 50964, and/or a splatter screen, such as screen 50962, to prevent the trapped fluid from splashing out of the fluid trap 50960. The filter 50970 includes a pleated ultra-low penetration air (ULPA) filter 50942 and a charcoal filter 50944. Sealed conduits or tubes 50905 extend between the various in-line components. The ejector housing 50918 also includes sensors 50830, 50832, 50836, 50838, 50840, 50846, 50848, 50850, 50852, and 50854, which are further described herein and shown in FIGS. 18 and 19.
図19を更に参照すると、排出器ハウジング50918はまた、遠心送風機機構50980及び再循環弁50990も含む。再循環弁50990は、流体トラップ50960を通って流体を再循環させるために選択的に開放及び閉鎖することができる。例えば、流体検出センサ50836が流体を検出する場合、再循環弁50990は、流体がフィルタ50970から離れるように方向付けられて流体トラップ50960内に戻るように開放することができる。流体検出センサ50836が流体を検出しない場合、弁50990は、煙がフィルタ50970へと方向付けられるように閉鎖することができる。再循環弁50990を介して流体が再循環されるときに、流体は、再循環導管50982を通って引き込まれ得る。遠心送風機機構50980は、再循環導管50982と係合して、再循環導管50982内に再循環吸引力を発生させる。より具体的には、再循環弁50990が開放され、ポンプ50906が起動されると、フィルタ50970の下流のポンプ50906によって生成された吸引力は、第1の遠心ブロワ又はかご形50984の回転を発生させることができ、これは、再循環弁50990を通って流体トラップ50960内に再循環される流体を引き込む、第2の遠心ブロワ又はかご形50986に伝達することができる。 19 , the ejector housing 50918 also includes a centrifugal blower mechanism 50980 and a recirculation valve 50990. The recirculation valve 50990 can be selectively opened and closed to recirculate fluid through the fluid trap 50960. For example, if the fluid detection sensor 50836 detects fluid, the recirculation valve 50990 can open to direct fluid away from the filter 50970 and back into the fluid trap 50960. If the fluid detection sensor 50836 does not detect fluid, the valve 50990 can close to direct smoke toward the filter 50970. As fluid is recirculated through the recirculation valve 50990, the fluid can be drawn through the recirculation conduit 50982. The centrifugal blower mechanism 50980 engages the recirculation conduit 50982 to create a recirculation suction force within the recirculation conduit 50982. More specifically, when the recirculation valve 50990 is opened and the pump 50906 is activated, suction created by the pump 50906 downstream of the filter 50970 can cause rotation of a first centrifugal blower or squirrel cage 50984, which can be transmitted to a second centrifugal blower or squirrel cage 50986, which draws fluid that is recirculated through the recirculation valve 50990 and into the fluid trap 50960.
本開示の様々な態様では、図5及び図6の制御部概略図は、図18及び図19の様々なセンサシステム及び排出器ハウジングと共に利用することができる。 In various aspects of the present disclosure, the control schematics of Figures 5 and 6 can be utilized with the various sensor systems and ejector housings of Figures 18 and 19.
他の取り付けられた装置の出力又は動作に影響を及ぼすための排煙システムパラメータの外科用ハブ又はクラウドへの通信END8546USNP(M-1/164469)
電気外科用器具が使用されている外科手術の過程において、外科用煙内の微粒子の種類、微粒子濃度、及び粒径などのパラメータは、これまで監視されていない。外科手術中の煙監視をしていないこととは、手術部位に存在する排煙装置が、外科手術の過程のパラメータ変化(例えば、排出されている煙中のより高い微粒子濃度など)を補うために、動作を調整してより慎重に排煙できなかったことを意味する。
Communication of smoke evacuation system parameters to a surgical hub or cloud to affect the output or operation of other attached devices END8546USNP (M-1/164469)
Parameters such as particulate type, particulate concentration, and particle size within surgical smoke have not previously been monitored during surgical procedures in which electrosurgical instruments are used. The lack of smoke monitoring during surgery means that smoke evacuation devices present at the surgical site have not been able to adjust their operation to more carefully evacuate the smoke to compensate for changing parameters during the surgical procedure (e.g., higher particulate concentrations in the smoke being emitted).
図20~図22及び図25~図35を参照すると、本明細書に記載される例示的なスマート排煙システム56100は、検出又は感知されたパラメータを、外科用ハブ206又はクラウド分析コンピューティング環境204(以下、クラウド204)に通信することができ、これにより、外科用ハブ206又はクラウド204と通信する他のデバイスの出力及び動作に影響を及ぼす。例えば、様々な微粒子濃度が検出される場合、この様々なパラメータは、外科用ハブ206又はクラウド204に通信され、外科用ハブ206又はクラウド204は、電気外科用器具に適用される電力レベルなど、スマート排煙システム56100における別の構成要素の動作を調整し、様々なパラメータを補うことができる。 With reference to Figures 20-22 and 25-35, the exemplary smart smoke evacuation system 56100 described herein can communicate detected or sensed parameters to the surgical hub 206 or cloud analytics computing environment 204 (hereinafter cloud 204), thereby affecting the output and operation of other devices in communication with the surgical hub 206 or cloud 204. For example, if different particulate concentrations are detected, the different parameters can be communicated to the surgical hub 206 or cloud 204, which can adjust the operation of other components in the smart smoke evacuation system 56100, such as the power level applied to an electrosurgical instrument, to compensate for the different parameters.
スマート排煙システムによって検出されたパラメータによって他の装置の動作を自動的に調整することにより、電気外科用器具の動作によって発生した煙がより効率的に除去され、外科手術中にその場にいる医師及び他の人員の危険性が低減される。 By automatically adjusting the operation of other equipment based on parameters detected by the smart smoke evacuation system, smoke generated by the operation of electrosurgical instruments can be more efficiently removed, reducing the risk to surgeons and other personnel present during surgical procedures.
図20は、本開示の少なくとも1つの態様による、様々なモジュール及び装置が互いに通信している排煙システム56100を示す。排煙システム56100で識別されたモジュールとデバイスとの間の通信は、外科用ハブ204及び/又はクラウド204を通じた接続を介して直接的又は間接的に発生し得る。排煙システム56100は、例えば、図25~図35に記載されるように、外科用ハブ206及び/又はクラウド204にインタラクティブに連結することができる。このようにして、排煙モジュール226によって感知又は検出されたパラメータは、図32~図24に示されるようなコンピュータ実装外科用システム内の他のモジュール、デバイス、又は構成要素の機能に影響を及ぼし得る。図20は、例えば、クラウド204と、外科用ハブ206と、排煙モジュール226と、モジュールA56108と、モジュールB56106と、モジュールC56104と、を備えるコンピュータ実装排煙システム56100を示す。モジュールA56108、B56106、及びC56104は、外科用ハブ206と通信するか、又はその一部であるモジュール又はデバイスのいずれかであってもよい。例えば、モジュールA56108、B56106、及びC56104は、可視化システム208の構成要素、ロボットシステム222の構成要素、インテリジェント器具235、撮像モジュール238、発生器モジュール240、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、手術室マッピングモジュール242などであってもよい。これらの様々な種類のモジュール及び構成要素の例及び説明は、例えば、図25~図35の説明において見出すことができる。 FIG. 20 illustrates a smoke evacuation system 56100 in which various modules and devices are in communication with one another, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. Communication between the modules and devices identified in the smoke evacuation system 56100 may occur directly or indirectly via connections through the surgical hub 204 and/or the cloud 204. The smoke evacuation system 56100 may be interactively coupled to the surgical hub 206 and/or the cloud 204, for example, as described in FIGS. 25-35. In this manner, parameters sensed or detected by the smoke evacuation module 226 may affect the function of other modules, devices, or components within the computer-implemented surgical system, such as those illustrated in FIGS. 32-24. FIG. 20 illustrates a computer-implemented smoke evacuation system 56100, for example, including the cloud 204, the surgical hub 206, the smoke evacuation module 226, module A 56108, module B 56106, and module C 56104. Modules A56108, B56106, and C56104 may be any module or device that communicates with or is part of surgical hub 206. For example, modules A56108, B56106, and C56104 may be components of visualization system 208, components of robotic system 222, intelligent instruments 235, imaging module 238, generator module 240, suction/irrigation module 228, communications module 230, processor module 232, storage array 234, operating room mapping module 242, etc. Examples and descriptions of these various types of modules and components can be found, for example, in the descriptions of FIGS. 25-35.
排煙モジュール226は、少なくとも1つのセンサを備える。このセンサは、例えば、周囲圧力センサ、空気品質微粒子センサなどといった、動作パラメータを検出するセンサを含む、任意の種類のセンサであってよい。更に、センサは、例えば、圧力センサ、流体検出センサ、化学センサ、レーザー微粒子カウンタなどといった、内部センサであってもよい。更に、排煙モジュール226の様々な部分にわたって圧力差を決定するために、排煙モジュール226に2つ以上の圧力センサが含まれてもよい。排煙システム56100の文脈で使用されるセンサの説明は、例えば、図4~図6、図18、及び図19に関連して見出すことができる。 The smoke evacuation module 226 includes at least one sensor. This sensor may be any type of sensor, including a sensor that detects an operating parameter, such as, for example, an ambient pressure sensor, an air quality particulate sensor, etc. Additionally, the sensor may be an internal sensor, such as, for example, a pressure sensor, a fluid detection sensor, a chemical sensor, a laser particulate counter, etc. Additionally, two or more pressure sensors may be included in the smoke evacuation module 226 to determine pressure differentials across various portions of the smoke evacuation module 226. Descriptions of sensors used in the context of the smoke evacuation system 56100 can be found, for example, in connection with Figures 4-6, 18, and 19.
様々な態様では、排煙モジュール226、並びにモジュールA56108、B56106、及びC56104は、例えば、外科用ハブ206及び/又はクラウド204と直接的又は間接的に通信してもよい。図20を再び参照すると、排煙モジュール206、並びにモジュールA56108、B56106、及びC56104は、外科用ハブ206と双方向通信で係合するように示されている。この双方向通信は、矢印56112などの2方向の矢印によって示される。この双方向通信は、一例では、排煙モジュール226のモジュール式ハウジング又はモジュールA56108、B56106、及びC56104を、内側コネクタコンソールを含むモジュール式バックプレーンに接続することによって達成され得る。モジュール式バックプレーンは、排煙モジュール226のモジュール式ハウジング又はモジュールA56108、B56106、及びC56104に、外科用ハブ206によって横方向又は垂直方向に接続するように構成されている。この例が図27~図31に示される。代替例では、双方向通信は、排煙モジュール226のハウジング又は、外科用ハブ206とインターフェース接続を可能とし得る装置の後部に有線接続アタッチメントを有するスタンドアローンハウジングであるモジュールA56108、B56106、及びC56104によって確立されてもよい。あるいは、別の例では、排煙モジュール226、並びにモジュールA56108、B56106、及びC56104は、互いに直接接続されてもよい。更に別の例では、排煙モジュール226、並びにモジュールA56108、B56106、及びC56104は、直接的又は間接的のいずれかで、外科用ハブ206及び/又はクラウド204と通信するための無線通信モジュールを備えてもよい。図20に示される例では、外科用ハブ206は、クラウド204と双方向通信しているものとして示されている。あるいは、別の例では、破線56110によって示される排煙モジュール226、また並びにモジュールA56108、B56106、及びC56104のいずれか1つ又は全ては、外科用ハブ206を通過することなく、クラウドから直接命令又は情報を受信するために、クラウド204と直接通信してもよい。 In various aspects, the smoke evacuation module 226 and modules A56108, B56106, and C56104 may communicate directly or indirectly with, for example, the surgical hub 206 and/or the cloud 204. Referring again to FIG. 20 , the smoke evacuation module 206 and modules A56108, B56106, and C56104 are shown engaged in bidirectional communication with the surgical hub 206. This bidirectional communication is indicated by two-way arrows, such as arrow 56112. This bidirectional communication may be achieved, in one example, by connecting the modular housing of the smoke evacuation module 226 or modules A56108, B56106, and C56104 to a modular backplane that includes an internal connector console. The modular backplane is configured to connect laterally or vertically to the modular housing of the smoke evacuation module 226 or modules A56108, B56106, and C56104 by the surgical hub 206. An example of this is shown in Figures 27-31. In an alternative example, bidirectional communication may be established by the housing of the smoke evacuation module 226 or modules A56108, B56106, and C56104 being a stand-alone housing with a wired connection attachment at the rear of the device that may allow for interfacing with the surgical hub 206. Alternatively, in another example, the smoke evacuation module 226 and modules A56108, B56106, and C56104 may be directly connected to one another. In yet another example, the smoke evacuation module 226, as well as modules A56108, B56106, and C56104, may include wireless communication modules for communicating, either directly or indirectly, with the surgical hub 206 and/or the cloud 204. In the example shown in FIG. 20, the surgical hub 206 is shown in bidirectional communication with the cloud 204. Alternatively, in another example, the smoke evacuation module 226, as indicated by dashed line 56110, and any one or all of modules A56108, B56106, and C56104 may communicate directly with the cloud 204 to receive instructions or information directly from the cloud without going through the surgical hub 206.
図21は、本開示の少なくとも1つの態様による、外科用ハブ206、クラウド204、排煙モジュール226、並びに/又は様々な他のモジュールA56108、B56106、及びC56104間の相互接続性の例示的な方法フロー図56200を示す。例示的な方法56200は、図21に示すフローチャートを参照して説明されるが、この方法と関連する動作を実施する他の多くの方法も使用可能であると、理解されよう。例えば、ブロックのいくつかの順序を変更してよく、特定のブロックを他のブロックと組み合わせてよく、記載したブロックのいくつかは任意である。 FIG. 21 illustrates an exemplary method flow diagram 56200 of interconnectivity between the surgical hub 206, the cloud 204, the smoke evacuation module 226, and/or various other modules A 56108, B 56106, and C 56104, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. While the exemplary method 56200 is described with reference to the flowchart illustrated in FIG. 21, it will be appreciated that many other ways of implementing the operations associated with this method are also possible. For example, the order of some of the blocks may be changed, certain blocks may be combined with other blocks, and some of the described blocks may be optional.
また図25~図35を参照すると、最初に、排煙モジュール226によって、パラメータが取得される(56202)。例えば、空気品質微粒子センサなどの排煙モジュール226のセンサ構成要素は、パラメータを検出する。このパラメータは、例えば、手術室の空気品質など、手術室の周囲環境に関連する任意のパラメータであってもよい。この例では、感知されたパラメータが1つのみ存在するが、本開示はそのような方法で限定されるべきではない。代替的な例では、任意の数の異なるセンサによって、多くの感知されたパラメータが存在し得る。パラメータの感知頻度、及び排煙モジュール226の起動頻度は、排出される煙の量に依存する。例えば、煙がほとんど排出されていない場合、排煙モジュール226は、よりゆっくりと作動し、及び/又はより低い頻度でパラメータを感知してもよい。あるいは、排煙モジュール226が急速に発生している煙を排出するように活発に作動している場合、設備が適切に機能していることを確実にするために、排煙モジュール226がより高速で作動し、及び/又はより頻繁にパラメータを感知することが有用であり得る。これにより、手術室にいる全ての外科医、人員、及び医療機器にとって安全な環境を提供することができる。感知され得る他のパラメータとしては、例えば、微粒子濃度、エアロゾルの割合、又は化学分析などの内部センサによって感知されるものが挙げられる。あるいは、排煙モジュール226のハウジング上のセンサによって感知される動作パラメータとしては、例えば、空気流、圧力差、又は空気品質が挙げられる。排煙システム56100の文脈で使用されるセンサの説明は、例えば、図4~図6、図18、及び図19に見出すことができる。 25-35, initially, a parameter is acquired by the smoke evacuation module 226 (56202). A sensor component of the smoke evacuation module 226, such as an air quality particulate sensor, detects the parameter. The parameter may be any parameter related to the ambient environment of the operating room, such as the air quality of the operating room. In this example, there is only one sensed parameter, but the disclosure should not be so limited. In alternative examples, there may be many sensed parameters, sensed by any number of different sensors. The frequency with which the parameter is sensed, and the frequency with which the smoke evacuation module 226 is activated, depends on the amount of smoke being evacuated. For example, if little smoke is being evacuated, the smoke evacuation module 226 may operate more slowly and/or sense the parameter less frequently. Alternatively, if the smoke evacuation module 226 is operating aggressively to evacuate rapidly-generating smoke, it may be useful for the smoke evacuation module 226 to operate more quickly and/or sense the parameter more frequently to ensure that the equipment is functioning properly. This provides a safe environment for all surgeons, personnel, and medical equipment in the operating room. Other parameters that may be sensed include those sensed by internal sensors, such as particulate concentration, aerosol percentage, or chemical analysis. Alternatively, operating parameters sensed by sensors on the housing of the smoke evacuation module 226 may include, for example, airflow, pressure differential, or air quality. Descriptions of sensors used in the context of the smoke evacuation system 56100 can be found, for example, in Figures 4-6, 18, and 19.
次に、排煙モジュール226は、この取得したパラメータの値を、外科用ハブ206又はクラウド204に送信する(56204)。例えば、手術室の空気品質の値が取得された場合、排煙モジュール226によって外科用ハブ206に送られてもよい。外科用ハブ206は、パラメータを処理してもよく、及び/又は、受信した空気品質パラメータをクラウド204に通信してもよい。これは、ネットワークルータ211、ネットワークハブ207、ネットワークスイッチ209、又はこれらの任意の組み合わせを介して達成され得る。代替例では、排煙モジュール226は、有線又は無線通信技術を使用して、空気品質パラメータをクラウド204に直接通信してもよい。 The smoke evacuation module 226 then transmits the obtained parameter values to the surgical hub 206 or the cloud 204 (56204). For example, if a value for the air quality of the operating room is obtained, it may be sent by the smoke evacuation module 226 to the surgical hub 206. The surgical hub 206 may process the parameters and/or communicate the received air quality parameters to the cloud 204. This may be accomplished via the network router 211, the network hub 207, the network switch 209, or any combination thereof. Alternatively, the smoke evacuation module 226 may communicate the air quality parameters directly to the cloud 204 using wired or wireless communication technology.
次に、パラメータの値が処理され(56206)、パラメータの値が外科用排出システム56100又は別のモジュール式装置が動作すべき方法に影響を及ぼすかどうかが判定される(56208)。この処理は、クラウド204内の外科用ハブ206、又は外科用ハブ206とクラウド204との組み合わせで生じ得る。感知されたパラメータに対して実行される処理は、検出されたパラメータの値を様々なアルゴリズム及び学習ソフトウェアにおいて使用して、排煙モジュール226又はモジュールA56108、B56106、及びC56104のいずれかの動作を自動的に調整し、検出されたパラメータの値を補正すべきかどうかを判定することを含む。パラメータの値は、排煙変数である。アルゴリズム及び学習ソフトウェアは、処理前にクラウド204(ストレージ105)又は外科用ハブ206(ストレージ248)に記憶されてもよく、必要に応じてリモート更新されてもよい。 The parameter values are then processed (56206) to determine whether the parameter values affect the way the surgical evacuation system 56100 or another modular device should operate (56208). This processing may occur in the surgical hub 206 in the cloud 204, or in a combination of the surgical hub 206 and the cloud 204. The processing performed on the sensed parameters includes using the detected parameter values in various algorithms and learning software to automatically adjust the operation of the smoke evacuation module 226 or any of modules A 56108, B 56106, and C 56104 to determine whether the detected parameter values should be corrected. The parameter values are smoke evacuation variables. The algorithms and learning software may be stored in the cloud 204 (storage 105) or the surgical hub 206 (storage 248) prior to processing and may be updated remotely as needed.
例えば、感知された空気品質パラメータの値が空気中の大量の煙粒子を示す場合、クラウド204は、空気品質パラメータの値を使用して、手術室の周囲空気品質を改善するために、排煙モジュール又はモジュールA56108、B56106、及びC56104の動作をどのように変更するかを判定できるソフトウェアアルゴリズムを含んでもよい。この例では、クラウド204は、インテリジェント器具235の動作を修正すべきか、また、波形をインテリジェント器具235に供給する発生器の出力を調整することによって、この動作が最適に調整されるかを判定できる。発生器240は、組織に影響を及ぼすために電極に伝達される振動電流からなる高周波波形に電気を変換するように構成されている。代替例では、クラウド204は、モジュールA56108、B56106、及びC56104のいずれも調整する必要がないが、排煙モジュール226の動作を調整すべきかを判定することができる。この代替例では、クラウド204は、空気品質パラメータの値が、手術室から煙をより迅速に排出するために排煙モジュール226の動作が調整された場合に、排煙モジュール226がより安全な環境を提供できることを示すことを判定し得る。 For example, if the value of the sensed air quality parameter indicates a large amount of smoke particles in the air, cloud 204 may include a software algorithm that can use the value of the air quality parameter to determine how to modify the operation of the smoke evacuation module or modules A56108, B56106, and C56104 to improve the ambient air quality in the operating room. In this example, cloud 204 can determine whether the operation of intelligent instrument 235 should be modified and whether this operation is optimally adjusted by adjusting the output of a generator that supplies waveforms to intelligent instrument 235. Generator 240 is configured to convert electricity into a high frequency waveform comprised of an oscillating current that is delivered to electrodes to affect tissue. In an alternative example, cloud 204 can determine whether the operation of smoke evacuation module 226 should be adjusted, without needing to adjust any of modules A56108, B56106, and C56104. In this alternative example, the cloud 204 may determine that the value of the air quality parameter indicates that the smoke evacuation module 226 could provide a safer environment if the operation of the smoke evacuation module 226 were adjusted to more quickly evacuate the smoke from the operating room.
次に、外科用排出システム56100又はモジュール式装置に動作を調整するための命令が送られる(56210)。例えば、クラウド204は、感知された空気品質パラメータの値に基づいて、インテリジェント器具235の動作を調整すべきであると判定することができる。この例では、これは、発生器モジュール240の出力を修正することによって、クラウド204によって最も効果的に達成された。したがって、この例のステップ56210では、クラウド204は、発生器モジュール240(例えば、モジュールA56108)に命令を送信する。この例では、インテリジェント器具235の動作を変更するために、発生器モジュール240の出力を修正するように支持する命令を、発生器モジュール240に送信する。 Next, instructions are sent to the surgical exhaust system 56100 or modular device to adjust operation (56210). For example, the cloud 204 may determine that the operation of the intelligent instrument 235 should be adjusted based on the value of the sensed air quality parameter. In this example, this is most effectively accomplished by the cloud 204 by modifying the output of the generator module 240. Thus, in this example, at step 56210, the cloud 204 sends instructions to the generator module 240 (e.g., module A 56108). In this example, instructions are sent to the generator module 240 instructing it to modify the output of the generator module 240 to change the operation of the intelligent instrument 235.
最後に、外科用排出システム56100又はモジュール式装置の動作は、命令に基づいて調整される(56212)。例えば、発生器モジュール240は、クラウド204から受信した命令に従い、インテリジェント器具235ヘの波形出力の形状を変更する。この調整により、インテリジェント器具235は、所望の様式で組織に効果をもたらす。例では、様々なモジュールに対する命令は、クラウド204又は外科用ハブ206に予め記憶されているが、必要に応じてリモート更新されてもよい。あるいは、これらの命令は、必要に応じて、クラウド204又は外科用ハブ206によって動的に生成される。 Finally, the operation of the surgical drainage system 56100 or modular device is adjusted (56212) based on the instructions. For example, the generator module 240 alters the shape of the waveform output to the intelligent instrument 235 according to instructions received from the cloud 204. This adjustment causes the intelligent instrument 235 to affect the tissue in a desired manner. In examples, the instructions for the various modules are pre-stored in the cloud 204 or surgical hub 206, but may be remotely updated as needed. Alternatively, these instructions are dynamically generated by the cloud 204 or surgical hub 206 as needed.
図22は、本開示の少なくとも1つの態様による、様々な他のモジュール及びデバイスと通信する排煙システム56300を示す。図22に例示される例は、図20に示すコンピュータ実装外科用システムの代替例を開示する。引き続き図25~図35及び図22を参照すると、クラウド204及び外科用ハブ206が示されている。代替例において、例示される例は、1つのクラウド204及び1つの外科用ハブ206を示すが、コンピュータ実装された外科用システム内に、2つ以上のクラウド204及び/又は外科用ハブ206が存在してもよい。 Figure 22 illustrates a smoke evacuation system 56300 in communication with various other modules and devices, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. The example illustrated in Figure 22 discloses an alternative to the computer-implemented surgical system shown in Figure 20. With continued reference to Figures 25-35 and Figure 22, a cloud 204 and a surgical hub 206 are shown. In an alternative embodiment, although the illustrated example shows one cloud 204 and one surgical hub 206, there may be two or more clouds 204 and/or surgical hubs 206 within the computer-implemented surgical system.
図22では、外科用ハブ206は、吸引/灌注モジュール228、排煙モジュール226、及び発生器モジュール240などの様々なモジュールを含み得る。排煙モジュール226は、異なるパラメータを検出する第1のセンサ56302及び第2のセンサ56304を含んでもよい。例えば、第1のセンサ56302は、手術室から排出されている煙に対する化学分析を行う化学センサであってもよく、第2のセンサ56304は、手術室から排出されている煙の微粒子濃度を決定するレーザー微粒子カウンタであってもよい。代替例では、排煙モジュール226内に2つ超又は2つ未満のセンサが存在してもよい。 In FIG. 22, the surgical hub 206 may include various modules, such as a suction/irrigation module 228, a smoke evacuation module 226, and a generator module 240. The smoke evacuation module 226 may include a first sensor 56302 and a second sensor 56304 that detect different parameters. For example, the first sensor 56302 may be a chemical sensor that performs a chemical analysis on the smoke being emitted from the operating room, and the second sensor 56304 may be a laser particle counter that determines the particle concentration of the smoke being emitted from the operating room. In alternative examples, there may be more or less than two sensors in the smoke evacuation module 226.
この例では、第1のセンサ56302は、第1のパラメータ56306、例えば、手術室から排出されている煙のpHを感知する。第2センサ56304は、第2のパラメータ56308、例えば、手術室から排出されている煙の微粒子数(百万分率)を感知する。排煙モジュール226は、外科用ハブ206に接続されてもよく、又は外科用ハブ206の一部であってもよく、したがって、第1のパラメータ56306及び第2のパラメータ56308は、感知された後に自動的に外科用ハブ206に提供されてもよい。代替例では、外科用ハブ206は、排煙モジュール226から定期的に、又は感知されたパラメータ情報に対するユーザからの要求により、任意の感知されたパラメータを要求することができ、排煙モジュール226は、要求に応じて、感知されたパラメータの値を提供する。あるいは、排煙モジュール226は、要求されることなく、感知された値を外科用ハブ206に定期的に提供してもよい。 In this example, the first sensor 56302 senses a first parameter 56306, e.g., the pH of the smoke being emitted from the operating room. The second sensor 56304 senses a second parameter 56308, e.g., the particulate count (parts per million) of the smoke being emitted from the operating room. The smoke evacuation module 226 may be connected to or part of the surgical hub 206, and thus the first parameter 56306 and the second parameter 56308 may be automatically provided to the surgical hub 206 after being sensed. In an alternative example, the surgical hub 206 may request any sensed parameters from the smoke evacuation module 226 periodically or upon a user request for sensed parameter information, and the smoke evacuation module 226 provides the values of the sensed parameters in response to the request. Alternatively, the smoke evacuation module 226 may periodically provide the sensed values to the surgical hub 206 without being requested.
ある例では、外科用ハブ206は、第1のパラメータ56306及び第2のパラメータ56308を処理、修正、又は操作して、第1の処理されたパラメータ56306’及び第2の処理されたパラメータ56308’にすることができる。代替例では、外科用ハブ206は、第1のパラメータ56306及び第2のパラメータ56308に対する任意の処理を実行しなくてもよい。外科用ハブ206は、感知されたパラメータの値に基づいて、様々なモジュールの動作を調整すべきかどうかを判定するために、第1の処理されたパラメータ56306’及び第2の処理されたパラメータ56308’を更なる処理のためにクラウド204に送信してもよい。クラウド204は、様々なアルゴリズムを実行して、第1の処理されたパラメータ56306’及び第2の処理されたパラメータ56308’の値が、排煙モジュール226を含む他のモジュール及び装置のいずれかの動作を、手術室内のより理想的な手術環境をもたらすために調整すべきかを示しているかどうかを判定することができる。この例では、クラウド204は、第1の処理されたパラメータ56306’及び第2の処理されたパラメータ56308’の値が許容可能な閾値を上回っているか又は下回っており、したがって、他のモジュールの動作は、第1の処理されたパラメータ56306’及び第2の処理されたパラメータ56308’の感知/検出された値を補正するように調整すべきであると判定することができる。 In some examples, the surgical hub 206 may process, modify, or manipulate the first parameter 56306 and the second parameter 56308 to become first processed parameters 56306' and second processed parameters 56308'. In alternative examples, the surgical hub 206 may not perform any processing on the first parameter 56306 and the second parameter 56308. The surgical hub 206 may transmit the first processed parameters 56306' and the second processed parameters 56308' to the cloud 204 for further processing to determine whether operation of various modules should be adjusted based on the values of the sensed parameters. The cloud 204 may execute various algorithms to determine whether the values of the first processed parameter 56306' and the second processed parameter 56308' indicate whether operation of any of the other modules and devices, including the smoke evacuation module 226, should be adjusted to provide a more ideal surgical environment within the operating room. In this example, the cloud 204 may determine that the values of the first processed parameter 56306' and the second processed parameter 56308' are above or below acceptable thresholds, and therefore, the operation of other modules should be adjusted to correct the sensed/detected values of the first processed parameter 56306' and the second processed parameter 56308'.
図22に示される例では、クラウド204は、可視化システム208のディスプレイを、手術部位を正確に描写するように調整すべきであると判定することができる。この場合、クラウド204は、命令A56312を可視化システム208に送信して、その手術部位の表示を調整することができる。可視化システム208は、外科用ハブ206に通信可能に連結される。 In the example shown in FIG. 22, cloud 204 may determine that the display of visualization system 208 should be adjusted to accurately depict the surgical site. In this case, cloud 204 may send instruction A56312 to visualization system 208 to adjust the display of the surgical site. Visualization system 208 is communicatively coupled to surgical hub 206.
更に、この例では、クラウド204は、様々なアルゴリズムを実行後、第1の処理されたパラメータ56306’又は第2の処理されたパラメータ56308’の値のいずれかに基づいて、吸引/灌注モジュール228の動作も調整すべきであると判定することができる。この例では、命令B56310は、クラウド204から外科用ハブ206に送信されてもよい。外科用ハブ206は、命令B56310を吸引/灌注モジュール228に送信してもよい。代替例では、外科用ハブ206は、外科用ハブ206内に位置するプロセッサ244に、吸引/灌注モジュール228の動作を調整させることができる。別の代替例では、クラウド204は、命令B56310を外科用ハブ206を通じて最初に送信することなく、吸引/灌注モジュール228に命令B56310を直接送信することができる。 Furthermore, in this example, the cloud 204, after executing various algorithms, may determine that the operation of the aspirate/irrigate module 228 should also be adjusted based on the value of either the first processed parameter 56306' or the second processed parameter 56308'. In this example, instruction B56310 may be transmitted from the cloud 204 to the surgical hub 206. The surgical hub 206 may transmit instruction B56310 to the aspirate/irrigate module 228. In an alternative example, the surgical hub 206 may have a processor 244 located within the surgical hub 206 adjust the operation of the aspirate/irrigate module 228. In another alternative example, the cloud 204 may transmit instruction B56310 directly to the aspirate/irrigate module 228 without first transmitting instruction B56310 through the surgical hub 206.
クラウド204は、様々なアルゴリズムを実行後、発生器モジュール240には動作の調整が有効ではない場合がある、又は、感知されたパラメータが、発生器モジュール240の動作における調整から効果的に影響を受けない場合があることを判定できる。したがって、図22に例示される例では、クラウド204は、発生器モジュール240に命令を送信しなくてもよい。あるいは、クラウド204は、動作の修正が必要でないという命令を発生器モジュール240に送信してもよい。 After running various algorithms, cloud 204 may determine that an adjustment in operation may not be effective for generator module 240, or that a sensed parameter may not be effectively affected by an adjustment in the operation of generator module 240. Thus, in the example illustrated in FIG. 22, cloud 204 may not send an instruction to generator module 240. Alternatively, cloud 204 may send an instruction to generator module 240 that no modification in operation is necessary.
セグメント化された制御回路であって、システムのエラー、短絡、及び安全チェックを確認するために段階的方法で通電される回路を含む排煙システム
排出システムが適切に機能していないとき、排煙システムにおいて故障が検出されない場合は、排煙システムが外科的状況で知らずに操作される場合がある。これは、危険な又は発癌性がある煙が手術室から適切に取り除かれない、安全ではない手術環境の原因となる場合がある。あるいは、排煙システムの一部は適切に機能し得るが、他の部分は適切に機能しない場合がある。これは、排煙システムを、一般に、通電及び操作には危険である状態にし得る。
A smoke evacuation system including a segmented control circuit that is energized in a staged manner to check for system errors, short circuits, and safety checks. When the evacuation system is not functioning properly, if a fault is not detected in the smoke evacuation system, the smoke evacuation system may be inadvertently operated in a surgical setting. This may result in an unsafe surgical environment where dangerous or carcinogenic smoke is not properly removed from the operating room. Alternatively, parts of the smoke evacuation system may function properly while other parts do not. This may leave the smoke evacuation system in a state where it is generally unsafe to energize and operate.
図20~図22に記載されるように、外科用ハブ206及び/又はクラウド204に連結された排煙モジュール226を備える排煙システム56100、56300は、例えば、図23に記載されるように、セグメント化された制御回路57100を更に備えてもよい。セグメント化された制御回路57100は、段階的に通電されて、故障、エラー、短絡を確認し、排煙モジュール226を起動している間に様々な安全性チェックを実行して、排煙モジュール226の操作が安全であると判定するのを助けることができる。 As depicted in FIGS. 20-22, the smoke evacuation systems 56100, 56300 including a smoke evacuation module 226 coupled to the surgical hub 206 and/or cloud 204 may further include a segmented control circuit 57100, as depicted in FIG. 23, for example. The segmented control circuit 57100 may be energized in stages to check for faults, errors, short circuits, and perform various safety checks while the smoke evacuation module 226 is activated to help determine that operation of the smoke evacuation module 226 is safe.
排煙モジュール226を段階的方法で開始することにより、排煙モジュール226の操作試みる前に、故障及びエラーを識別することができる。これにより、排煙システムを修理、又は必要に応じて新しい排煙モジュールと交換できるため、外科手術の全体的な安全性を改善することができる。 By starting the smoke evacuation module 226 in a step-by-step manner, malfunctions and errors can be identified before attempting to operate the smoke evacuation module 226. This allows the smoke evacuation system to be repaired or replaced with a new smoke evacuation module as needed, improving the overall safety of the surgical procedure.
一態様では、図20~図22に記載される排煙モジュール226は、セグメント化された制御回路を含み、この回路は、エラー、短絡を確認するため、及びシステムの安全性チェックを実行するために、段階的な方法で通電され得る。図23は、本開示の少なくとも1つの態様による、セグメント化された制御回路57100の一態様を示す。特定の特徴部、モジュール、プロセッサ、モータなどが、図23に示される様々なセグメントにグループ化されているが、本開示はこの例に限定されるべきではないことに留意されたい。代替的な例では、セグメントは、図23に開示されるものよりも多い、より少ない、又は異なる構成要素を含んでもよい。更に、別の代替例では、セグメント化された回路の例におけるセグメントの数は、3つ超又は3つ未満のセグメントであってもよい。 In one aspect, the smoke evacuation module 226 depicted in FIGS. 20-22 includes a segmented control circuit that can be energized in a staged manner to check for errors, shorts, and to perform system safety checks. FIG. 23 illustrates one aspect of a segmented control circuit 57100 in accordance with at least one aspect of the present disclosure. While certain features, modules, processors, motors, etc. are grouped into various segments as depicted in FIG. 23, it should be noted that the present disclosure should not be limited to this example. In alternative examples, the segments may include more, fewer, or different components than those disclosed in FIG. 23. Furthermore, in another alternative example, the number of segments in the example segmented circuit may be greater than or less than three segments.
図23の例では、セグメント化された制御回路57100は、第1のセグメント57102と、第2のセグメント57104と、第3のセグメント57106とを含む。ある例では、第1のセグメント57102は、メインプロセッサ57108及び安全プロセッサ57110を含む。メインプロセッサ57108は、電源ボタン又はスイッチ57120に直接接続されてもよい。したがって、この例では、第1のセグメント57102、具体的にはメインプロセッサ57108は、起動される第1のセグメント57102及び構成要素57108である。 In the example of FIG. 23, the segmented control circuit 57100 includes a first segment 57102, a second segment 57104, and a third segment 57106. In one example, the first segment 57102 includes a main processor 57108 and a safety processor 57110. The main processor 57108 may be directly connected to a power button or switch 57120. Thus, in this example, the first segment 57102, and specifically the main processor 57108, is the first segment 57102 and component 57108 that are activated.
安全プロセッサ57110及び/又はメインプロセッサ57108は、感知回路57112及びディスプレイ回路57114を含み得る第2のセグメント57104、並びに、モータ制御回路57116及びモータ57118を含み得る第3のセグメント57106などの、1つ以上の追加の回路セグメント及びそれらの構成要素と相互作用するように構成されてもよい。回路セグメント及びそれらの構成要素のそれぞれは、安全プロセッサ57110及び/又はメインプロセッサ57108に連結され、又はこれらと通信してよい。メインプロセッサ57108及び/又は安全プロセッサ57110はまた、メモリに連結されてもよく、又は内部メモリを含んでもよい。メインプロセッサ57108及び/又は安全プロセッサ57110はまた、外科用ハブ206及び/又はクラウド204などのネットワークを介した通信を可能にする通信装置と連結されてもよく、又は、有線若しくは無線通信してもよい。 The safety processor 57110 and/or the main processor 57108 may be configured to interact with one or more additional circuit segments and their components, such as the second segment 57104, which may include a sensing circuit 57112 and a display circuit 57114, and the third segment 57106, which may include a motor control circuit 57116 and a motor 57118. Each of the circuit segments and their components may be coupled to or in communication with the safety processor 57110 and/or the main processor 57108. The main processor 57108 and/or the safety processor 57110 may also be coupled to memory or may include internal memory. The main processor 57108 and/or the safety processor 57110 may also be coupled to a communication device enabling communication over a network, such as the surgical hub 206 and/or the cloud 204, or may communicate via wired or wireless communication.
メインプロセッサ57108は、例えば、1つ以上の回路セグメント、電池、及び/又は複数のスイッチに連結された、複数の入力を備えてよい。セグメント化された制御回路57100は、例えば、排煙モジュール226内のプリント回路基板組立体(PCBA)など、任意の好適な回路によって実装されてもよい。プロセッサという用語は、本明細書で使用するとき、任意のマイクロプロセッサ、プロセッサ、1つ若しくは複数のコントローラ、又は、コンピュータの中央処理装置(CPU)の機能を1つの集積回路又は最大で数個の集積回路上に組み込んだ、他の基本コンピューティングデバイスを含むと理解されるべきである。メインプロセッサ57108及び安全プロセッサ57110は、デジタルデータを入力として受理し、メモリに記憶された命令に従ってそのデータを処理し、結果を出力として提供する、多目的のプログラム可能装置である。これは、内部メモリを有するので、逐次的デジタル論理の一例である。安全プロセッサ57110は、拡張性がある性能、接続性及びメモリの選択肢を提供しながら、高度な集積型安全特性を提供するために、中でも特に、安全限界用途向けに特異的に構成されてもよい。 The main processor 57108 may have multiple inputs, coupled to, for example, one or more circuit segments, a battery, and/or multiple switches. The segmented control circuit 57100 may be implemented by any suitable circuit, such as, for example, a printed circuit board assembly (PCBA) within the smoke evacuation module 226. The term processor, as used herein, should be understood to include any microprocessor, processor, one or more controllers, or other basic computing device that incorporates the functionality of a computer's central processing unit (CPU) on a single integrated circuit or up to several integrated circuits. The main processor 57108 and safety processor 57110 are general-purpose programmable devices that accept digital data as input, process that data according to instructions stored in memory, and provide the results as output. Because they have internal memory, they are an example of sequential digital logic. The safety processor 57110 may be specifically configured for safety-critical applications, among other things, to provide advanced integrated safety features while offering scalable performance, connectivity, and memory options.
図23に示される例では、第2のセグメント57104は、メインプロセッサ57108に連結されるか、又はそれと信号通信する、感知回路57112及びディスプレイ回路57114を備えてもよい。本明細書で一般に説明される排煙モジュール226の感知回路57112は、一部は排煙モジュール226の内部にあり、一部は外部にあり、排煙モジュール226のハウジング上に配置されている、様々なセンサを含む。これらのセンサとして、様々な圧力センサ、流体センサ、化学センサ、レーザー微粒子カウンタ、又は他のレーザーセンサ、及び空気品質センサが挙げられる。排煙システム56100の文脈で使用されるセンサの説明は、例えば、図4~図6、図18、及び図19に見出すことができる。 In the example shown in FIG. 23, the second segment 57104 may include a sensing circuit 57112 and a display circuit 57114 coupled to or in signal communication with the main processor 57108. The sensing circuit 57112 of the smoke evacuation module 226 generally described herein includes various sensors, some internal to the smoke evacuation module 226 and some external, located on the housing of the smoke evacuation module 226. These sensors include various pressure sensors, fluid sensors, chemical sensors, laser particle counters or other laser sensors, and air quality sensors. Descriptions of sensors used in the context of the smoke evacuation system 56100 can be found, for example, in FIGS. 4-6, 18, and 19.
代替的な態様では、感知回路57112は、排煙モジュール226の外部ハウジング上に位置するいくつかのセンサが、通信装置を介して、感知回路57112、メインプロセッサ57108、及び/若しくは安全プロセッサ57102との通信並びに/又は接続に関与するとき、通信装置を含んでもよい。ディスプレイ回路57114は、排煙モジュール226又は排煙モジュール226若しくは外科用ハブ206と通信する別の装置によって得られたテキスト、画像、グラフ、チャートなどを表示し得る、画面又は他のディスプレイを含んでもよい。例えば、ディスプレイ回路57114は、撮像モジュール238、装置/器具235、及び/又は可視化システム208から受信した画像又はデータを表示し、オーバーレイすることができる、モニタ又は画面(例えば、ディスプレイ210、217又はモニタ135)を含んでもよい。このディスプレイ又は画面は、セグメント化された制御回路57100内の各セグメントのステータス、又は各セグメント内の各構成要素のステータスをユーザに提示できる。各セグメントのステータス、又は各セグメントの各構成要素のステータスは、各構成要素又はセグメントを識別すること、各構成要素又はセグメントのステータスを受信又は判定すること、及び各構成要素又はセグメントのステータスをユーザに表示することによって、セグメント化された制御回路57100によって識別されてもよい。構成要素又はセグメントは、例えば、固有のデータパケットフォーマット、認証、暗号化、ID番号、パスワード、信号通信、フラグなどを使用して識別されてもよい。構成要素又はセグメントのステータスは、フラグ、指示、感知されたパラメータの値、測定値などを使用して決定されてもよい。 In an alternative aspect, the sensing circuit 57112 may include a communications device when several sensors located on the external housing of the smoke evacuation module 226 are involved in communication and/or connection with the sensing circuit 57112, the main processor 57108, and/or the safety processor 57102 via the communications device. The display circuit 57114 may include a screen or other display that may display text, images, graphs, charts, etc. obtained by the smoke evacuation module 226 or another device in communication with the smoke evacuation module 226 or the surgical hub 206. For example, the display circuit 57114 may include a monitor or screen (e.g., display 210, 217, or monitor 135) that may display and overlay images or data received from the imaging module 238, the device/instrument 235, and/or the visualization system 208. This display or screen may present to a user the status of each segment within the segmented control circuit 57100, or the status of each component within each segment. The status of each segment, or the status of each component of each segment, may be identified by the segmented control circuit 57100 by identifying each component or segment, receiving or determining the status of each component or segment, and displaying the status of each component or segment to a user. Components or segments may be identified using, for example, unique data packet formats, authentication, encryption, ID numbers, passwords, signaling, flags, etc. The status of a component or segment may be determined using flags, indications, values of sensed parameters, measurements, etc.
これらの機能(識別、判定、表示)は、例えば、Wi-Fi、有線接続、信号通信、Thread、Bluetooth、RFID、又はNFCを使用して実行されてもよい。例えば、セグメント化された制御回路57100の構成要素は、ネットワークを介して通信するための通信装置を含んでもよく、又はネットワークを介した通信を可能にする外部通信装置に連結されてもよい。通信装置は、物理的有線又は無線で通信するように構成された送受信機を含むことができる。装置は、1つ以上の追加の送受信機を更に含んでもよい。送受信機には、セルラモデム、無線メッシュネットワーク送受信機、Wi-Fi(登録商標)送受信機、低電力ワイドエリア(LPWA)送受信機、及び/又は近距離通信送受信機(NFC)を含むことができるが、これらに限定されない。通信装置は、メインプロセッサ57108、安全プロセッサ57110、ディスプレイ回路57114、外科用ハブ206、又はクラウド204を備えてもよく、又はこれらと通信するように構成されてもよく、これは、構成要素及びそれらの関連するステータスの識別情報を検証してもよく、又はその識別情報を受信してもよい。送受信機は、プロセッサから対応するUARTを介してシリアル送信データを受信し、シリアル送信データをRF搬送波上に変調し、送信RF信号を生成し、RF信号を対応するアンテナを介して送信するように構成することができる。各送受信機は、本明細書に記載されるように、選択された無線通信規格及び/又はプロトコル、例えば、Wi-Fi(登録商標)のためのIEEE802.11a/b/g/n及び/又はZigbeeルーティングを使用する無線メッシュネットワークのためのIEEE802.15.4の実装に対応してもよい。代替的な態様では、ディスプレイ回路は、煙検出器の状態、オン/オフ動作、残存するフィルタ寿命などを示すために、可聴信号又は小さな光/ディスプレイを含むことができる。各構成要素及びそれらのステータスの識別は、それぞれの構成要素によって自発的に提供されてもよく、定期的又は不定期的間隔でそのような情報を送信又は伝達することができる。不定期的間隔の例は、例えば、ユーザが送信すべき情報を指示する場合であってもよい。代替例では、各構成要素又はセグメントの識別情報及びステータス情報は、規則的又は不規則な間隔で要求されてもよい。例えば、モータ制御回路57116の識別情報及びステータスは、1分、20分、40分、1時間、3時間、24時間などごとに要求されてもよい。 These functions (identification, determination, display) may be performed using, for example, Wi-Fi, a wired connection, signal communication, Thread, Bluetooth, RFID, or NFC. For example, the components of the segmented control circuit 57100 may include a communication device for communicating over a network or may be coupled to an external communication device that enables communication over a network. The communication device may include a transceiver configured to communicate physically by wire or wirelessly. The device may further include one or more additional transceivers. The transceivers may include, but are not limited to, a cellular modem, a wireless mesh network transceiver, a Wi-Fi® transceiver, a low-power wide-area (LPWA) transceiver, and/or a near-field communication (NFC) transceiver. The communications device may comprise or be configured to communicate with the main processor 57108, the safety processor 57110, the display circuitry 57114, the surgical hub 206, or the cloud 204, which may verify or receive the identity of the components and their associated status. The transceivers may be configured to receive serial transmit data from the processor via a corresponding UART, modulate the serial transmit data onto an RF carrier, generate a transmit RF signal, and transmit the RF signal via a corresponding antenna. Each transceiver may support a selected wireless communications standard and/or protocol, as described herein, e.g., an implementation of IEEE 802.11a/b/g/n for Wi-Fi and/or IEEE 802.15.4 for wireless mesh networking using Zigbee routing. In alternative aspects, the display circuitry may include an audible signal or a small light/display to indicate the status of the smoke detector, on/off operation, remaining filter life, etc. The identification of each component and its status may be provided voluntarily by the respective component, which may transmit or communicate such information at regular or irregular intervals. An example of an irregular interval may be when a user indicates that information should be transmitted. Alternatively, the identification and status information of each component or segment may be requested at regular or irregular intervals. For example, the identification and status of the motor control circuit 57116 may be requested every 1 minute, 20 minutes, 40 minutes, 1 hour, 3 hours, 24 hours, etc.
別の態様では、セグメント化された制御回路57100は、排煙モジュール226が全ての取り付けられた構成要素にクエリ又はポーリングすることを可能にするステータス回路の通電を可能にする。ステータス回路は、セグメントのうちのいずれかに位置してもよいが、この例では、第1のセグメント57102内に位置してもよい。このステータス回路は、第1のセグメント57102、第2のセグメント57104、第3のセグメント57106内の構成要素、並びに図25~図35に示されるものなどの任意の他の追加の構成要素を含む全ての構成要素をクエリ/ポーリングすることが可能であり得る。取り付けられた構成要素のポーリング/クエリは、構成要素又はセグメントが排煙システム又はハブと互換性があり得る、互換性、構成要素又はセグメントが正しい構成要素であり、信頼できるとする、信頼性、使用ステータス、つまり、フィルタなどの使用に基づく寿命を有する任意のセグメント又は構成要素のステータス、及び、モータ及びモータに接続されたポンプに通電する前のフィルタの正確な挿入など、セグメント又は構成要素の正しい挿入、を検証するために行われてもよい。ある例では、インテリジェント器具235などのインテリジェント器具は、適切なデバイスが使用されていること、並びに、ポーリング/クエリされたインテリジェント器具と共に排煙システムが機能できること、又は、機能方法を知っていることを検証するために更にクエリ/ポーリングされてもよい。例えば、ポーリング又はクエリされるインテリジェント器具235は、Zip Pen(登録商標)であってもよい。どのZip Pen(登録商標)が使用されているかを知ることは、排煙システムがどのように機能するのかを決定するのに役立ち得る。未確認のインテリジェント器具が使用されている場合、排煙システムは、モータの通電が不適切であるか、又は安全でないと判断でき、エラーがディスプレイ回路57114によって表示されてもよい。これは、インテリジェント器具235だけではなく、スマート手術環境の任意の構成要素に対して行われてもよい。あるいは、未確認のインテリジェント器具が使用されている場合、排煙システムは、デバイスが普遍的に安全動作モードで使用され得ると判定してもよい。 In another aspect, the segmented control circuit 57100 enables energization of a status circuit that allows the smoke evacuation module 226 to query or poll all attached components. The status circuit may be located in any of the segments, but in this example, may be located in the first segment 57102. This status circuit may be capable of querying/polling all components, including those in the first segment 57102, the second segment 57104, the third segment 57106, and any other additional components, such as those shown in FIGS. 25-35. The polling/querying of attached components may be performed to verify whether the component or segment is compatible with the smoke evacuation system or hub, compatibility, that the component or segment is the correct component and reliable, reliability, usage status, i.e., the status of any segments or components that have a usage-based lifespan, such as filters, and correct insertion of the segment or component, such as correct insertion of a filter before energizing the motor and pump connected to the motor. In some examples, an intelligent instrument, such as intelligent instrument 235, may be further queried/polled to verify that an appropriate device is being used and that the smoke evacuation system can function or knows how to function with the polled/queried intelligent instrument. For example, the intelligent instrument 235 being polled or queried may be a Zip Pen®. Knowing which Zip Pen® is being used may help determine how the smoke evacuation system functions. If an unidentified intelligent instrument is being used, the smoke evacuation system may determine that the motor is improperly or unsafely energized, and an error may be displayed by display circuit 57114. This may be done for any component of the smart surgical environment, not just intelligent instrument 235. Alternatively, if an unidentified intelligent instrument is being used, the smoke evacuation system may determine that the device may be used universally in a safe operating mode.
上記のように、排煙モジュール226が他の構成要素をクエリ/ポーリングすることを可能にするステータス回路に通電することはまた、クエリ/ポーリングされた構成要素について独自の識別、認証、及びステータステキスト文字列を提供することができる。これにより、模倣デバイスがセキュリティデバイスを欺くことを防止するための、排煙モジュール226及び排煙モジュール226の下位構成要素の制御された識別が可能になる。例えば、セキュリティデバイスを欺く試みの例は、固有の接続を行うために「スキマー」を構築することによって行われる。システムが欺かれるのを防止するために、各構成要素を認証するための動作を実行することができる。排煙システムに取り付けられた各構成要素は、記憶されたデータ、セキュリティ暗号化、認証、パラメータ、又はこれらのいくつかの組み合わせに基づいて認証されてもよい。記憶されたデータは、識別番号又は別の識別子、製品名、及び製品タイプ、一意のデバイス識別子、会社商標、シリアル番号、及び/又は他の製造データ、構成パラメータ、使用情報、有効若しくは無効化された特徴、又は取り付けられた構成要素の使用方法に関するアルゴリズム/命令を含んでもよい。 As noted above, energizing the status circuitry that allows the smoke evacuation module 226 to query/poll other components can also provide unique identification, authentication, and status text strings for the queried/polled components. This allows for controlled identification of the smoke evacuation module 226 and its subcomponents to prevent counterfeit devices from spoofing security devices. For example, an example of an attempt to spoof a security device is by building a "skimmer" to make a unique connection. To prevent the system from being spoofed, actions can be taken to authenticate each component. Each component installed in the smoke evacuation system may be authenticated based on stored data, security encryption, authentication, parameters, or some combination thereof. The stored data may include an identification number or other identifier, product name and type, a unique device identifier, company trademark, serial number, and/or other manufacturing data, configuration parameters, usage information, enabled or disabled features, or algorithms/instructions regarding how to use the installed component.
図23に示される例では、第3のセグメント57106は、モータ制御回路57116及びモータ57118を含み得る。モータ制御回路57116及び/又はモータ57118は、メインプロセッサ57108及び/又は安全プロセッサ57110に連結され、又はこれらと信号通信してもよい。メインプロセッサ57108は、モータ制御回路57116にモータ57118の速度を増減させるように指示してもよい。代替例では、モータ制御回路57116及びモータ57118は、安全プロセッサ57110に連結され、又はこれ信号通信してもよい。モータ57118は、排煙モジュール226内のポンプに連結されてもよく(図4及び図6~図19参照)、モータ57118の動作は、ポンプを機能させることができる。具体的には、ある例では、モータ57118は2つの異なる状態で動作してもよい。第1の状態は、モータ57118がユーザによって起動されるときであってもよい。この第1の状態では、モータ57118は、第2の状態よりも高い速度で動作してもよい。第2の状態では、モータ57118、モータ制御回路57116、メインプロセッサ57108、又は安全プロセッサ57110は、ユーザ活動の欠如を感知して、又はメインプロセッサ57108、安全プロセッサ57110、外科用ハブ204、クラウド206、又は外科用ハブ206内に位置する別のモジュール(例えば、プロセッサモジュール232)から命令を受信して、モータ57118の動作速度を減速させてもよい。 23, the third segment 57106 may include a motor control circuit 57116 and a motor 57118. The motor control circuit 57116 and/or the motor 57118 may be coupled to or in signal communication with the main processor 57108 and/or the safety processor 57110. The main processor 57108 may instruct the motor control circuit 57116 to increase or decrease the speed of the motor 57118. In an alternative example, the motor control circuit 57116 and the motor 57118 may be coupled to or in signal communication with the safety processor 57110. The motor 57118 may be coupled to a pump within the smoke evacuation module 226 (see FIGS. 4 and 6-19), and operation of the motor 57118 may cause the pump to function. Specifically, in one example, the motor 57118 may operate in two different states. The first state may be when the motor 57118 is activated by a user. In this first state, the motor 57118 may operate at a higher speed than in the second state. In the second state, the motor 57118, motor control circuitry 57116, main processor 57108, or safety processor 57110 may sense a lack of user activity or receive a command from the main processor 57108, safety processor 57110, surgical hub 204, cloud 206, or another module located within the surgical hub 206 (e.g., processor module 232) to reduce the operating speed of the motor 57118.
モータ57118が動作し得る異なる状態の数は、2つに限定されない。モータ57118は、パラメータの様々な測定値に基づいて、その動作状態を変更又は選択することができる。別の態様では、モータ57118は、特定の閾値内、上、又は下に入るユーザ活動レベルに基づいて、その動作状態を判定又は設定することができる。更に、これらの閾値は、排煙モジュール226の他のモジュール又は構成要素の閾値に関連するか、又はそれと相互関連し得る。 The number of different states in which the motor 57118 may operate is not limited to two. The motor 57118 may change or select its operating state based on various measurements of parameters. In another aspect, the motor 57118 may determine or set its operating state based on a user activity level that falls within, above, or below certain thresholds. Furthermore, these thresholds may be related to or correlated with thresholds of other modules or components of the smoke evacuation module 226.
代替的な例では、モータ57118は、任意選択的にスリープモードと呼ばれるモードを有してもよい。この例では、所定の時間の間使用されないとき、スリープモードが起動されるか、又はモータ57118は、スリープモード(中止モード、又は低電力モード)にシャットダウンされてもよい。スリープモードに入る前の非活動の閾値時間量は、外科処置のタイプ、処置を行う特定の外科医、又は他の要因を含む多数の要因に応じて変化し得る。したがって、所定の時間量を予め設定してもよいが、容易に調整することができる。例えば、例示的なアクティブ状態からスリープモード状態への切り替えから閾値は10分であってもよい。この例では、インテリジェント器具235が10分を超えて外科医によって使用されない場合、モータ制御回路57116又はモータ57118は、スリープモードに入る命令を受信できる。代替例では、インテリジェント器具235が10分を超えて外科医によって使用されない場合、インテリジェント器具235は、モータ57118をスリープモード状態に減速させることによって自動的にスリープモードを起動してもよい。更に、排煙モジュール226又はインテリジェント器具235が再び使用されるか、又はユーザとの対話を感知するとき、排煙モジュール226は、セグメント化された回路57100に再通電する再起動シーケンスを受けてもよい。この再起動シーケンスは、エラー又は欠陥をチェックしながらセグメント化された回路57100に通電するために使用される起動シーケンスと同じであってもよい。あるいは、再起動シーケンスは、ユーザとの対話が感知されたときに、セグメント化された回路57100に迅速に再通電するための起動シーケンスの短縮バージョンであってもよい。 In an alternative example, the motor 57118 may have a mode, optionally referred to as a sleep mode. In this example, the sleep mode may be activated or the motor 57118 may be shut down into sleep mode (suspended mode, or low-power mode) when not used for a predetermined period of time. The threshold amount of inactivity before entering sleep mode may vary depending on numerous factors, including the type of surgical procedure, the particular surgeon performing the procedure, or other factors. Thus, the predetermined amount of time may be preset but can be easily adjusted. For example, an exemplary threshold may be 10 minutes from switching from an active state to a sleep mode state. In this example, if the intelligent instrument 235 is not used by the surgeon for more than 10 minutes, the motor control circuitry 57116 or the motor 57118 may receive a command to enter sleep mode. In an alternative example, if the intelligent instrument 235 is not used by the surgeon for more than 10 minutes, the intelligent instrument 235 may automatically activate sleep mode by slowing the motor 57118 to the sleep mode state. Additionally, when the smoke evacuation module 226 or intelligent appliance 235 is used again or senses user interaction, the smoke evacuation module 226 may undergo a restart sequence to re-energize the segmented circuit 57100. This restart sequence may be the same as the start-up sequence used to energize the segmented circuit 57100 while checking for errors or defects. Alternatively, the restart sequence may be an abbreviated version of the start-up sequence to quickly re-energize the segmented circuit 57100 when user interaction is sensed.
図24に示される例は、本開示の少なくとも1つの態様による、セグメント化された制御回路57100に段階的に通電するように、排煙モジュール226の制御回路部分を操作する方法57200を開示する。このようにして、制御回路の様々な部分は、後続のセグメントに通電する前に安全チェックを実行することができ、安全な電気起動回路方法を提供することができる。例示的な方法57200は、図24に示すフローチャートを参照して説明されるが、この方法と関連する動作を実施する他の多くの方法も使用可能であると、理解されよう。例えば、ブロックのいくつかの順序を変更してよく、特定のブロックを他のブロックと組み合わせてよく、記載したブロックのいくつかは任意である。 The example shown in FIG. 24 discloses a method 57200 of operating the control circuit portion of the smoke evacuation module 226 to energize the segmented control circuit 57100 in a staged manner, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. In this manner, various portions of the control circuit can perform safety checks before energizing subsequent segments, providing a safe electrical startup circuit method. While the exemplary method 57200 is described with reference to the flowchart shown in FIG. 24, it will be appreciated that many other ways of implementing the operations associated with this method are also possible. For example, the order of some of the blocks may be changed, certain blocks may be combined with other blocks, and some of the described blocks are optional.
方法57200によれば、制御回路57100は、最初に第1のセグメント57102を起動させる(57202)。例えば、図23で前述したように、第1のセグメント57102は、メインプロセッサ57108及び安全プロセッサ57110を含んでもよい。代替例では、他の構成要素も第1のセグメント57102に含まれてもよく、又は第1のセグメント57102は、メインプロセッサ57108及び/若しくは安全プロセッサ57110を含まなくてもよい。 According to method 57200, control circuit 57100 initially activates first segment 57102 (57202). For example, as previously described in FIG. 23, first segment 57102 may include main processor 57108 and safety processor 57110. In alternative examples, other components may also be included in first segment 57102, or first segment 57102 may not include main processor 57108 and/or safety processor 57110.
次に、第1のセグメント57102は第1の機能57204を実行する。この第1の機能は、例えば、制御回路57100及び/又は排煙モジュール226の安全性を検証することに関連し得る。例えば、メインプロセッサ57108又は安全プロセッサ57110は、セグメント化された制御回路57100の高電力部分に係合する前に、短絡及び他のエラーのために各セグメント又はセグメントの構成要素をチェックしてもよい。メインプロセッサ57108及び/又は安全プロセッサ57110は、各コンポーネント又は各セグメントに対して安全チェックを実行して、それらが適切に機能していることを判定してもよい。更に、別の例では、メインプロセッサ57108又は安全プロセッサ57110は、排煙モジュール226内の構成要素が正しい構成要素であることを確実にするために検証機能を実行してもよい。例えば、排煙システム56100、56300の構成要素が正しい構成要素であることを確実にするために、メインプロセッサ57108又は安全プロセッサ57110は、トラステッドプラットフォームモジュール(TPM)を含んでもよく、又は、TPMは、セグメント化された制御回路57100内の別個の構成要素であってもよい。この検証は様々な方法で行うことができる。例えば、1つの例示的な方法は、TPM内に、各構成要素又はセグメントのキーを記憶することである。接続された構成要素が比較され、各構成要素又はセグメントのキーがTPM内に見つからない場合、排煙モジュール226は、それらのモジュールを有効化又は電力供給できない。更なる例では、説明されるキーは、暗号化を組み込んでもよく、あるいは、メインプロセッサ57108又は安全プロセッサ57110などの排煙モジュール226の構成要素による認証を必要としてもよい。 Next, the first segment 57102 performs a first function 57204. This first function may, for example, relate to verifying the safety of the control circuit 57100 and/or the smoke evacuation module 226. For example, the main processor 57108 or the safety processor 57110 may check each segment or segment components for short circuits and other errors before engaging the high-power portions of the segmented control circuit 57100. The main processor 57108 and/or the safety processor 57110 may perform safety checks on each component or segment to determine that it is functioning properly. Further, in another example, the main processor 57108 or the safety processor 57110 may perform a verification function to ensure that the components within the smoke evacuation module 226 are the correct components. For example, to ensure that the components of the smoke evacuation system 56100, 56300 are the correct components, the main processor 57108 or the safety processor 57110 may include a trusted platform module (TPM), or the TPM may be a separate component within the segmented control circuit 57100. This verification can be performed in a variety of ways. For example, one exemplary method is to store a key for each component or segment within the TPM. Connected components are compared, and if the key for each component or segment is not found within the TPM, the smoke evacuation module 226 cannot enable or power those modules. In a further example, the described keys may incorporate encryption or require authentication by a component of the smoke evacuation module 226, such as the main processor 57108 or the safety processor 57110.
更に、例えば、メインプロセッサ57108及び/又は安全プロセッサ57110は、特定の安全条件が満たされない場合に、セグメント化された制御回路57100による回路部分の活性化を阻止する、メモリに格納されたスイッチング論理を含んでもよい。例えば、論理スイッチ又は複数の論理スイッチと連携する安全プロセッサ57118内に記憶された様々な状態が存在し得る。例えば、保護ハウジングが完全に閉じられていない場合、フィルタモジュールが完全に又は適切に挿入されていない場合、流体リザーバが完全に又は適切に挿入されていない場合、ホースが適切に又は完全に挿入されていない場合、流体リザーバが十分に満たされていない場合に、論理スイッチが動作し、セグメント化された制御回路57100又は排煙モジュール226の連携部分は起動されなくてよい。 Furthermore, for example, the main processor 57108 and/or the safety processor 57110 may include switching logic stored in memory that prevents activation of circuit portions by the segmented control circuit 57100 if certain safety conditions are not met. For example, there may be various states stored in the safety processor 57118 associated with a logic switch or multiple logic switches. For example, if the protective housing is not fully closed, the filter module is not fully or properly inserted, the fluid reservoir is not fully or properly inserted, the hose is not properly or completely inserted, or the fluid reservoir is not sufficiently full, the logic switch may operate and prevent activation of the segmented control circuit 57100 or associated portion of the smoke evacuation module 226.
代替例では、排煙モジュール226、又は様々なセグメントのうちの1つが作動又は操作するのを可能にする前に、ハウジングが完全かつ適切に閉じられることを確実にするための別個の筐体回路が存在してもよい。例えば、ハウジングが完全に閉じていない場合、回路は完全でなくてもよい。したがって、セグメント化された制御回路57100の残りのセグメント又は構成要素は活性化されなくてもよい。この筐体回路の概念は、未認証の整備を防止するために、改ざん回路内で使用されてもよい。例えば、改ざん回路は確認回路を含んでもよい。開放されるべきではないハウジングが開放されている場合、確認回路は、電気的又は機械的のいずれかで恒久的に破壊され得る。この破壊可能な確認回路は、2つの堅固に固定された電気的接続ブロックを橋渡しできる内部接続ストリップを有し、1つのブロックは、筐体のシェル上に配置されてもよく、他のブロックは、筐体の基部フレーム上に配置されてもよい。内部接続部は、シェル及び基部フレームのそれぞれの上にラッチ特徴部を有する、それぞれの接続ブロックにロックし得る剛性の挿入可能な電気コネクタを有してもよい。破壊されると、ハウジングが開放されているか又は改ざんされていることが明白となり得る。いったん破壊されると、電気コネクタを容易に取り外し、交換のためにハウジングが開放されると交換することができる。代替的な態様では、ブロック及びラッチ特徴部は、異なる位置に配置されてもよく、各セグメントは、別個のブロック及びラッチ機構を含んでもよい。例えば、第1のセグメント57102の第2のセグメント57104、及び第3のセグメント57106はそれぞれ、別個の確認回路を有してもよい。第1のセグメント57102が改ざんされているか又は開放されている場合、確認回路は、剛性の内側接続ストリップが破断されてもよく、したがって、改ざんされていると識別でき、及び/又は、確認回路は、交換されてもよい。別個の確認回路を有することにより、セグメント化された制御回路57100の様々なセグメント又は構成要素のいずれかが改ざんされている場合、容易に検出可能であり得る。 Alternatively, there may be a separate enclosure circuit to ensure that the housing is completely and properly closed before allowing the smoke evacuation module 226, or one of the various segments, to operate or operate. For example, if the housing is not completely closed, the circuit may not be complete. Thus, the remaining segments or components of the segmented control circuit 57100 may not be activated. This enclosure circuit concept may also be used within a tamper circuit to prevent unauthorized servicing. For example, the tamper circuit may include a verification circuit. If a housing that should not be opened is opened, the verification circuit may be permanently destroyed, either electrically or mechanically. This destructible verification circuit may have an internal connection strip that can bridge two rigidly fixed electrical connection blocks, one block may be located on the shell of the enclosure and the other block may be located on the base frame of the enclosure. The internal connection may have a rigid insertable electrical connector that can lock into each connection block with latching features on each of the shell and base frame. When destroyed, it may be apparent that the housing has been opened or tampered with. Once broken, the electrical connector can be easily removed and replaced once the housing is opened for replacement. In alternative aspects, the blocking and latching features may be located in different positions, and each segment may include a separate blocking and latching mechanism. For example, the first segment 57102, the second segment 57104, and the third segment 57106 may each have a separate verification circuit. If the first segment 57102 is tampered with or opened, the verification circuit may break the rigid inner connecting strip and thus be identified as tampered with and/or the verification circuit may be replaced. By having separate verification circuits, tampering with any of the various segments or components of the segmented control circuit 57100 may be easily detectable.
あるいは、筐体回路は、セグメント化されたセキュリティデバイスとして使用されてもよい。例えば、システムの一部が整備を必要とする場合、筐体回路は、システムの一部が開放され、整備されることを可能にし得るが、セグメント化された制御回路57100の無許可の別個の部分が開放され、分解され、又は変更された後に、セグメント化された制御回路57100又は排煙モジュール226の使用を防止することができる。例えば、排煙システム226のセグメント化された制御回路57100を整備すべきであるが、ディスプレイ回路57114のみに整備が必要である場合、点検技術者又は他の担当者が第3のセグメント57106又は第1のセグメント57102を整備する理由がない場合がある。したがって、第3のセグメント57106及び第1のセグメント57102は、単回使用ヒューズ又は他の機械的/電気機械的デバイス、又はそのようなもののデジタル版を含む別個の筐体回路を含んでもよい。第3のセグメント57106及び第1のセグメント57102が開放、変更、又は分解されると、ヒューズを飛ばすことができ、第3のセグメント57106及び第1のセグメント57102に電力が到達しないようにすることができる。 Alternatively, the housing circuit may be used as a segmented security device. For example, if a portion of the system requires maintenance, the housing circuit may allow that portion of the system to be opened and serviced, but may prevent use of the segmented control circuit 57100 or the smoke evacuation module 226 after an unauthorized separate portion of the segmented control circuit 57100 has been opened, disassembled, or tampered with. For example, if the segmented control circuit 57100 of the smoke evacuation system 226 is to be serviced, but only the display circuit 57114 requires service, there may be no reason for a service technician or other personnel to service the third segment 57106 or the first segment 57102. Thus, the third segment 57106 and the first segment 57102 may include separate housing circuits that include single-use fuses or other mechanical/electromechanical devices, or digital versions of such. If the third segment 57106 and the first segment 57102 are opened, altered, or disassembled, the fuse can be blown, preventing power from reaching the third segment 57106 and the first segment 57102.
エラー、短絡回路、故障、又は他の問題が検出された場合、セグメント化された制御回路57100は、セグメント化された制御回路57100の少なくとも1つのセグメントを実行する一方で、他のセグメントを実行しないことが可能であり得る。セグメント化された制御回路57100の安全性を確保するために、セグメント化された制御回路57100の一部及びそれらの間の接続には、機械的にスイッチ、ヒューズ、及びブレーカーが付けられ、安全でない状態が存在する場合には、スイッチ、ヒューズ、及びブレーカーが妨害し、通電を阻止することを可能にする。任意の好適な機械的スイッチ、電気機械的スイッチ、又は固体スイッチを用いて、複数のスイッチを実装してよい。例えば、メインプロセッサ57108とモータ制御回路57116との間には、単回使用ヒューズ、リセット可能ヒューズ、又は固体切り替え装置が存在し得る。一般に、ヒューズは、電気回路の過電流保護を提供するように動作する電気安全装置である。それは、過度に多くの電流が流れるときに溶解する金属ワイヤ又はストリップを含んでもよく、それによって電流を遮断する。一般に、リセット可能ヒューズは、電子回路内の過電流異常を保護するために使用される受動電子部品である、ポリマー正温度係数(PPTC)デバイスである。このデバイスはまた、ポリヒューズ又はポリスイッチとしても知られ得る。一般に、固体スイッチは、とりわけホール効果装置、磁気抵抗性(MR)装置、巨大磁気抵抗性(GMR)装置、及び磁力計などの、磁場の影響下にて動作する。他の実装形態では、スイッチは、とりわけ光センサ、赤外線センサ、及び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、例えばトランジスタ(例えば、FET、接合FET、金属酸化物半導体FET(MOSFET)、バイポーラなど)などの固体装置であってもよい。他のスイッチは、とりわけ、無線スイッチ、超音波スイッチ、加速度計、及び慣性センサを含んでもよい。 If an error, short circuit, fault, or other problem is detected, the segmented control circuit 57100 may be capable of running at least one segment of the segmented control circuit 57100 while not running other segments. To ensure the safety of the segmented control circuit 57100, portions of the segmented control circuit 57100 and the connections between them are mechanically equipped with switches, fuses, and breakers that can interrupt and prevent the passage of current if an unsafe condition exists. The switches may be implemented using any suitable mechanical, electromechanical, or solid-state switches. For example, there may be a single-use fuse, a resettable fuse, or a solid-state switching device between the main processor 57108 and the motor control circuit 57116. Generally, a fuse is an electrical safety device that operates to provide overcurrent protection for an electrical circuit. It may include a metal wire or strip that melts when too much current flows, thereby interrupting the current. Generally, a resettable fuse is a polymer positive temperature coefficient (PPTC) device, a passive electronic component used to protect against overcurrent faults in electronic circuits. This device may also be known as a polyfuse or polyswitch. Generally, solid-state switches operate under the influence of a magnetic field, such as Hall effect devices, magnetoresistive (MR) devices, giant magnetoresistive (GMR) devices, and magnetometers, among others. In other implementations, the switch may be a solid-state switch that operates under the influence of light, such as optical sensors, infrared sensors, and ultraviolet sensors, among others. Furthermore, the switch may be a solid-state device, such as a transistor (e.g., FET, junction FET, metal-oxide semiconductor FET (MOSFET), bipolar, etc.). Other switches may include wireless switches, ultrasonic switches, accelerometers, and inertial sensors, among others.
次に、第2のセグメントを起動できる(57206)。例えば、感知回路57112及びディスプレイ回路57114を含む第2のセグメント57104を通電してもよい。次に、第3のセグメントを起動できる(57208)。例えば、モータ制御回路57116及びモータ57118を含む第3のセグメント57106を通電してもよい。この例示的な態様は、第2のセグメントの前に第1のセグメント57102を、第3のセグメント57106の前に第2のセグメント57104を起動すると開示しているが、適切であると判断された場合にセグメント起動の順序を修正してもよい。更に、代替例では、第2のセグメント57104及び第3のセグメント57106に通電する間に、様々なエラーチェック、検証などが行われてもよい。 Next, the second segment can be activated (57206). For example, the second segment 57104, including the sensing circuit 57112 and the display circuit 57114, may be energized. Next, the third segment can be activated (57208). For example, the third segment 57106, including the motor control circuit 57116 and the motor 57118, may be energized. While this exemplary embodiment discloses activating the first segment 57102 before the second segment and the second segment 57104 before the third segment 57106, the order of segment activation may be modified as deemed appropriate. Additionally, in alternative examples, various error checks, validations, etc. may be performed between energizing the second segment 57104 and the third segment 57106.
読者は、本明細書に記載される様々な外科用排出システム及び構成要素をコンピュータ実装インタラクティブ外科システム、外科用ハブ、及び/又はロボットシステムに組み込むことができることを容易に理解するであろう。例えば、外科用排出システムは、外科用ハブ、ロボットシステム、及び/又はコンピュータ実装インタラクティブ外科システムにデータを通信することができ、かつ/又は、外科用ハブ、ロボットシステム、及び/又はコンピュータ実装インタラクティブ外科システムからデータを受信することができる。コンピュータ実装インタラクティブ外科システム、ロボットシステム、及び外科用ハブの様々な実施例を、以下に更に説明する。 The reader will readily appreciate that the various surgical evacuation systems and components described herein can be incorporated into computer-implemented interactive surgical systems, surgical hubs, and/or robotic systems. For example, the surgical evacuation system can communicate data to and/or receive data from the surgical hubs, robotic systems, and/or computer-implemented interactive surgical systems. Various examples of computer-implemented interactive surgical systems, robotic systems, and surgical hubs are further described below.
フィルタと排煙デバイスとの間の通信のための通信回路を有する外科用排出システム
一般に、医療デバイスにネットワークサービスを提供することにより、医療デバイスの悪意のある攻撃にさらされる可能性がある。ネットワークシステム内に提供されるネットワークワイドファイアウォールサービスが提供され得るが、これらのサービスは、医療デバイス内部の構成要素からのセキュリティ攻撃に対して脆弱である可能性がある。すなわち、ファイアウォールサービスは、医療デバイスの構成要素の種類、製品、構成、又は認証に関連して情報を有していないことがあり、したがって、医療デバイスの本物でない/未認証の構成要素から来る悪意のある攻撃から医療デバイスシステムを保護することができない場合がある。例えば、本物でない/未認証の構成要素(例えば、フィルタデバイス)は、ランサムウェアを含むことがあり、これは、医療デバイスユーザの医療デバイスへのアクセス、又は医療デバイス内のデータへのアクセスを拒否する可能性がある。更に、本物でない/未認証の構成要素は、医療デバイスの他の本物の/認証済みの構成要素と互換性がない場合があり、その結果、医療構成要素全体の寿命が短縮し、かつ/又は性能が低下する可能性がある。これはまた、医療デバイスの動作の予期せぬ中断をもたらし得る。
A surgical evacuation system having a communication circuit for communication between a filter and a smoke evacuation device. Generally, providing network services to a medical device may expose the medical device to malicious attacks. Although network-wide firewall services may be provided within the network system, these services may be vulnerable to security attacks from components within the medical device. That is, the firewall service may not have information related to the type, product, configuration, or authentication of the medical device's components, and therefore may not be able to protect the medical device system from malicious attacks originating from unauthorized/unauthorized components of the medical device. For example, an unauthorized/unauthorized component (e.g., a filter device) may contain ransomware, which may deny a medical device user access to the medical device or data within the medical device. Furthermore, an unauthorized/unauthorized component may be incompatible with other authorized/authentic components of the medical device, resulting in a shortened lifespan and/or reduced performance of the entire medical component. This may also result in an unexpected interruption of the medical device's operation.
本開示の態様により、上述の欠陥が対処され得る。いくつかの実施例では、外科用排出システムは、排煙デバイスと複数のフィルタ構成要素を有する交換可能なフィルタデバイスとの間の通信を促進し得る通信回路を含んでもよい。通信回路は、フィルタデバイス(複数のフィルタ構成要素を含む)を認証し、フィルタデバイスの残存寿命を検証し、フィルタデバイスから出力されたパラメータを更新し、フィルタデバイスから出力されたエラーを記録してもよい。通信回路は、外科用排出システムによって識別され得るフィルタ構成要素の数又は種類を制限してもよく、認証の結果に基づいて複数のフィルタ構成要素を有効化/無効化してもよい。いくつかの実施例では、通信回路は、フィルタ構成要素情報を使用することによってフィルタデバイス/構成要素を認証してもよく、フィルタ構成要素情報は、フィルタデバイス/構成要素の製品種類、製品名、一意のデバイス識別子、製品商標、シリアル番号、又は構成パラメータを含んでもよい。いくつかの実施例では、フィルタデバイス及び/又は通信回路は、フィルタデバイスと通信回路との間で通信されるデータ/パラメータを暗号化又は復号化してもよい。 Aspects of the present disclosure may address the above-mentioned deficiencies. In some embodiments, a surgical evacuation system may include a communications circuit that may facilitate communication between a smoke evacuation device and a replaceable filter device having multiple filter components. The communications circuit may authenticate the filter device (including multiple filter components), verify the remaining life of the filter device, update parameters output from the filter device, and log errors output from the filter device. The communications circuit may limit the number or types of filter components that can be identified by the surgical evacuation system and enable/disable multiple filter components based on the results of the authentication. In some embodiments, the communications circuit may authenticate the filter device/component by using filter component information, which may include the product type, product name, unique device identifier, product brand, serial number, or configuration parameters of the filter device/component. In some embodiments, the filter device and/or the communications circuit may encrypt or decrypt data/parameters communicated between the filter device and the communications circuit.
このようにして、本開示の例示的な実施形態による外科用排出システムは、医療デバイスの本物でない/未認証の構成要素を検出し、暗号化によって医療デバイスのデータ/パラメータを保護し、フィルタ構成要素の残存寿命及びエラーをチェックすることによって、フィルタデバイス内の考えられる問題を予めチェックすることができる。これにより、有利には、外科システムが、本物でない/未認証の構成要素によって引き起こされ得る悪意のある攻撃及び性能の低下を防止し、医療デバイスの動作に予期せぬ中断を伴わずに外科用排出システムの動作を継続することを可能にし得る。 In this manner, a surgical drainage system according to an exemplary embodiment of the present disclosure can detect inauthentic/unauthorized components of a medical device, protect medical device data/parameters through encryption, and proactively check for possible problems within the filter device by checking the remaining life and errors of the filter components. This may advantageously enable the surgical system to prevent malicious attacks and performance degradation that may be caused by inauthentic/unauthorized components, and allow the surgical drainage system to continue operating without unexpected interruptions to the operation of the medical device.
図25は、本開示の1つ以上の態様による、例示的な排煙システム58100の上位レベル構成図を示す。排煙システム58100は、ポンプ58160及びポンプ58160に動作可能に連結されたモータ58165を有する排煙デバイス58105と、表示デバイス58170と、通信装置58180と、プロセッサ58110と、メモリ58120と、1つ又は2つ以上のセンサ58140A~Bと、を含んでもよい。いくつかの実施例では、排煙デバイス58105は、フィルタデバイス58150と、フィルタ通信回路58130と、を含んでもよい。フィルタデバイス58150は、フィルタ通信回路58130を通じて排煙デバイス58105(例えば、プロセッサ58110)と通信していてもよい。 25 illustrates a high-level block diagram of an exemplary smoke evacuation system 58100 according to one or more aspects of the present disclosure. The smoke evacuation system 58100 may include a smoke evacuation device 58105 having a pump 58160 and a motor 58165 operably coupled to the pump 58160, a display device 58170, a communication device 58180, a processor 58110, a memory 58120, and one or more sensors 58140A-B. In some embodiments, the smoke evacuation device 58105 may include a filter device 58150 and a filter communication circuit 58130. The filter device 58150 may be in communication with the smoke evacuation device 58105 (e.g., the processor 58110) through the filter communication circuit 58130.
排煙システム58100は、図6に示される排煙システムと類似し得る。例えば、プロセッサ58110は、モータドライバ又はモータ58165、様々なセンサ58140A~B、表示デバイス58170、メモリ58120、及び通信装置58180と信号通信してもよい。通信装置58180は、図5及び図6に関連して上述された通信装置と類似し得る。つまり、通信装置58180は、排煙システム58100内のプロセッサ58110が、外科システム内の他のデバイスと通信することを可能にし得る。例えば、通信装置58180は、外部センサ、外科用デバイス、ハブ、クラウド、並びに/又は様々な追加の外科システム及び/若しくはツールへの有線及び/又は無線通信を可能にし得る。読者は、図25の排煙システムが、特定の例において図5の外科システムに組み込まれ得ることを容易に理解するであろう。 The smoke evacuation system 58100 may be similar to the smoke evacuation system shown in FIG. 6. For example, the processor 58110 may be in signal communication with a motor driver or motor 58165, various sensors 58140A-B, a display device 58170, a memory 58120, and a communication device 58180. The communication device 58180 may be similar to the communication device described above in connection with FIGS. 5 and 6. That is, the communication device 58180 may enable the processor 58110 in the smoke evacuation system 58100 to communicate with other devices in the surgical system. For example, the communication device 58180 may enable wired and/or wireless communication to external sensors, surgical devices, a hub, a cloud, and/or various additional surgical systems and/or tools. The reader will readily appreciate that the smoke evacuation system of FIG. 25 may be incorporated into the surgical system of FIG. 5 in certain instances.
いくつかの実施例では、フィルタデバイス58150は、吸引導管58155に連結されてもよい。排気機構58190は、ポンプ58160に連結されてもよい。排気機構58190は、排気機構50520と類似し得る。いくつかの実施例では、吸引導管58155、フィルタデバイス58150、ポンプ58160、及び排気機構58190は、入口ポート(例えば、入口ポート50522)と出口ポート(例えば、出口ポート50524)との間の流路(例えば、流路50504)と一列に連続して配置されてもよい。入口は、手術部位において遠位導管開口部を備える吸引導管58155に流体連結されていてもよい。排気機構58190は、排煙デバイス58105の外側に位置するように示されているが、いくつかの実施例では、排気機構58190は、排煙デバイス58105内に位置していてもよい。 In some embodiments, the filter device 58150 may be coupled to the suction conduit 58155. The exhaust mechanism 58190 may be coupled to the pump 58160. The exhaust mechanism 58190 may be similar to the exhaust mechanism 50520. In some embodiments, the suction conduit 58155, the filter device 58150, the pump 58160, and the exhaust mechanism 58190 may be arranged in series with a flow path (e.g., flow path 50504) between an inlet port (e.g., inlet port 50522) and an outlet port (e.g., outlet port 50524). The inlet may be fluidly coupled to the suction conduit 58155 with a distal conduit opening at the surgical site. While the exhaust mechanism 58190 is shown as being external to the smoke evacuation device 58105, in some embodiments, the exhaust mechanism 58190 may be located within the smoke evacuation device 58105.
いくつかの実施例では、プロセッサ58110は、フィルタデバイス58150と排煙デバイス58105との間の通信のためにフィルタ通信回路58130と信号通信してもよい。いくつかの実施例では、フィルタ通信回路58130は、排煙デバイス58105又はフィルタデバイス58150内に位置していてもよい。他の実施例では、通信回路58130は、排煙デバイス58105の外側に位置していてもよい。いくつかの実施例では、通信回路58130は、図5に示される感知及びインテリジェント制御デバイスの一部であってもよい。 In some embodiments, the processor 58110 may be in signal communication with the filter communication circuitry 58130 for communication between the filter device 58150 and the smoke evacuation device 58105. In some embodiments, the filter communication circuitry 58130 may be located within the smoke evacuation device 58105 or the filter device 58150. In other embodiments, the communication circuitry 58130 may be located outside the smoke evacuation device 58105. In some embodiments, the communication circuitry 58130 may be part of the sensing and intelligent control device shown in FIG. 5.
図26は、本開示の例示的な実施形態による、フィルタ通信回路58130を示す。フィルタ通信回路58220は、マスタコントローラ58210と、認証ユニット58220と、エラーログユニット58230と、更新ユニット58240と、暗号化/記述ユニット58250と、残存寿命検証ユニット58260と、データストレージユニット58270と、を含んでもよい。いくつかの実施例では、マスタコントローラ58210は、プロセッサ58110と信号通信し、フィルタ通信回路58130内の他のユニット58220~58270を制御してもよい。他の実施例では、プロセッサ58110は、マスタコントローラ58210として機能してもよい。 FIG. 26 illustrates a filter communication circuit 58130 according to an exemplary embodiment of the present disclosure. The filter communication circuit 58220 may include a master controller 58210, an authentication unit 58220, an error log unit 58230, an update unit 58240, an encryption/description unit 58250, a remaining life verification unit 58260, and a data storage unit 58270. In some examples, the master controller 58210 may be in signal communication with the processor 58110 and control the other units 58220-58270 in the filter communication circuit 58130. In other examples, the processor 58110 may function as the master controller 58210.
図27は、本開示の例示的な実施形態によるフィルタデバイス58150を示す。フィルタデバイス58150は、複数のフィルタ構成要素を含んでもよい。フィルタ構成要素は、コントローラ58310、フィルタ要素ユニット58320、及びフィルタセンサユニット58330を含んでもよい。フィルタ要素ユニット58320は、1つ又は2つ以上のフィルタ要素58325A~Cを含んでもよい。フィルタセンサユニット58330は、1つ又は2つ以上のフィルタセンサ58335A~Cを含んでもよい。コントローラ58310は、フィルタ要素ユニット58320及びフィルタセンサユニット58330を制御し、かつこれらと通信してもよい。フィルタデバイス58150は、図10、図11、図18、及び図19に示される実施例(例えば、フィルタ50670)と類似し得る。いくつかの実施例では、1つ又は2つ以上のフィルタ要素58325A~Cは、図10、図11、図18、及び図19に示される流体フィルタ、粗い媒体フィルタ50684、細かい微粒子フィルタ50686、微粒子フィルタ、炭素貯留部50688、若しくは炭フィルタ、又はフィルタデバイス58150内の任意の他のフィルタであってもよい。フィルタ要素58325A~Cはまた、センサ以外のフィルタデバイス内の切換弁、バッフル、回転かご、又は任意の他の要素(例えば、ダム50690、50692、50694、後部キャップ50674など)を含んでもよい。いくつかの実施例では、1つ又は2つ以上のフィルタセンサ58335A~Cは、図18及び図19に示される実施例(例えば、流体検出センサ50830、化学センサ50832、流体センサ50836、圧力センサ50840、レーザー粒子カウンタ50838など)と類似し得る。 FIG. 27 illustrates a filter device 58150 according to an exemplary embodiment of the present disclosure. The filter device 58150 may include multiple filter components. The filter components may include a controller 58310, a filter element unit 58320, and a filter sensor unit 58330. The filter element unit 58320 may include one or more filter elements 58325A-C. The filter sensor unit 58330 may include one or more filter sensors 58335A-C. The controller 58310 may control and communicate with the filter element unit 58320 and the filter sensor unit 58330. The filter device 58150 may be similar to the examples (e.g., filter 50670) shown in FIGS. 10, 11, 18, and 19. In some embodiments, one or more filter elements 58325A-C may be the fluid filter, coarse media filter 50684, fine particulate filter 50686, particulate filter, carbon reservoir 50688, or charcoal filter shown in FIGS. 10, 11, 18, and 19, or any other filter in filter device 58150. Filter elements 58325A-C may also include a diverter valve, a baffle, a tumbling basket, or any other element in the filter device other than a sensor (e.g., dams 50690, 50692, 50694, rear cap 50674, etc.). In some embodiments, one or more filter sensors 58335A-C may be similar to the embodiments shown in FIGS. 18 and 19 (e.g., fluid detection sensor 50830, chemical sensor 50832, fluid sensor 50836, pressure sensor 50840, laser particle counter 50838, etc.).
いくつかの実施例では、フィルタデバイス58150内のコントローラ58310は、フィルタ通信回路58130のマスタコントローラ58210と信号通信してもよい。いくつかの実施例では、フィルタデバイス58150は、複数のフィルタ構成要素から出力されたパラメータを通信回路58130に送信する前に、パラメータを暗号化してもよい。暗号化されたパラメータを受信すると、通信回路(例えば、暗号化/記述ユニット58250)は、以下で考察されるように、暗号化されたパラメータを復号化してもよい。 In some embodiments, the controller 58310 in the filter device 58150 may be in signal communication with the master controller 58210 of the filter communication circuitry 58130. In some embodiments, the filter device 58150 may encrypt parameters output from the multiple filter components before transmitting the parameters to the communication circuitry 58130. Upon receiving the encrypted parameters, the communication circuitry (e.g., the encryption/description unit 58250) may decrypt the encrypted parameters, as discussed below.
図26を再び参照すると、認証ユニット58220は、フィルタデバイス58150又は複数のフィルタ構成要素を認証/検証してもよい。いくつかの実施例では、認証ユニット58220は、フィルタデバイス58150内に取り付けられたフィルタ構成要素の数を識別してもよい。認証ユニット58220はまた、通信回路によって識別され得るフィルタ構成要素の数又は種類を制限することもできる。例えば、フィルタ構成要素が、フィルタデバイス58150に使用されることが認証された構成要素の種類ではない場合、又はフィルタデバイス58150に使用されるフィルタ構成要素の数が所定の値(例えば、10、20、50など)以上である場合、認証ユニット58220は、フィルタ構成要素又はフィルタデバイス58150を無効化することができる。認証ユニット58220はまた、認証の結果に基づいて、フィルタデバイス58150又は複数のフィルタ構成要素を有効化又は無効化してもよい。 Referring again to FIG. 26 , the authentication unit 58220 may authenticate/verify the filter device 58150 or multiple filter components. In some embodiments, the authentication unit 58220 may identify the number of filter components installed within the filter device 58150. The authentication unit 58220 may also limit the number or types of filter components that can be identified by the communication circuit. For example, if the filter component is not a type of component authenticated for use in the filter device 58150, or if the number of filter components used in the filter device 58150 is equal to or greater than a predetermined value (e.g., 10, 20, 50, etc.), the authentication unit 58220 may disable the filter component or the filter device 58150. The authentication unit 58220 may also enable or disable the filter device 58150 or multiple filter components based on the results of the authentication.
エラーログユニット58230は、複数のフィルタ構成要素又はフィルタデバイス58150からのエラー又はエラーメッセージを記録してもよい。いくつかの実施例では、エラーログユニット58230は、データストレージユニット58270にエラーメッセージ及びエラーメッセージを記録してもよい。フィルタ通信回路58130は、エラーメッセージを読み取り、エラーメッセージを使用して、フィルタデバイス58150で起こったことを把握することができる。エラー及びエラーメッセージの例としては、センサ/フィルタ障害に起因して発生するエラー、センサ/フィルタによって検出された奇妙/危険な化学物質、微粒子フィルタで検出された湿分、目詰まりしたフィルタ、圧力差(例えば、圧力センサ50840と50846との間)、及び本物でない/未認証のフィルタデバイス/構成要素を含んでもよい。 The error logging unit 58230 may record errors or error messages from multiple filter components or filter devices 58150. In some embodiments, the error logging unit 58230 may record error messages and error messages in the data storage unit 58270. The filter communication circuit 58130 can read the error messages and use the error messages to understand what happened with the filter device 58150. Examples of errors and error messages may include errors occurring due to sensor/filter failure, strange/dangerous chemicals detected by a sensor/filter, moisture detected in a particulate filter, a clogged filter, a pressure differential (e.g., between pressure sensors 50840 and 50846), and an unauthentic/uncertified filter device/component.
更新ユニット58240は、複数のフィルタ構成要素から出力されたパラメータを更新してもよい。更新されたパラメータは、動作可能であってもよく、感知されてもよい。動作可能なパラメータは、空気流、圧力差、空気品質、又はフィルタデバイス58150の動作に関連する任意の他のパラメータを含んでもよい。感知されるパラメータとしては、微粒子濃度、エアロゾルの割合、化学分析、又はフィルタデバイス58150内のセンサ(例えば、圧力、流体、化学物質、粒子)によって感知される任意の他の値を含んでもよい。これらのパラメータは、データストレージユニット58270に記憶され、更新ユニット58240によって自動的に又は手動で更新されてもよい。例えば、更新ユニット58240は、圧力差の変化が圧力センサ(例えば、50840、50846)によって検出されるときに、データストレージユニット58270に記憶された圧力差値を更新してもよい。フィルタ通信回路58130は、フィルタ構成要素(例えば、フィルタ要素58325A~C/フィルタセンサ58335A~C)の各々から、又はスレーブコントローラ58310を通じてこれらのパラメータを直接受信してもよい。 The updating unit 58240 may update parameters output from the multiple filter components. The updated parameters may be operational or sensed. Operational parameters may include airflow, pressure differential, air quality, or any other parameter related to the operation of the filter device 58150. Sensed parameters may include particulate concentration, aerosol fraction, chemical analysis, or any other value sensed by a sensor (e.g., pressure, fluid, chemical, particle) within the filter device 58150. These parameters may be stored in the data storage unit 58270 and updated automatically or manually by the updating unit 58240. For example, the updating unit 58240 may update the pressure differential value stored in the data storage unit 58270 when a change in pressure differential is detected by a pressure sensor (e.g., 50840, 50846). The filter communication circuit 58130 may receive these parameters directly from each of the filter components (e.g., filter elements 58325A-C/filter sensors 58335A-C) or through the slave controller 58310.
暗号化/記述ユニット58250は、複数のフィルタ構成要素から出力されたパラメータを暗号化又は復号化してもよい。暗号化/記述ユニット58250は、フィルタデバイス58150から受信した任意のデータ又はパケットを暗号化又は復号化してもよい。いくつかの実施例では、フィルタデバイス58150はまた、暗号化/記述ユニット58250と類似している暗号化/記述ユニットを含んでもよい。フィルタデバイス58150の暗号化/記述ユニットは、フィルタ通信回路58130に複数のフィルタ構成要素から出力されたパラメータを送信する前に、パラメータを暗号化し、フィルタ通信回路58130からのデータを復号化してもよい。フィルタデバイス58150とフィルタ通信回路58130との間で通信される暗号化されたデータ/パラメータは、暗号化されたデータ/パラメータが復号化されていない限り、フィルタ構成要素、フィルタデバイス58150、及び排煙デバイス58105に可視/読み取り可能でなくてもよい。 The encryption/description unit 58250 may encrypt or decrypt parameters output from the multiple filter components. The encryption/description unit 58250 may encrypt or decrypt any data or packets received from the filter device 58150. In some embodiments, the filter device 58150 may also include an encryption/description unit similar to the encryption/description unit 58250. The encryption/description unit of the filter device 58150 may encrypt parameters output from the multiple filter components and decrypt data from the filter communication circuit 58130 before transmitting the parameters to the filter communication circuit 58130. The encrypted data/parameters communicated between the filter device 58150 and the filter communication circuit 58130 may not be visible/readable to the filter components, the filter device 58150, and the smoke evacuation device 58105 unless the encrypted data/parameters are decrypted.
いくつかの実施例では、暗号化/記述ユニット58250及びフィルタデバイス58150は、データ/パラメータを暗号化又は復号化するために同じ(秘密の)鍵を使用する対称暗号化によってデータ/パラメータを暗号化又は復号化してもよい。他の実施例では、暗号化/記述ユニット58250及びフィルタデバイス58150は、データ/パラメータを暗号化又は復号化するために同じ(秘密の)鍵を使用する対称暗号化によって、データ/パラメータを暗号化又は復号化してもよい。非対称暗号化では、秘密鍵/公開鍵のうちの1つを使用してデータを暗号化してもよく、他の鍵を使用してデータを復号化してもよい。 In some embodiments, the encryption/description unit 58250 and the filter device 58150 may encrypt or decrypt the data/parameters by symmetric encryption, which uses the same (secret) key to encrypt or decrypt the data/parameters. In other embodiments, the encryption/description unit 58250 and the filter device 58150 may encrypt or decrypt the data/parameters by symmetric encryption, which uses the same (secret) key to encrypt or decrypt the data/parameters. In asymmetric encryption, one of the private/public keys may be used to encrypt the data and the other key may be used to decrypt the data.
残存寿命検証ユニット58260は、複数のフィルタ構成要素の残存寿命を検証/予測してもよい。いくつかの実施例では、残存寿命検証ユニット58260は、フィルタ構成要素の残存寿命を検証するために、複数のフィルタ構成要素に関する使用情報を使用してもよい。フィルタ構成要素使用情報は、使用時間データ、各フィルタ部材が使用された回数、各フィルタ構成要素が発生させたエラーの数又は種類、各フィルタ構成要素の標準寿命、及びフィルタ要素58325A~Cの上流(例えば、50840)及び下流(例えば、50846)に位置している圧力センサ間の圧力差を含んでいてもよい。いくつかの実施例では、フィルタ要素58325A(例えば、ULPAフィルタ)の圧力差値が、フィルタ要素58325Aが目詰まりしていることを示し得る所定の値を超える場合、残存寿命検証ユニット58260は、フィルタ要素58325Aの残存寿命がゼロであるか、又は間もなく、例えば、所定の期間(例えば、1~5時間、1~5日、1~5週間、若しくは1~5ヶ月)内にゼロになると、かつフィルタ要素58325Aを交換すべきであると判定してもよい。フィルタ構成要素使用情報が、相当量の質分が微粒子又は炭フィルタに入ったことを示す場合、残存寿命検証ユニット58260は、微粒子又は炭フィルタの残存寿命がゼロであるか、又は間もなく、例えば、所定の期間(例えば、1~5時間、1~5日、1~5週間、若しくは1~5ヶ月)内にゼロになると、かつ微粒子又は炭フィルタを交換すべきであると判定してもよい。フィルタ構成要素使用情報が、フィルタセンサ58335A又はフィルタ要素58325Aにエラーがある(例えば、適切に動作しない)ことを示す場合、残存寿命検証ユニット58260は、フィルタセンサ58335A又はフィルタ要素58325Aがゼロであるか、又は間もなく、例えば、所定の期間(例えば、1~5時間、1~5日、1~5週間、若しくは1~5ヶ月)内にゼロになると、かつフィルタセンサ58335A又はフィルタ要素58325Aを交換すべきであると判定してもよい。いくつかの実施例では、フィルタ構成要素使用情報は、データストレージユニット58270に記憶されてもよい。 The remaining life verification unit 58260 may verify/predict the remaining life of multiple filter components. In some embodiments, the remaining life verification unit 58260 may use usage information regarding multiple filter components to verify the remaining life of the filter components. The filter component usage information may include usage time data, the number of times each filter element has been used, the number or type of errors each filter component has generated, the standard life of each filter component, and a pressure differential between pressure sensors located upstream (e.g., 50840) and downstream (e.g., 50846) of the filter elements 58325A-C. In some examples, if the pressure differential value across the filter element 58325A (e.g., a ULPA filter) exceeds a predetermined value, which may indicate that the filter element 58325A is clogged, the remaining life verification unit 58260 may determine that the remaining life of the filter element 58325A is zero or will soon be zero, for example, within a predetermined period of time (e.g., 1-5 hours, 1-5 days, 1-5 weeks, or 1-5 months), and that the filter element 58325A should be replaced. If the filter component usage information indicates that a significant amount of material has entered the particulate or charcoal filter, the remaining life verification unit 58260 may determine that the remaining life of the particulate or charcoal filter is zero or will soon be zero, for example, within a predetermined period of time (e.g., 1-5 hours, 1-5 days, 1-5 weeks, or 1-5 months), and that the particulate or charcoal filter should be replaced. If the filter component usage information indicates that the filter sensor 58335A or filter element 58325A has an error (e.g., is not operating properly), the remaining life verification unit 58260 may determine that the filter sensor 58335A or filter element 58325A is at zero or will soon become zero, for example, within a predetermined period of time (e.g., 1-5 hours, 1-5 days, 1-5 weeks, or 1-5 months), and that the filter sensor 58335A or filter element 58325A should be replaced. In some embodiments, the filter component usage information may be stored in the data storage unit 58270.
データストレージユニット58270は、フィルタ構成要素に関する情報を記憶してもよい。フィルタ構成要素情報は、複数のフィルタ構成要素の製品種類、製品名、一意のデバイス識別子、製品商標、シリアル番号、及び構成パラメータを含んでもよい。いくつかの実施例では、フィルタ構成要素に関する情報は、例えば、認証ユニット58220がフィルタ構成要素を認証/検証するときに、フィルタ構成要素から発生してもよい。いくつかの実施例では、データストレージユニット58270はまた、本物の/認証済みのフィルタ構成要素に関する情報を含んでもよい。本物のフィルタ構成要素情報は、本物の/認証済みのフィルタ構成要素の製品種類、製品名、一意のデバイス識別子、製品商標、シリアル番号、及び構成パラメータのリストを含んでもよい。いくつかの実施例では、フィルタ構成要素情報及び/又は本物のフィルタ構成要素情報は、平文で記憶されてもよい。他の実施例では、フィルタ構成要素情報及び/又は本物のフィルタ構成要素情報は、暗号化された形態で記憶されてもよい。いくつかの実施例では、データストレージユニット58270はまた、無効化及び有効化された機能に関する情報、及び排煙デバイス58105がフィルタ構成要素を使用し得る方法についてのアルゴリズム又は命令を記憶してもよい。 The data storage unit 58270 may store information about the filter components. The filter component information may include product types, product names, unique device identifiers, product trademarks, serial numbers, and configuration parameters of multiple filter components. In some embodiments, the information about the filter components may originate from the filter components, for example, when the authentication unit 58220 authenticates/verifies the filter components. In some embodiments, the data storage unit 58270 may also include information about authentic/authenticated filter components. The authentic filter component information may include a list of product types, product names, unique device identifiers, product trademarks, serial numbers, and configuration parameters of the authentic/authenticated filter components. In some embodiments, the filter component information and/or the authentic filter component information may be stored in clear text. In other embodiments, the filter component information and/or the authentic filter component information may be stored in encrypted form. In some embodiments, the data storage unit 58270 may also store information about disabled and enabled features, and algorithms or instructions for how the smoke evacuation device 58105 may use the filter components.
いくつかの実施例では、フィルタデバイス58150からのデータ/パラメータは、例えば、データパケットとして、排煙デバイス58105(例えば、データストレージユニット58270)に送達されてもよい。本明細書で使用されるとき、データパケットは、2つのデバイス(例えば、フィルタデバイス58150及び排煙デバイス58105)間で通信されるデータのユニットを指し得る。排煙デバイス58105(例えば、プロセッサ58110、マスタコントローラ58210)は、受信したデータパケットを元のデータ/パラメータに組み合わせる方法を知っていてもよい。 In some embodiments, data/parameters from the filter device 58150 may be delivered to the smoke evacuation device 58105 (e.g., data storage unit 58270), for example, as a data packet. As used herein, a data packet may refer to a unit of data communicated between two devices (e.g., the filter device 58150 and the smoke evacuation device 58105). The smoke evacuation device 58105 (e.g., the processor 58110, the master controller 58210) may know how to combine the received data packets into the original data/parameters.
いくつかの実施例では、認証ユニット58220は、フィルタ構成要素情報及び/又は本物のフィルタ構成要素情報を使用することによって、フィルタデバイス58150内の複数のフィルタ構成要素を認証/検証してもよい。例えば、認証ユニット58220は、フィルタ構成要素のフィルタ構成要素情報を本物のフィルタ構成要素情報と比較してもよい。すなわち、認証ユニット58220は、フィルタ構成要素情報(例えば、フィルタデバイス58150内のフィルタの一意のデバイス識別子/商標/シリアル番号)が、予め記憶された本物のフィルタ構成要素情報(例えば、本物の認証フィルタ構成要素の一意のデバイス識別子/商標/シリアル番号のリスト内にある)に一致するかどうかをチェックすることができる。フィルタ構成要素のフィルタ構成要素情報が本物のフィルタ構成要素情報と一致しないと判定された場合、認証ユニット58220は、フィルタ構成要素が本物/認証済みではないと判定してもよい。フィルタ構成要素が本物でないと判定された場合、認証ユニット58220は、フィルタデバイス機能(例えば、煙濾過、煙感知、データ処理など)又はフィルタデバイス/構成要素を無効化してもよい。いくつかの実施例では、認証ユニット58220は、ポンプ58160/モータ58165を停止するか、又はフィルタのうちの1つの入力ポートを閉鎖することによって、フィルタデバイス/構成要素又はフィルタデバイス機能を無効化してもよい。 In some embodiments, the authentication unit 58220 may authenticate/verify multiple filter components within the filter device 58150 by using the filter component information and/or the authentic filter component information. For example, the authentication unit 58220 may compare the filter component information of a filter component with the authentic filter component information. That is, the authentication unit 58220 may check whether the filter component information (e.g., the unique device identifier/brand/serial number of the filter within the filter device 58150) matches pre-stored authentic filter component information (e.g., in a list of unique device identifiers/brands/serial numbers of authentic, authenticated filter components). If it is determined that the filter component information of a filter component does not match the authentic filter component information, the authentication unit 58220 may determine that the filter component is not authentic/authenticated. If it is determined that the filter component is not authentic, the authentication unit 58220 may disable the filter device function (e.g., smoke filtration, smoke detection, data processing, etc.) or the filter device/component. In some embodiments, the authentication unit 58220 may disable a filter device/component or filter device function by stopping the pump 58160/motor 58165 or closing the input port of one of the filters.
いくつかの実施例では、シリアル番号は、フィルタデバイス/構成要素(例えば、スレーブコントローラ58310)の消去可能なプログラム可能な読み取り専用メモリ(Erasable Programmable Read-Only Memory、EPROM)又は電気的に消去可能なプログラム可能な読み取り専用メモリ(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory、EEPROM)などのチップ内に位置していてもよい。例えば、場合によっては、特定のチップ群のみを本物のフィルタデバイス/構成要素に使用してもよく、それらのチップ上のシリアル番号は、チップを有するフィルタデバイス/構成要素が本物であることを示し得る。いくつかの実施例では、フィルタデバイス58150が排煙デバイス58105に接続されているとき、認証ユニット58220は、フィルタ構成要素内のチップ(例えば、EPROM/EEPROM)のシリアル番号を読み取ることができ、それが本物であるか否かをチェックすることができる。いくつかの実施例では、認証ユニット58220は、設定されたシリアル番号範囲を受け入れるようにプログラムされてもよい。 In some embodiments, the serial number may be located in a chip, such as an Erasable Programmable Read-Only Memory (EPROM) or Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM), of the filter device/component (e.g., slave controller 58310). For example, in some cases, only certain chips may be used for genuine filter devices/components, and the serial number on those chips may indicate that the filter device/component having the chip is genuine. In some embodiments, when the filter device 58150 is connected to the smoke evacuation device 58105, the authentication unit 58220 can read the serial number of the chip (e.g., EPROM/EEPROM) in the filter component and check whether it is genuine. In some embodiments, the authentication unit 58220 may be programmed to accept a set range of serial numbers.
いくつかの実施例では、フィルタ通信回路58130(例えば、マスタコントローラ58210)は、マスタデバイスとして機能してもよく、フィルタデバイス58150(例えば、スレーブコントローラ58310を含む複数のフィルタ構成要素)は、スレーブデバイスとして機能してもよい。いくつかの実施例では、マスタデバイスとスレーブデバイスとの間の通信は、認証工程を実施するときに、マスタデバイスからスレーブデバイスへと一方向性であってもよい。すなわち、それは、スレーブデバイスを認証/検証することができるマスタデバイスのみであってもよく、スレーブデバイスは、マスタデバイスを認証/検証することができない。この場合、スレーブデバイスは、マスタデバイスから要求された情報(例えば、フィルタ構成要素の製品種類、製品名、一意のデバイス識別子、製品商標、シリアル番号、及び構成パラメータを含むフィルタ構成要素情報)のみを提供してもよい。いくつかの実施例では、マスタデバイスとスレーブデバイスとの間の通信は双方向性であってもよい。 In some embodiments, the filter communication circuit 58130 (e.g., master controller 58210) may function as a master device, and the filter device 58150 (e.g., multiple filter components including slave controller 58310) may function as slave devices. In some embodiments, communication between the master device and the slave device may be unidirectional from the master device to the slave device when performing the authentication process. That is, it may be only the master device that can authenticate/verify the slave device, and the slave device cannot authenticate/verify the master device. In this case, the slave device may only provide information requested by the master device (e.g., filter component information including the filter component's product type, product name, unique device identifier, product brand, serial number, and configuration parameters). In some embodiments, communication between the master device and the slave device may be bidirectional.
いくつかの実施例では、複数のフィルタ構成要素は、階層構造を有してもよい。例えば、フィルタ構成要素の1つ(例えば、スレーブコントローラ58310)は、マスタ構成要素として機能してもよく、残りのフィルタ構成要素はスレーブ構成要素として機能してもよい。この場合、残りのフィルタ構成要素は、マスタ構成要素にデータ/パラメータを直接報告してもよく、これは、次いで、受信したデータ/パラメータをマスタデバイス(マスタコントローラ58210)に報告してもよい。他の実施例では、フィルタ構成要素の各々は、マスタデバイスにデータ/パラメータを直接報告してもよい。 In some embodiments, multiple filter components may have a hierarchical structure. For example, one of the filter components (e.g., slave controller 58310) may function as a master component, and the remaining filter components may function as slave components. In this case, the remaining filter components may report data/parameters directly to the master component, which may then report received data/parameters to the master device (master controller 58210). In other embodiments, each of the filter components may report data/parameters directly to the master device.
いくつかの実施例では、排煙デバイス58105及びフィルタデバイス58150は、例えば、(双方向性又は一方向性の)無線接続を使用して、フィルタ通信回路58130を通じて互いに通信してもよい。無線接続の例としては、RFID(読み取り専用又は読み取り/書き込み)、Bluetooth、Zigbee、IR、又は任意の他の好適な無線プロトコルを挙げることができる。他の実施例では、排煙デバイス58105及びフィルタデバイス58150は、有線接続を用いて互いと通信してもよい。この場合、排煙デバイス58105とフィルタデバイス58150との間に電気コネクタが提供される。例えば、図13及び図14を再び参照すると、電気コネクタは、フィルタデバイス58150を受容するように構成されたソケット2120上に位置していてもよい。いくつかの実施例では、第1のレセプタクル2122及び/又は第2のレセプタクル2124は、排煙デバイス58105(例えば、プロセッサ58110、マスタコントローラ58210)とフィルタデバイス58150(例えば、スレーブコントローラ58310又は他のフィルタ構成要素58325A~C、58335A~C)を電気的に接続する電気コネクタとして機能し得る。いくつかの実施例では、電気コネクタはポゴピン又はプラグ型コネクタであってもよい。 In some embodiments, the smoke evacuation device 58105 and the filter device 58150 may communicate with each other through the filter communication circuitry 58130, for example, using a wireless connection (bidirectional or unidirectional). Examples of wireless connections may include RFID (read-only or read/write), Bluetooth, Zigbee, IR, or any other suitable wireless protocol. In other embodiments, the smoke evacuation device 58105 and the filter device 58150 may communicate with each other using a wired connection. In this case, an electrical connector is provided between the smoke evacuation device 58105 and the filter device 58150. For example, referring again to FIGS. 13 and 14, the electrical connector may be located on a socket 2120 configured to receive the filter device 58150. In some embodiments, the first receptacle 2122 and/or the second receptacle 2124 may function as an electrical connector that electrically connects the smoke evacuation device 58105 (e.g., processor 58110, master controller 58210) and the filter device 58150 (e.g., slave controller 58310 or other filter components 58325A-C, 58335A-C). In some embodiments, the electrical connector may be a pogo pin or plug-type connector.
図7を再び参照すると、いくつかの実施例では、排煙デバイス50600、58100から発生器50640に延在するケーブルコネクタ、例えばワイヤがあってもよい。ケーブルコネクタは、起動信号及びエネルギー送達に関する情報を送達してもよく、排煙デバイス50600、58100は、起動信号及びエネルギー送達情報に基づいて、排煙デバイス50600、58100内の構成要素を制御してもよい。例えば、排煙デバイス50600は、例えば、ポンプ電力/モータ速度を低下させることによって、又は発生器が活性化されていないか、又は完全に起動されていないことを示すエネルギー送達情報/信号を受信したことに応じてポンプ58160/モータ58165を停止することによって、吸引力/速度を低下させるか又は吸引を停止してもよい。排煙デバイス50600はまた、発生器が起動されるか、又は完全に起動されたことを示すエネルギー送達情報/信号の受信に応じて吸引力/速度を増加させることもできる。これにより、排煙デバイス50600は、発生器50640が起動又は停止される際に、吸引力/速度のレベルを変化させることが可能であってもよい。 7 , in some embodiments, there may be a cable connector, e.g., a wire, extending from the smoke evacuation device 50600, 58100 to the generator 50640. The cable connector may deliver activation signals and information regarding energy delivery, and the smoke evacuation device 50600, 58100 may control components within the smoke evacuation device 50600, 58100 based on the activation signals and energy delivery information. For example, the smoke evacuation device 50600 may reduce suction force/speed or stop suction by, for example, reducing pump power/motor speed or stopping the pump 58160/motor 58165 in response to receiving energy delivery information/signals indicating the generator is not activated or not fully activated. The smoke evacuation device 50600 may also increase suction force/speed in response to receiving energy delivery information/signals indicating the generator is activated or fully activated. This may allow the smoke evacuation device 50600 to vary the level of suction power/speed when the generator 50640 is activated or deactivated.
いくつかの実施例では、フィルタ通信回路58130は、悪意のあるソフトウェア攻撃から暗号化されていない鍵及び認証情報を保護するために使用され得る、信頼済みプラットフォームモジュール(Trusted Platform Module、TPM)を含んでもよい。いくつかの実施例では、TPMは、鍵操作及び他のセキュリティ関連タスクのための保護空間を提供する特殊なマイクロプロセッサ又はチップであってもよい。いくつかの実施例では、TPMは、例えば、失敗したアクセスの数を制限するために、アンチプレイ保護のための単調カウンタを使用してもよい。例えば、単調カウンタを使用するTPMは、フィルタデバイス58150の未認証の構成要素によって悪意を持って又は不正に繰り返されるデータを送信しようとする試みを防止することができる。TPMは、システム58100に非一元的かつ強化されたセキュリティを提供することができる。 In some embodiments, the filter communication circuit 58130 may include a Trusted Platform Module (TPM), which may be used to protect unencrypted keys and credentials from malicious software attacks. In some embodiments, the TPM may be a specialized microprocessor or chip that provides a protected space for key manipulation and other security-related tasks. In some embodiments, the TPM may use a monotonic counter for anti-play protection, for example, to limit the number of failed access attempts. For example, a TPM using a monotonic counter can prevent attempts by unauthorized components of the filter device 58150 to maliciously or fraudulently transmit repeated data. The TPM can provide decentralized and enhanced security to the system 58100.
いくつかの実施例では、表示デバイス58170は、インタラクティブデータポイントとして機能し、排煙システム58100のための入力を受信し、出力を表示することができる。いくつかの実施例では、表示デバイス58170は、タッチスクリーンを含んでもよい。いくつかの実施例では、表示デバイス58170は、鍵/ボタンを有する排煙コンソールを表示して、排煙システム58100内の構成要素のステータスを制御(例えば、起動/停止)するか、又はチェックしてもよい。例えば、鍵/ボタンを使用して、ユーザは、排煙システム58100内の構成要素から出力された起動ステータス又はデータ/パラメータ(例えば、ファン/モータ速度の大きさ)をチェックしてもよい。他の実施例では、排出システムは、排煙システム58100内の構成要素のステータスを制御又はチェックするキー/ボタンを有する機械的コンソールを含んでもよい。いくつかの実施例では、表示デバイス58170上の排煙コンソールは、例えば、デフォルト設定によって、機械的コンソールと類似して見えることがある。この場合、表示デバイス58170は、例えば、表示デバイス58170の隅に、ユーザがメニュー構造にアクセスすることを可能にし得る(小さな)アイコンを表示してもよく、このメニュー構造は、起動されたときにより多くの調整オプションを示す。 In some embodiments, the display device 58170 may function as an interactive data point, receiving inputs and displaying outputs for the smoke evacuation system 58100. In some embodiments, the display device 58170 may include a touch screen. In some embodiments, the display device 58170 may display a smoke evacuation console with keys/buttons to control (e.g., start/stop) or check the status of components in the smoke evacuation system 58100. For example, using the keys/buttons, a user may check the startup status or data/parameters (e.g., fan/motor speed magnitude) output from components in the smoke evacuation system 58100. In other embodiments, the evacuation system may include a mechanical console with keys/buttons to control or check the status of components in the smoke evacuation system 58100. In some embodiments, the smoke evacuation console on the display device 58170 may appear similar to the mechanical console, for example, by default settings. In this case, the display device 58170 may display, for example, in a corner of the display device 58170, a (small) icon that may allow the user to access a menu structure that, when activated, reveals more adjustment options.
いくつかの実施例では、表示デバイス58170は、外科システム100内の他の表示デバイス(例えば、ハブディスプレイ135)とインタラクティブに動作してもよい。例えば、表示デバイス58170は、排煙デバイス58105がハブ106に接続されていないときに一次表示デバイスとして機能してもよい。排煙デバイス58105がハブ106に接続されたときに、表示デバイス58170は、ハブディスプレイ135が一次表示デバイスとして機能する間に、二次表示デバイスとして機能してもよい。この場合、表示デバイス58170はまた、排煙デバイス58105だけでなくハブ106も制御するための制御ボタンも含むことができる。いくつかの実施例では、ハブディスプレイ135及び/又は表示デバイス58170は、ハブディスプレイ135及び表示デバイス58170のうちの一方が他方の入力デバイスになることを可能にし得るアイコンを含んでもよい。 In some embodiments, the display device 58170 may operate interactively with other display devices (e.g., the hub display 135) within the surgical system 100. For example, the display device 58170 may function as a primary display device when the smoke evacuation device 58105 is not connected to the hub 106. When the smoke evacuation device 58105 is connected to the hub 106, the display device 58170 may function as a secondary display device while the hub display 135 functions as the primary display device. In this case, the display device 58170 may also include control buttons for controlling not only the smoke evacuation device 58105 but also the hub 106. In some embodiments, the hub display 135 and/or the display device 58170 may include icons that may enable one of the hub display 135 and the display device 58170 to be an input device for the other.
いくつかの実施例では、外科システム内の1つ又は2つ以上の構成要素は、フィルタデバイス58150、フィルタデバイス58150内のフィルタ構成要素、流体トラップ50760(例えば、流体貯留部50774を含む)、空気ホース50636、電気外科用器具50630(例えば、Zip Pen(登録商標))、外科用器具内のブレード、又は排煙システム58100内の任意の他の構成要素を含む、使い捨て/再使用可能であってもよい。 In some embodiments, one or more components within the surgical system may be disposable/reusable, including the filter device 58150, a filter component within the filter device 58150, the fluid trap 50760 (e.g., including the fluid reservoir 50774), the air hose 50636, the electrosurgical instrument 50630 (e.g., a Zip Pen®), a blade within the surgical instrument, or any other component within the smoke evacuation system 58100.
二重の一連の大液滴及び小液滴フィルタ
排煙システムによって手術部位から抽出された流体は、外科処置中に発生し得る煙に加えて、液体(例えば、大滴及び小液滴)並びに様々な微粒子を含有し得る。排出された流体中の異なる種類及び/又は状態の組み合わせは、手術部位から流出した流体を濾過することを困難にし得る。更に、流体中の特定の種類の物質は、排煙システム内の特定のフィルタに有害であり得る。例えば、流体中の液体液滴の存在は、非常に効果であり得る、微粒子/炭フィルタなどの特定のフィルタを損傷する場合がある。また、これらのフィルタは、大液滴だけでなく、比較的小さな液滴によっても、容易に損傷/閉塞され得る。
Dual Series of Large and Small Droplet Filters: Fluids extracted from a surgical site by a smoke evacuation system may contain liquids (e.g., large and small droplets) and various particulates in addition to smoke that may be generated during a surgical procedure. The combination of different types and/or conditions in the evacuation fluid may make filtering the fluid that has escaped from the surgical site difficult. Furthermore, certain types of substances in the fluid may be harmful to certain filters within a smoke evacuation system. For example, the presence of liquid droplets in the fluid may damage certain filters, such as particulate/charcoal filters, which can be very effective. Furthermore, these filters may be easily damaged/blocked not only by large droplets but also by relatively small droplets.
本開示の態様により、上述の欠陥が対処され得る。特定の例では、外科用排出システムは、ポンプと、ポンプに動作可能に連結されたモータと、ポンプに流体連結された流路と、を含んでもよい。流路は、流路を通って移動する流体中の大液滴を抽出するように構成された第1の流体フィルタと、流体中の小液滴を抽出するように構成された第2の流体フィルタと、を含んでもよい。第1の流体フィルタは、第2の流体フィルタと直列に連結され、かつ第2の流体フィルタの上流に位置付けられてもよい。第2の流体フィルタの出口ポートは、内部に水分/液滴が入ったときに損傷を受ける可能性がある、非流体フィルタの入口ポートに連結されてもよい。特定の例では、外科用排出システムはまた、第1の流体フィルタ又は第2の流体フィルタから流出した流体を再循環させるように構成された1つ又は2つ以上の再循環チャネルを含んでもよい。 Aspects of the present disclosure may address the above-mentioned deficiencies. In certain examples, a surgical drainage system may include a pump, a motor operably coupled to the pump, and a fluid path fluidly coupled to the pump. The fluid path may include a first fluid filter configured to extract large droplets from fluid moving through the fluid path, and a second fluid filter configured to extract small droplets from the fluid. The first fluid filter may be coupled in series with the second fluid filter and positioned upstream of the second fluid filter. The outlet port of the second fluid filter may be coupled to the inlet port of a non-fluid filter that may be damaged when moisture/liquid droplets enter therein. In certain examples, the surgical drainage system may also include one or more recirculation channels configured to recirculate fluid exiting the first fluid filter or the second fluid filter.
このようにして、本開示は、流体が大液滴及び小液滴によって損傷され得る非流体フィルタに入る前に、排煙システムが大液滴だけでなく小液滴を抽出することを可能にすることができる。また、第2の流体フィルタは、第1の流体フィルタで使用される構成要素よりも精巧であり、かつより高価であり得るフィルタ要素を使用する場合があり、第2の流体フィルタ内のこのフィルタ要素は、大液滴によって容易かつ迅速に目詰まりする傾向があり得る。本開示では、第2の流体フィルタの上流の大液滴を抽出するように構成された第1の流体フィルタを提供することによって、排出システムは、第2の流体フィルタを損傷及び/又は閉塞から効果的に保護し、ポンプの電力及び費用を節約することができる。最後に、1つ又は2つ以上の再循環チャネルを提供することによって、本開示は、排煙システムが、非流体フィルタを損傷する可能性がある液滴が非流体フィルタに入らないことを確実にすることを可能にする。 In this manner, the present disclosure can enable a smoke evacuation system to extract not only large droplets but also small droplets before the fluid enters a non-fluid filter where the large and small droplets can damage it. Additionally, the second fluid filter may use filter elements that may be more sophisticated and expensive than the components used in the first fluid filter, and the filter elements in the second fluid filter may tend to become easily and quickly clogged by large droplets. In the present disclosure, by providing a first fluid filter configured to extract large droplets upstream of the second fluid filter, the evacuation system can effectively protect the second fluid filter from damage and/or clogging, saving pump power and costs. Finally, by providing one or more recirculation channels, the present disclosure enables a smoke evacuation system to ensure that droplets that could damage the non-fluid filter do not enter the non-fluid filter.
図28は、本開示の少なくとも1つの態様による、排煙システム59100のハウジングの概略図を示す。排煙システム59100は、排出ハウジング59105と、排出ハウジング59105に連結された流体トラップ59110と、を含んでもよい。排出システム59100はまた、第1の流体フィルタデバイス59120と、第2の流体フィルタデバイス59130と、非流体フィルタデバイス59140と、ポンプ59170と、も含むことができる。ポンプ59170は、モータに動作可能に連結されていてもよい。排煙システム59100は、複数のセンサ59190A~K及びインテリジェント制御部を更に含んでもよい。流体トラップ59110、非流体フィルタデバイス59140、ポンプ59170は、図18及び図19に示される実施例(例えば、流体トラップ、ULPAフィルタ、炭フィルタ、スクロールポンプ)と類似し得る。流体トラップ59110、フィルタデバイス59120、59130、59140、及びポンプ59170は、入口59112と出口59175との間の排出器ハウジング59105を通る流路に沿って順次整列されてもよい。本明細書で使用されるとき、非流体フィルタデバイス59140は、液滴に対して脆弱であり、かつ液滴が内部に入ったときに損傷され得るフィルタデバイス又はフィルタ(例えば、微粒子/炭フィルタ)を指すことができる。 FIG. 28 shows a schematic diagram of a housing of a smoke evacuation system 59100 in accordance with at least one aspect of the present disclosure. The smoke evacuation system 59100 may include an exhaust housing 59105 and a fluid trap 59110 coupled to the exhaust housing 59105. The exhaust system 59100 may also include a first fluid filter device 59120, a second fluid filter device 59130, a non-fluid filter device 59140, and a pump 59170. The pump 59170 may be operably coupled to a motor. The smoke evacuation system 59100 may further include multiple sensors 59190A-K and an intelligent controller. The fluid trap 59110, the non-fluid filter device 59140, and the pump 59170 may be similar to the embodiments shown in FIGS. 18 and 19 (e.g., the fluid trap, ULPA filter, charcoal filter, and scroll pump). The fluid trap 59110, filter devices 59120, 59130, 59140, and pump 59170 may be sequentially aligned along a flow path through the ejector housing 59105 between the inlet 59112 and the outlet 59175. As used herein, a non-fluidic filter device 59140 may refer to a filter device or filter (e.g., a particulate/charcoal filter) that is vulnerable to liquid droplets and can be damaged when liquid droplets enter it.
様々な例では、複数のセンサは、1つ又は2つ以上の流体検出センサ、1つ又は2つ以上の圧力センサ、1つ又は2つ以上の粒子センサ、及び/又は1つ又は2つ以上の化学センサを含んでもよい。複数のセンサ59190A~Kは、図18及び図19に示されるセンサ(例えば、センサ50830、50832、50836、50840、50838、50846、50848、50850、50854、50852)と類似し得る。例えば、圧力センサは、排出器ハウジング59105内などの排出システム59100内の圧力を検出するように位置付けられてもよい。例えば、圧力センサは、フィルタデバイス59120、59130、59140(例えば、センサ59190E)のうちの1つの上流、フィルタデバイス59120、59130、59140とポンプ59170(例えば、センサ59190G)との間、及び/又はポンプ59170(例えば、センサ59190I)の下流に位置付けられてもよい。特定の例では、圧力センサ59190Kは、周囲環境内の圧力を検出するために、排出システム59100の外側に位置付けられてもよい。 In various examples, the plurality of sensors may include one or more fluid detection sensors, one or more pressure sensors, one or more particle sensors, and/or one or more chemical sensors. The plurality of sensors 59190A-K may be similar to the sensors shown in FIGS. 18 and 19 (e.g., sensors 50830, 50832, 50836, 50840, 50838, 50846, 50848, 50850, 50854, 50852). For example, a pressure sensor may be positioned to detect pressure within the evacuation system 59100, such as within the evacuation housing 59105. For example, the pressure sensor may be positioned upstream of one of the filter devices 59120, 59130, 59140 (e.g., sensor 59190E), between the filter devices 59120, 59130, 59140 and the pump 59170 (e.g., sensor 59190G), and/or downstream of the pump 59170 (e.g., sensor 59190I). In certain examples, the pressure sensor 59190K may be positioned outside the exhaust system 59100 to detect pressure in the surrounding environment.
同様に、粒子センサ59190F、59190Hは、排出器ハウジング59105内などの排出システム59100内の粒子を検出するように位置付けられてもよい。粒子センサは、例えば、フィルタデバイス59120、59130、59140(例えば、センサ59190F)のうちの1つの上流、フィルタデバイス59120、59130、59140とポンプ59170との間、及び/又はポンプ59170(例えば、センサ59190H)の下流に位置付けられてもよい。様々な例では、粒子センサ59190Jは、例えば、手術室内の空気品質を判定するために、周囲環境内の粒子を検出するように位置付けてもよい。 Similarly, particle sensors 59190F, 59190H may be positioned to detect particles within the exhaust system 59100, such as within the exhaust housing 59105. The particle sensors may be positioned, for example, upstream of one of the filter devices 59120, 59130, 59140 (e.g., sensor 59190F), between the filter devices 59120, 59130, 59140 and the pump 59170, and/or downstream of the pump 59170 (e.g., sensor 59190H). In various examples, particle sensor 59190J may be positioned to detect particles within the ambient environment, for example, to determine air quality within a surgical suite.
様々な例では、流体検出センサは、フィルタデバイス59120、59130、59140(例えば、センサ59190A、59190C、59190D)のうちの1つの上流、フィルタデバイス59120、59130、59140とポンプ59170との間、ポンプ59170の下流、又は排出ハウジング59106の外側に位置付けられてもよい。同様に、化学センサは、フィルタデバイス59120、59130、59140のうちの1つ(例えば、センサ59190B)の上流、フィルタデバイス59120、59130、59140とポンプ59170との間、ポンプ59170の下流、又は排出ハウジング59106の外側に位置付けられてもよい。 In various examples, the fluid detection sensor may be positioned upstream of one of the filter devices 59120, 59130, 59140 (e.g., sensors 59190A, 59190C, 59190D), between the filter devices 59120, 59130, 59140 and the pump 59170, downstream of the pump 59170, or outside the discharge housing 59106. Similarly, the chemical sensor may be positioned upstream of one of the filter devices 59120, 59130, 59140 (e.g., sensor 59190B), between the filter devices 59120, 59130, 59140 and the pump 59170, downstream of the pump 59170, or outside the discharge housing 59106.
当業者であれば、特定の排出システムは、図28に示される各センサを含まなくてもよく、かつ/又は追加のセンサを含み得ることを理解するであろう。排出システム59100内の構成要素は、モジュール式及び/又は交換可能であってもよい。例えば、流体トラップ59110、フィルタデバイス59120、59130、59140、ポンプ59170、複数のセンサ59190A~Kは、モジュール式及び/又は交換可能であってもよい。 Those skilled in the art will appreciate that a particular evacuation system may not include each sensor shown in FIG. 28 and/or may include additional sensors. Components within the evacuation system 59100 may be modular and/or replaceable. For example, the fluid trap 59110, the filter devices 59120, 59130, 59140, the pump 59170, and the plurality of sensors 59190A-K may be modular and/or replaceable.
複数のセンサ59190A~Kは、排出ハウジング59105及び/又は周囲環境内の流体経路を通って移動する流体の様々なパラメータを検出してもよい。様々な例では、ハウジング59105と互換性のある、排出ハウジング59105及び/又はモジュール式構成要素は、1つ又は2つ以上のセンサ(例えば、59190A~K)からの入力を受信し、かつ/又は1つ又は2つ以上のドライバに出力を通信するように構成され得るプロセッサを含んでもよい。 The multiple sensors 59190A-K may detect various parameters of the fluid moving through the fluid path in the exhaust housing 59105 and/or the surrounding environment. In various examples, the exhaust housing 59105 and/or modular components compatible with the housing 59105 may include a processor that may be configured to receive input from one or more sensors (e.g., 59190A-K) and/or communicate output to one or more drivers.
本明細書で使用されるとき、流体は、例えば、液体、気体、蒸気、煙、又はこれらの組み合わせを含む吸引導管から入口59112に入る任意の材料を指し得る。流体は、元来生物学的であってもよく、かつ/又は処置中に外部源から手術部位に導入することができる。流体としてはまた、水、生理食塩水、リンパ液、血液、滲出液、及び/又は化膿性排出物も挙げることができる。更に、流体はまた、排出システムによって排出される微粒子又は他の物質(例えば、細胞物質又は破片)も含むことができる。一実施例では、このような微粒子は、流体中に懸濁していてもよい。 As used herein, fluid may refer to any material entering the inlet 59112 from the suction conduit, including, for example, liquid, gas, vapor, smoke, or combinations thereof. Fluids may be biological in nature and/or may be introduced to the surgical site from an external source during a procedure. Fluids may also include water, saline, lymph, blood, exudate, and/or purulent drainage. Additionally, fluids may also include particulates or other matter (e.g., cellular material or debris) that are expelled by the drainage system. In one example, such particulates may be suspended in the fluid.
動作中、手術部位からの流体は、流体トラップ59110を介して排出器ハウジング59105へと入口59112内に引き込まれ得る。図28のハウジング59105を通る流路は、様々な一列の構成要素の間に延在する封止された導管又は管であってもよい。様々な例では、流体は、流体検出センサ59190A及び化学センサ59190Bを通過して第1の流体フィルタデバイス59120に流れてもよい。流体検出センサ59190Aは、流体/煙中の流体粒子を検出してもよく、化学センサ59190Bは、流体の化学的特性を検出してもよい。流体検出センサ59190Aはまた、流体検出センサ59190A付近の流体中の液滴の濃度(例えば、液体対気体比)及び/又は液滴のサイズを検出してもよい。第1の流体フィルタデバイス59120は、流体中の大液滴を抽出してもよい。次いで、流体は、第2の流体フィルタ59130に流入するように方向付けられてもよい。第2の流体フィルタ59130において、第1の流体フィルタデバイス59120から流出した流体中の小液滴が抽出されてもよい。流体はその後、第2の流体フィルタデバイス59130を通過して流れてもよく、非流体フィルタデバイス59140に流入するように方向付けられてもよい。 During operation, fluid from the surgical site may be drawn into the inlet 59112 through the fluid trap 59110 and into the ejector housing 59105. The flow path through the housing 59105 in FIG. 28 may be a sealed conduit or tube extending between various in-line components. In various examples, the fluid may flow past the fluid detection sensor 59190A and the chemical sensor 59190B to the first fluid filter device 59120. The fluid detection sensor 59190A may detect fluid particles in the fluid/smoke, and the chemical sensor 59190B may detect a chemical characteristic of the fluid. The fluid detection sensor 59190A may also detect the concentration of droplets (e.g., liquid-to-gas ratio) and/or the size of the droplets in the fluid near the fluid detection sensor 59190A. The first fluid filter device 59120 may extract large droplets from the fluid. The fluid may then be directed to flow into the second fluid filter 59130. In the second fluid filter 59130, small droplets in the fluid exiting the first fluid filter device 59120 may be extracted. The fluid may then flow through the second fluid filter device 59130 or may be directed to enter the non-fluidic filter device 59140.
非流体フィルタデバイス59140の入口において、流体は、レーザー粒子カウンタ59190F及び圧力センサ59190Eを通過して流れてもよい。流体は、1つ又は2つ以上の非流体型フィルタ59144、59146を介して濾過されてもよい。特定の例では、図28に示される非流体フィルタデバイス59140は、追加の及び/又はより少ない濾過レベルを含んでもよい。例えば、非流体フィルタデバイス59140は、次のフィルタ群:コース媒体フィルタ、細かい媒体フィルタ、及び吸着剤ベースのフィルタから選択される1つ又は2つ以上の濾過層を含むことができる。コース媒体フィルタは、例えば、繊維ガラス、ポリエステル、及び/又はプリーツ加工されたフィルタで構成され得る低空気抵抗フィルタであってもよい。細かい媒体フィルタは、高効率微粒子空気(HEPA)フィルタ及び/又はULPAフィルタであってもよい。吸着剤ベースのフィルタは、例えば、活性炭フィルタ(例えば、炭フィルタ)であってもよい。特定の例では、非流体フィルタデバイス59140はまた、1つ若しくは2つ以上のバッフル59142又は類似した構造体を含んでもよく、その場合、非流体フィルタデバイス59140に流入する流体は、凝縮されてもよい。特定の例では、バッフル59142は、非流体フィルタデバイス59140の入口ポート付近に位置していてもよい。特定の他の例では、バッフル59142は、非流体フィルタデバイス59140内の任意の他の好適な位置に位置付けられてもよい。 At the inlet of the non-fluidic filter device 59140, the fluid may flow through a laser particle counter 59190F and a pressure sensor 59190E. The fluid may be filtered through one or more non-fluidic filters 59144, 59146. In certain examples, the non-fluidic filter device 59140 shown in FIG. 28 may include additional and/or fewer levels of filtration. For example, the non-fluidic filter device 59140 may include one or more filtration layers selected from the following filter groups: course media filters, fine media filters, and sorbent-based filters. The course media filters may be low-air resistance filters, which may be composed of, for example, fiberglass, polyester, and/or pleated filters. The fine media filters may be high-efficiency particulate air (HEPA) filters and/or ULPA filters. The sorbent-based filters may be, for example, activated carbon filters (e.g., charcoal filters). In certain examples, the non-fluidic filter device 59140 may also include one or more baffles 59142 or similar structures, in which case fluid entering the non-fluidic filter device 59140 may be condensed. In certain other examples, the baffles 59142 may be located near the inlet port of the non-fluidic filter device 59140. In certain other examples, the baffles 59142 may be positioned in any other suitable location within the non-fluidic filter device 59140.
非流体フィルタデバイス59140を出ると、流体は、圧力センサ59190Gを通過して流れ、次いで、排出器ハウジング59105内の流路59148に沿ってポンプ59170に向かって進むことができる。ポンプ59170を通って移動すると、濾過された流体は、レーザー粒子センサ59190H及び排出器ハウジング59105の出口59175にある圧力センサ59190Iを通って流れることができる。排出器ハウジング59105はまた、手術室内の環境などの周囲環境の様々な特性を検出するために、空気品質粒子センサ59190J及び周囲圧力センサ59190Kも含むことができる。 Upon exiting the non-fluidic filter device 59140, the fluid may flow past a pressure sensor 59190G and then along a flow path 59148 within the ejector housing 59105 toward the pump 59170. Upon traveling through the pump 59170, the filtered fluid may flow through a laser particle sensor 59190H and a pressure sensor 59190I at the outlet 59175 of the ejector housing 59105. The ejector housing 59105 may also include an air quality particle sensor 59190J and an ambient pressure sensor 59190K to detect various characteristics of the ambient environment, such as the environment within an operating room.
様々な例では、流体トラップ59110又は第1の流体フィルタデバイス59120は、捕捉された流体の流出及び/又は漏出を防止するように構成されてもよい。例えば、流体トラップ59110又は第1の流体フィルタデバイス59120の形状は、捕捉された流体が流出及び/又は漏出するのを防止するように選択されてもよい。特定の例では、流体トラップ59110又は第1の流体フィルタデバイス59120は、捕捉された流体が流体トラップ59110又は第1の流体フィルタデバイス59120から飛び散るのを防止するための1つ又は2つ以上のバッフル59126及び/又はスプラッタスクリーンを含んでもよい。1つ又は2つ以上の例では、流体トラップ59110/第1の流体フィルタデバイス59120は、流体トラップ59110/第1の流体フィルタデバイス59120内の流体、及び/又は流体トラップ59110/第1の流体フィルタデバイス59120が体積まで充填されているかどうかを検出するためのセンサを含んでもよい。流体トラップ59110/第1の流体フィルタデバイス59120は、流体トラップ59110の流体貯留部59114又は第1の流体フィルタデバイス59120の流体貯留部59125内の流体を空にするための弁を含んでもよい。 In various examples, the fluid trap 59110 or first fluid filter device 59120 may be configured to prevent the escape and/or leakage of trapped fluid. For example, the shape of the fluid trap 59110 or first fluid filter device 59120 may be selected to prevent the escape and/or leakage of trapped fluid. In certain examples, the fluid trap 59110 or first fluid filter device 59120 may include one or more baffles 59126 and/or splatter screens to prevent the trapped fluid from splashing out of the fluid trap 59110 or first fluid filter device 59120. In one or more examples, the fluid trap 59110/first fluid filter device 59120 may include sensors to detect the fluid in the fluid trap 59110/first fluid filter device 59120 and/or whether the fluid trap 59110/first fluid filter device 59120 is filled to capacity. The fluid trap 59110/first fluid filter device 59120 may include a valve for emptying fluid from the fluid reservoir 59114 of the fluid trap 59110 or the fluid reservoir 59125 of the first fluid filter device 59120.
排出システム59100内の様々なセンサは、コントローラと通信してもよく、このコントローラは、排出システム59100に組み込まれてもよく、かつ/又は別の外科用器具及び/若しくは外科用ハブの構成要素であってもよい。コントローラは、センサ(複数可)からの入力に基づいて、排出器システムの1つ又は2つ以上の動作パラメータ(例えば、排出器ポンプのためのモータ)を調整してもよく、又はセンサ(複数可)からの入力に基づいて、電気外科用ツール及び/若しくは撮像デバイスなどの別のデバイスの動作パラメータを調整してもよい。 The various sensors within the evacuation system 59100 may be in communication with a controller, which may be integrated into the evacuation system 59100 and/or may be a component of another surgical instrument and/or surgical hub. The controller may adjust one or more operating parameters of the ejector system (e.g., a motor for an ejector pump) based on input from the sensor(s), or may adjust operating parameters of another device, such as an electrosurgical tool and/or an imaging device, based on input from the sensor(s).
再び図28を参照すると、特定の例では、第1の流体フィルタデバイス59120は、流路を通って移動する流体中の大液滴を抽出するように構成されてもよく、第2の流体フィルタデバイス59130は、流体中の小液滴を抽出するように構成されてもよい。図28に示されるように、第1の流体フィルタデバイス59120は、第2の流体フィルタデバイス59130と直列に連結されてもよい。第1の流体フィルタデバイス59120は、第2の流体フィルタデバイス59130の上流に位置付けられてもよい。特定の例では、第2の流体フィルタデバイス59130の出口ポートは、非流体フィルタデバイス59140の入口ポートに連結されてもよい。 28 , in certain examples, the first fluid filter device 59120 may be configured to extract large droplets from the fluid traveling through the flow path, and the second fluid filter device 59130 may be configured to extract small droplets from the fluid. As shown in FIG. 28 , the first fluid filter device 59120 may be coupled in series with the second fluid filter device 59130. The first fluid filter device 59120 may be positioned upstream of the second fluid filter device 59130. In certain examples, the outlet port of the second fluid filter device 59130 may be coupled to the inlet port of the non-fluidic filter device 59140.
本明細書で使用されるとき、10~20μmよりも大きい液滴は、大液滴と見なすことができる。また、10~20μmよりも小さい液滴は、小液滴と見なすことができる。特定の例では、第1の流体フィルタデバイス59120は、大部分の20μmよりも大きい液滴を除去することができる。特定の例では、第1の流体フィルタデバイス59120は、少なくとも85%の20μmよりも大きい液滴、少なくとも90%の20μmよりも大きい液滴、少なくとも95%の20μmよりも大きい液滴、少なくとも99%の20μmよりも大きい液滴、少なくとも99.9%の20μmよりも大きい液滴、又は少なくとも99.99%の20μmよりも大きい液滴を除去してもよい。 As used herein, droplets larger than 10-20 μm can be considered large droplets. And, droplets smaller than 10-20 μm can be considered small droplets. In certain examples, the first fluid filter device 59120 can remove a majority of droplets larger than 20 μm. In certain examples, the first fluid filter device 59120 may remove at least 85% of droplets larger than 20 μm, at least 90% of droplets larger than 20 μm, at least 95% of droplets larger than 20 μm, at least 99% of droplets larger than 20 μm, at least 99.9% of droplets larger than 20 μm, or at least 99.99% of droplets larger than 20 μm.
追加的に又は代替的に、第1の流体フィルタデバイス59120は、大部分の10μmよりも大きい液滴を除去してもよい。特定の例では、第1の流体フィルタデバイス59120は、少なくとも85%の10μmよりも大きい液滴、少なくとも90%の10μmよりも大きい液滴、少なくとも95%の10μmよりも大きい液滴、少なくとも99%の10μmより液滴、少なくとも99.9%の10μmよりも大きい液滴、又は少なくとも99.99%の10μmよりも大きい液滴を除去してもよい。 Additionally or alternatively, the first fluid filter device 59120 may remove a majority of droplets larger than 10 μm. In certain examples, the first fluid filter device 59120 may remove at least 85% of droplets larger than 10 μm, at least 90% of droplets larger than 10 μm, at least 95% of droplets larger than 10 μm, at least 99% of droplets larger than 10 μm, at least 99.9% of droplets larger than 10 μm, or at least 99.99% of droplets larger than 10 μm.
第2の流体フィルタデバイス59130は、例えば、大部分の1μmよりも大きい液滴を除去してもよい。特定の例では、第2の流体フィルタデバイス59130は、少なくとも85%の1μmよりも大きい液滴、少なくとも90%の1μmよりも大きい液滴、少なくとも95%の1μmよりも大きい液滴、少なくとも99%の1μmよりも大きい液滴、少なくとも99.9%の1μmよりも大きい液滴、又は少なくとも99.99%の1μmよりも大きい液滴を除去してもよい。 The second fluid filter device 59130 may, for example, remove a majority of droplets larger than 1 μm. In certain examples, the second fluid filter device 59130 may remove at least 85% of droplets larger than 1 μm, at least 90% of droplets larger than 1 μm, at least 95% of droplets larger than 1 μm, at least 99% of droplets larger than 1 μm, at least 99.9% of droplets larger than 1 μm, or at least 99.99% of droplets larger than 1 μm.
追加的に又は代替的に、第2の流体フィルタデバイス59130は、例えば、大部分の0.1μmよりも大きい液滴を除去してもよい。特定の例では、第2の流体フィルタデバイス59130は、少なくとも85%の0.1μmよりも大きい液滴、少なくとも90%の0.1μmよりも大きい液滴、少なくとも95%の0.1μmよりも大きい液滴、少なくとも99%の0.1μmよりも大きい液滴、少なくとも99.9%の0.1μmよりも大きい液滴、又は少なくとも99.99%の0.1μmよりも大きい液滴を除去してもよい。 Additionally or alternatively, the second fluid filter device 59130 may remove, for example, a majority of droplets larger than 0.1 μm. In certain examples, the second fluid filter device 59130 may remove at least 85% of droplets larger than 0.1 μm, at least 90% of droplets larger than 0.1 μm, at least 95% of droplets larger than 0.1 μm, at least 99% of droplets larger than 0.1 μm, at least 99.9% of droplets larger than 0.1 μm, or at least 99.99% of droplets larger than 0.1 μm.
特定の例では、第1の流体フィルタデバイス59120は、切換弁59122を含んでもよい。切換弁59122は、図18及び図19に示される切換弁50834、50934と類似し得る。例えば、切換弁59122が第1の位置にあるときに、切換弁59122を通じた流体取り込みは、第1の経路59123に沿って方向付けられてもよい。切換弁59122が第2の位置にあるときに、図28に示されるように、切換弁59122を通じた流体取り込みは、第2の経路59124に沿って方向付けられてもよい。特定の例では、第1の経路59123は、液体/液滴が流体中で検出されなかったとき、又は検出された液体対気体比が閾値を下回るときの流路に対応していてもよい。特定の他の例では、第1の経路59123は、検出された液滴の大部分のサイズ(例えば、80%、90%、95%、又は99%)が所定の閾値(例えば、10~20μm)よりも小さいときの流路に対応していてもよい。 In certain examples, the first fluid filter device 59120 may include a switching valve 59122. The switching valve 59122 may be similar to the switching valves 50834, 50934 shown in FIGS. 18 and 19 . For example, when the switching valve 59122 is in a first position, fluid intake through the switching valve 59122 may be directed along a first path 59123. When the switching valve 59122 is in a second position, fluid intake through the switching valve 59122 may be directed along a second path 59124, as shown in FIG. 28 . In certain examples, the first path 59123 may correspond to a flow path when no liquid/droplets are detected in the fluid or when the detected liquid-to-gas ratio is below a threshold. In certain other examples, the first path 59123 may correspond to a flow path when the size of the majority of the detected droplets (e.g., 80%, 90%, 95%, or 99%) is smaller than a predetermined threshold (e.g., 10-20 μm).
特定の例では、第2の経路59124は、液体/液滴が流体、例えば、エアロゾル内で検出されたとき、又は検出された液体対気体比が閾値以上であるときの流路に対応していてもよい。特定の他の例では、第2の経路59124は、検出された液滴の大部分のサイズが所定の閾値(例えば、10~20μm)以上であるときの流路に対応していてもよい。流体検出センサ59190Aは、流体中の液滴又はエアロゾルの存在、液体対気体比、及び/又は液滴/エアロゾルのサイズを検出するように構成されてもよい。例えば、流体検出センサ59190Aは、流体トラップ59110の出力ポート及び/若しくは第1の流体フィルタデバイス59120の入口ポートに、並びに/又はその付近に位置付けられてもよい。閾値以上の液体対気体比(例えば、1:2、1:1、2:1、5:1、10:1)は、エアロゾルと見なすことができる。第1の経路59123は、第1の流体フィルタデバイス59120を迂回してもよく、第2の経路59124は、流体が第2の流体フィルタデバイス59130内に方向付けられる前に、流体から大液滴を捕捉するために、第1の流体フィルタデバイス59120を通じて流体を方向付けてもよい。液体対気体比又は流体中の液滴のサイズに基づいて流体経路を選択することによって、外科用排出システム59100の効率を改善することができる。 In certain examples, the second path 59124 may correspond to a flow path when liquid/droplets are detected in the fluid, e.g., an aerosol, or when the detected liquid-to-gas ratio is equal to or greater than a threshold value. In certain other examples, the second path 59124 may correspond to a flow path when the size of a majority of the detected droplets is equal to or greater than a predetermined threshold value (e.g., 10-20 μm). The fluid detection sensor 59190A may be configured to detect the presence of droplets or aerosols in the fluid, the liquid-to-gas ratio, and/or the size of the droplets/aerosols. For example, the fluid detection sensor 59190A may be positioned at and/or near the output port of the fluid trap 59110 and/or the inlet port of the first fluid filter device 59120. A liquid-to-gas ratio equal to or greater than a threshold value (e.g., 1:2, 1:1, 2:1, 5:1, 10:1) may be considered an aerosol. The first pathway 59123 may bypass the first fluid filter device 59120, and the second pathway 59124 may direct the fluid through the first fluid filter device 59120 to capture large droplets from the fluid before the fluid is directed into the second fluid filter device 59130. By selecting a fluid pathway based on the liquid to gas ratio or the size of the droplets in the fluid, the efficiency of the surgical drainage system 59100 can be improved.
上で考察されるように、流体検出センサ59190Aが、閾値以上の液体対気体比、閾値サイズよりも大きい液滴、又は両方の組み合わせを検出する場合、流体取り込みは、第2の流体フィルタデバイス59130に入る前に第2の経路59124に切り換えられてもよい。第2の経路59124は、流路内の液体液滴を凝縮するように構成されてもよい。例えば、第2の経路59124は、複数のバッフル591266又は他の類似した構造体を含んでもよく、その上で、流体は凝縮するように構成され得る。流体が第2の経路59124を通過すると、液体は、その中のバッフル59126上で凝縮することができ、流体貯留部59125内に下向きに滴下するように方向付けられてもよい。 As discussed above, if the fluid detection sensor 59190A detects a liquid-to-gas ratio above a threshold, droplets larger than a threshold size, or a combination of both, fluid intake may be diverted to the second path 59124 before entering the second fluid filter device 59130. The second path 59124 may be configured to condense liquid droplets within the flow path. For example, the second path 59124 may include a plurality of baffles 591266 or other similar structures upon which the fluid may be configured to condense. As the fluid passes through the second path 59124, the liquid may condense on the baffles 59126 therein and may be directed to drip downward into the fluid reservoir 59125.
逆に、流体検出センサ59190Aが閾値を下回る液体対気体比、閾値サイズよりも小さい液滴、又は両方の組み合わせを検出する場合、流体取り込みは、第2の流体フィルタデバイス59130に直接方向付けられてもよい。切換弁59122は、流体が第2の流体フィルタデバイス59130に直接流れるように、第2の経路59124及び第1の流体フィルタデバイス59120を迂回するように位置付けられてもよい。第1の流体フィルタデバイス59120を迂回することによって、外科用排出システム59100は、ポンプ59170を駆動するモータからのより少ない電力しか必要としなくてもよい。例えば、モータは、外科用排出システムを通して非エアゾール煙を引き込むよりも、外科用排出システムを通してエアロゾルを引き込むために、より多くの電力を必要とし得る。 Conversely, if the fluid detection sensor 59190A detects a liquid-to-gas ratio below the threshold, droplets smaller than a threshold size, or a combination of both, the fluid intake may be directed directly to the second fluid filter device 59130. The diverter valve 59122 may be positioned to bypass the second path 59124 and the first fluid filter device 59120 so that the fluid flows directly to the second fluid filter device 59130. By bypassing the first fluid filter device 59120, the surgical drainage system 59100 may require less power from the motor driving the pump 59170. For example, the motor may require more power to draw aerosols through the surgical drainage system than to draw non-aerosol smoke through the surgical drainage system.
特定の例では、第2の流体フィルタデバイス59130は、小液滴(例えば、10~20μmよりも小さい)を捕捉するように構成されたフィルタ59135を含んでもよい。特定の例では、フィルタ59135は、閾値サイズ(例えば、0.1~1μm)よりも大きい液滴を抽出するように構成されてもよい。特定の例では、フィルタ59135は、膜フィルタ、ハニカムフィルタ、及び/又は多孔質構造フィルタ(例えば、薄い多孔質パッド)、又は小液的若しくは0.1~1μmよりも大きい液滴を抽出することができる任意の他の好適なフィルタのうちの少なくとも1つであってもよい。第2の流体フィルタデバイス59130から流出した流体は、非流体フィルタデバイス59140に流入してもよい。特定の例では、第2の流体フィルタデバイス59130はまた、1つ又は2つ以上のバッフル又は類似した構造体を含んでもよく、その上で第2の流体フィルタデバイスに流入する流体は凝縮し得る。特定の例では、バッフルは、第2の流体フィルタデバイス59130の入口ポート付近に位置していてもよい。特定の他の例では、バッフルは、第2の流体フィルタデバイス50130内の任意の他の好適な位置に位置付けられてもよい。 In certain examples, the second fluid filter device 59130 may include a filter 59135 configured to capture small droplets (e.g., smaller than 10-20 μm). In certain examples, the filter 59135 may be configured to extract droplets larger than a threshold size (e.g., 0.1-1 μm). In certain examples, the filter 59135 may be at least one of a membrane filter, a honeycomb filter, and/or a porous structure filter (e.g., a thin porous pad), or any other suitable filter capable of extracting small droplets or droplets larger than 0.1-1 μm. Fluid exiting the second fluid filter device 59130 may flow into the non-fluid filter device 59140. In certain examples, the second fluid filter device 59130 may also include one or more baffles or similar structures on which the fluid entering the second fluid filter device may condense. In certain examples, the baffle may be located near the inlet port of the second fluid filter device 59130. In certain other examples, the baffle may be positioned in any other suitable location within the second fluid filter device 50130.
再び図28を参照すると、排出システム59100はまた、第1の再循環チャネル59150も含むことができる。第1の再循環チャネル59150の入口ポート59152は、第2の流体フィルタデバイス59130と非流体フィルタデバイス59140との間に位置付けられてもよい。第1の再循環チャネル59150は、第2の流体フィルタデバイス59130から流出した流体を再循環させるように構成されてもよい。 Referring again to FIG. 28 , the exhaust system 59100 may also include a first recirculation channel 59150. The inlet port 59152 of the first recirculation channel 59150 may be positioned between the second fluid filter device 59130 and the non-fluid filter device 59140. The first recirculation channel 59150 may be configured to recirculate fluid exiting the second fluid filter device 59130.
第1の再循環チャネル59150内に方向付けられた流体は、第2の流体フィルタデバイス59130の上流の流体経路内に注入されてもよい。例えば、第1の再循環チャネル59150内に方向付けられた流体は、図28に示されるように、第1の流体フィルタデバイス59120(例えば、流体貯留部59125)内に注入されてもよい。特定の他の例では、第1の再循環チャネル59150内に方向付けられた流体は、第2の流体フィルタデバイス59130の上流部分(例えば、第2の流体フィルタデバイス59130の入口ポート)又は第1の流体フィルタデバイス59120と第2の流体フィルタデバイス59130との間の流路に注入されてもよい。 Fluid directed into the first recirculation channel 59150 may be injected into a fluid path upstream of the second fluid filter device 59130. For example, fluid directed into the first recirculation channel 59150 may be injected into the first fluid filter device 59120 (e.g., fluid reservoir 59125), as shown in FIG. 28 . In certain other examples, fluid directed into the first recirculation channel 59150 may be injected into an upstream portion of the second fluid filter device 59130 (e.g., an inlet port of the second fluid filter device 59130) or into a flow path between the first fluid filter device 59120 and the second fluid filter device 59130.
特定の例では、第1の再循環チャネル59150(例えば、入口ポート59152付近の第1の再循環チャネル59150の一部分)は、第1の再循環チャネル59150の入口ポート59152から下向きに延在してもよい。これにより、第2の流体フィルタデバイス59130から流出した流体中の大液滴又は小液滴を重力によって第1の再循環チャネル59150に方向付けることができる。 In certain examples, the first recirculation channel 59150 (e.g., a portion of the first recirculation channel 59150 near the inlet port 59152) may extend downward from the inlet port 59152 of the first recirculation channel 59150. This allows large or small droplets in the fluid exiting the second fluid filter device 59130 to be directed by gravity into the first recirculation channel 59150.
特定の例では、排出システム59100はまた、第1の再循環弁59155も含むことができる。第1の再循環弁59155は、第1の再循環チャネル59150を閉鎖及び/又は開放するように構成されてもよい。第1の再循環弁59155が開放されると、第2の流体フィルタデバイス59130から流出した流体は、第1の再循環チャネル59150に方向付けられてもよい。特定の例では、排出システム59100は、流体検出センサ59190Dを更に含んでもよい。流体検出センサ59190Dは、第1の再循環弁59155付近に位置付けられてもよい。流体検出センサ59190Dは、流体検出センサ59190Aと類似し得る。流体検出センサ59190Dは、流体のパラメータ(例えば、流体中の液滴のサイズ、液体対気体比)を検出するように構成されてもよい。第1の再循環弁59155は、流体検出センサ59190Dによって検出されたパラメータが所定の閾値以上であるときに、第1の再循環チャネル59150を開放してもよい。例えば、流体検出センサ59190Dが、閾値以上の液体対気体比(例えば、1:2、1:1、2:1、5:1、10:1)及び/又は閾値(例えば、0.1~1μm)よりも大きい液滴サイズを検出する場合、第2の流体フィルタデバイス59130から流出した流体は、第1の再循環チャネルに切り換えられてもよい。このようにして、排出システム59100は、フィルタ59144、59146を損傷する可能性のある液滴/湿分が非流体フィルタデバイス59140に入るのを防止することができる。流体検出センサ59190Dが閾値を下回る液体対気体比、及び/又は閾値(例えば、0.1~1μm)よりも小さい液滴サイズを検出する場合、第1の再循環弁59155は、第2の流体フィルタデバイス59130から流出した流体が非流体フィルタデバイス59140内に方向付けられるように閉鎖してもよい。 In certain examples, the exhaust system 59100 may also include a first recirculation valve 59155. The first recirculation valve 59155 may be configured to close and/or open the first recirculation channel 59150. When the first recirculation valve 59155 is opened, fluid exiting the second fluid filter device 59130 may be directed into the first recirculation channel 59150. In certain examples, the exhaust system 59100 may further include a fluid detection sensor 59190D. The fluid detection sensor 59190D may be positioned near the first recirculation valve 59155. The fluid detection sensor 59190D may be similar to the fluid detection sensor 59190A. The fluid detection sensor 59190D may be configured to detect a parameter of the fluid (e.g., droplet size, liquid-to-gas ratio in the fluid). The first recirculation valve 59155 may open the first recirculation channel 59150 when a parameter detected by the fluid detection sensor 59190D is equal to or greater than a predetermined threshold. For example, if the fluid detection sensor 59190D detects a liquid-to-gas ratio equal to or greater than a threshold (e.g., 1:2, 1:1, 2:1, 5:1, 10:1) and/or a droplet size greater than a threshold (e.g., 0.1-1 μm), the fluid exiting the second fluid filter device 59130 may be diverted to the first recirculation channel. In this manner, the exhaust system 59100 can prevent droplets/moisture from entering the non-fluidic filter device 59140, which could damage the filters 59144, 59146. If the fluid detection sensor 59190D detects a liquid to gas ratio below a threshold and/or a droplet size smaller than a threshold (e.g., 0.1-1 μm), the first recirculation valve 59155 may close such that fluid exiting the second fluid filter device 59130 is directed into the non-fluid filter device 59140.
特定の例では、第1の再循環チャネル59150を通る再循環流体は、第1の流体フィルタデバイス59120及び/又は第2の流体フィルタデバイス59130を再び通ってもよく、再循環工程は、流体検出センサ59190Dによって検出されたパラメータが所定の閾値を下回るまで繰り返されてもよい。特定の例では、繰り返しの回数が所定の閾値(例えば、5倍、10倍、又は0よりも大きい任意の他の好適な値)以上である場合、(これは第1/第2の流体フィルタデバイス59120/59130内のいくつかの構成要素が適切に作動していない(例えば、センサの故障、フィルタ/バッフルに対する損傷又は閉塞に起因して)ことを示し得る)、第1/第2の流体フィルタデバイス59120/59130又は排出システム59100は、例えば、ポンプ59170又はモータを停止することによって無効化されてもよい。この場合、排出システム59100のプロセッサは、第1/第2の流体フィルタデバイス59120/59130にエラーがあることを排出システム59100又はユーザに通知してもよい。 In certain examples, the recirculating fluid through the first recirculation channel 59150 may pass again through the first fluid filter device 59120 and/or the second fluid filter device 59130, and the recirculation process may be repeated until the parameter detected by the fluid detection sensor 59190D falls below a predetermined threshold. In certain examples, if the number of repetitions is equal to or greater than a predetermined threshold (e.g., 5 times, 10 times, or any other suitable value greater than 0), which may indicate that some component within the first/second fluid filter device 59120/59130 is not operating properly (e.g., due to a sensor failure, damage to or blockage of a filter/baffle), the first/second fluid filter device 59120/59130 or the evacuation system 59100 may be disabled, for example, by stopping the pump 59170 or motor. In this case, the processor of the discharge system 59100 may notify the discharge system 59100 or the user that there is an error in the first/second fluid filter device 59120/59130.
特定の例では、排出システム59100はまた、第2の再循環チャネル59160も含むことができる。第2の再循環チャネル59160の入口ポート59162は、第1の流体フィルタデバイス59120と第2の流体フィルタデバイス59130との間に位置付けられてもよい。第2の再循環チャネル59160は、第1の流体フィルタ59120から流出した流体を再循環させるように構成されてもよい。特定の例では、第2の再循環チャネル59160内に方向付けられた流体は、第1の流体フィルタデバイス59120の流体経路上流(例えば、貯留部59114若しくは流体トラップ59110)又は第1の流体フィルタデバイス59120の上流部分(例えば、第1の流体フィルタの入口ポート又は第1の流体フィルタデバイス59120の貯留部59125)内に注入されてもよい。特定の例では、第2の再循環チャネル59160(例えば、入口ポート59162付近の第2の再循環チャネル59160の一部分)は、第2の再循環チャネル59160の入口ポート59162から下向きに延在してもよい。これにより、第1の流体フィルタデバイス59120から流出した流体中の大液滴又は小液滴を重力によって第2の再循環チャネル59160に方向付けることができる。 In certain examples, the exhaust system 59100 can also include a second recirculation channel 59160. The inlet port 59162 of the second recirculation channel 59160 can be positioned between the first fluid filter device 59120 and the second fluid filter device 59130. The second recirculation channel 59160 can be configured to recirculate fluid exiting the first fluid filter 59120. In certain examples, fluid directed into the second recirculation channel 59160 can be injected into a fluid path upstream of the first fluid filter device 59120 (e.g., the reservoir 59114 or the fluid trap 59110) or into an upstream portion of the first fluid filter device 59120 (e.g., the inlet port of the first fluid filter or the reservoir 59125 of the first fluid filter device 59120). In certain examples, the second recirculation channel 59160 (e.g., a portion of the second recirculation channel 59160 near the inlet port 59162) may extend downward from the inlet port 59162 of the second recirculation channel 59160. This allows large or small droplets in the fluid exiting the first fluid filter device 59120 to be directed by gravity into the second recirculation channel 59160.
特定の例では、排出システム59100は、第2の再循環弁59165を更に含んでもよい。第2の再循環弁59165は、第2の再循環チャネル59160を閉鎖及び/又は開放するように構成されてもよい。第2の再循環弁が開放されると、第1の流体フィルタデバイス59120から流出した流体は、第2の再循環チャネル59160を通って再循環されてもよい。 In certain examples, the exhaust system 59100 may further include a second recirculation valve 59165. The second recirculation valve 59165 may be configured to close and/or open the second recirculation channel 59160. When the second recirculation valve is open, fluid exiting the first fluid filter device 59120 may be recirculated through the second recirculation channel 59160.
特定の例では、排出システム59100はまた、流体検出センサ59190Cを使用して第2の再循環弁59165を制御することもできる。流体検出センサ59190Cは、流体検出センサ59190A、Dと類似し得る。流体センサ59190Cは、第2の再循環弁59165付近に位置付けられてもよい。流体センサ59190Cは、流体のパラメータ(例えば、流体中の液滴のサイズ、液体対気体比)を検出するように構成されてもよい。第2の再循環弁59165は、流体検出センサ59190Cによって検出されたパラメータが所定の閾値以上であるときに、第2の再循環チャネル59160を開放してもよい。例えば、流体検出センサ59190Cが、閾値以上の液体対気体比(例えば、1:2、1:1、2:1、5:1、10:1)及び/又は閾値(例えば、10~20μm)よりも大きい液滴サイズを検出する場合、第1の流体フィルタデバイス59120から流出した流体は、第2の再循環チャネル59160内に切り換えられてもよい。このようにして、排出システム59100は、フィルタ59135を容易に及び/又は迅速に目詰まりさせる可能性のある大液滴/湿分が第2の流体フィルタデバイス59140に入ることを防止することができる。流体センサ59190Cが閾値を下回る液体対気体比及び/又は閾値(例えば、10~20μm)よりも小さい液滴サイズを検出する場合、第2の再循環弁59165は、第1の流体フィルタデバイス59120から流出した流体が第2の流体フィルタデバイス59130内に方向付けられるように閉鎖してもよい。 In certain examples, the discharge system 59100 may also control the second recirculation valve 59165 using the fluid detection sensor 59190C. The fluid detection sensor 59190C may be similar to the fluid detection sensors 59190A, D. The fluid sensor 59190C may be positioned near the second recirculation valve 59165. The fluid sensor 59190C may be configured to detect a parameter of the fluid (e.g., droplet size, liquid-to-gas ratio in the fluid). The second recirculation valve 59165 may open the second recirculation channel 59160 when the parameter detected by the fluid detection sensor 59190C is equal to or greater than a predetermined threshold. For example, if the fluid detection sensor 59190C detects a liquid-to-gas ratio above a threshold (e.g., 1:2, 1:1, 2:1, 5:1, 10:1) and/or a droplet size greater than a threshold (e.g., 10-20 μm), the fluid exiting the first fluid filter device 59120 may be diverted into the second recirculation channel 59160. In this manner, the exhaust system 59100 can prevent large droplets/moisture, which may easily and/or quickly clog the filter 59135, from entering the second fluid filter device 59140. If the fluid sensor 59190C detects a liquid-to-gas ratio below the threshold and/or a droplet size less than a threshold (e.g., 10-20 μm), the second recirculation valve 59165 may close such that the fluid exiting the first fluid filter device 59120 is directed into the second fluid filter device 59130.
特定の例では、第2の再循環チャネル59160を通る再循環流体は、第1の流体フィルタデバイス59120を再び通ってもよく、再循環工程は、流体検出センサ59190Cによって検出されたパラメータが所定の閾値を下回るまで繰り返されてもよい。特定の例では、繰り返しの回数が所定の閾値(例えば、5倍、10倍、又は0よりも大きい任意の他の好適な値)以上である場合(これは第1の流体フィルタデバイス59120内のいくつかの構成要素が適切に作動していない(例えば、センサの故障、バッフルに対する損傷又は閉塞に起因して)ことを示し得る)、第1の流体フィルタデバイス59120又は排出システム59100は、例えば、ポンプ59170又はモータを停止することによって無効化されてもよい。この場合、排出システム59100のプロセッサは、第1の流体フィルタデバイス59120にエラーがあることを排出システム59100又はユーザに通知してもよい。 In certain examples, the recirculating fluid through the second recirculation channel 59160 may again pass through the first fluid filter device 59120, and the recirculation process may be repeated until the parameter detected by the fluid detection sensor 59190C falls below a predetermined threshold. In certain examples, if the number of repetitions is equal to or greater than a predetermined threshold (e.g., 5 times, 10 times, or any other suitable value greater than 0), which may indicate that some component within the first fluid filter device 59120 is not operating properly (e.g., due to a sensor failure, damage to or blockage of a baffle), the first fluid filter device 59120 or the evacuation system 59100 may be disabled, for example, by stopping the pump 59170 or motor. In this case, the processor of the evacuation system 59100 may notify the evacuation system 59100 or a user that there is an error in the first fluid filter device 59120.
特定の例では、第1の再循環弁59155は、第2の流体フィルタデバイス59130と非流体フィルタデバイス59140との間の流路を開放及び/又は閉鎖するように構成されてもよい。例えば、流体検出センサ59190Dによって検出されたパラメータが所定の閾値以上である場合、第1の再循環弁59155は、第1の再循環チャネル59150を開放し、第2の流体フィルタデバイス59130と非流体フィルタデバイス59140との間の流路を同時に閉鎖する。このようにして、本開示は、有利には、排出システム59100が、非流体フィルタデバイス59140のフィルタ59144、59146を損傷する可能性のある液滴を含む第2の流体フィルタデバイス59130から流出するほぼ全ての流体を、第1の再循環チャネル59150内に切り換えることを可能にすることができる。また、特定の例では、第1の再循環チャネル59150の閉鎖及び第2の流体フィルタデバイス59130と非流体フィルタデバイス59140との間の流路の開放は、複数の工程/動作とは対照的に、単一の工程/動作で行うことができる。例えば、図28に示されるように、第1の再循環弁59155が90度開放されると、第1の再循環弁59155は、第2の流体フィルタデバイス59130と非流体フィルタデバイス59140との間の流路を閉鎖する。 In certain examples, the first recirculation valve 59155 may be configured to open and/or close the flow path between the second fluid filter device 59130 and the non-fluid filter device 59140. For example, when a parameter detected by the fluid detection sensor 59190D is equal to or greater than a predetermined threshold, the first recirculation valve 59155 opens the first recirculation channel 59150 and simultaneously closes the flow path between the second fluid filter device 59130 and the non-fluid filter device 59140. In this manner, the present disclosure can advantageously enable the exhaust system 59100 to divert substantially all of the fluid exiting the second fluid filter device 59130, including droplets that could damage the filters 59144, 59146 of the non-fluid filter device 59140, into the first recirculation channel 59150. Also, in certain examples, closing the first recirculation channel 59150 and opening the flow path between the second fluid filter device 59130 and the non-fluidic filter device 59140 can be performed in a single step/action, as opposed to multiple steps/actions. For example, as shown in FIG. 28 , when the first recirculation valve 59155 is opened 90 degrees, the first recirculation valve 59155 closes the flow path between the second fluid filter device 59130 and the non-fluidic filter device 59140.
同様に、特定の例では、第2の再循環弁59165は、第1の流体フィルタデバイス59120と第2の流体フィルタデバイス59130との間の流路を開放及び/又は閉鎖するように構成されてもよい。特定の例では、流体検出センサ59190Cによって検出されたパラメータが所定の閾値以上である場合、第2の再循環弁59165は、第2の再循環チャネル59160を開放し、第1の流体フィルタデバイス59120と第2の流体フィルタデバイス59130との間の流路を同時に閉鎖してもよい。このようにして、本開示は、有利には、排出システム59100が、第2の流体フィルタデバイス59130及び/又は第2の流体フィルタデバイス59130のフィルタ59135を容易に/迅速に目詰まりさせる可能性のある大液滴を含む第1の流体フィルタデバイス59120から流出したほぼ全ての流体を、第2の再循環チャネル59160内に切り換えることを可能にすることができる。また、特定の例では、第2の再循環チャネル59160の閉鎖及び第1の流体フィルタデバイス59120と第2の流体フィルタデバイス59130との間の流路の開放は、複数の工程/動作とは対照的に、単一の工程/動作で行うことができる。例えば、図28に示されるように、第2の再循環弁59165が90度開放されると、第2の再循環弁59165は、第1の流体フィルタデバイス59120と第2の流体フィルタデバイス59130との間の流路を閉鎖する。これは、有利には、プロセッサと排出システム59100の構成要素との間の信号/コマンドの数を減少し、信号遅延の可能性及び信号遅延に起因する構成要素の誤動作を防止することができる。 Similarly, in certain examples, the second recirculation valve 59165 may be configured to open and/or close the flow path between the first fluid filter device 59120 and the second fluid filter device 59130. In certain examples, when a parameter detected by the fluid detection sensor 59190C is equal to or greater than a predetermined threshold, the second recirculation valve 59165 may open the second recirculation channel 59160 and simultaneously close the flow path between the first fluid filter device 59120 and the second fluid filter device 59130. In this manner, the present disclosure may advantageously enable the exhaust system 59100 to divert substantially all of the fluid exiting the first fluid filter device 59120, including large droplets that may easily/rapidly clog the second fluid filter device 59130 and/or the filter 59135 of the second fluid filter device 59130, into the second recirculation channel 59160. Also, in certain examples, closing the second recirculation channel 59160 and opening the flow path between the first fluid filter device 59120 and the second fluid filter device 59130 can be performed in a single step/action, as opposed to multiple steps/actions. For example, as shown in FIG. 28 , when the second recirculation valve 59165 is opened 90 degrees, the second recirculation valve 59165 closes the flow path between the first fluid filter device 59120 and the second fluid filter device 59130. This can advantageously reduce the number of signals/commands between the processor and the components of the evacuation system 59100, preventing potential signal delays and component malfunctions due to signal delays.
特定の例では、排出システム59100は、1つ又は2つ以上の遠心送風機機構を含んでもよい。例えば、第1の遠心送風機59180A(例えば、回転かご)が、非流体フィルタデバイス59140とポンプ59170との間の流路59148に提供されてもよく、第2の遠心送風機59180Bが、第1の再循環チャネル59150に提供されてもよい。第1の遠心送風機59180Aは、例えば、1つ又は2つ以上のギア59185Aを介して、第2の遠心送風機59180Bに動作可能に連結されてもよい。例えば、第1の再循環弁59155が開放されてポンプ59170が起動されたときに、ポンプ59170によって発生した吸引力は、第1の遠心送風機59180Aの回転を発生させてもよく、これは、ギア59185Aを介して第2の遠心送風機59180Bに伝達されてもよく、これは、第1の再循環チャネル59150を介して再循環流体を引き込む。 In certain examples, the exhaust system 59100 may include one or more centrifugal blower mechanisms. For example, a first centrifugal blower 59180A (e.g., a rotating basket) may be provided in the flow path 59148 between the non-fluidic filter device 59140 and the pump 59170, and a second centrifugal blower 59180B may be provided in the first recirculation channel 59150. The first centrifugal blower 59180A may be operably coupled to the second centrifugal blower 59180B, for example, via one or more gears 59185A. For example, when the first recirculation valve 59155 is opened and the pump 59170 is activated, the suction force generated by the pump 59170 may cause the first centrifugal blower 59180A to rotate, which may be transmitted via gear 59185A to the second centrifugal blower 59180B, which draws recirculation fluid through the first recirculation channel 59150.
同様に、第2の再循環チャネル59160に第3の遠心送風機59180Cが提供されてもよい。特定の例では、第3の遠心送風機59180Cは、例えば、図28に示されるように、1つ以上のギア59185A~B及び第2の遠心送風機59180Bを介して、第1の遠心送風機59180Aに動作可能に連結されてもよい。この場合、第2の再循環弁59165が開放されてポンプ59170が起動されたときに、ポンプ59170によって発生した吸引力は、第1の遠心送風機59180Aの回転を発生させてもよく、これは、第2の遠心送風機59180Bに、次いで、第3の遠心送風機59180Cに伝達され、これは、第2の再循環チャネル59160を介して再循環流体を引き込む。特定の他の例では、第3の遠心送風機59180Cは、第2の遠心送風機59180Bを間に介在させることなく、例えばギア59185Bを介して第1の遠心送風機59180Aに動作可能に連結されていてもよい。この場合、第2の再循環弁59165が開放されてポンプ59170が起動されると、ポンプ59170によって発生した吸引力は、第1の遠心送風機59180Aの回転を発生させてもよく、これは、1つ又は2つ以上のギア59185Bを介して第3の遠心送風機59180Cに伝達されてもよく、これは、第2の再循環チャネル59160を通じて再循環流体を引き込む。このようにして、本開示は、有利には、第1及び/又は第2の再循環チャネル59150、59160のための吸引力を発生させる際に、モータ/ポンプ電力を再使用することによって、モータ/ポンプからの電力を低減することができる。特定の他の例では、第1の再循環チャネル59150及び/又は第2の再循環チャネル59160には、吸引力を発生させるために別個のポンプが提供されてもよい。 Similarly, a third centrifugal blower 59180C may be provided in the second recirculation channel 59160. In certain examples, the third centrifugal blower 59180C may be operatively coupled to the first centrifugal blower 59180A via one or more gears 59185A-B and the second centrifugal blower 59180B, for example, as shown in FIG. 28 . In this case, when the second recirculation valve 59165 is opened and the pump 59170 is activated, the suction force generated by the pump 59170 may cause the first centrifugal blower 59180A to rotate, which is transmitted to the second centrifugal blower 59180B and then to the third centrifugal blower 59180C, which draws the recirculation fluid through the second recirculation channel 59160. In certain other examples, the third centrifugal blower 59180C may be operatively coupled to the first centrifugal blower 59180A, for example, via gear 59185B, without an intervening second centrifugal blower 59180B. In this case, when the second recirculation valve 59165 is opened and the pump 59170 is activated, suction generated by the pump 59170 may cause the first centrifugal blower 59180A to rotate, which may be transmitted via one or more gears 59185B to the third centrifugal blower 59180C, which draws recirculated fluid through the second recirculation channel 59160. In this manner, the present disclosure can advantageously reduce power from the motor/pump by reusing motor/pump power in generating suction for the first and/or second recirculation channels 59150, 59160. In certain other examples, the first recirculation channel 59150 and/or the second recirculation channel 59160 may be provided with a separate pump to generate the suction force.
読者は、本明細書に記載される様々な外科用排出システム及び構成要素をコンピュータ実装インタラクティブ外科システム、外科用ハブ、及び/又はロボットシステムに組み込むことができることを容易に理解するであろう。例えば、外科用排出システムは、外科用ハブ、ロボットシステム、及び/又はコンピュータ実装インタラクティブ外科システムにデータを通信することができ、かつ/又は、外科用ハブ、ロボットシステム、及び/又はコンピュータ実装インタラクティブ外科システムからデータを受信することができる。コンピュータ実装インタラクティブ外科システム、ロボットシステム、及び外科用ハブの様々な実施例を、以下に更に説明する。 The reader will readily appreciate that the various surgical evacuation systems and components described herein can be incorporated into computer-implemented interactive surgical systems, surgical hubs, and/or robotic systems. For example, the surgical evacuation system can communicate data to and/or receive data from the surgical hubs, robotic systems, and/or computer-implemented interactive surgical systems. Various examples of computer-implemented interactive surgical systems, robotic systems, and surgical hubs are further described below.
図29は、本開示の少なくとも1つの態様による、電気外科用システム60000を示す。電気外科用システム60000は、発生器60002と、電気外科用器具60004と、戻りパッド60006と、を含む。発生器60002は、第1の導体/ケーブル60008を介して、無線周波数レベルで交流を電気外科用器具60004に供給する。電気外科用器具60004は、患者の標的組織に配置できる電極先端部(すなわち、活性電極)を含む。電気外科用器具60004は、発生器60002から交流を受け取り、交流を電極先端部を介して患者60010の標的組織に送達する。交流は標的組織に受信され、組織からの抵抗により、手術部位において所望の効果(例えば、封止及び/又は切断)をもたらす熱が生成される。交流は患者の体を通して伝導され、最終的に戻りパッド60006によって受信される。戻りパッド60006によって受信された交流は、第2の導体/ケーブル60012を介して発生器60002に戻され、交流が流れる閉路を完成してもよい。 FIG. 29 illustrates an electrosurgical system 60000 according to at least one aspect of the present disclosure. The electrosurgical system 60000 includes a generator 60002, an electrosurgical instrument 60004, and a return pad 60006. The generator 60002 supplies alternating current at radio frequency levels to the electrosurgical instrument 60004 via a first conductor/cable 60008. The electrosurgical instrument 60004 includes an electrode tip (i.e., active electrode) that can be positioned at target tissue of a patient. The electrosurgical instrument 60004 receives alternating current from the generator 60002 and delivers the alternating current to the target tissue of the patient 60010 via the electrode tip. The alternating current is received by the target tissue, and resistance from the tissue generates heat at the surgical site, producing a desired effect (e.g., sealing and/or cutting). The alternating current is conducted through the patient's body and ultimately received by the return pad 60006. The AC received by the return pad 60006 may be returned to the generator 60002 via the second conductor/cable 60012, completing the closed circuit through which the AC flows.
様々な態様によれば、発生器60002は、上述した発生器900と同様であり、例えば、上述のプロセッサ902及び波形発生器904と同様のプロセッサ及び波形発生器を含んでもよい。 According to various aspects, generator 60002 may be similar to generator 900 described above and may include, for example, a processor and waveform generator similar to processor 902 and waveform generator 904 described above.
電気外科用器具60004は、発生器60002によって供給される電気外科用エネルギーが外科用器具60004の活性電極によって患者の組織内に導入され、戻りパッド6006を介して発生器60002に戻る単極性動作を行うように構成されてもよい。様々な態様によれば、電気外科用器具60004は、ハンドピース又は鉛筆と、電極先端部とを含む。電極先端部は、電気外科用システム60000の活性電極として機能し、患者60010の標的組織に電気外科的エネルギーを導入する。具体的には、電極先端部に密着又は隣接した患者60010の細胞物質の加熱を引き起こすために、電極先端部から患者60010に放電が行われる。組織の加熱は、電気外科用器具60004を使用して電気外科手術を実施することが可能となるように、適度に高い温度で生じる。 The electrosurgical instrument 60004 may be configured for monopolar operation, in which electrosurgical energy supplied by the generator 60002 is introduced into the patient's tissue by the active electrode of the surgical instrument 60004 and returned to the generator 60002 via the return pad 6006. According to various aspects, the electrosurgical instrument 60004 includes a handpiece or pencil and an electrode tip. The electrode tip functions as the active electrode of the electrosurgical system 60000 and introduces electrosurgical energy into the target tissue of the patient 60010. Specifically, a discharge is emitted from the electrode tip into the patient 60010 to cause heating of cellular material of the patient 60010 in close contact with or adjacent to the electrode tip. The tissue heating occurs to a suitably high temperature such that electrosurgical surgery can be performed using the electrosurgical instrument 60004.
図30は、本開示の少なくとも1つの態様による、図29の外科用システム60000の戻りパッド60006を示す。戻りパッド60006は、スリーブ又はカバー60014を含んでよく、患者の体からわずかな距離で離れていてよく、患者の体と容量性カップリングすることができ、電気外科用器具60004によって患者の体に導入される電流の量を運ぶように構成されている点で、戻りパッド60006は、Megadyne Medical Products,Inc.から市販されているMEGA SOFT(登録商標)患者用戻り電極と同様であり得るが、異なるものである。 Figure 30 illustrates a return pad 60006 of the surgical system 60000 of Figure 29 according to at least one aspect of the present disclosure. The return pad 60006 may be similar to, but differs from, the MEGA SOFT® patient return electrode commercially available from Megadyne Medical Products, Inc. in that the return pad 60006 may include a sleeve or cover 60014, may be spaced a short distance from the patient's body, may be capable of capacitively coupling with the patient's body, and is configured to carry the amount of current introduced into the patient's body by the electrosurgical instrument 60004.
戻りパッドは、1つの戻り電極の代わりに、患者の体と容量性カップリングすることができ、電気外科用器具60004によって患者の体に導入される電流の量を全体として運ぶように構成されている、複数の電極60016を含む(図31参照)点で、戻りパッド60006は、Megadyne Medical Products,Inc.から市販されているMEGA SOFT(登録商標)患者用戻り電極とは異なる。この容量性カップリングについて、患者の体は、コンデンサの1つのプレートとして効果的に作用し、戻りパッドの複数の電極は全体として、コンデンサの他方のプレートとして効果的に作用する。容量性カップリングのより詳細な説明は、例えば、それぞれその内容全体が参照により本明細書に組み込まれる、「CAPACITIVE REUSABLE ELECTROSURGICAL RETURN ELECTRODE」と題する2001年4月10日に発行された米国特許第6,214,000号、「CAPACITIVE REUSABLE ELECTROSURGICAL RETURN ELECTRODE」と題する2003年6月24日に発行された米国特許第6,582,424号に見出すことができる。戻りパッド60006は、実質的に矩形であるように図30に示されているが、戻りパッド60006は任意の好適な形状であってもよいことが理解されよう。 The return pad 60006 differs from the MEGA SOFT® patient return electrode commercially available from Megadyne Medical Products, Inc. in that, instead of a single return electrode, the return pad includes multiple electrodes 60016 (see FIG. 31 ) that can capacitively couple with the patient's body and are configured to collectively carry the amount of current introduced into the patient's body by the electrosurgical instrument 60004. For this capacitive coupling, the patient's body effectively acts as one plate of a capacitor, and the multiple electrodes of the return pad collectively act as the other plate of the capacitor. A more detailed description of capacitive coupling can be found, for example, in U.S. Pat. No. 6,214,000, entitled "CAPACITIVE REUSABLE ELECTROSURGICAL RETURN ELECTRODE," issued April 10, 2001, and U.S. Pat. No. 6,582,424, entitled "CAPACITIVE REUSABLE ELECTROSURGICAL RETURN ELECTRODE," issued June 24, 2003, the contents of each of which are incorporated herein by reference in their entirety. While the return pad 60006 is shown in FIG. 30 as being substantially rectangular, it will be understood that the return pad 60006 may be any suitable shape.
図31は、本開示の少なくとも1つの態様に係る、図30の戻りパッド60006の複数の電極60016を示す。明確にするために、戻りパッド60006のスリーブ又はカバー60014は、図31に示されていない。4つの電極60016が図31に示されているが、戻りパッド60006は任意の数の電極60016を含んでもよいことが理解されよう。例えば、様々な態様によれば、戻りパッド60006は16個の電極60016を含む。また、個々の電極60016は、実質的に矩形であるように図31に示されているが、個々の電極は任意の好適な形状であってもよいことが理解されよう。 FIG. 31 illustrates multiple electrodes 60016 of the return pad 60006 of FIG. 30 , in accordance with at least one aspect of the present disclosure. For clarity, the sleeve or cover 60014 of the return pad 60006 is not shown in FIG. 31 . While four electrodes 60016 are shown in FIG. 31 , it will be understood that the return pad 60006 may include any number of electrodes 60016. For example, according to various aspects, the return pad 60006 includes sixteen electrodes 60016. Also, while the individual electrodes 60016 are shown in FIG. 31 as being substantially rectangular, it will be understood that the individual electrodes may be any suitable shape.
戻りパッド60006の電極60016は、図29の電気外科用システム60000の戻り電極と捉えることができ、更に、電極60016は患者の体及び/又は発生器60002から選択的に分離され得るため、セグメント化された電極とも捉えられ得る。戻りパッド60006の電極60016はまた、1つの大きな電極として効果的に作用するように互いに連結され得る。例えば、様々な態様によれば、戻りパッド60006の電極60016のそれぞれは、図24に示すように、それぞれの導電性部材60018によって、切り替え装置60020の入力に接続することができる。図31に示すように、切り替え装置60020が開放位置にあるとき、戻りパッド60006のそれぞれの電極60016は、患者の体及び/又は発生器60002から互いに分離される。一方、切り替え装置60020が閉位置にあるとき、戻りパッド60006の各電極60016は、1つの大きな電極として効果的に作用するように互いに連結される。 The electrodes 60016 of the return pad 60006 may be considered return electrodes of the electrosurgical system 60000 of FIG. 29 and may also be considered segmented electrodes because the electrodes 60016 may be selectively isolated from the patient's body and/or the generator 60002. The electrodes 60016 of the return pad 60006 may also be coupled to one another to effectively act as one large electrode. For example, according to various aspects, each of the electrodes 60016 of the return pad 60006 may be connected to an input of the switching device 60020 by a respective conductive member 60018, as shown in FIG. 24. As shown in FIG. 31, when the switching device 60020 is in the open position, each of the electrodes 60016 of the return pad 60006 is isolated from the patient's body and/or the generator 60002. On the other hand, when the switching device 60020 is in the closed position, the electrodes 60016 of the return pad 60006 are coupled together to effectively act as one large electrode.
切り替え装置60020は、処理回路(例えば、電気外科用システムの発生器60002の処理回路、外科用ハブ206の処理回路、外科用ハブ106の処理回路など)によって制御することができる。簡潔さのために、処理回路は、図31には図示されていない。様々な態様によれば、図31に示される切り替え装置60020は、戻りパッド60006に組み込み可能である。他の態様によれば、図31に示される切り替え装置60006は、図29の電気外科用システム60000の第2の導体/ケーブル60012に組み込むことができる。戻りパッド60006はまた、複数の感知装置60022を含むことができる(図32参照)。 The switching device 60020 can be controlled by a processing circuit (e.g., a processing circuit of the generator 60002 of the electrosurgical system, a processing circuit of the surgical hub 206, a processing circuit of the surgical hub 106, etc.). For simplicity, the processing circuit is not shown in FIG. 31 . According to various aspects, the switching device 60020 shown in FIG. 31 can be incorporated into the return pad 60006. According to other aspects, the switching device 60006 shown in FIG. 31 can be incorporated into the second conductor/cable 60012 of the electrosurgical system 60000 of FIG. 29 . The return pad 60006 can also include multiple sensing devices 60022 (see FIG. 32 ).
電気外科的処置中に使用するために複数の電極60016を一緒に連結することができることにより、戻りパッド60006の電極60016の全有効サイズは十分に大きく、かつ/又は、電流密度を十分に低く維持して、患者60010に対して望まれないいかなる火傷の可能性を軽減するのに十分な表面積を有する。 By being able to link multiple electrodes 60016 together for use during an electrosurgical procedure, the total effective size of the electrodes 60016 on the return pad 60006 can be large enough and/or have sufficient surface area to keep the current density low enough to reduce the possibility of any unwanted burns to the patient 60010.
図32は、本開示の少なくとも1つの態様による、図30の戻りパッド60006の感知装置60022のアレイを示す。明確にするために、戻りパッド60006のスリーブ又はカバー60014は、図32に示されていない。様々な態様によれば、感知装置60022の数は電極60016の数に対応し、各電極60016に対して1つの感知装置60022が存在して、各感知装置60022は、対応する電極60016に取り付けられるか、又は一体化される。しかしながら、図32に示す感知装置60022の数は電極60016の数に対応するが、戻りパッド60006は、任意の数の感知装置60022を含み得ることが理解されるであろう。例えば、16個の電極60016を含む戻りパッド60006の態様では、戻りパッド60006は、感知装置60022を4つ又は8つのみ含んでもよい。感知装置60022は、対応する電極60016の中心にあるように図32に示されているが、感知装置60022は、対応する電極60016の任意の部分上に配置することができ、異なる電極60016上の異なる位置に配置することができることが理解されるであろう。 FIG. 32 illustrates an array of sensing devices 60022 on the return pad 60006 of FIG. 30 , in accordance with at least one aspect of the present disclosure. For clarity, the sleeve or cover 60014 of the return pad 60006 is not shown in FIG. 32 . According to various aspects, the number of sensing devices 60022 corresponds to the number of electrodes 60016, with one sensing device 60022 for each electrode 60016, and each sensing device 60022 attached to or integrated with a corresponding electrode 60016. However, while the number of sensing devices 60022 illustrated in FIG. 32 corresponds to the number of electrodes 60016, it will be understood that the return pad 60006 may include any number of sensing devices 60022. For example, in an embodiment of the return pad 60006 including 16 electrodes 60016, the return pad 60006 may include only four or eight sensing devices 60022. Although the sensing devices 60022 are shown in FIG. 32 as being centered on the corresponding electrodes 60016, it will be understood that the sensing devices 60022 may be positioned on any portion of the corresponding electrodes 60016 and may be positioned in different locations on different electrodes 60016.
感知装置60022は、患者に適用された単極神経制御信号、及び/又は神経制御信号の適用から生じる患者の解剖学的特徴部の動き(例えば、筋肉の攣縮)を感知するように構成される。単極神経制御信号は、図29の電気外科用システム60000の電気外科用器具60004によって適用されてもよく、あるいは、異なる発生器に連結された異なる外科用器具によって適用されてもよい。各感知装置60022は、例えば、圧力センサ、加速度計、又はこれらの組み合わせなどを含んでもよく、検出された神経制御信号を示す信号、及び/又は患者の解剖学的特徴部の検出された動きを示す信号を出力するように構成されている。このような圧力センサとしては、例えば、ピエゾ抵抗ひずみゲージ、静電容量式圧力センサ、電磁式圧力センサ、及び/又は圧電式圧力センサを挙げることができる。このような加速度計としては、例えば、機械式加速度計、静電容量式加速度計、圧電式加速度計、電磁式加速度計、及び/又は微小電気機械システム(MEMS)加速度計を挙げることができる。それぞれの感知装置60022のそれぞれの出力信号は、アナログ信号及び/又はデジタル信号の形態であってもよい。 The sensing devices 60022 are configured to sense monopolar neural control signals applied to the patient and/or movement of anatomical features of the patient (e.g., muscle twitches) resulting from the application of the neural control signals. The monopolar neural control signals may be applied by the electrosurgical instrument 60004 of the electrosurgical system 60000 of FIG. 29 or by a different surgical instrument coupled to a different generator. Each sensing device 60022 may include, for example, a pressure sensor, an accelerometer, or a combination thereof, and is configured to output a signal indicative of the detected neural control signal and/or detected movement of the anatomical feature of the patient. Such pressure sensors may include, for example, piezoresistive strain gauges, capacitive pressure sensors, electromagnetic pressure sensors, and/or piezoelectric pressure sensors. Such accelerometers may include, for example, mechanical accelerometers, capacitive accelerometers, piezoelectric accelerometers, electromagnetic accelerometers, and/or microelectromechanical systems (MEMS) accelerometers. The output signal of each sensing device 60022 may be in the form of an analog signal and/or a digital signal.
クーロンの法則及び電気外科用器具60004の活性電極、患者の体及び各感知装置60022それぞれの位置を使用して、検出された神経制御信号及び/又は患者の解剖学的特徴部の動きを示す各感知装置60022の各出力信号を分析して、患者の体内の神経の位置を決定することができる。クーロンの法則は、E=K(Q/r2)であり、式中、Eは神経において神経刺激に必要とされる閾値電流であり、Kは定数であり、Qは神経刺激電極からの最小電流であり、rは神経からの距離である。神経刺激電極から神経への距離に比例して、神経を刺激するのに必要な電流が増加する。したがって、一定の電流刺激を利用して神経刺激電極から神経までの距離を推定することができる。一般に、それぞれの感知装置60022の出力信号のそれぞれの強度は、それぞれの感知装置60022の患者60010の刺激された神経からの距離を示す。 Using Coulomb's Law and the location of the active electrode of the electrosurgical instrument 60004, the patient's body, and each of the sensing devices 60022, the detected neural control signals and/or the output signals of each of the sensing devices 60022, indicative of movement of the patient's anatomical features, can be analyzed to determine the location of the nerve within the patient. Coulomb's Law is E=K(Q/ r² ), where E is the threshold current required for neural stimulation at the nerve, K is a constant, Q is the minimum current from the neural stimulation electrode, and r is the distance from the nerve. The current required to stimulate a nerve increases in proportion to the distance from the neural stimulation electrode to the nerve. Therefore, constant current stimulation can be used to estimate the distance from the neural stimulation electrode to the nerve. In general, the strength of each of the output signals of each of the sensing devices 60022 indicates the distance of each of the sensing devices 60022 from the stimulated nerve of the patient 60010.
様々な態様によれば、それぞれの感知装置60022のそれぞれの出力信号の分析は、図29の電気外科用システム60000の発生器60002の処理回路によって、図29の電気外科用システム60000の発生器60002とは別個の神経モニタリングシステムの処理回路によって、外科用ハブ260の処理回路によって、外科用ハブ106の処理回路によってなどで、実行することができる。分析はリアルタイムで、又はほぼリアルタイムで行うことができる。様々な態様によれば、それぞれの出力信号は、処理回路によって実行される単極神経刺激アルゴリズムへの入力として機能する。 According to various aspects, analysis of each output signal of each sensing device 60022 can be performed by processing circuitry of the generator 60002 of the electrosurgical system 60000 of FIG. 29 , by processing circuitry of a neuromonitoring system separate from the generator 60002 of the electrosurgical system 60000 of FIG. 29 , by processing circuitry of the surgical hub 260, by processing circuitry of the surgical hub 106, etc. The analysis can be performed in real time or near real time. According to various aspects, each output signal serves as an input to a monopolar nerve stimulation algorithm executed by the processing circuitry.
様々な態様によると、図32に示すように、それぞれの感知装置60022の出力信号は、導電性部材60026を介して、多入力単一出力切り替え装置60024(例えば、マルチプレクサ)に入力可能である。多入力単一出力切り替え装置60024に対する選択信号S0、S1を制御することによって、多入力単一出力切り替え装置60024は、上述の分析のために、それぞれの感知装置60024の出力信号のうちの1つのみを出力するように制御することができる。例えば、図32を参照すると、選択信号S0、S1を0、0に設定することにより、図32の左上の電極60016に関連付けられた感知装置60022からの出力信号を、適用可能な処理回路による分析のために多入力単一出力切り替え装置60024によって出力することができる。選択信号S0、S1を0、1に設定することにより、図32の右上の電極60016に関連付けられた感知装置60022からの出力信号を、適用可能な処理回路による分析のために多入力単一出力切り替え装置60024によって出力することができる。選択信号S0、S1を1、0に設定することにより、図32の左下の電極60016に関連付けられた感知装置60022からの出力信号を、適用可能な処理回路による分析のために多入力単一出力切り替え装置60024によって出力することができる。選択信号S0、S1を1、1に設定することにより、図32の右下の電極60016に関連付けられた感知装置60022からの出力信号を、適用可能な処理回路による分析のために多入力単一出力切り替え装置60024によって出力することができる。 According to various aspects, as shown in FIG. 32 , the output signal of each sensing device 60022 can be input to a multiple-input, single-output switching device 60024 (e.g., a multiplexer) via conductive members 60026. By controlling the select signals S 0 and S 1 for the multiple-input, single-output switching device 60024, the multiple-input, single-output switching device 60024 can be controlled to output only one of the output signals of each sensing device 60024 for analysis as described above. For example, with reference to FIG. 32 , by setting the select signals S 0 and S 1 to 0, 0, the output signal from the sensing device 60022 associated with the top left electrode 60016 in FIG. 32 can be output by the multiple-input, single-output switching device 60024 for analysis by applicable processing circuitry. By setting the select signals S0 , S1 to 0, 1, the output signal from the sensing device 60022 associated with the top right electrode 60016 in Figure 32 can be output by the multiple-input, single-output switching device 60024 for analysis by applicable processing circuitry. By setting the select signals S0 , S1 to 1 , 0, the output signal from the sensing device 60022 associated with the bottom left electrode 60016 in Figure 32 can be output by the multiple-input, single-output switching device 60024 for analysis by applicable processing circuitry. By setting the select signals S0 , S1 to 1 , 1, the output signal from the sensing device 60022 associated with the bottom right electrode 60016 in Figure 32 can be output by the multiple-input, single-output switching device 60024 for analysis by applicable processing circuitry.
選択信号S0、S1は、例えば、図29の電気外科用システム60000の発生器60002の処理回路、図29の電気外科用システム60000の発生器60002とは別個の神経モニタリングシステムの処理回路などの処理回路によって、外科用ハブ260の処理回路によって、外科用ハブ106の処理回路によってなどで、多入力単一出力切り替え装置60024に提供され得る。簡潔さのために、処理回路は、図32には図示されていない。多様な選択信号を十分に高速で提供することによって、それぞれの感知装置の出力信号は、それぞれの感知装置の出力信号の全てのタイムリー分析を可能にして刺激された神経の位置を決定することができるような速度で効果的にスキャンすることができる。 The selection signals S0 , S1 may be provided to the multiple-input single-output switching device 60024 by a processing circuit such as, for example, the processing circuit of generator 60002 of electrosurgical system 60000 of FIG. 29 , the processing circuit of a neuromonitoring system separate from generator 60002 of electrosurgical system 60000 of FIG. 29 , by the processing circuit of surgical hub 260, by the processing circuit of surgical hub 106, etc. For simplicity, the processing circuit is not shown in FIG. 32 . By providing the various selection signals at a sufficiently high rate, the output signals of each sensing device can be effectively scanned at a rate that allows for timely analysis of all of the output signals of each sensing device to determine the location of the stimulated nerve.
様々な態様によれば、図32に示される多入力単一出力切り替え装置60024は、戻りパッド60006に組み込むことができる。他の態様によれば、図32に示される多入力単一出力切り替え装置60024は、図29の電気外科用システム60000の第2の導体/ケーブル60012に組み込むことができる。 According to various aspects, the multi-input single-output switching device 60024 shown in FIG. 32 can be incorporated into the return pad 60006. According to other aspects, the multi-input single-output switching device 60024 shown in FIG. 32 can be incorporated into the second conductor/cable 60012 of the electrosurgical system 60000 of FIG. 29.
多入力単一出力切り替え装置60024の制御は、図32に示される4つの感知装置60022に対応する4入力1出力切り替え装置の文脈でこれまで説明した。4つを超える感知装置60022(例えば、16個の感知装置)が存在する態様では、4つを超える感知装置60022の出力信号は、多入力単一出力切り替え装置60024に入力され、多入力単一出力切り替え装置60024の出力を制御するために、2つを超える選択信号(例えば、S0、S1、S2、及びS3)が必要とされることが理解されるであろう。 Control of the multiple-input, single-output switching device 60024 has been described above in the context of a four-input, one-output switching device corresponding to the four sensing devices 60022 shown in Figure 32. It will be understood that in aspects where there are more than four sensing devices 60022 (e.g., 16 sensing devices), the output signals of more than four sensing devices 60022 are input to the multiple-input, single-output switching device 60024 and more than two select signals (e.g., S0 , S1 , S2 , and S3 ) are required to control the output of the multiple-input, single-output switching device 60024.
感知装置60024の出力信号がアナログ信号である態様では、多入力単一出力切り替え装置60024の出力は、適用可能な処理回路による出力信号の分析の実行前に、アナログデジタル変換器60026(図32で破線で示される)によって対応するデジタル信号に変換することができる。 In embodiments where the output signal of the sensing device 60024 is an analog signal, the output of the multiple-input single-output switching device 60024 may be converted to a corresponding digital signal by an analog-to-digital converter 60026 (shown in dashed lines in FIG. 32) prior to analysis of the output signal by applicable processing circuitry.
感知装置60022のアレイを、戻りパッド60006の複数の電極60016に組み込むことにより、電気外科用器具60004の電極先端部に対する患者の神経の位置を決定することができる。決定された神経の位置を外科医に提示することができることによって、患者60010の標的組織を切断するために電極先端部を利用しながら、外科医が神経を不注意に傷つける又は切断する可能性を軽減することができる。 By incorporating an array of sensing devices 60022 into the multiple electrodes 60016 of the return pad 60006, the location of a patient's nerve relative to the electrode tip of the electrosurgical instrument 60004 can be determined. By being able to present the determined nerve location to the surgeon, the surgeon can reduce the chance of inadvertently injuring or severing the nerve while utilizing the electrode tip to cut target tissue in the patient 60010.
様々な態様において、感知装置60022による患者の神経制御信号及び/又は解剖学的特徴部の動きの検出は、戻りパッド60006の電極60016が互いに連結されている間、又は電極60016が互いに連結されていない間に実行することができる。例えば、戻りパッド60006のそれぞれの電極60016が互いに連結されていないとき、患者60010を手術台上に位置決めした後であって、外科手術を開始する前に検出を実行する場合、戻りパッド60006は、図31に示される切り替え装置60020を制御して、戻りパッド60006のそれぞれの電極60016を互いに連結解除するように制御することによって、「感知モード」にすることができる。それぞれの電極60016は互いに連結されていないが、神経及び/又は神経束は、上述の電気外科用器具60004で刺激され得、戻りパッド60006の感知装置60022のそれぞれの出力信号は、上述のように分析されて、それに対応付けられた神経、神経束、及び/又は神経叢の位置を特定することができる。この位置は、例えば、発生器60002のメモリ回路内、電気外科用器具60004以外の外科用器具に連結された異なる発生器のメモリ回路内などに存在し得る、単極神経刺激アルゴリズムプロファイルに入力されてもよい。位置が単極神経刺激アルゴリズムプロファイルに入力されると、この位置は、戻りパッド60006の電極60016の容量動作から効果的に隔離され、組織切断処置を実施しながら外科医が神経及び/又は神経束に接近する際に外科医に知らせるために、単極神経刺激アルゴリズムプロファイルの感知ノードとして使用される。様々な態様によれば、聴覚的警告、視覚的警告、振動警告などを介して神経及び/又は神経束近傍の位置が外科医に伝えられてもよい。 In various aspects, detection of the patient's neurocontrol signals and/or movement of anatomical features by the sensing device 60022 can be performed while the electrodes 60016 of the return pad 60006 are coupled to one another or while the electrodes 60016 are not coupled to one another. For example, if detection is performed after the patient 60010 is positioned on the operating table and before the start of a surgical procedure when the electrodes 60016 of the return pad 60006 are not coupled to one another, the return pad 60006 can be placed in a "sensing mode" by controlling the switching device 60020, shown in FIG. 31 , to decouple the electrodes 60016 of the return pad 60006 from one another. While the electrodes 60016 are not coupled to one another, nerves and/or nerve bundles can be stimulated with the electrosurgical instrument 60004 described above, and the output signals of the sensing devices 60022 of the return pad 60006 can be analyzed as described above to identify the location of the associated nerve, nerve bundle, and/or nerve plexus. This location may be entered into a monopolar nerve stimulation algorithm profile, which may reside, for example, in the memory circuitry of the generator 60002, in the memory circuitry of a different generator coupled to a surgical instrument other than the electrosurgical instrument 60004, etc. Once the location is entered into the monopolar nerve stimulation algorithm profile, this location is effectively isolated from the capacitive operation of the electrode 60016 of the return pad 60006 and is used as a sensing node in the monopolar nerve stimulation algorithm profile to alert the surgeon when they are approaching a nerve and/or nerve bundle while performing a tissue cutting procedure. According to various aspects, the location of the vicinity of the nerve and/or nerve bundle may be communicated to the surgeon via an audible alert, a visual alert, a vibration alert, etc.
図33に関連して以下により詳細に記載されるように、様々な態様によれば、戻りパッド60006のそれぞれの電極60016が互いに連結された状態で検出が実行される場合、図29の電気外科用システム60000の発生器60002は、搬送波が患者の神経を刺激するために十分に低い周波数を有する、搬送波上で変調される高周波波形(無線周波数での交流)を発生させてもよい。これにより、神経制御信号及び/又は解剖学的特徴部の動きの感知が、患者の体との戻りパッド60006のそれぞれの電極60016の容量性カップリングと同時に実行可能になり得る。特定の波形を患者60010に適用し、特定の応答を感知することによって、解剖学的特徴部の動きは、単なる一部の一般的な動きではなく、適用された波形の結果であるということで、信頼性が向上する。変調は、異なる複数の神経サイズを刺激するために、経時的に調整可能である。様々な態様によれば、神経及び/又は神経束を常に刺激する必要なく、適用可能な処理回路が信号から神経及び/又は神経束への距離を判定できるように、変調の振幅を経時変化させることができる。 As described in more detail below in connection with FIG. 33 , according to various aspects, when detection is performed with the electrodes 60016 of the return pad 60006 coupled to one another, the generator 60002 of the electrosurgical system 60000 of FIG. 29 may generate a high-frequency waveform (alternating current at radio frequencies) modulated onto a carrier wave, where the carrier wave has a frequency low enough to stimulate the patient's nerve. This may allow sensing of neural control signals and/or anatomical feature movement to occur simultaneously with capacitive coupling of the electrodes 60016 of the return pad 60006 with the patient's body. By applying a specific waveform to the patient 60010 and sensing a specific response, confidence is increased that movement of the anatomical feature is the result of the applied waveform, rather than simply some general movement. The modulation can be adjusted over time to stimulate different nerve sizes. According to various aspects, the amplitude of the modulation can be varied over time, allowing applicable processing circuitry to determine the distance of the signal to the nerve and/or nerve bundle without the need to constantly stimulate the nerve and/or nerve bundle.
図33は、本開示の少なくとも1つの態様による、患者に神経刺激信号及び電気外科的エネルギーを同時に印加するための方法60030を示す。この例示的な手順では、発生器60002は、高周波波形として無線周波数レベルで交流を発生させる(60032)。様々な態様によれば、発生器60002である波形発生器は、この機能を実行する。 FIG. 33 illustrates a method 60030 for simultaneously applying a neural stimulation signal and electrosurgical energy to a patient in accordance with at least one aspect of the present disclosure. In this exemplary procedure, a generator 60002 generates alternating current at radio frequency levels as a high-frequency waveform (60032). According to various aspects, the waveform generator that is generator 60002 performs this function.
発生器60002は、患者の神経を刺激するように構成された低周波波形を発生する(60034)。様々な態様によれば、低周波波形は、単極神経制御信号であり、発生器60002である波形発生器はこの機能を実行する。 Generator 60002 generates a low-frequency waveform (60034) configured to stimulate a patient's nerve. According to various aspects, the low-frequency waveform is a unipolar nerve control signal, and generator 60002, a waveform generator, performs this function.
発生器60002は、工程60032で生成された高周波波形を利用して、工程60034で生成された低周波波形を変調し、合成波形を形成する(60036)。様々な態様によれば、発生器60002である波形発生器は、この工程を実行する。他の実施形態によれば、発生器60002の処理回路は、この機能を実行する。 Generator 60002 uses the high-frequency waveform generated in step 60032 to modulate the low-frequency waveform generated in step 60034 to form a composite waveform (60036). According to various aspects, a waveform generator, such as generator 60002, performs this step. According to other embodiments, processing circuitry of generator 60002 performs this function.
発生器60002は、工程60036で生成された合成波形を電気外科用器具60004に供給する(60038)。 The generator 60002 supplies the composite waveform generated in step 60036 to the electrosurgical instrument 60004 (60038).
電気外科用器具60004の電極(すなわち、活性電極)は、合成波形を患者60010に印加する(60040)。高周波波形は、患者60010の標的組織を加熱し、患者の体から出た後に、戻りパッド60006の電極60016によって受容されるように動作する。低周波波形は、患者の神経を刺激し、かつ/又は、神経制御信号の適用から生じる患者の解剖学的特徴部の動き(例えば、筋肉の攣縮)を起こさせるように動作する。 An electrode (i.e., active electrode) of the electrosurgical instrument 60004 applies (60040) a composite waveform to the patient 60010. The high-frequency waveform operates to heat target tissue in the patient 60010 and, after exiting the patient's body, is received by the electrode 60016 of the return pad 60006. The low-frequency waveform operates to stimulate the patient's nerves and/or cause movement of anatomical features of the patient (e.g., muscle contraction) resulting from the application of a neural control signal.
切り替え装置60020を介して一緒に連結された複数の電極60016は、患者の体から出ている電気外科的エネルギーを受信し、電気外科的エネルギーを、それぞれの導電性部材60018、切り替え装置60020及び第2の導体/ケーブル60012によって発生器60002に戻す(60042)。 Multiple electrodes 60016, coupled together via a switching device 60020, receive electrosurgical energy emanating from the patient's body and return the electrosurgical energy to the generator 60002 via the respective conductive members 60018, the switching device 60020, and the second conductor/cable 60012 (60042).
感知装置60022は、患者60010に適用された単極神経制御信号、及び/又は神経制御信号の適用から生じる患者60010の解剖学的特徴部の動き(例えば、筋肉の攣縮)を検出し、対応するそれぞれの出力信号を発生する(60044)。それぞれの感知装置60022の出力は、上述のようにサンプリングされ、分析のために処理回路に転送される。処理回路は、例えば、図29の電気外科用システム60000の発生器60002の処理回路、図29の電気外科用システム60000の発生器60002とは別個の神経モニタリングシステムの処理回路、外科用ハブ260の処理回路によって、外科用ハブ106の処理回路によってなどであってよい。 The sensing devices 60022 detect the monopolar neurocontrol signals applied to the patient 60010 and/or movement of anatomical features of the patient 60010 (e.g., muscle twitches) resulting from the application of the neurocontrol signals and generate corresponding respective output signals (60044). The output of each sensing device 60022 is sampled as described above and transferred to a processing circuit for analysis. The processing circuit may be, for example, a processing circuit of the generator 60002 of the electrosurgical system 60000 of FIG. 29 , a processing circuit of a neuromonitoring system separate from the generator 60002 of the electrosurgical system 60000 of FIG. 29 , a processing circuit of the surgical hub 260, a processing circuit of the surgical hub 106, etc.
適用可能な処理回路は、出力信号を分析し、出力信号に関連付けられた神経、神経束及び/又は神経ネクサスが位置する場所を決定する(60046)。上記のように、様々な態様によれば、それぞれの出力信号は、処理回路によって実行される単極神経刺激アルゴリズムへの入力として機能することができ、単極神経刺激アルゴリズムは、外科医による神経、神経束、及び/又は神経ネクサスの切断又は損傷防止を助けるように動作する。 Applicable processing circuitry analyzes the output signals and determines where the nerve, nerve bundle, and/or nerve nexus associated with the output signal is located (60046). As noted above, according to various aspects, each output signal can serve as an input to a monopolar nerve stimulation algorithm executed by the processing circuitry, which operates to assist the surgeon in preventing severing or damage to the nerve, nerve bundle, and/or nerve nexus.
コンピュータ実装インタラクティブ外科システム
図34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、ストレージ装置105に連結されたリモートサーバ113を含むことができるクラウド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。一例では、図34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。
34 , a computer-implemented interactive surgical system 100 includes one or more surgical systems 102 and a cloud-based system (e.g., a cloud 104 that may include a remote server 113 coupled to a storage device 105). Each surgical system 102 includes at least one surgical hub 106 in communication with the cloud 104, which may include the remote server 113. In one example, as shown in FIG. 34 , the surgical systems 102 include a visualization system 108, a robotic system 110, and a handheld intelligent surgical instrument 112 configured to communicate with each other and/or with the hub 106. In some aspects, the surgical system 102 may include M hubs 106, N visualization systems 108, O robotic systems 110, and P handheld intelligent surgical instruments 112, where M, N, O, and P are integers greater than or equal to 1.
図36は、外科手術室116内の手術台114上に横たわる患者に対して外科処置を実行するために使用される外科システム102の例を示す。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。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、患者側カート120は、患者の身体の低侵襲切開部を介して、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、患者側カート120によって操作され、撮像装置124を向けさせ得る。ロボットハブ122は、手術部位の画像を処理し、その後処理した画像を外科医のコンソール118を介して外科医に対して表示させるために使用することができる。 FIG. 36 shows an example of a surgical system 102 used to perform a surgical procedure on a patient lying on an operating table 114 in a surgical room 116. A robotic system 110 is used as part of the surgical system 102 in the surgical procedure. The robotic system 110 includes a surgeon's console 118, a patient side cart 120 (surgical robot), and a surgical robot hub 122. The patient side cart 120 can manipulate at least one detachably coupled surgical tool 117 through a minimally invasive incision in the patient's body while the surgeon views the surgical site through the surgeon's console 118. Images of the surgical site can be obtained by a medical imaging device 124, which can be manipulated and directed by the patient side cart 120. The robotic hub 122 can be used to process the images of the surgical site and then display the processed images to the surgeon via the surgeon's console 118.
他のタイプ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「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。 Other types of robotic systems can be readily adapted for use with the surgical system 102. Various examples of robotic systems and surgical tools suitable for use with the present disclosure are described in U.S. Provisional Patent Application No. 62/611,339, filed December 28, 2017, entitled "ROBOT ASSISTED SURGICAL PLATFORM," the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.
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法の様々な例は、その開示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「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。 Various examples of cloud-based analytics implemented by the cloud 104 and suitable for use with the present disclosure are described in U.S. Provisional Patent Application No. 62/611,340, entitled "CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS," filed December 28, 2017, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.
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(CCD)センサ及び相補型金属酸化膜半導体(CMOS)センサが挙げられるが、これらに限定されない。 In various aspects, the image capture device 124 includes at least one image sensor and one or more optical components. Suitable image sensors include, but are not limited to, charge-coupled device (CCD) sensors and complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) sensors.
撮像装置124の光学構成要素は、1つ以上の照明光源及び/又は1つ以上のレンズを含んでもよい。1つ以上の照明光源は、手術野の一部を照明するように方向付けられてもよい。1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。 The optical components of the imaging device 124 may include one or more illumination sources and/or one or more lenses. The one or more illumination sources may be directed to illuminate a portion of the surgical field. The one or more image sensors may receive light reflected or refracted from the surgical field, including light reflected or refracted from tissue and/or surgical instruments.
1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呼ばれることもある可視スペクトルは、人間の目に可視の(すなわち、人間の目で検出可能な)電磁スペクトルの一部分であり、可視光、又は単に光と呼ばれることがある。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。 One or more illumination sources may be configured to emit electromagnetic energy within the visible and invisible spectrum. The visible spectrum, sometimes called the optical spectrum or luminescence spectrum, is the portion of the electromagnetic spectrum that is visible to (i.e., detectable by) the human eye and is sometimes referred to as visible light, or simply light. The typical human eye responds to wavelengths in air between about 380 nm and about 750 nm.
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(すなわち、約380nm未満及び約750nm超の波長の)電磁スペクトルの一部分である。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(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。 The invisible spectrum (i.e., the non-radiative spectrum) is the portion of the electromagnetic spectrum located below and above the visible spectrum (i.e., wavelengths below about 380 nm and above about 750 nm). The invisible spectrum is not detectable by the human eye. Wavelengths above about 750 nm are longer than the red visible spectrum, which constitutes invisible infrared (IR), microwave, and radio frequency electromagnetic radiation. Wavelengths below about 380 nm are shorter than the violet spectrum, which constitutes invisible ultraviolet, X-ray, and gamma ray electromagnetic radiation.
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、膀胱鏡、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。 In various aspects, the imaging device 124 is configured for use in minimally invasive surgery. Examples of imaging devices suitable for use with the present disclosure include, but are not limited to, arthroscopes, angioscopes, bronchoscopes, cholangioscopes, colonoscopes, cystoscopes, duodenoscopes, enteroscopes, esophagogastroduodenoscopes (gastroscopes), endoscopes, laryngoscopes, nasopharyngo-neproscopes, sigmoidoscopes, thoracoscopes, and ureteroscopes.
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、電磁スペクトル全体から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の光を感知できる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捕捉する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「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、処置された組織上で上述の試験の1つ以上を実行するため、1つの手術作業が完了した後に手術野を再配置するのに有用なツールであり得る。 In one aspect, the imaging device uses multispectral monitoring to distinguish between topography and underlying structure. Multispectral imaging captures image data within specific wavelength ranges across the electromagnetic spectrum. Wavelengths can be separated by filters or by using instruments that are sensitive to specific wavelengths of light, including frequencies beyond the visible light range, e.g., IR and ultraviolet light. Spectral imaging can enable the extraction of additional information that the human eye cannot capture with its red, green, and blue receptors. The use of multispectral imaging is described in detail in the "Advanced Imaging Acquisition Module" section of U.S. Provisional Patent Application No. 62/611,341, entitled "INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM," filed December 28, 2017, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference. Multispectral monitoring can be a useful tool for repositioning the surgical field after a surgical procedure is completed in order to perform one or more of the above tests on the treated tissue.
いかなる外科手術においても手術室及び外科用器具の厳格な滅菌が必要であることは自明である。「外科施術の行われる現場」、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。上記の滅菌プロセスの一部としては、患者と接触する、又は滅菌野に侵入するあらゆるもの(撮像装置124並びにその付属品及び構成要素を含む)を滅菌する必要が挙げられる。滅菌野は、トレイ内若しく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は理解されよう。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。 It is self-evident that any surgical procedure requires rigorous sterilization of the operating room and surgical instruments. The strict sanitation and sterility conditions required in the "surgical field," i.e., the operating room or procedure room, require the utmost sterility of all medical devices and equipment. Part of the sterilization process described above includes the need to sterilize everything that comes into contact with the patient or enters the sterile field, including the imaging device 124 and its accessories and components. It will be understood that the sterile field may be considered a specific area deemed free of microorganisms, such as in a tray or on a sterile towel, or the sterile field may be considered the area immediately surrounding the patient as he or she is prepared for the surgical procedure. The sterile field may include cleaned team members in appropriate clothing, as well as all supplies and fixtures within the area.
様々な態様では、可視化システム108は、図35に示すように、滅菌野に対して戦略的に配置された1つ以上の撮像センサと、1つ以上の画像処理ユニットと、1つ以上のストレージアレイと、1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「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。 In various aspects, the visualization system 108 includes one or more imaging sensors strategically positioned relative to the sterile field, as shown in FIG. 35 , one or more image processing units, one or more storage arrays, and one or more displays. In one aspect, the visualization system 108 includes HL7, PACS, and EMR interfaces. The various components of the visualization system 108 are described in the "Advanced Imaging Acquisition Module" section of U.S. Provisional Patent Application No. 62/611,341, entitled "INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM," filed December 28, 2017, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.
図35に示すように、一次ディスプレイ119は、手術台114に位置する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が、滅菌野の外に配置される。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を使用して、滅菌野の内側及び外側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行することを可能にすることができる。 As shown in FIG. 35 , primary display 119 is positioned within the sterile field so as to be visible to an operator positioned at operating table 114. In addition, visualization tower 111 is positioned outside the sterile field. Visualization tower 111 includes first non-sterile display 107 and second non-sterile display 109 facing away from each other. Visualization system 108, guided by hub 106, is configured to coordinate information flow to operators inside and outside the sterile field using displays 107, 109, and 119. For example, hub 106 can cause visualization system 108 to maintain a live video of the surgical site on primary display 119 while displaying snapshots of the surgical site captured by imager 124 on non-sterile display 107 or 109. The snapshots on non-sterile display 107 or 109 can, for example, enable the non-sterile operator to perform diagnostic steps related to the surgical procedure.
一態様では、ハブ106は、滅菌野内で、可視化タワー111にあ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、これを手術台に位置する滅菌操作者が見ることができるようにも構成されている。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。 In one aspect, the hub 106 is also configured to send diagnostic input or feedback entered by a non-sterile operator at the visualization tower 111 in the sterile field to the primary display 119 in the sterile field for viewing by a sterile operator located at the operating table. In one example, the input may be in the form of a correction to a snapshot displayed on the non-sterile display 107 or 109 that can be sent by the hub 106 to the primary display 119.
図35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、その開示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号における。可視化タワー111にある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、ハブ106によって滅菌野内の外科用器具ディスプレイ115に送られ得、ここで診断入力又はフィードバックは、外科用器具112の操作者が見ることができる。外科システム102と共に用いるのに好適な例示的外科用器具については、例えば、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、「Surgical Instrument Hardware」の項目、及び「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号で説明されている。 35, a surgical instrument 112 is used as part of a surgical system 102 in a surgical procedure. The hub 106 is also configured to coordinate information flow to the display of the surgical instrument 112, as described, for example, in U.S. Provisional Patent Application No. 62/611,341, filed December 28, 2017, entitled "INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM," the entire disclosure of which is incorporated herein by reference. Diagnostic input or feedback entered by a non-sterile operator at the visualization tower 111 can be sent by the hub 106 to the surgical instrument display 115 in the sterile field, where the diagnostic input or feedback can be viewed by the operator of the surgical instrument 112. Exemplary surgical instruments suitable for use with surgical system 102 are described, for example, in the "Surgical Instrument Hardware" section and in U.S. Provisional Patent Application No. 62/611,341, filed December 28, 2017, entitled "INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM," the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.
ここで図36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、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36に示すように、ハブ106は、排煙モジュール126及び/又は吸引/灌注モジュール128を更に含む。 Referring now to FIG. 36, the hub 106 is shown in communication with a visualization system 108, a robotic system 110, and a handheld intelligent surgical instrument 112. The hub 106 includes a hub display 135, an imaging module 138, a generator module 140, a communications module 130, a processor module 132, and a storage array 134. In certain aspects, as shown in FIG. 36, the hub 106 further includes a smoke evacuation module 126 and/or a suction/irrigation module 128.
外科処置中、封止及び/又は切断のために、組織へエネルギーを印加することには、一般に、排煙、過剰な流体の吸引、及び/又は組織の灌注が伴う。異なる供給源からの流体ライン、電力ライン及び/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、電力ライン、データライン、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。 During a surgical procedure, the application of energy to tissue for sealing and/or cutting is commonly accompanied by smoke evacuation, aspiration of excess fluid, and/or irrigation of the tissue. Fluid, power, and/or data lines from different sources often become tangled during a surgical procedure. Addressing this issue can result in valuable time being lost during a surgical procedure. Untangling the lines may require unplugging them from their corresponding modules, which may require resetting the modules. The hub's modular housing 136 provides a unified environment for managing power, data, and fluid lines, reducing the frequency of such line tangles.
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接点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びる流体ラインと、を含む。 Aspects of the present disclosure present a surgical hub for use in surgical procedures involving the application of energy to tissue at a surgical site. The surgical hub includes a hub housing and a combination generator module slidably receivable within a docking station of the hub housing. The docking station includes data contacts and power contacts. The combination generator module includes two or more of an ultrasonic energy generator component, a bipolar RF energy generator component, and a monopolar RF energy generator component housed within a single unit. In one aspect, the combination generator module further includes a smoke evacuation component, at least one energy delivery cable for connecting the combination generator module to a surgical instrument, at least one smoke evacuation component configured to evacuate smoke, fluid, and/or particulates generated by the application of therapeutic energy to tissue, and a fluid line extending from the remote surgical site to the smoke evacuation component.
一態様では、上記の流体ラインは第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びている。一態様では、ハブ筐体は、流体インターフェースを備える。 In one aspect, the fluid line is a first fluid line, and a second fluid line extends from the remote surgical site to an aspiration and irrigation module slidably received within the hub housing. In one aspect, the hub housing includes a fluid interface.
特定の外科処置は、2つ以上のエネルギータイプを組織に印加することを必要とする場合がある。1つのエネルギータイプは、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タイプは、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が様々な発生器を収容して、これらの間の双方向通信を促進するように構成されているという解決法を提示する。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。 Certain surgical procedures may require the application of two or more energy types to tissue. One energy type may be more beneficial for cutting tissue, while another, different energy type may be more beneficial for sealing tissue. For example, a bipolar generator may be used to seal tissue, while an ultrasonic generator may be used to cut the sealed tissue. Aspects of the present disclosure present a solution in which the hub's modular housing 136 is configured to house various generators and facilitate bidirectional communication between them. One advantage of the hub's modular housing 136 is that it allows for quick removal and/or replacement of the various modules.
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のエネルギーを発生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。 Aspects of the present disclosure present a modular surgical housing for use in a surgical procedure involving the application of energy to tissue. The modular surgical housing includes a first energy generator module configured to generate a first energy for application to tissue; and a first docking station including a first docking port including first data and power contacts, wherein the first energy generator module is slidably movable into electrical engagement with the power and data contacts and the first energy generator module is slidably movable out of electrical engagement with the first power and data contacts.
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のエネルギーを発生させ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。 In addition to the above, the modular surgical housing further includes a second energy generator module configured to generate a second energy for application to tissue, different from the first energy, and a second docking station including a second docking port including second data and power contacts, wherein the second energy generator module is slidably movable into electrical engagement with the power and data contacts and the second energy generator module is slidably movable out of electrical engagement with the second power and data contacts.
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。 Furthermore, the modular surgical housing further includes a communication bus between the first docking port and the second docking port configured to facilitate communication between the first energy generator module and the second energy generator module.
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38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、一体化された単極、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38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することができる。あるいは、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。 3-7, aspects of the present disclosure are presented relating to a hub modular housing 136 that allows for modular integration of a generator module 140, a smoke evacuation module 126, and a suction/irrigation module 128. The hub modular housing 136 further facilitates bidirectional communication between the modules 140, 126, and 128. As shown in FIG. 38, the generator module 140 may be a generator module comprising integrated monopolar, bipolar, and ultrasonic components supported within a single housing unit 139 that is slidably insertable into the hub modular housing 136. As shown in FIG. 38, the generator module 140 may be configured to connect to a monopolar device 146, a bipolar device 147, and an ultrasonic device 148. Alternatively, the generator module 140 may comprise a series of monopolar, bipolar, and/or ultrasonic generator modules that interact via the hub modular housing 136. The hub modular housing 136 may be configured to facilitate insertion of multiple generators and bidirectional communication between generators docked to the hub modular housing 136 so that the multiple generators function as a single generator.
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付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。 In one aspect, the hub's modular housing 136 includes a modular power and communication backplane 149 with external and wireless communication headers to enable removable attachment of and bidirectional communication between modules 140, 126, and 128.
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37は、外科用ハブ筐体136と、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との部分斜視図を示す。組み合わせ発生器モジュール145の後側には、電力及びデータ接点を有するドッキングポート152があり、そのドッキングポート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内の所定の位置へと摺動されると、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を有する対応するドッキングポート150と係合するように構成されている。一態様では、組み合わせ発生器モジュール145は、図38に示すように、単一のハウジングユニット139内に一緒に組み込まれた、双極、超音波及び単極モジュールと、排煙モジュールと、を含む。 In one aspect, the hub modular housing 136 includes a docking station or drawer 151, also referred to herein as a drawer, configured to slidably receive the modules 140, 126, 128. FIG. 37 shows a partial perspective view of the surgical hub housing 136 and a combination generator module 145 slidably receiveable in the docking station 151 of the surgical hub housing 136. The rear side of the combination generator module 145 includes a docking port 152 with power and data contacts configured to engage with a corresponding docking port 150 with power and data contacts of the corresponding docking station 151 of the hub modular housing 136 when the combination generator module 145 is slid into position within the corresponding docking station 151 of the hub modular housing 136. In one aspect, the combination generator module 145 includes a bipolar, ultrasound, and monopolar module and a smoke evacuation module integrated together in a single housing unit 139, as shown in FIG. 38.
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、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に向かって延びる流体経路を画定する。 In various aspects, the smoke evacuation module 126 includes fluid lines 154 that transport captured/collected smoke and/or fluid away from the surgical site, for example, to the smoke evacuation module 126. Vacuum suction generated from the smoke evacuation module 126 can draw the smoke into openings in utility conduits at the surgical site. Utility conduits connected to the fluid lines may be in the form of flexible tubing that terminates at the smoke evacuation module 126. The utility conduits and fluid lines define a fluid pathway that extends toward the smoke evacuation module 126, which is received within the hub housing 136.
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ている。一例では、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に向かって延びる可撓管の形態である。1つ以上の駆動システムは、手術部位への、及び手術部位に対する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。 In various aspects, the aspiration/irrigation module 128 is coupled to a surgical tool that includes an aspiration fluid line and a suction fluid line. In one example, the aspiration and aspiration fluid lines are in the form of flexible tubing that extends from the surgical site toward the aspiration/irrigation module 128. One or more drive systems can be configured to drive irrigation and suction of fluids to and from the surgical site.
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しかつ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を有するシャフトと、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びる。同様に、灌注管はシャフトを通って延びることができ、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ており、最初にシャフトを通って延びるケーブルによって発生器モジュール140に連結されている。 In one aspect, the surgical tool includes a shaft having an end effector at its distal end and at least one energy treatment portion associated with the end effector, a suction tube, and an irrigation tube. The suction tube can have an inlet port at its distal end, and the suction tube extends through the shaft. Similarly, the irrigation tube can extend through the shaft and have an inlet port proximate to the energy delivery instrument. The energy delivery instrument is configured to deliver ultrasonic and/or RF energy to the surgical site and is initially coupled to the generator module 140 by a cable extending through the shaft.
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。このような例では、流体インターフェースが、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。 The irrigation tube can be in fluid communication with a fluid source, and the suction tube can be in fluid communication with a vacuum source. The fluid source and/or vacuum source can be housed within the aspiration/irrigation module 128. In one example, the fluid source and/or vacuum source can be housed within the hub housing 136, separate from the aspiration/irrigation module 128. In such an example, a fluid interface can be configured to connect the aspiration/irrigation module 128 to the fluid source and/or vacuum source.
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の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構を含み得る。例えば、図37に示すように、組み合わせ発生器モジュール145は、側部ブラケット155を含み、この側部ブラケットは、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ている。上記の複数の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的に係合させるように誘導する。 In one aspect, the modules 140, 126, 128, and/or their corresponding docking stations on the hub modular housing 136 may include alignment features configured to align and engage the docking ports of the modules with their counterparts in the docking stations of the hub modular housing 136. For example, as shown in FIG. 37 , the combination generator module 145 includes a side bracket 155 configured to slidably engage with a corresponding bracket 156 of the corresponding docking station 151 of the hub modular housing 136. The brackets cooperate to guide the docking port contacts of the combination generator module 145 into electrical engagement with the docking port contacts of the hub modular housing 136.
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どうし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どうしは互いにサイズが異なり、それぞれ特定のモジュールを収容するように設計される。 In some aspects, the drawers 151 of the hub's modular housing 136 are the same or substantially the same size, and the modules are sized to be received within the drawers 151. For example, the side brackets 155 and/or 156 may be larger or smaller depending on the size of the module. In other aspects, the drawers 151 are different sizes, each designed to accommodate a specific module.
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、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、キー構造を設けてもよい。 Furthermore, to prevent inserting a module into a drawer with incompatible contacts, a keying mechanism may be provided to engage the contacts of a particular module with the contacts of a particular drawer.
図37に示すように、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。あるいは又は更に、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どうしの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。 As shown in FIG. 37, the docking port 150 of one drawer 151 can be coupled to the docking port 150 of another drawer 151 via a communication link 157 to facilitate two-way communication between modules housed within the hub modular housing 136. Alternatively, or in addition, the docking port 150 of the hub modular housing 136 can facilitate wireless two-way communication between modules housed within the hub modular housing 136. Any suitable wireless communication may be used, such as, for example, Air Titan-Bluetooth.
図39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ている。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ている。図39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ている。あるいは、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。 FIG. 39 illustrates individual power bus attachments of multiple lateral docking ports of a lateral modular housing 160 configured to receive multiple modules of a surgical hub 206. The lateral modular housing 160 is configured to laterally receive and interconnect modules 161. The modules 161 are slidably inserted into docking stations 162 of the lateral modular housing 160, which include a backplane for interconnecting the modules 161. As shown in FIG. 39, the modules 161 are arranged laterally within the lateral modular housing 160. Alternatively, the modules 161 may be arranged vertically within the lateral modular housing.
図40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ている。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31の例では、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を含み、マスタモジュール178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。 FIG. 40 illustrates a vertical modular housing 164 configured to receive multiple modules 165 of a surgical hub 106. The modules 165 are slidably inserted into a docking station or drawer 167 of the vertical modular housing 164, which includes a backplane for interconnecting the modules 165. While the drawer 167 of the vertical modular housing 164 is vertically oriented, in certain cases the vertical modular housing 164 may include a horizontally oriented drawer. Additionally, the modules 165 may interact with each other via docking ports on the vertical modular housing 164. In the example of FIG. 31, a display 177 is provided for displaying data related to the operation of the modules 165. Additionally, the vertical modular housing 164 includes a master module 178, which houses multiple sub-modules that are slidably received within the master module 178.
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ている。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ている。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ビーム走査式撮像用に構成されている。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。 In various aspects, the imaging module 138 includes a built-in video processor and a modular light source and is adapted for use with various imaging devices. In one aspect, the imaging device is configured with a modular housing that can be assembled with a light source module and a camera module. The housing may be a disposable housing. In at least one example, the disposable housing is removably coupled to a reusable controller, light source module, and camera module. The light source module and/or camera module can be selectively selected depending on the type of surgical procedure. In one aspect, the camera module includes a CCD sensor. In another aspect, the camera module includes a CMOS sensor. In another aspect, the camera module is configured for beam-scanning imaging. Similarly, the light source module can be configured to deliver white light or a different light depending on the surgical procedure.
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、望ましからぬ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ている。 During a surgical procedure, it can be inefficient to remove a surgical device from the surgical field and replace it with another surgical device containing a different camera or a different light source. Temporarily losing view of the surgical field can have undesirable consequences. The modular imaging device of the present disclosure is configured to allow for midstream replacement of the light source module or camera module during a surgical procedure without the need to remove the imaging device from the surgical field.
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。 In one aspect, the imaging device includes a tubular housing including a plurality of channels. A first channel is configured to slidably receive a camera module that can be configured for snap-fit engagement with the first channel. A second channel is configured to slidably receive a light source module that can be configured for snap-fit engagement with the second channel. In another example, the camera module and/or the light source module can be rotated to a final position within their corresponding channels. A threaded engagement may be employed instead of a snap-fit engagement.
様々な例では、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配置される。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どうしの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。 In various examples, multiple imaging devices are positioned at various locations within the surgical field to provide multiple fields of view. The imaging module 138 can be configured to switch between the imaging devices to provide the optimal field of view. In various aspects, the imaging module 138 can be configured to integrate images from the different imaging devices.
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、それぞれその全体が参照により本明細書に組み込まれる。 Various image processors and imaging devices suitable for use with the present disclosure are described in U.S. Patent No. 7,995,045, issued August 9, 2011, entitled "COMBINED SBI AND CONVENTIONAL IMAGE PROCESSOR," which is incorporated herein by reference in its entirety. Additionally, U.S. Patent No. 7,982,776, issued July 19, 2011, entitled "SBI MOTION ARTIFACT REMOVEAL APPARATUS AND METHOD," which is incorporated herein by reference in its entirety, describes various systems for removing motion artifacts from image data. Such systems may be integrated with the imaging module 138. Additionally, U.S. Patent Application Publication No. 2011/0306840, published December 15, 2011, entitled "CONTROLLABLE MAGNETIC SOURCE TO FIXTURE INTRACORPOREAL APPARATUS," and U.S. Patent Application Publication No. 2014/0243597, published August 28, 2014, entitled "SYSTEM FOR PERFORMING A MINIMALLY INVASIVE SURGICAL PROCEDURE," are each incorporated herein by reference in their entirety.
図41は、医療施設の1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(例えばストレージ装置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システム210に連結することができ、ローカルコンピュータ処理及びデータ操作を提供することができる。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替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(又はセグメント)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構を含む。インテリジェント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。 FIG. 41 illustrates a surgical data network 201 comprising a modular communications hub 203 configured to connect modular devices located in one or more operating rooms of a medical facility, or any room within a medical facility equipped for surgical procedures, to a cloud-based system (e.g., a cloud 204 that may include a remote server 213 coupled to a storage device 205). In one aspect, the modular communications hub 203 comprises a network hub 207 and/or a network switch 209 in communication with a network router. The modular communications hub 203 can further couple to a local computer system 210 to provide local computer processing and data manipulation. The surgical data network 201 may be configured as passive, intelligent, or switched. A passive surgical data network acts as a conduit for data, allowing data to travel from one device (or segment) to another device (or segment) and to cloud computing resources. An intelligent surgical data network includes additional features that allow traffic to pass through the monitored surgical data network and configure each port within the network hub 207 or network switch 209. An intelligent surgical data network can be referred to as a manageable hub or switch. A switching hub reads the destination address of each packet and then forwards the packet to the correct port.
手術室に配置されるモジュール式装置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。 Modular devices 1a-1n located in an operating room may be coupled to a modular communication hub 203. A network hub 207 and/or a network switch 209 may be coupled to a network router 211 to connect devices 1a-1n to the cloud 204 or a local computer system 210. Data associated with devices 1a-1n may be transferred via the router to a cloud-based computer for remote data processing and manipulation. Data associated with devices 1a-1n may also be transferred to the local computer system 210 for local data processing and manipulation. Modular devices 2a-2m located in the same operating room may also be coupled to the network switch 209. The network switch 209 may be coupled to the network hub 207 and/or a network router 211 to connect devices 2a-2m to the cloud 204. Data associated with devices 2a-2n may be transferred via the network router 211 to the cloud 204 for data processing and manipulation. Data associated with devices 2a-2m may also be transferred to the local computer system 210 for local data processing and manipulation.
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。 It will be appreciated that the surgical data network 201 may be expanded by interconnecting multiple network hubs 207 and/or multiple network switches 209 with multiple network routers 211. The modular communications hub 203 may be housed within a modular control tower configured to receive multiple devices 1a-1n/2a-2m. A local computer system 210 may also be housed in the modular control tower. The modular communications hub 203 is connected to a display 212 to display images acquired by some of the devices 1a-1n/2a-2m, for example, during a surgical procedure. In various aspects, devices 1a-1n/2a-2m may include various modules such as an imaging module 138 coupled to an endoscope, a generator module 140 coupled to an energy-based surgical device, a smoke evacuation module 126, a suction/irrigation module 128, a communications module 130, a processor module 132, a storage array 134, a surgical device coupled to a display, and/or a non-contact sensor module, among other modular devices that may be connected to a modular communications hub 203 of a surgical data network 201.
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、コンピューティングリソースを共有することに依存することは理解されるであろう。用語「クラウド」は「インターネット」の隠喩として用いられ得るが、この用語はそのように限定はされない。したがって、用語「クラウドコンピューティング」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」を指すために用いることができ、この場合、サーバ、ストレージ及びアプリケーションなどの様々なサービスは、インターネットを介して、手術室(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事業体であり得る。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ストレージと通信するコンピュータに接続することを可能にする。 In one aspect, the surgical data network 201 may include a combination of network hub(s), network switch(es), and network router(s) that connect devices 1a-1n/2a-2m to the cloud. Any one or all of devices 1a-1n/2a-2m coupled to the network hub or network switch can collect data in real time and transfer the data to a cloud computer for data processing and manipulation. It will be understood that cloud computing relies on sharing computing resources rather than having local servers or personal devices to handle software applications. While the term "cloud" may be used as a metaphor for the "Internet," the term is not so limited. Accordingly, the term "cloud computing" may be used herein to refer to a type of internet-based computing in which various services, such as servers, storage, and applications, are delivered via the internet to the modular communications hub 203 and/or computer system 210 located in an operating room (e.g., a fixed, mobile, temporary, or on-site operating room or space) and to devices connected to the modular communications hub 203 and/or computer system 210. The cloud infrastructure may be maintained by a cloud service provider. In this context, the cloud service provider may be an entity that coordinates the use and control of devices 1a-1n/2a-2m located in one or more operating rooms. The cloud computing service may perform numerous calculations based on data collected by smart surgical instruments, robots, and other computerized devices located in the operating room. The hub hardware allows multiple devices or connections to connect to the computer, which communicates with cloud computing resources and storage.
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。そのようなデータには、組織の位置特定及びマージン確認並びに表現型が含まれる。撮像装置と一体化された様々なセンサを使用し、かつ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されてもよい。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、外科処置及び外科医の挙動を確認するか、又は外科処置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。 By applying cloud computer data processing technology to data collected by devices 1a-1n/2a-2m, the surgical data network provides improved surgical outcomes, reduced costs, and improved patient satisfaction. At least some of devices 1a-1n/2a-2m can be used to observe tissue status and evaluate leakage or perfusion of sealed tissue after tissue sealing and cutting procedures. Using cloud-based computing, at least some of devices 1a-1n/2a-2m can be used to diagnostically examine data including images of bodily tissue samples to identify pathologies, such as the effects of disease. Such data includes tissue localization and margin confirmation, as well as phenotyping. At least some of devices 1a-1n/2a-2m can be used to identify bodily anatomical structures using various sensors integrated with imaging devices and techniques such as overlaying images captured by multiple imaging devices. Data collected by devices 1a-1n/2a-2m, including image data, may be transferred to cloud 204 or local computer system 210, or both, for data processing and manipulation, including image processing and manipulation. The data may be analyzed to improve the outcome of the surgical procedure by determining whether further treatments, such as endoscopic interventions, emerging technologies, targeted radiation, targeted interventions, and the application of precision robotics, can be performed on tissue-specific sites and conditions. Such data analysis may further employ prognostic analysis processes, and using a standardized approach can provide useful feedback to either confirm or suggest modifications to the surgical procedure and surgeon's performance.
一実装形態では、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(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(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42)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。 In one implementation, operating room devices 1a-1n may be connected to the modular communications hub 203 via wired or wireless channels, depending on the configuration of the devices 1a-1n relative to the network hub. The network hub 207 may, in one aspect, be implemented as a local network broadcast device that operates on the physical layer of the Open Systems Interconnection (OSI) model. The network hub provides connectivity to devices 1a-1n located within the same operating room network. The network hub 207 collects data in the form of packets and sends them to a router in half-duplex mode. The network hub 207 does not store any media access control/internet protocol (MAC/IP) protocols for transporting device data. Only one of the devices 1a-1n can transmit data through the network hub 207 at a time. The network hub 207 does not have a routing table or intelligence regarding where to send the information; it broadcasts all network data across each connection and to a remote server 213 (FIG. 42) on the cloud 204. While the network hub 207 can detect basic network errors such as collisions, broadcasting all information to multiple ports can pose a security risk and cause bottlenecks.
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。 In another implementation, the operating room devices 2a-2m may be connected to the network switch 209 via wired or wireless channels. The network switch 209 functions within the data link layer of the OSI model. The network switch 209 is a multicast device for connecting devices 2a-2m located in the same operating room to the network. The network switch 209 transmits data in the form of frames to the network router 211 and functions in full-duplex mode. Multiple devices 2a-2m can simultaneously transmit data through the network switch 209. The network switch 209 stores and uses the MAC addresses of the devices 2a-2m to forward data.
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に連結されている。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。 The network hub 207 and/or the network switch 209 are coupled to a network router 211 for connection to the cloud 204. The network router 211 functions within the network layer of the OSI model. The network router 211 creates a path for transmitting data packets received from the network hub 207 and/or the network switch 211 to cloud-based computer resources for further processing and manipulation of data collected by any one or all of the devices 1a-1n/2a-2m. The network router 211 may be used to connect two or more different networks located in different locations, such as different operating rooms in the same medical facility or different operating rooms in different medical facilities. The network router 211 transmits data in the form of packets to the cloud 204 and functions in full-duplex mode. Multiple devices can transmit data simultaneously. The network router 211 uses IP addresses to forward data.
一例では、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。 In one example, network hub 207 may be implemented as a USB hub that allows multiple USB devices to be connected to a host computer. A USB hub can expand a single USB port into several tiers so that more ports are available for connecting devices to the host system computer. Network hub 207 may include wired or wireless capabilities for receiving information via wired or wireless channels. In one aspect, a wireless USB short-range, high-bandwidth wireless communication protocol may be used for communication between devices 1a-1n and 2a-2m located in the operating room.
他の例では、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(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、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、そのような規格又はプロトコルとしては、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)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。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などのより短距離の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などのより長距離の無線通信専用であってもよい。 In another example, operating room devices 1a-1n/2a-2m can communicate with modular communication hub 203 via the Bluetooth wireless technology standard to exchange data over short distances from fixed and mobile devices (using short-wavelength UHF radio waves in the ISM band of 2.4-2.485 GHz) and to create a personal area network (PAN). In other aspects, the operating room devices 1a-1n/2a-2m can communicate with the modular communications hub 203 via numerous wireless or wired communications standards or protocols, including, but not limited to, Wi-Fi (IEEE 802.11 family), WiMAX (IEEE 802.16 family), IEEE 802.20, Long Term Evolution (LTE), and any other wireless and wired protocols designated as Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, and their Ethernet derivatives, as well as 3G, 4G, 5G, and beyond. A computing module may include multiple communications modules. For example, the first communication module may be dedicated to shorter-range wireless communications such as Wi-Fi and Bluetooth, and the second communication module may be dedicated to longer-range wireless communications such as GPS, EDGE, GPRS, CDMA, WiMAX, LTE, and Ev-DO.
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ように、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。 The modular communications hub 203 can serve as a central connection for one or all of the operating room devices 1a-1n/2a-2m and handles data types known as frames. Frames carry data generated by the devices 1a-1n/2a-2m. Once received by the modular communications hub 203, the frames are amplified and transmitted to the network router 211, which forwards this data to cloud computing resources using a number of wireless or wired communications standards or protocols, as described herein.
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。 The modular communications hub 203 may be used as a stand-alone device or may be connected to compatible network hubs and network switches to form a larger network. Because the modular communications hub 203 is generally easy to install, configure, and maintain, the modular communications hub 203 is a good choice for networking operating room devices 1a-1n/2a-2m.
図42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43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42の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に連結されている。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ストレージに連結されている。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ように、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、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、画像及びオーバーレイ画像と共に表示してもよい。 FIG. 42 illustrates a computer-implemented interactive surgical system 200. The computer-implemented interactive surgical system 200 is similar in many respects to the computer-implemented interactive surgical system 100. For example, the computer-implemented interactive surgical system 200 includes one or more surgical systems 202 that are similar in many respects to the surgical system 102. Each surgical system 202 includes at least one surgical hub 206 that communicates with a cloud 204, which may include a remote server 213. In one aspect, the computer-implemented interactive surgical system 200 includes a modular control tower 236 connected to multiple operating room devices, such as, for example, intelligent surgical instruments, robots, and other computerized devices located in the operating room. As shown in FIG. 43, the modular control tower 236 includes a modular communication hub 203 coupled to a computer system 210. As illustrated in the example of FIG. 42 , modular control tower 236 is coupled to an imaging module 238 coupled to an endoscope 239, a generator module 240 coupled to an energy device 241, a smoke evacuation module 226, a suction/irrigation module 228, a communications module 230, a processor module 232, a storage array 234, and optionally a smart device/instrument 235 coupled to a display 237, and a non-contact sensor module 242. Operating room equipment is coupled to cloud computing resources and data storage via modular control tower 236. Robotic hub 222 may also be connected to modular control tower 236 and cloud computing resources. Devices/instruments 235, visualization system 208, among others, may be coupled to modular control tower 236 via wired or wireless communication standards or protocols as described herein. Modular control tower 236 may be coupled to a hub display 215 (e.g., monitor, screen) for displaying and overlaying images received from the imaging module, device/instrument display, and/or other visualization system 208. The hub display may also display data received from devices connected to the modular control tower, along with images and overlay images.
図43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、例えばローカルでの処理、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43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43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/スイッチのそれぞれは、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ている。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。 FIG. 43 illustrates a surgical hub 206 comprising multiple modules coupled to a modular control tower 236. The modular control tower 236 comprises a modular communications hub 203, e.g., a network-connected device, and a computer system 210, e.g., for providing local processing, visualization, and imaging. As shown in FIG. 43, the modular communications hubs 203 can be connected in a hierarchical configuration to expand the number of modules (e.g., devices) that can be connected to the modular communications hub 203 and transfer data associated with the modules to the computer system 210, cloud computing resources, or both. As shown in FIG. 43, each of the network hubs/switches in the modular communications hub 203 includes three downstream ports and one upstream port. The upstream network hub/switch is connected to a processor to provide communications connectivity to cloud computing resources and a local display 217. Communications to the cloud 204 can occur via either wired or wireless communication channels.
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ー型非接触測定装置のいずれかを使用して手術室のマップを生成する。その開示内容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走査し、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。レーザーベースの非接触センサモジュールは、例えば、レーザー光パルスを送信することによって手術室を走査し、手術室の外壁に反射するレーザー光パルスを受信し、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、Bluetoothペアリング距離限界を調整する。 The surgical hub 206 uses a non-contact sensor module 242 to measure the dimensions of the operating room and generate a map of the operating room using either ultrasound or a laser-based non-contact measurement device. As described in the section entitled "Surgical Hub Spatial Awareness Within an Operating Room" of U.S. Provisional Patent Application No. 62/611,341, filed December 28, 2017, entitled "INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM," the entire disclosure of which is incorporated herein by reference, the ultrasound-based non-contact sensor module is configured to scan the operating room by transmitting bursts of ultrasound and receiving echoes as the bursts reflect off the exterior walls of the operating room, whereby the sensor module determines the size of the operating room and adjusts the distance limit for Bluetooth pairing. For example, the laser-based non-contact sensor module scans the operating room by transmitting laser light pulses, receives laser light pulses that reflect off the exterior walls of the operating room, and compares the phase of the transmitted pulses with the received pulses to determine the size of the operating room and adjust the Bluetooth pairing distance limit.
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、ストレージ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に連結されている。システムバスは、任意の様々なバスアーキテクチャを用いる、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タイプのバス構造(複数可)のうちのいずれかであってもよく、それらのアーキテクチャの例としては、9ビットバス、業界標準アーキテクチャ(ISA)、マイクロチャネルアーキテクチャ(MSA)、拡張ISA(EISA)、インテリジェントドライブエレクトロニクス(IDE)、VESAローカルバス(VLB)、周辺装置相互接続(PCI)、USB、アドバンスドグラフィックスポート(AGP)、パーソナルコンピュータメモリカード国際協会バス(PCMCIA)、小型計算機システムインターフェース(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。 The computer system 210 includes a processor 244 and a network interface 245. The processor 244 is coupled to a communications module 247, storage 248, memory 249, non-volatile memory 250, and input/output interface 251 via a system bus. The system bus may be any of several types of bus structure(s), including a memory bus or memory controller, a peripheral bus or external bus, and/or a local bus using any of a variety of bus architectures, including, but not limited to, a 9-bit bus, Industry Standard Architecture (ISA), MicroChannel Architecture (MSA), Enhanced ISA (EISA), Intelligent Drive Electronics (IDE), VESA Local Bus (VLB), Peripheral Component Interconnect (PCI), USB, Advanced Graphics Port (AGP), Personal Computer Memory Card International Association bus (PCMCIA), Small Computer System Interface (SCSI), or any other proprietary bus.
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、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。このプロセッサコアは、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)及び/又は、1つ以上のパルス幅変調(PWM)モジュール、1つ以上の直交エンコーダ入力(QEI)アナログ、12個のアナログ入力チャネルを備える1つ以上の12ビットアナログ-デジタル変換器(ADC)を含む。なお、その詳細は、製品データシートで入手可能である。 Processor 244 may be any single-core or multi-core processor, such as those known under the trade name ARM Cortex manufactured by Texas Instruments. In one aspect, the processor may be, for example, an LM4F230H5QR ARM Cortex-M4F processor core available from Texas Instruments. The processor core includes on-chip memory of 256KB of single-cycle flash memory or other non-volatile memory at up to 40MHz, a prefetch buffer to improve performance beyond 40MHz, 32KB of single-cycle serial random access memory (SRAM), internal read-only memory (ROM) with StellarisWare® software, 2KB of electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), and/or one or more pulse-width modulation (PWM) modules, one or more quadrature encoder input (QEI) analogs, and one or more 12-bit analog-to-digital converters (ADCs) with 12 analog input channels, more details of which are available in the product datasheet.
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構を提供するために、中でも特に、IEC61508及びISO26262の安全限界用途専用に構成されてもよい。 In one aspect, the processor 244 may include a safety controller, including two controller families such as the TMS570 and RM4x, also known under the trade name Hercules ARM Cortex R4, manufactured by Texas Instruments. The safety controller may be specifically configured for IEC 61508 and ISO 26262 safety limit applications, among others, to provide advanced integrated safety mechanisms while offering scalable performance, connectivity, and memory options.
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(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(PROM)、電気的プログラマブル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(RAM)が挙げられる。更に、RAMは、SRAM、ダイナミックRAM(DRAM)、シンクロナスDRAM(SDRAM)、ダブルデータレートSDRAM(DDR SDRAM)、エンハンスドSDRAM(ESDRAM)、シンクリンクDRAM(SLDRAM)及びダイレクトランバスRAM(DRRAM)などの多くの形態で利用可能である。 System memory includes both volatile and nonvolatile memory. The basic input/output system (BIOS), containing the basic routines to transfer information between elements within a computer system, such as during start-up, is stored in nonvolatile memory. For example, nonvolatile memory may include ROM, programmable ROM (PROM), electrically programmable ROM (EPROM), EEPROM, or flash memory. Volatile memory includes random access memory (RAM), which acts as external cache memory. Furthermore, RAM is available in many forms, including SRAM, dynamic RAM (DRAM), synchronous DRAM (SDRAM), double data rate SDRAM (DDR SDRAM), enhanced SDRAM (ESDRAM), SyncLink DRAM (SLDRAM), and direct RAM (DRRAM).
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ストレージ媒体、例えばディスクストレージなどを含む。ディスクストレージとしては、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デバイスが挙げられるが、これらに限定されない。加えて、ディスクストレージは、上記のストレージ媒体を、独立して、又は他のストレージ媒体との組み合わせで含むことができる。他のストレージ媒体としては、コンパクトディスクROM装置(CD-ROM)、コンパクトディスク記録可能ドライブ(CD-Rドライブ)、コンパクトディスク書き換え可能ドライブ(CD-RWドライブ)若しくはデジタル多用途ディスクROMドライブ(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。ディスクストレージ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。 The computer system 210 also includes removable/non-removable, volatile/non-volatile computer storage media, such as disk storage. Disk storage includes, but is not limited to, devices such as magnetic disk drives, floppy disk drives, tape drives, Jaz drives, Zip drives, LS-60 drives, flash memory cards, or memory sticks. In addition, disk storage can include the above storage media, either independently or in combination with other storage media. Other storage media include, but are not limited to, optical disk drives such as compact disk ROM drives (CD-ROMs), compact disk recordable drives (CD-R drives), compact disk rewritable drives (CD-RW drives), or digital versatile disk ROM drives (DVD-ROMs). Removable or non-removable interfaces may be used to facilitate connection of disk storage devices to the system bus.
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。ディスクストレージ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ストレージ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どうし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。 It should be understood that computer system 210 includes software that acts as an intermediary between users and the basic computer resources described in the preferred operating environment. Such software includes an operating system. The operating system, which may be stored on disk storage, functions to control and allocate resources of the computer system. System applications leverage resource management by the operating system through program modules and program data stored either in system memory or on disk storage. It should be understood that the various components described herein can be implemented with various operating systems or combinations of operating systems.
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デバイス、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、システムバスを通じ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、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、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が、これはあくまで例示としてのものであり、限定するものではない。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。 A user enters commands or information into computer system 210 through input device(s) coupled to I/O interface 251. Input devices include, but are not limited to, pointing devices such as a mouse, trackball, stylus, or touchpad; keyboards; microphones; joysticks; gamepads; satellite dishes; scanners; TV tuner cards; digital cameras; digital video cameras; and webcams. These and other input devices connect to the processor through the system bus via interface port(s). Interface port(s) include, for example, serial ports, parallel ports, game ports, and USB. Output device(s) use some of the same types of ports as the input device(s). Thus, for example, a USB port may be used to provide input to the computer system and to output information from the computer system to an output device. Output adapters are provided to illustrate that there are some output devices, such as monitors, displays, speakers, and printers, among other output devices, that require special adapters. Output adapters include, by way of example only and not limitation, video and sound cards that provide a means of connection between an output device and a system bus. Note that other devices and/or systems of devices, such as remote computer(s), may provide both input and output capabilities.
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るが、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、メモリストレージ装置1台のみが示される。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、通信接続部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(LAN)及びワイドエリアネットワーク(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(FDDI)、銅線分散データインターフェース(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(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(DSL)が挙げられるが、これらに限定されない。 The computer system 210 can operate in a networked environment using logical connections to one or more remote or local computers, such as cloud computer(s). The remote cloud computer(s) can be personal computers, servers, routers, network PCs, workstations, microprocessor-based appliances, peer devices, or other common network nodes, but typically include many or all of the elements described with respect to a computer system. For simplicity, only one memory storage device is shown with the remote computer(s). The remote computer(s) are logically connected to the computer system through a network interface, which is then physically connected through a communications connection. Network interfaces encompass communications networks such as local area networks (LANs) and wide area networks (WANs). LAN technologies include Fiber Distributed Data Interface (FDDI), Copper Distributed Data Interface (CDDI), Ethernet/IEEE 802.3, Token Ring/IEEE 802.5, and the like. WAN technologies include, but are not limited to, point-to-point links, circuit-switched networks such as Integrated Services Digital Networks (ISDN) and its variants, packet-switched networks, and Digital Subscriber Lines (DSL).
様々な態様では、図43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(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(SIMD)、又は複数命令複数データ(MIMD)技術を用いた並列コンピューティングを使用し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。 In various aspects, the computer system 210 of FIG. 43, the imaging module 238 of FIGS. 9-10, and/or the visualization system 208, and/or the processor module 232 may include an image processor, an image processing engine, a media processor, or any dedicated digital signal processor (DSP) used to process digital images. The image processor may use parallel computing using single instruction, multiple data (SIMD) or multiple instruction, multiple data (MIMD) techniques to increase speed and efficiency. The digital image processing engine may perform a variety of tasks. The image processor may be a system on a chip with a multi-core processor architecture.
通信接続部(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通信接続部はコンピュータシステム内部に示されているが、通信接続部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。 The communications connection(s) refer to the hardware/software used to connect the network interface to the bus. While the communications connections are shown internal to the computer system for clarity of illustration, the communications connections may also be external to computer system 210. By way of example only, the hardware/software required to connect to the network interface may include internal and external technologies such as regular telephone-grade modems, modems including cable modems and DSL modems, ISDN adapters, and Ethernet cards.
図44は、本開示の一態様による、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と、最大3つの下流USB送受信ポート304、306、308と、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(DP0)入力とペアリングされた差動データマイナス(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。 Figure 44 shows a functional block diagram of one embodiment of a USB network hub 300 device according to one aspect of the present disclosure. In the illustrated embodiment, the USB network hub device 300 employs a Texas Instruments TUSB2036 integrated circuit hub. The USB network hub 300 is a CMOS device that conforms to the USB 2.0 standard and provides an upstream USB transmit/receive port 302 and up to three downstream USB transmit/receive ports 304, 306, and 308. The upstream USB transmit/receive port 302 is a differential routed data port that includes a differential data minus (DM0) input paired with a differential data plus (DP0) input. The three downstream USB transmit/receive ports 304, 306, and 308 are differential data ports, each including a differential data plus (DP1-DP3) output paired with a differential data minus (DM1-DM3) output.
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の回路に統合されている。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立ち上がり速度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。 The USB network hub 300 device is implemented with a digital state machine instead of a microcontroller, eliminating the need for firmware programming. Fully compliant USB transceivers are integrated into the circuitry of the upstream USB transceiver port 302 and all downstream USB transceiver ports 304, 306, and 308. The downstream USB transceiver ports 304, 306, and 308 support both full-speed and low-speed devices by automatically setting their ramp-up speed depending on the speed of the device attached to the port. The USB network hub 300 device may be configured in either bus-powered or self-powered mode and includes hub power logic 312 for managing power.
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(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(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(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、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に連結されている。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を介してコマンドデコーダ326に連結される。 The USB network hub 300 device includes a serial interface engine 310 (SIE). The SIE 310 is the front end of the USB network hub 300 hardware and handles most of the protocol described in Chapter 8 of the USB specification. The SIE 310 typically understands signaling down to the transaction level. Functions it handles may include packet recognition, transaction reordering, SOP, EOP, RESET, and RESUME signal detection/generation, clock/data separation, non-return-to-zero inverted (NRZI) data encoding/decoding and bit stuffing, CRC generation and checking (token and data), Packet ID (PID) generation and checking/decoding, and/or serial-to-parallel/parallel-to-serial conversion. The SIE 310 receives a clock input 314 and is coupled to a suspend/resume logic and frame timer 316 circuit and a hub repeater circuit 318 for controlling communication between the upstream USB transmit/receive port 302 and the downstream USB transmit/receive ports 304, 306, and 308 via port logic circuits 320, 322, and 324. The SIE 310 is coupled to a command decoder 326 via interface logic for controlling commands from a serial EEPROM via a serial EEPROM interface 330.
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。 In various aspects, the USB network hub 300 can connect 127 functions organized into up to six logical layers (hierarchies) to a single computer. Furthermore, the USB network hub 300 can connect to all peripherals using a standardized four-wire cable that provides both communication and power distribution. Power configurations include bus-powered mode and self-powered mode. The USB network hub 300 may be configured to support four modes of power management: a bus-powered hub with either individual or ganged port power management, and a self-powered hub with either individual or ganged port power management. In one aspect, using a USB cable, the USB network hub 300, the upstream USB transmit/receive port 302 is plugged into a USB host controller, and the downstream USB transmit/receive ports 304, 306, and 308 are exposed for connecting USB-compatible devices.
外科用器具のハードウェア
図45は、本開示の1つ以上の態様による、外科用器具又はツールの制御システム470の論理図を示す。システム470は、制御回路を備える。制御回路は、プロセッサ462及びメモリ468を備えるマイクロコントローラ461を含む。例えば、センサ472、474、476のうちの1つ又は2つ以上が、プロセッサ462にリアルタイムなフィードバックを提供する。モータドライバ492によって駆動されるモータ482は、長手方向に移動可能な変位部材を動作可能に連結して、Iビームナイフ要素を駆動する。追跡システム480は、長手方向に移動可能な変位部材の位置を判定するように構成されている。位置情報は、長手方向に移動可能な駆動部材の位置、並びに発射部材、発射バー、及びIビームナイフ要素の位置を判定するようにプログラム又は構成することができるプロセッサ462に提供される。追加のモータが、Iビームの発射、閉鎖管の移動、シャフトの回転、及び関節運動を制御するために、ツールドライバインターフェースに提供されてもよい。ディスプレイ473は、器具の様々な動作条件を表示し、データ入力のためのタッチスクリーン機能を含んでもよい。ディスプレイ473上に表示された情報は、内視鏡撮像モジュールを介して取得された画像とオーバーレイさせることができる。
Surgical Instrument Hardware FIG. 45 shows a logic diagram of a surgical instrument or tool control system 470 according to one or more aspects of the present disclosure. The system 470 comprises a control circuit. The control circuit includes a microcontroller 461 with a processor 462 and a memory 468. For example, one or more of sensors 472, 474, 476 provide real-time feedback to the processor 462. A motor 482, driven by a motor driver 492, operably couples a longitudinally movable displacement member to drive the I-beam knife element. A tracking system 480 is configured to determine the position of the longitudinally movable displacement member. The position information is provided to the processor 462, which can be programmed or configured to determine the position of the longitudinally movable drive member, as well as the positions of the firing member, firing bar, and I-beam knife element. Additional motors may be provided to the tool driver interface to control the firing of the I-beam, the movement of the closure tube, the rotation of the shaft, and the articulation. Display 473 displays various operating conditions of the instrument and may include touch screen functionality for data entry. Information displayed on display 473 can be overlaid with images acquired via the endoscopic imaging module.
一態様では、マイクロコントローラ461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、主マイクロコントローラ461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SRAM、StellarisWare(登録商標)ソフトウェアを搭載した内部ROM、2KBのEEPROM、1つ若しくは2つ以上のPWMモジュール、1つ若しくは2つ以上のQEIアナログ、及び/又は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。 In one aspect, the microcontroller 461 may be any single-core or multi-core processor, such as those known by the trade name ARM Cortex manufactured by Texas Instruments. In one aspect, the main microcontroller 461 may be an LM4F230H5QR ARM Cortex-M4F processor core available from Texas Instruments, including, for example, 256 KB of on-chip memory of single-cycle flash memory or other non-volatile memory up to 40 MHz, a prefetch buffer to improve performance above 40 MHz, 32 KB of single-cycle SRAM, internal ROM loaded with StellarisWare® software, 2 KB of EEPROM, one or more PWM modules, one or more QEI analog, and/or one or more 12-bit ADCs with 12 analog input channels, details of which are available in the product datasheet.
一態様では、マイクロコントローラ461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構を提供するために、中でも特に、IEC61508及びISO26262の安全限界用途専用に構成されてもよい。 In one aspect, the microcontroller 461 may include a safety controller, including two controller families such as the TMS570 and RM4x, also known under the trade name Hercules ARM Cortex R4, manufactured by Texas Instruments. The safety controller may be specifically configured for IEC 61508 and ISO 26262 safety limit applications, among others, to provide advanced integrated safety mechanisms while offering scalable performance, connectivity, and memory options.
マイクロコントローラ461は、ナイフ及び関節運動システムの速度及び位置に対する精密制御など、様々な機能を実行するようにプログラムされてもよい。一態様では、マイクロコントローラ461は、プロセッサ462及びメモリ468を含む。電動モータ482は、ギアボックス、及び関節運動又はナイフシステムへの機械的連結部を備えたブラシ付き直流(direct current、DC)モータであってもよい。一態様では、モータ駆動器492は、Allegro Microsystems,Incから入手可能なA3941であってもよい。他のモータ駆動器を、絶対位置決めシステムを備える追跡システム480で使用するために容易に置き換えることができる。絶対位置決めシステムの詳細な説明は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる「SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT」と題する2017年10月19日公開の米国特許出願公開第2017/0296213号に記載されている。 The microcontroller 461 may be programmed to perform various functions, such as precise control over the speed and position of the knife and articulation system. In one aspect, the microcontroller 461 includes a processor 462 and memory 468. The electric motor 482 may be a brushed direct current (DC) motor with a gearbox and mechanical linkage to the articulation or knife system. In one aspect, the motor driver 492 may be an A3941 available from Allegro Microsystems, Inc. Other motor drivers may be easily substituted for use in the tracking system 480 with an absolute positioning system. A detailed description of absolute positioning systems is provided in U.S. Patent Application Publication No. 2017/0296213, published October 19, 2017, entitled "SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT," which is incorporated herein by reference in its entirety.
マイクロコントローラ461は、変位部材及び関節運動システムの速度及び位置に対する正確な制御を提供するようにプログラムされてもよい。マイクロコントローラ461は、マイクロコントローラ461のソフトウェア内で応答を計算するように構成されてもよい。計算された応答は、実際のシステムの測定された応答と比較されて「観測された」応答が得られ、これが実際のフィードバックの判定に用いられる。観測された応答は、シミュレーションによる応答の滑らかで連続的な性質を、測定による応答と釣り合わせる好適な同調された値であり、これはシステムに及ぼす外部の影響を検出することができる。 The microcontroller 461 may be programmed to provide precise control over the velocity and position of the displacement member and articulation system. The microcontroller 461 may be configured to calculate a response within the microcontroller 461's software. The calculated response is compared to the measured response of the actual system to obtain an "observed" response, which is used to determine the actual feedback. The observed response is a suitably tuned value that balances the smooth, continuous nature of the simulated response with the measured response, which can detect external influences on the system.
一態様では、モータ482は、モータ駆動器492によって制御されてもよく、外科用器具又はツールの発射システムによって使用され得る。様々な形態において、モータ482は、例えば、約25,000RPMの最大回転速度を有するブラシ付きDC駆動モータであってもよい。別の配置において、モータ482はブラシレスモータ、コードレスモータ、同期モータ、ステッパモータ、又は任意の他の好適な電気モータを含んでもよい。モータ駆動器492は、例えば、電界効果トランジスタ(field-effect transistor、FET)を含むHブリッジ駆動器を備えてもよい。モータ482は、外科用器具又はツールに制御電力を供給するために、ハンドルアセンブリ又はツールハウジングに解除可能に装着された電源アセンブリによって給電され得る。電源アセンブリは、外科用器具又はツールに給電するための電源として使用され得る、直列に接続された多数の電池セルを含み得る電池を含んでもよい。特定の状況下では、電源アセンブリの電池セルは、交換可能及び/又は再充電可能であってもよい。少なくとも1つの例では、電池セルは、電源アセンブリに連結可能かつ電源アセンブリから分離可能であり得るリチウムイオン電池であり得る。 In one aspect, the motor 482 may be controlled by a motor driver 492 and may be used by the surgical instrument or tool firing system. In various configurations, the motor 482 may be a brushed DC drive motor having a maximum rotational speed of, for example, approximately 25,000 RPM. In other arrangements, the motor 482 may include a brushless motor, a cordless motor, a synchronous motor, a stepper motor, or any other suitable electric motor. The motor driver 492 may include, for example, an H-bridge driver including field-effect transistors (FETs). The motor 482 may be powered by a power supply assembly releasably attached to the handle assembly or tool housing to provide control power to the surgical instrument or tool. The power supply assembly may include a battery, which may include multiple battery cells connected in series, that may be used as a power source to power the surgical instrument or tool. Under certain circumstances, the battery cells of the power supply assembly may be replaceable and/or rechargeable. In at least one example, the battery cells may be a lithium-ion battery, which may be connectable to and separable from the power supply assembly.
モータ駆動器492は、Allegro Microsystems,Incから入手可能なA3941であってもよい。A3941 492は、特にブラシ付きDCモータなどの誘導負荷を目的として設計された外部Nチャネルパワー金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ(metal-oxide semiconductor field-effect transistor、MOSFET)と共に使用するためのフルブリッジコントローラである。駆動器492は、固有の電荷ポンプレギュレータを備え、これは、完全(>10V)ゲート駆動を7Vまでの電池電圧に提供し、A3941が5.5Vまでの低減ゲート駆動で動作することを可能にする。NチャネルMOSFETに必要な上記の電池供給電圧を与えるために、ブートストラップコンデンサが用いられてもよい。ハイサイド駆動用の内部電荷ポンプにより、DC(100%デューティサイクル)動作が可能となる。フルブリッジは、ダイオード又は同期整流を用いて高速又は低速減衰モードで駆動され得る。低速減衰モードにおいて、電流の再循環は、ハイサイドのFETによっても、ローサイドのFETによっても可能である。電力FETは、レジスタで調節可能なデッドタイムによって、シュートスルーから保護される。統合診断は、低電圧、温度過昇、及びパワーブリッジの異常を指示するものであり、ほとんどの短絡状態下でパワーMOSFETを保護するように構成され得る。他のモータ駆動器を、絶対位置決めシステムを備えた追跡システム480で使用するために容易に置換することができる。 The motor driver 492 may be the A3941, available from Allegro Microsystems, Inc. The A3941 492 is a full-bridge controller for use with external N-channel power metal-oxide semiconductor field-effect transistors (MOSFETs), specifically designed for inductive loads such as brushed DC motors. The driver 492 includes an internal charge pump regulator that provides full (>10V) gate drive for battery voltages up to 7V, allowing the A3941 to operate with reduced gate drive down to 5.5V. A bootstrap capacitor may be used to provide the necessary battery supply voltage for the N-channel MOSFETs. An internal charge pump for the high-side drive allows DC (100% duty cycle) operation. The full-bridge can be driven in fast or slow decay mode using diode or synchronous rectification. In slow decay mode, current recirculation is possible through either the high-side or low-side FET. The power FETs are protected from shoot-through by resistor-adjustable dead time. Integrated diagnostics indicate undervoltage, overtemperature, and power bridge faults and can be configured to protect the power MOSFETs under most short-circuit conditions. Other motor drivers can be easily substituted for use in tracking system 480 with an absolute positioning system.
追跡システム480は、本開示の一態様による位置センサ472を備える制御されたモータ駆動回路配置を備える。絶対位置決めシステム用の位置センサ472は、変位部材の位置に対応する固有の位置信号を提供する。一態様では、変位部材は、ギア減速機アセンブリの対応する駆動ギアと噛合係合するための駆動歯のラックを備える長手方向に移動可能な駆動部材を表す。他の態様では、変位部材は、駆動歯のラックを含むように適合及び構成され得る発射部材を表す。更に別の態様では、変位部材は、発射バー又はIビームを表し、それらの各々は、駆動歯のラックを含むように適合及び構成されてもよい。したがって、本明細書で使用するとき、変位部材という用語は、一般的に、駆動部材、発射部材、発射バー、Iビーム、又は変位され得る任意の要素など、外科用器具又はツールの任意の可動部材を指すために使用される。一態様では、長手方向に移動可能な駆動部材は、発射部材、発射バー、及びIビームに連結される。したがって、絶対位置決めシステムは、実際には、長手方向に移動可能な駆動部材の直線変位を追跡することによって、Iビームの直線変位を追跡することができる。様々な他の態様では、変位部材は、直線変位を測定するのに好適な任意の位置センサ472に連結されてもよい。したがって、長手方向に移動可能な駆動部材、発射部材、発射バー、若しくはIビーム、又はそれらの組み合わせは、任意の好適な直線変位センサに連結されてもよい。直線変位センサは、接触式又は非接触式変位センサを含んでもよい。直線変位センサは、線形可変差動変圧器(linear variable differential transformers、LVDT)、差動可変磁気抵抗型変換器(differential variable reluctance transducers、DVRT)、スライドポテンショメータ、移動可能な磁石及び一連の直線上に配置されたホール効果センサを備える磁気感知システム、固定された磁石及び一連の移動可能な直線上に配置されたホール効果センサを備える磁気感知システム、移動可能な光源及び一連の直線上に配置された光ダイオード若しくは光検出器を備える光学検出システム、固定された光源及び一連の移動可能な直線上に配置された光ダイオード若しくは光検出器を備える光学検出システム、又はこれらの任意の組み合わせを含んでもよい。 The tracking system 480 includes a controlled motor drive circuit arrangement including a position sensor 472 according to one aspect of the present disclosure. The position sensor 472 for the absolute positioning system provides a unique position signal corresponding to the position of the displacement member. In one aspect, the displacement member represents a longitudinally movable drive member including a rack of drive teeth for meshing engagement with a corresponding drive gear of a gear reducer assembly. In another aspect, the displacement member represents a firing member that may be adapted and configured to include a rack of drive teeth. In yet another aspect, the displacement member represents a firing bar or I-beam, each of which may be adapted and configured to include a rack of drive teeth. Thus, as used herein, the term displacement member is used generally to refer to any movable member of a surgical instrument or tool, such as a drive member, firing member, firing bar, I-beam, or any element that can be displaced. In one aspect, a longitudinally movable drive member is coupled to the firing member, firing bar, and I-beam. Thus, the absolute positioning system can, in effect, track the linear displacement of the I-beam by tracking the linear displacement of the longitudinally movable drive member. In various other aspects, the displacement member may be coupled to any suitable position sensor 472 for measuring linear displacement. Thus, the longitudinally movable drive member, firing member, firing bar, or I-beam, or combinations thereof, may be coupled to any suitable linear displacement sensor. The linear displacement sensor may include a contact or non-contact displacement sensor. The linear displacement sensor may include linear variable differential transformers (LVDTs), differential variable reluctance transducers (DVRTs), slide potentiometers, a magnetic sensing system comprising a movable magnet and a series of linearly arranged Hall effect sensors, a magnetic sensing system comprising a fixed magnet and a series of movable linearly arranged Hall effect sensors, an optical detection system comprising a movable light source and a series of linearly arranged photodiodes or photodetectors, an optical detection system comprising a fixed light source and a series of movable linearly arranged photodiodes or photodetectors, or any combination thereof.
電動モータ482は、変位部材上の駆動歯のセット又はラックと噛合係合で装着されるギアアセンブリと動作可能にインターフェースする回転式シャフトを含んでもよい。センサ素子は、位置センサ472素子の1回転が、変位部材のいくらかの直線長手方向並進に対応するように、ギアアセンブリに動作可能に連結されてもよい。ギヤリング及びセンサの機構を、ラックピニオン機構によって直線アクチュエータに、又はスパーギア若しくは他の接続部によって回転アクチュエータに連結することができる。電源は、絶対位置決めシステムに電力を供給し、出力インジケータは、絶対位置決めシステムの出力を表示することができる。変位部材は、ギア減速機アセンブリの対応する駆動ギアと噛合係合するために、その上に形成された駆動歯のラックを備える長手方向に移動可能な駆動部材を表す。変位部材は、長手方向に移動可能な発射部材、発射バー、Iビーム、又はこれらの組合せを表す。 The electric motor 482 may include a rotatable shaft operably interfaced with a gear assembly mounted in meshing engagement with a set or rack of drive teeth on the displacement member. The sensor element may be operably coupled to the gear assembly such that one rotation of the position sensor 472 element corresponds to some linear longitudinal translation of the displacement member. The gearing and sensor mechanism may be coupled to a linear actuator by a rack and pinion mechanism or to a rotary actuator by a spur gear or other connection. A power source provides power to the absolute positioning system, and an output indicator may display the output of the absolute positioning system. The displacement member represents a longitudinally movable drive member having a rack of drive teeth formed thereon for meshing engagement with a corresponding drive gear of a gear reducer assembly. The displacement member may represent a longitudinally movable firing member, firing bar, I-beam, or combination thereof.
位置センサ472と関連付けられたセンサ素子の1回転は、変位部材の長手方向直線変位d1に相当し、d1は、変位部材に連結されたセンサ素子の1回転した後で、変位部材が点「a」から点「b」まで移動する長手方向の直線距離である。センサ配置は、位置センサ472が変位部材のフルストロークに対して1回以上の回転を完了する結果をもたらすギアの減速を介して接続されてもよい。位置センサ472は、変位部材のフルストロークに対して複数回の回転を完了することができる。 One revolution of the sensor element associated with position sensor 472 corresponds to a longitudinal linear displacement d1 of the displacement member, where d1 is the longitudinal linear distance traveled by the displacement member from point "a" to point "b" after one revolution of the sensor element coupled to the displacement member. The sensor arrangement may be connected via a gear reduction that results in the position sensor 472 completing one or more revolutions relative to the full stroke of the displacement member. The position sensor 472 may complete multiple revolutions relative to the full stroke of the displacement member.
位置センサ472の2回以上の回転に対する固有の位置信号を提供するために、一連のスイッチ(ここでnは1より大きい整数である)が、単独で用いられても、ギアの減速との組み合わせで用いられてもよい。スイッチの状態は、マイクロコントローラ461にフィードバックされ、マイクロコントローラ461は、論理を適用して、変位部材の長手方向の直線変位d1+d2+...dnに対応する固有の位置信号を判定する。位置センサ472の出力はマイクロコントローラ461に提供される。センサ配置の位置センサ472は、位置信号又は値の固有の組み合わせを出力する、磁気センサ、電位差計などのアナログ回転センサ、又はアナログホール効果素子のアレイを備えてもよい。 A series of switches (where n is an integer greater than 1) may be used alone or in combination with gear reduction to provide a unique position signal for two or more revolutions of the position sensor 472. The states of the switches are fed back to the microcontroller 461, which applies logic to determine a unique position signal corresponding to the longitudinal linear displacement d1 + d2 + . . . dn of the displacement member. The output of the position sensor 472 is provided to the microcontroller 461. The position sensor 472 in the sensor arrangement may comprise a magnetic sensor, an analog rotation sensor such as a potentiometer, or an array of analog Hall effect elements that output a unique combination of position signals or values.
位置センサ472は、例えば、磁界の全磁界又はベクトル成分を測定するか否かに基づいて分類される磁気センサなどの、任意の数の磁気感知素子を備えてもよい。両タイプの磁気センサを生産するために用いられる技術は、物理学及び電子工学の多数の側面を含んでいる。磁界の感知に使用される技術としては、とりわけ、探りコイル、フラックスゲート、光ポンピング、核摂動(nuclear precession)、SQUID、ホール効果、異方性磁気抵抗、巨大磁気抵抗、磁気トンネル接合、巨大磁気インピーダンス、磁歪/圧電複合材、磁気ダイオード、磁気トランジスタ、光ファイバ、磁気光学、及び微小電気機械システムベースの磁気センサが挙げられる。 Position sensor 472 may include any number of magnetic sensing elements, such as magnetic sensors classified based on whether they measure the total magnetic field or vector components of a magnetic field. The technologies used to produce both types of magnetic sensors involve many aspects of physics and electronics. Technologies used to sense magnetic fields include search coils, fluxgates, optical pumping, nuclear precession, SQUIDs, Hall effect, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance, magnetic tunnel junctions, giant magnetoimpedance, magnetostrictive/piezoelectric composites, magnetic diodes, magnetotransistors, optical fiber, magneto-optical, and microelectromechanical systems-based magnetic sensors, among others.
一態様では、絶対位置決めシステムを備える追跡システム480の位置センサ472は、磁気回転絶対位置決めシステムを備える。位置センサ472は、Austria Microsystems,AGから入手可能なAS5055EQFTシングルチップ磁気回転位置センサとして実装されてもよい。位置センサ472は、マイクロコントローラ461と連携して絶対位置決めシステムを提供する。位置センサ472は、低電圧低電力の構成要素であり、磁石の上方に位置する位置センサ472のエリアに、4つのホール効果素子を含む。更に、高解像度ADC及びスマート電力管理コントローラがチップ上に設けられている。加算、減算、ビットシフト、及びテーブル参照演算のみを必要とする、双曲線関数及び三角関数を計算する簡潔かつ効率的なアルゴリズムを実装するために、桁毎法(digit-by-digit method)及びボルダーアルゴリズム(Volder's algorithm)としても知られる、座標回転デジタルコンピュータ(coordinate rotation digital computer、CORDIC)プロセッサが設けられる。角度位置、アラームビット、及び磁界情報は、シリアル周辺インターフェース(serial peripheral interface、SPI)インターフェースなどの標準的なシリアル通信インターフェースを介してマイクロコントローラ461に伝送される。位置センサ472は、12ビット又は14ビットの解像度を提供する。位置センサ472は、小型のQFN16ピン4×4×0.85mmパッケージで提供されるAS5055チップであってもよい。 In one aspect, the position sensor 472 of the tracking system 480 with an absolute positioning system comprises a magnetic rotation absolute positioning system. The position sensor 472 may be implemented as an AS5055EQFT single-chip magnetic rotation position sensor available from Austria Microsystems, AG. The position sensor 472 works in conjunction with the microcontroller 461 to provide the absolute positioning system. The position sensor 472 is a low-voltage, low-power component and includes four Hall-effect elements in the area of the position sensor 472 located above the magnet. Additionally, a high-resolution ADC and a smart power management controller are provided on-chip. A coordinate rotation digital computer (CORDIC) processor, also known as the digit-by-digit method and Volder's algorithm, is provided to implement simple and efficient algorithms for calculating hyperbolic and trigonometric functions, requiring only addition, subtraction, bit shifting, and table lookup operations. The angular position, alarm bits, and magnetic field information are transmitted to the microcontroller 461 via a standard serial communications interface, such as a serial peripheral interface (SPI) interface. The position sensor 472 provides 12-bit or 14-bit resolution. The position sensor 472 may be an AS5055 chip, provided in a small QFN 16-pin 4x4x0.85mm package.
絶対位置決めシステムを備える追跡システム480は、PID、状態フィードバック、及び適応コントローラなどのフィードバックコントローラを備えてもよく、かつ/又はこれを実装するようにプログラムされてもよい。電源が、フィードバックコントローラからの信号を、システムへの物理的入力、この場合は電圧へと変換する。他の例としては、電圧、電流、及び力のPWMが挙げられる。位置センサ472によって測定される位置に加えて、物理的システムの物理パラメータを測定するために、他のセンサ(複数化)が設けられてもよい。いくつかの態様では、他のセンサ(複数可)としては、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、「STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM」と題する2016年5月24日発行の米国特許第9,345,481号、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、「STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM」と題する2014年9月18日公開の米国特許出願公開第2014/0263552号、及びその全体が参照により本明細書に組み込まれる、「TECHNIQUES FOR ADAPTIVE CONTROL OF MOTOR VELOCITY OF A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT」と題する2017年6月20日出願の米国特許出願第15/628,175号に記載されているものなどのセンサ配置を挙げることができる。デジタル信号処理システムでは、絶対位置決めシステムはデジタルデータ取得システムに連結され、ここで絶対位置決めシステムの出力は有限の解像度及びサンプリング周波数を有する。絶対位置決めシステムは、計算された応答を測定された応答に向けて駆動する加重平均及び理論制御ループなどのアルゴリズムを使用して、計算された応答を測定された応答と組み合わせるために、比較及び組み合わせ回路を備え得る。入力を知ることによって物理的システムの状態及び出力がどうなるかを予測するために、物理的システムの計算された応答は、質量、慣性、粘性摩擦、誘導抵抗などの特性を考慮に入れる。 The tracking system 480, which includes an absolute positioning system, may include and/or be programmed to implement a feedback controller, such as a PID, state feedback, and adaptive controller. A power supply converts the signal from the feedback controller into a physical input to the system, in this case, a voltage. Other examples include PWM of voltage, current, and force. In addition to the position measured by the position sensor 472, other sensor(s) may be provided to measure physical parameters of the physical system. In some aspects, the other sensor(s) may include sensors such as those described in U.S. Patent No. 9,345,481, issued May 24, 2016, entitled "STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM," which is incorporated herein by reference in its entirety; U.S. Patent Application Publication No. 2014/0263552, published September 18, 2014, entitled "STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM," which is incorporated herein by reference in its entirety; and U.S. Patent Application Publication No. 2014/0263552, published September 18, 2014, entitled "TECHNIQUES FOR ADAPTIVE CONTROL OF MOTOR VELOCITY OF A SURGICAL STAPLING," which is incorporated herein by reference in its entirety. Examples of sensor arrangements include those described in U.S. patent application Ser. No. 15/628,175, filed June 20, 2017, entitled "Analyzing and Cutting Instrument." In a digital signal processing system, an absolute positioning system is coupled to a digital data acquisition system, where the output of the absolute positioning system has a finite resolution and sampling frequency. The absolute positioning system may include comparison and combination circuitry to combine the calculated response with the measured response using algorithms such as weighted averages and theoretical control loops that drive the calculated response toward the measured response. The calculated response of the physical system takes into account properties such as mass, inertia, viscous friction, and induced resistance to predict what the state and output of the physical system will be given knowledge of the input.
絶対位置決めシステムは、モータ482が単に前方又は後方に経た工程の数を計数して装置アクチュエータ、駆動バー、ナイフなどの位置を推定する従来の回転エンコーダで必要となり得るような、変位部材をリセット(ゼロ又はホーム)位置へ後退又は前進させることなしに、器具の電源投入時に変位部材の絶対位置を提供する。 The absolute positioning system provides the absolute position of the displacement member upon power-up of the instrument without retracting or advancing the displacement member to a reset (zero or home) position, as may be required with conventional rotary encoders that simply count the number of forward or backward strokes taken by the motor 482 to estimate the position of the device actuator, drive bar, knife, etc.
例えば歪みゲージ又は微小歪みゲージなどのセンサ474は、例えば、アンビルに適用される閉鎖力を示すことができる、クランプ動作中にアンビルに及ぼされる歪みの振幅などのエンドエフェクタの1つ又は2つ以上のパラメータを測定するように構成される。測定された歪みは、デジタル信号に変換されて、プロセッサ462に提供される。センサ474の代わりに、又はこれに加えて、例えば、負荷センサなどのセンサ476が、閉鎖駆動システムによってアンビルに加えられる閉鎖力を測定することができる。例えば、負荷センサなどのセンサ476は、外科用器具又はツールの発射ストローク中にIビームに加えられる発射力を測定することができる。Iビームは、楔形スレッドと係合するように構成されており、楔形スレッドは、ステープルドライバを上向きにカム作用して、ステープルを押し出してアンビルと変形接触させるように構成されている。Iビームはまた、Iビームを発射バーによって遠位に前進させる際に組織を切断するために使用することができる、鋭い切刃を含む。代替的に、モータ482による電流引き込みを測定するために、電流センサ478を用いることができる。発射部材を前進させるのに必要な力は、例えば、モータ482によって引き込まれる電流に対応し得る。測定された力は、デジタル信号に変換されて、プロセッサ462に提供される。 Sensor 474, such as a strain gauge or microstrain gauge, is configured to measure one or more parameters of the end effector, such as the amplitude of strain exerted on the anvil during clamping, which can be indicative of the closure force applied to the anvil. The measured strain is converted to a digital signal and provided to processor 462. Alternatively or in addition to sensor 474, a sensor 476, such as a load sensor, can measure the closure force applied to the anvil by the closure drive system. For example, sensor 476, such as a load sensor, can measure the firing force applied to the I-beam during the firing stroke of the surgical instrument or tool. The I-beam is configured to engage a wedge-shaped sled that cams the staple driver upward, forcing the staples into deforming contact with the anvil. The I-beam also includes a sharp cutting edge that can be used to cut tissue as the I-beam is advanced distally by the firing bar. Alternatively, a current sensor 478 can be used to measure current draw by motor 482. The force required to advance the firing member may correspond, for example, to the current drawn by the motor 482. The measured force is converted to a digital signal and provided to the processor 462.
一形態では、歪みゲージセンサ474を使用して、エンドエフェクタによって組織に加えられる力を測定することができる。治療される組織に対するエンドエフェクタによる力を測定するために、歪みゲージをエンドエフェクタに連結することができる。エンドエフェクタによって把持された組織に印加される力を測定するためのシステムは、例えば、エンドエフェクタの1つ又は2つ以上のパラメータ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センサ474を備える。一態様では、歪みゲージセンサ474は、クランプ動作中にエンドエフェクタのジョー部材に及ぼされる歪みの振幅又は大きさを測定することができ、これは組織の圧縮を示すことができる。測定された歪みは、デジタル信号に変換されて、マイクロコントローラ461のプロセッサ462に提供される。負荷センサ476は、例えば、アンビルとステープルカートリッジとの間に捕捉された組織を切断するために、ナイフ要素を動作させるために使用される力を測定することができる。磁界センサは、捕捉された組織の厚さを測定するために用いることができる。磁界センサの測定値もデジタル信号に変換されて、プロセッサ462に提供され得る。 In one form, a strain gauge sensor 474 can be used to measure the force applied to tissue by the end effector. A strain gauge can be coupled to the end effector to measure the force applied by the end effector to the tissue being treated. A system for measuring the force applied to tissue grasped by the end effector includes a strain gauge sensor 474, such as a micro-strain gauge, configured to measure one or more parameters of the end effector. In one aspect, the strain gauge sensor 474 can measure the amplitude or magnitude of strain exerted on the jaw members of the end effector during a clamping operation, which can indicate tissue compression. The measured strain is converted to a digital signal and provided to the processor 462 of the microcontroller 461. The load sensor 476 can measure the force used to operate the knife element, for example, to cut tissue captured between the anvil and staple cartridge. A magnetic field sensor can be used to measure the thickness of the captured tissue. The magnetic field sensor's measurements can also be converted to a digital signal and provided to the processor 462.
センサ474、476によってそれぞれ測定される、組織の圧縮、組織の厚さ、及び/又はエンドエフェクタを組織上で閉鎖するのに必要な力の測定値は、発射部材の選択された位置、及び/又は発射部材の速度の対応する値を特性決定するために、マイクロコントローラ461によって使用することができる。一例では、メモリ468は、評価の際にマイクロコントローラ461によって用いることができる技術、等式及び/又はルックアップテーブルを記憶することができる。 Measurements of tissue compression, tissue thickness, and/or force required to close the end effector on the tissue, measured by sensors 474, 476, respectively, can be used by microcontroller 461 to characterize a selected position of the firing member and/or a corresponding value of firing member velocity. In one example, memory 468 can store techniques, equations, and/or lookup tables that can be used by microcontroller 461 during the evaluation.
外科用器具又はツールの制御システム470はまた、図8~図11に示されるようにモジュール式通信ハブと通信するための有線又は無線通信回路を備えてもよい。 The surgical instrument or tool control system 470 may also include wired or wireless communication circuitry for communicating with a modular communications hub, as shown in Figures 8-11.
図46は、本開示の一態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された制御回路500を示す。制御回路500は、本明細書に説明される様々なプロセスを実装するように構成することができる。制御回路500は、少なくとも1つのメモリ回路504に連結された1つ又は2つ以上のプロセッサ502(例えば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ)を備えるマイクロコントローラを備えることができる。メモリ回路504は、プロセッサ502によって実行されると、本明細書に記載される様々なプロセスを実装するための機械命令をプロセッサ502に実行させる、機械実行可能命令を記憶する。プロセッサ502は、当該技術分野で既知の多数のシングルコア又はマルチコアプロセッサのうちの任意の1つであってもよい。メモリ回路504は、揮発性及び不揮発性の記憶媒体を備えることができる。プロセッサ502は、命令処理ユニット506及び演算ユニット508を含んでもよい。命令処理ユニットは、本開示のメモリ回路504から命令を受信するように構成されてもよい。 FIG. 46 illustrates a control circuit 500 configured to control aspects of a surgical instrument or tool according to one aspect of the present disclosure. The control circuit 500 can be configured to implement various processes described herein. The control circuit 500 can comprise a microcontroller including one or more processors 502 (e.g., microprocessors, microcontrollers) coupled to at least one memory circuit 504. The memory circuit 504 stores machine-executable instructions that, when executed by the processor 502, cause the processor 502 to execute the machine instructions to implement the various processes described herein. The processor 502 can be any one of a number of single-core or multi-core processors known in the art. The memory circuit 504 can include both volatile and non-volatile storage media. The processor 502 can include an instruction processing unit 506 and an arithmetic unit 508. The instruction processing unit can be configured to receive instructions from the memory circuit 504 of the present disclosure.
図47は、本開示の一態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された組み合わせ論理回路510を示す。組み合わせ論理回路510は、本明細書に記載される様々なプロセスを実装するように構成することができる。組み合わせ論理回路510は、入力514で外科用器具又はツールと関連付けられたデータを受信し、組み合わせ論理512によってデータを処理し、出力516を提供するように構成された組み合わせ論理512を含む有限状態マシンを含み得る。 FIG. 47 illustrates a combinational logic circuit 510 configured to control aspects of a surgical instrument or tool, according to one aspect of the present disclosure. The combinational logic circuit 510 can be configured to implement various processes described herein. The combinational logic circuit 510 can include a finite state machine including combinational logic 512 configured to receive data associated with the surgical instrument or tool at input 514, process the data through the combinational logic 512, and provide an output 516.
図48は、本開示の一態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された順序論理回路520を示す。順序論理回路520又は組み合わせ論理522は、本明細書に記載される様々なプロセスを実装するように構成することができる。順序論理回路520は有限状態マシンを含んでもよい。順序論理回路520は、例えば、組み合わせ論理522、少なくとも1つのメモリ回路524、及びクロック529を含んでもよい。少なくとも1つのメモリ回路524は、有限状態マシンの現在の状態を記憶することができる。特定の例では、順序論理回路520は、同期式又は非同期式であってもよい。組み合わせ論理522は、入力526から外科用器具又はツールと関連付けられたデータを受信し、組み合わせ論理522によってデータを処理し、出力528を提供するように構成される。他の態様では、回路は、プロセッサ(例えば、図46のプロセッサ502)と、本明細書の様々なプロセスを実装する有限状態マシンと、の組み合わせを含んでもよい。他の態様では、有限状態マシンは、組み合わせ論理回路(例えば、図47の組み合わせ論理回路510)と順序論理回路520の組み合わせを含むことができる。 FIG. 48 illustrates a sequential logic circuit 520 configured to control aspects of a surgical instrument or tool, according to one aspect of the present disclosure. The sequential logic circuit 520 or combinatorial logic 522 can be configured to implement the various processes described herein. The sequential logic circuit 520 may include a finite state machine. The sequential logic circuit 520 may include, for example, combinatorial logic 522, at least one memory circuit 524, and a clock 529. The at least one memory circuit 524 can store the current state of the finite state machine. In certain examples, the sequential logic circuit 520 may be synchronous or asynchronous. The combinatorial logic 522 is configured to receive data associated with the surgical instrument or tool from an input 526, process the data through the combinatorial logic 522, and provide an output 528. In other aspects, the circuitry may include a combination of a processor (e.g., processor 502 of FIG. 46) and a finite state machine that implements the various processes described herein. In other aspects, the finite state machine may include a combination of combinational logic (e.g., combinational logic 510 of FIG. 47) and sequential logic 520.
図49は、様々な機能を実行するために起動させることができる複数のモータを備える外科用器具又はツールを示す。特定の例では、第1のモータを起動させて第1の機能を実行することができ、第2のモータを起動させて第2の機能を実行することができ、第3のモータを起動させて第3の機能を実行することができ、第4のモータを起動させて第4の機能を実行することができる、といった具合である。特定の例では、ロボット外科用器具600の複数のモータは個々に起動されて、エンドエフェクタにおいて発射運動、閉鎖運動、及び/又は関節運動を生じさせることができる。発射運動、閉鎖運動、及び/又は関節運動は、例えばシャフトアセンブリを介してエンドエフェクタに伝達することができる。 FIG. 49 illustrates a surgical instrument or tool with multiple motors that can be activated to perform various functions. In certain examples, a first motor can be activated to perform a first function, a second motor can be activated to perform a second function, a third motor can be activated to perform a third function, a fourth motor can be activated to perform a fourth function, and so on. In certain examples, the motors of the robotic surgical instrument 600 can be individually activated to produce firing, closing, and/or articulation motions in the end effector. The firing, closing, and/or articulation motions can be transmitted to the end effector via, for example, a shaft assembly.
特定の例では、外科用器具システム又はツールは発射モータ602を含んでもよい。発射モータ602は、具体的にはIビーム要素を変位させるために、モータ602によって生成された発射運動をエンドエフェクタに伝達するように構成することができる、発射モータ駆動アセンブリ604に動作可能に連結されてもよい。特定の例では、モータ602によって生成される発射運動によって、例えば、ステープルをステープルカートリッジから、エンドエフェクタによって捕捉された組織内へと配備し、かつ/又はIビーム要素の切刃を前進させて、捕捉された組織を切断してもよい。Iビーム要素は、モータ602の方向を逆転させることによって後退させることができる。 In certain examples, the surgical instrument system or tool may include a firing motor 602. The firing motor 602 may be operably coupled to a firing motor drive assembly 604, which may be configured to transmit the firing motion generated by the motor 602 to the end effector, particularly to displace an I-beam element. In certain examples, the firing motion generated by the motor 602 may, for example, deploy staples from a staple cartridge into tissue captured by the end effector and/or advance a cutting blade of the I-beam element to cut the captured tissue. The I-beam element may be retracted by reversing the direction of the motor 602.
特定の例では、外科用器具又はツールは閉鎖モータ603を含んでもよい。閉鎖モータ603は、具体的には閉鎖管を変位させてアンビルを閉鎖し、アンビルとステープルカートリッジとの間で組織を圧縮するためにモータ603によって生成された閉鎖運動をエンドエフェクタに伝達するように構成され得る、閉鎖モータ駆動アセンブリ605と動作可能に連結されてもよい。閉鎖運動によって、例えば、エンドエフェクタが開放構成から接近構成へと遷移して組織を取り込むことができる。エンドエフェクタは、モータ603の方向を逆転させることによって開放位置に遷移され得る。 In certain examples, the surgical instrument or tool may include a closure motor 603. The closure motor 603 may be operably coupled to a closure motor drive assembly 605, which may be configured to transmit the closure motion generated by the motor 603 to the end effector, specifically to displace a closure tube to close the anvil and compress tissue between the anvil and the staple cartridge. The closure motion may, for example, transition the end effector from an open configuration to an approximated configuration to capture tissue. The end effector may be transitioned to the open position by reversing the direction of the motor 603.
特定の例では、外科用器具又はツールは、例えば、1つ又は2つ以上の関節運動モータ606a、606bを含んでもよい。モータ606a、606bは、モータ606a、606bによって生成された関節運動をエンドエフェクタに伝達するように構成され得る、対応する関節運動モータ駆動アセンブリ608a、608bに動作可能に連結され得る。特定の例では、関節運動によって、例えば、エンドエフェクタがシャフトに対して関節運動することができる。 In certain examples, a surgical instrument or tool may include, for example, one or more articulation motors 606a, 606b. The motors 606a, 606b may be operably coupled to corresponding articulation motor drive assemblies 608a, 608b, which may be configured to transmit articulation motion generated by the motors 606a, 606b to an end effector. In certain examples, the articulation motion may, for example, cause the end effector to articulate relative to the shaft.
上述したように、外科用器具又はツールは、様々な独立した機能を実施するように構成され得る複数のモータを含んでもよい。特定の例では、外科用器具又はツールの複数のモータは、他のモータが停止した状態を維持している間に、個別に又は別個に起動させて、1つ又は2つ以上の機能を実施することができる。例えば、関節運動モータ606a、606bを起動させて、発射モータ602が停止した状態を維持している間に、エンドエフェクタを関節運動させることができる。代替的に、発射モータ602を起動させて、関節運動モータ606が停止している間に、複数のステープルを発射させ、及び/又は刃先を前進させることができる。更に、閉鎖モータ603は、本明細書の以下でより詳細に説明されるように、閉鎖管及びIビーム要素を遠位に前進させるために、発射モータ602と同時に起動されてもよい。 As described above, a surgical instrument or tool may include multiple motors that can be configured to perform various independent functions. In certain examples, multiple motors of a surgical instrument or tool may be activated individually or separately to perform one or more functions while other motors remain stopped. For example, articulation motors 606a, 606b may be activated to articulate the end effector while firing motor 602 remains stopped. Alternatively, firing motor 602 may be activated to fire multiple staples and/or advance the cutting edge while articulation motor 606 is stopped. Additionally, closure motor 603 may be activated simultaneously with firing motor 602 to distally advance the closure tube and I-beam element, as described in more detail herein below.
特定の例では、外科用器具又はツールは、外科用器具又はツールの複数のモータと共に用いることができる、共通の制御モジュール610を含んでもよい。特定の例では、共通の制御モジュール610は、一度に複数のモータのうちの1つに対応することができる。例えば、共通の制御モジュール610は、ロボット外科用器具の複数のモータ対して個々に連結及び分離が可能であってもよい。特定の例では、外科用器具又はツールの複数のモータは、共通の制御モジュール610などの1つ又は2つ以上の共通の制御モジュールを共有してもよい。特定の例では、外科用器具又はツールの複数のモータは、共通の制御モジュール610に個別にかつ選択的に係合することができる。特定の例では、共通の制御モジュール610は、外科用器具又はツールの複数のモータのうちの一方との連携から、外科用器具又はツールの複数のモータのうちのもう一方との連携へと選択的に切り替えることができる。 In certain examples, a surgical instrument or tool may include a common control module 610 that can be used with multiple motors of the surgical instrument or tool. In certain examples, the common control module 610 can accommodate one of the multiple motors at a time. For example, the common control module 610 may be capable of individually coupling and decoupling multiple motors of a robotic surgical instrument. In certain examples, the multiple motors of a surgical instrument or tool may share one or more common control modules, such as the common control module 610. In certain examples, the multiple motors of a surgical instrument or tool can be individually and selectively engaged with the common control module 610. In certain examples, the common control module 610 can be selectively switched from coupling with one of the multiple motors of the surgical instrument or tool to coupling with another of the multiple motors of the surgical instrument or tool.
少なくとも1つの例では、共通の制御モジュール610は、関節運動モータ606a、606bとの動作可能な係合と、発射モータ602又は閉鎖モータ603のいずれかとの動作可能な係合と、の間で選択的に切り替えることができる。少なくとも1つの実施例では、図49に示すように、スイッチ614は、複数の位置及び/又は状態間を移動又は遷移させることができる。例えば、第1の位置616では、スイッチ614は、共通の制御モジュール610を発射モータ602と電気的に連結してもよく、第2の位置617では、スイッチ614は、共通の制御モジュール610を閉鎖モータ603と電気的に連結してもよく、第3の位置618aでは、スイッチ614は、共通の制御モジュール610を第1の関節運動モータ606aと電気的に連結してもよく、第4の位置618bでは、スイッチ614は、共通の制御モジュール610を第2の関節運動モータ606bと電気的に連結してもよい。特定の例では、同時に、別個の共通の制御モジュール610を、発射モータ602、閉鎖モータ603、及び関節運動モータ606a、606bと電気的に連結してもよい。特定の例では、スイッチ614は、機械的スイッチ、電気機械的スイッチ、固体スイッチ、又は任意の好適な切り替え機構であってもよい。 In at least one example, the common control module 610 can be selectively switched between operative engagement with the articulation motors 606a, 606b and operative engagement with either the firing motor 602 or the closure motor 603. In at least one embodiment, as shown in FIG. 49 , the switch 614 can be moved or transitioned between multiple positions and/or states. For example, in a first position 616, the switch 614 can electrically couple the common control module 610 to the firing motor 602, in a second position 617, the switch 614 can electrically couple the common control module 610 to the closure motor 603, in a third position 618a, the switch 614 can electrically couple the common control module 610 to the first articulation motor 606a, and in a fourth position 618b, the switch 614 can electrically couple the common control module 610 to the second articulation motor 606b. In certain examples, a separate common control module 610 may be electrically coupled to the firing motor 602, the closing motor 603, and the articulation motors 606a, 606b simultaneously. In certain examples, the switch 614 may be a mechanical switch, an electromechanical switch, a solid-state switch, or any suitable switching mechanism.
モータ602、603、606a、606bの各々は、モータのシャフト上の出力トルクを測定するためのトルクセンサを備えてもよい。エンドエフェクタ上の力は、ジョーの外側の力センサによって、又はジョーを作動させるモータのトルクセンサなどによって、任意の従来の様式で感知されてもよい。 Each of the motors 602, 603, 606a, 606b may include a torque sensor to measure the output torque on the motor's shaft. The force on the end effector may be sensed in any conventional manner, such as by a force sensor outside the jaws or by a torque sensor on the motor that actuates the jaws.
様々な例では、図49に示されるように、共通の制御モジュール610は、1つ以上のHブリッジFETを備え得るモータ駆動器626を備えてもよい。モータ駆動器626は、例えば、マイクロコントローラ620(「コントローラ」)からの入力に基づいて、電源628から共通の制御モジュール610に連結されたモータへと伝達された電力を変調してもよい。特定の例では、上述したように、例えば、モータが共通の制御モジュール610に連結されている間にマイクロコントローラ620を用いて、モータによって引き込まれる電流を判定することができる。 In various examples, as shown in FIG. 49, the common control module 610 may include a motor driver 626, which may include one or more H-bridge FETs. The motor driver 626 may modulate the power transferred from a power source 628 to a motor coupled to the common control module 610, for example, based on input from a microcontroller 620 ("controller"). In certain examples, as described above, for example, the microcontroller 620 may be used to determine the current drawn by the motor while the motor is coupled to the common control module 610.
特定の例では、マイクロコントローラ620は、マイクロプロセッサ622(「プロセッサ」)と、1つ又は2つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体又はメモリユニット624(「メモリ」)と、を含んでもよい。特定の例では、メモリ624は、様々なプログラム命令を記憶することができ、それが実行されると、プロセッサ622に、本明細書に記載される複数の機能及び/又は計算を実施させることができる。特定の例では、メモリユニット624の1つ又は2つ以上が、例えば、プロセッサ622に連結されてもよい。 In particular examples, microcontroller 620 may include a microprocessor 622 ("processor") and one or more non-transitory computer-readable media or memory units 624 ("memory"). In particular examples, memory 624 may store various program instructions that, when executed, cause processor 622 to perform multiple functions and/or calculations described herein. In particular examples, one or more of memory units 624 may be coupled to processor 622, for example.
特定の例では、電源628を用いて、例えばマイクロコントローラ620に電力を供給してもよい。特定の例では、電源628は、例えばリチウムイオン電池などの電池(又は「電池パック」若しくは「パワーパック」)を含んでもよい。特定の例では、電池パックは、外科用器具600に電力を供給するため、ハンドルに解除可能に装着されるように構成されてもよい。直列で接続された多数の電池セルを、電源628として使用してもよい。特定の例では、電源628は、例えば、交換可能及び/又は再充電可能であってもよい。 In certain examples, power source 628 may be used to provide power to, for example, microcontroller 620. In certain examples, power source 628 may include a battery (or "battery pack" or "power pack"), such as, for example, a lithium-ion battery. In certain examples, the battery pack may be configured to releasably attach to the handle to provide power to surgical instrument 600. Multiple battery cells connected in series may be used as power source 628. In certain examples, power source 628 may be, for example, replaceable and/or rechargeable.
様々な例では、プロセッサ622は、モータ駆動器626を制御して、共通の制御モジュール610に連結されるモータの位置、回転方向、及び/又は速度を制御することができる。特定の例では、プロセッサ622は、モータ駆動器626に信号伝達して、共通の制御モジュール610に連結されるモータを停止及び/又は使用不能にすることができる。「プロセッサ」という用語は、本明細書で使用されるとき、任意の好適なマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、又は、コンピュータの中央処理装置(central processing unit、CPU)の機能を1つの集積回路又は最大で数個の集積回路上で統合した他の基本コンピューティング装置を含むと理解されるべきである。プロセッサは、デジタルデータを入力として受理し、メモリに記憶された命令に従ってそのデータを処理し、結果を出力として提供する、多目的のプログラマブル素子である。これは、内部メモリを有するので、逐次的デジタル論理の一例である。プロセッサは、二進数法で表される数字及び記号で動作する。 In various examples, the processor 622 can control the motor drivers 626 to control the position, direction of rotation, and/or speed of the motors coupled to the common control module 610. In certain examples, the processor 622 can signal the motor drivers 626 to stop and/or disable the motors coupled to the common control module 610. The term "processor," as used herein, should be understood to include any suitable microprocessor, microcontroller, or other basic computing device that integrates the functionality of a computer's central processing unit (CPU) on a single integrated circuit or up to a few integrated circuits. A processor is a general-purpose, programmable element that accepts digital data as input, processes that data according to instructions stored in memory, and provides the results as output. Because it has internal memory, it is an example of sequential digital logic. A processor operates on numbers and symbols represented in the binary system.
一例では、プロセッサ622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。特定の例では、マイクロコントローラ620は、例えばTexas Instrumentsから入手可能なLM 4F230H5QRであってもよい。少なくとも1つの実施例では、Texas InstrumentsのLM4F230H5QRは、製品データシートで容易に利用可能な機能の中でもとりわけ、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SRAM、StellarisWare(登録商標)ソフトウェアを搭載した内部ROM、2KBのEEPROM、1つ又は2つ以上のPWMモジュール、1つ又は2つ以上の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ADCを含むARM Cortex-M4Fプロセッサコアである。他のマイクロコントローラが、モジュール4410と共に使用するのに容易に代用されてもよい。したがって、本開示は、この文脈に限定されるべきではない。 In one example, processor 622 may be any single-core or multi-core processor, such as those known under the trade name ARM Cortex manufactured by Texas Instruments. In a particular example, microcontroller 620 may be, for example, an LM 4F230H5QR available from Texas Instruments. In at least one embodiment, the Texas Instruments LM4F230H5QR is an ARM Cortex-M4F processor core that includes, among other features readily available on the product datasheet, 256 KB of on-chip memory of single-cycle flash memory or other non-volatile memory up to 40 MHz, a prefetch buffer to improve performance beyond 40 MHz, 32 KB of single-cycle SRAM, internal ROM loaded with StellarisWare® software, 2 KB of EEPROM, one or more PWM modules, one or more QEI analog, and one or more 12-bit ADCs with 12 analog input channels. Other microcontrollers may be readily substituted for use with module 4410. Accordingly, the present disclosure should not be limited in this context.
特定の例では、メモリ624は、共通の制御モジュール610に連結可能な外科用器具600のモータの各々を制御するためのプログラム命令を含んでもよい。例えば、メモリ624は、発射モータ602、閉鎖モータ603、及び関節運動モータ606a、606bを制御するためのプログラム命令を含んでもよい。このようなプログラム命令は、プロセッサ622に、外科用器具又はツールのアルゴリズム又は制御プログラムからの入力に従って、発射機能、閉鎖機能、及び関節運動機能を制御させることができる。 In certain examples, the memory 624 may include program instructions for controlling each of the motors of the surgical instrument 600 that may be coupled to the common control module 610. For example, the memory 624 may include program instructions for controlling the firing motor 602, the closing motor 603, and the articulation motors 606a, 606b. Such program instructions may cause the processor 622 to control the firing, closing, and articulation functions according to inputs from an algorithm or control program of the surgical instrument or tool.
特定の例では、例えば、センサ630などの1つ又は2つ以上の機構及び/又はセンサを用いて、特定の設定で使用すべきプログラム命令をプロセッサ622に警告することができる。例えば、センサ630は、エンドエフェクタの発射、閉鎖、及び関節運動に関連するプログラム命令を使用するようにプロセッサ622に警告することができる。特定の例では、センサ630は、例えば、スイッチ614の位置を感知するために用いることができる位置センサを備えてもよい。したがって、プロセッサ622は、例えば、センサ630を介してスイッチ614が第1の位置616にあることを検出すると、エンドエフェクタのIビームの発射と関連付けられたプログラム命令を使用することができ、プロセッサ622は、例えば、センサ630を介してスイッチ614が第2の位置617にあることを検出すると、アンビルの閉鎖と関連付けられたプログラム命令を使用することができ、プロセッサ622は、例えば、センサ630を介してスイッチ614が第3の位置618a又は第4の位置618bにあることを検出すると、エンドエフェクタの関節運動と関連付けられたプログラム命令を使用することができる。 In certain examples, one or more mechanisms and/or sensors, such as, for example, sensor 630, can be used to alert processor 622 to program instructions to use in a particular configuration. For example, sensor 630 can alert processor 622 to use program instructions associated with firing, closing, and articulating the end effector. In certain examples, sensor 630 can include, for example, a position sensor that can be used to sense the position of switch 614. Thus, for example, processor 622 can use program instructions associated with firing the I-beam of the end effector when it detects via sensor 630 that switch 614 is in first position 616; processor 622 can use program instructions associated with closing the anvil when it detects via sensor 630 that switch 614 is in second position 617; and processor 622 can use program instructions associated with articulating the end effector when it detects via sensor 630 that switch 614 is in third position 618a or fourth position 618b.
図50は、本開示の一態様による、本明細書に記載される外科用ツールを操作するように構成されたロボット外科用器具700の概略図である。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、又は1つ若しくは2つ以上の関節運動部材を独立して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、又は1つ若しくは2つ以上の関節運動部材を制御するように構成された制御回路710を備える。 FIG. 50 is a schematic illustration of a robotic surgical instrument 700 configured to manipulate a surgical tool described herein, according to one aspect of the present disclosure. The robotic surgical instrument 700 may be programmed or configured to control distal/proximal translation of a displacement member, distal/proximal displacement of an obturator tube, shaft rotation and articulation using either single or multiple articulation drive couplings. In one aspect, the surgical instrument 700 may be programmed or configured to independently control a firing member, a closure member, a shaft member, or one or more articulating members. The surgical instrument 700 includes a control circuit 710 configured to control a motor-driven firing member, a closure member, a shaft member, or one or more articulating members.
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のアンビル716及びIビーム714(鋭い切刃を含む)部分、取り外し可能なステープルカートリッジ718、シャフト740、並びに1つ以上の関節運動部材742a、742b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、Iビーム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することができる。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によって個別に操作することができる。 In one aspect, the robotic surgical instrument 700 includes a control circuit 710 configured to control the anvil 716 and I-beam 714 (including the sharp cutting blade) portions of the end effector 702, the removable staple cartridge 718, the shaft 740, and one or more articulating members 742a, 742b via multiple motors 704a-704e. A position sensor 734 can be configured to provide position feedback of the I-beam 714 to the control circuit 710. Other sensors 738 may be configured to provide feedback to the control circuit 710. A timer/counter 731 provides timing and counting information to the control circuit 710. An energy source 712 can be provided to operate the motors 704a-704e, and a current sensor 736 provides motor current feedback to the control circuit 710. The motors 704a-704e can be individually operated by the control circuit 710 in open-loop or closed-loop feedback control.
一態様では、制御回路710は、1つ以上のマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、又は1つ若しくは複数のプロセッサに、1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Iビーム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、Iビーム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Iビーム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、外部イベントを計数するか、又は外部イベントの時間を測定するように構成されてよい。 In one aspect, the control circuitry 710 may comprise one or more microcontrollers, microprocessors, or other suitable processors for executing instructions that cause the one or more processors to perform one or more tasks. In one aspect, the timer/counter 731 provides an output signal, such as an elapsed time or digital count, to the control circuitry 710 to correlate the position of the I-beam 714 determined by the position sensor 734 with the output of the timer/counter 731, such that the control circuitry 710 can determine the position of the I-beam 714 at a particular time (t) relative to a starting position or time (t) when the I-beam 714 is at a particular position relative to the starting position. The timer/counter 731 may be configured to measure elapsed time, count external events, or time an external event.
一態様では、制御回路710は、1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、本明細書に記載されるように、直接的又は間接的のいずれかで厚さなどの組織状態を感知するようにプログラムされてもよい。制御回路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、アンビル716によって組織に加えられる閉鎖力を制御し得る。その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。 In one aspect, the control circuit 710 may be programmed to control the function of the end effector 702 based on one or more tissue conditions. The control circuit 710 may be programmed to sense tissue conditions, such as thickness, either directly or indirectly, as described herein. The control circuit 710 may be programmed to select a firing control program or a closure control program based on the tissue condition. The firing control program can describe the distal movement of the displacement member. Different firing control programs can be selected to better handle different tissue conditions. For example, when thicker tissue is present, the control circuit 710 may be programmed to translate the displacement member at a slower speed and/or with less power. When thinner tissue is present, the control circuit 710 may be programmed to translate the displacement member at a higher speed and/or with more power. The closure control program may control the closure force applied to the tissue by the anvil 716. Other control programs control the rotation of the shaft 740 and articulating members 742a, 742b.
一態様では、制御回路710は、モータ設定点信号を生成することができる。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つ以上の回路を備えてもよい。いくつかの例では、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。 In one aspect, the control circuit 710 can generate motor set point signals. The motor set point signals may be provided to various motor controllers 708a-708e. The motor controllers 708a-708e may comprise one or more circuits configured to provide motor drive signals to the motors 704a-704e to drive the motors 704a-704e, as described herein. In some examples, the motors 704a-704e may be brushed DC electric motors. For example, the speed of the motors 704a-704e may be proportional to the respective motor drive signals. In some examples, the motors 704a-704e may be brushless DC electric motors, and the respective motor drive signals may include PWM signals provided to one or more stator windings of the motors 704a-704e. Also, in some examples, the motor controllers 708a-708e may be omitted, and the control circuit 710 may generate the motor drive signals directly.
一態様では、制御回路710は、最初に、モータ704a~704eのそれぞれを、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。 In one aspect, the control circuit 710 may initially operate each of the motors 704a-704e in an open-loop configuration for a first open-loop portion of the displacement member's stroke. Based on the response of the robotic surgical instrument 700 during the open-loop portion of the stroke, the control circuit 710 may select a firing control program for a closed-loop configuration. The instrument response may include the translation distance of the displacement member during the open-loop portion, the time elapsed during the open-loop portion, the energy provided to one of the motors 704a-704e during the open-loop portion, the total pulse width of the motor drive signal, etc. After the open-loop portion, the control circuit 710 may implement the selected firing control program for a second portion of the displacement member's stroke. For example, during the closed-loop portion of the stroke, the control circuit 710 may modulate one of the motors 704a-704e in a closed-loop manner based on translation data describing the position of the displacement member to translate the displacement member at a constant velocity.
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、スーパーキャパシタ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、それぞれの伝達機構706a~706eを介して、Iビーム714、アンビル716、シャフト740、関節運動742a、及び関節運動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。伝達機構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、Iビーム714の位置を感知することができる。位置センサ734は、Iビーム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。いくつかの実施例では、位置センサ734は、Iビーム714が遠位及び近位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、Iビーム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、Iビーム714の運動を示す他の信号を提供することができる。また、いくつかの例では、位置センサ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が実行するように命令されたステップの数及び方向を合計することによって、Iビーム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て位置することができる。モータ704a~704eのそれぞれの出力は、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。 In one aspect, the motors 704a-704e can receive power from an energy source 712. The energy source 712 can be a DC power supply driven by a mains AC power supply, a battery, a supercapacitor, or any other suitable energy source. The motors 704a-704e can be mechanically coupled to individual movable mechanical elements, such as the I-beam 714, the anvil 716, the shaft 740, the articulation 742a, and the articulation 742b, via respective transmission mechanisms 706a-706e. The transmission mechanisms 706a-706e can include one or more gears or other coupling components for coupling the motors 704a-704e to the movable mechanical elements. The position sensor 734 can sense the position of the I-beam 714. The position sensor 734 can be or include any type of sensor capable of generating position data indicative of the position of the I-beam 714. In some embodiments, the position sensor 734 may include an encoder configured to provide a series of pulses to the control circuitry 710 as the I-beam 714 translates distally and proximally. The control circuitry 710 may track the pulses to determine the position of the I-beam 714. Other suitable position sensors may be used, including, for example, proximity sensors. Other types of position sensors may provide other signals indicative of the movement of the I-beam 714. Also, in some examples, the position sensor 734 may be omitted. If any of the motors 704a-704e are stepper motors, the control circuitry 710 may track the position of the I-beam 714 by summing the number and direction of steps the motor 704 is commanded to perform. The position sensor 734 may be located within the end effector 702 or in any other portion of the instrument. The output of each of the motors 704a-704e includes a torque sensor 744a-744e for sensing force and has an encoder for sensing drive shaft rotation.
一態様では、制御回路710は、エンドエフェクタ702のIビーム714部分などの発射部材を駆動するように構成されている。制御回路710はモータ制御部708aにモータ設定点を提供し、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に連結されている。トルクセンサ744aは、Iビーム714に連結された伝達機構706aに連結される。伝達機構706aは、エンドエフェクタ702の長手方向軸に沿って遠位方向及び近位方向へのIビーム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いてもよい。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、Iビーム714を発射又は変位させるために必要な力を表す。位置センサ734は、発射ストロークに沿ったIビーム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することができる。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。使用準備が整うと、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側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。発射部材が遠位に並進すると、遠位端に配置された切断要素を備えるIビーム714は、遠位に前進して、ステープルカートリッジ718とアンビル716との間に位置する組織を切断する。 In one aspect, the control circuit 710 is configured to drive a firing member, such as the I-beam 714 portion of the end effector 702. The control circuit 710 provides a motor setpoint to a motor controller 708a, which provides a drive signal to the motor 704a. The output shaft of the motor 704a is coupled to a torque sensor 744a. The torque sensor 744a is coupled to a transmission mechanism 706a, which is coupled to the I-beam 714. The transmission mechanism 706a includes a movable mechanical element, such as a rotating element and a firing member, for controlling the movement of the I-beam 714 distally and proximally along the longitudinal axis of the end effector 702. In one aspect, the motor 704a may be coupled to a knife gear assembly including a knife gear reduction set including a first knife drive gear and a second knife drive gear. The torque sensor 744a provides a firing force feedback signal to the control circuit 710. The firing force signal represents the force required to fire or displace the I-beam 714. The position sensor 734 can be configured to provide a feedback signal to the control circuit 710 regarding the position of the I-beam 714 or the firing member along the firing stroke. The end effector 702 may include an additional sensor 738 configured to provide a feedback signal to the control circuit 710. When ready for use, the control circuit 710 can provide a firing signal to the motor controller 708a. In response to the firing signal, the motor 704a can drive the firing member distally along the longitudinal axis of the end effector 702 from a proximal start-of-stroke position to an end-of-stroke position distal to the start-of-stroke position. As the firing member translates distally, the I-beam 714, which includes a cutting element disposed at its distal end, advances distally to sever tissue located between the staple cartridge 718 and the anvil 716.
一態様では、制御回路710は、エンドエフェクタ702のアンビル716部分などの閉鎖部材を駆動するように構成されている。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にモータ設定値を提供する。モータ704bの出力シャフトは、トルクセンサ744bに連結されている。トルクセンサ744bは、アンビル716に連結された伝達装置706bに連結される。伝達装置706bは、開放位置及び閉位置からのアンビル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ている。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、アンビル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。枢動可能なアンビル716は、ステープルカートリッジ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とステープルカートリッジ718との間で組織を把持する。 In one aspect, the control circuit 710 is configured to drive a closure member, such as the anvil 716 portion of the end effector 702. The control circuit 710 provides motor settings to a motor controller 708b, which provides a drive signal to a motor 704b. The output shaft of the motor 704b is coupled to a torque sensor 744b. The torque sensor 744b is coupled to a transmission 706b, which is coupled to the anvil 716. The transmission 706b includes a movable mechanical element, such as a rotating element and a closure member, for controlling movement of the anvil 716 from open and closed positions. In one aspect, the motor 704b is coupled to a closure gear assembly including a closure reduction gear set supported in meshing engagement with a closure spur gear. The torque sensor 744b provides a closure force feedback signal to the control circuit 710. The closure force feedback signal is indicative of the closure force applied to the anvil 716. The position sensor 734 may be configured to provide the position of the closure member as a feedback signal to the control circuit 710. An additional sensor 738 within the end effector 702 can provide a closure force feedback signal to the control circuit 710. The pivotable anvil 716 is positioned opposite the staple cartridge 718. When ready for use, the control circuit 710 can provide a closure signal to the motor control 708b. In response to the closure signal, the motor 704b advances the closure member to clamp tissue between the clamp arm 716 and the staple cartridge 718.
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に連結されている。トルクセンサ744cは、シャフト740に連結された伝達機構706cに連結されている。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の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機構アセンブリに連結されている。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。 In one aspect, the control circuit 710 is configured to rotate a shaft member, such as the shaft 740, to rotate the end effector 702. The control circuit 710 provides a motor setpoint to a motor controller 708c, which provides a drive signal to the motor 704c. The output shaft of the motor 704c is coupled to a torque sensor 744c. The torque sensor 744c is coupled to a transmission mechanism 706c, which is coupled to the shaft 740. The transmission mechanism 706c includes a movable mechanical element, such as a rotating element, for controlling the clockwise or counterclockwise rotation of the shaft 740 up to and beyond 360 degrees. In one aspect, the motor 704c is coupled to a rotational transmission mechanism assembly including a tubular gear segment formed on (or attached to) the proximal end of the proximal closure tube for operably engaging with a rotary gear assembly operably supported on the tool mounting plate. The torque sensor 744c provides a rotational force feedback signal to the control circuit 710. The rotational force feedback signal is indicative of the rotational force applied to the shaft 740. The position sensor 734 may be configured to provide the position of the closure member as a feedback signal to the control circuit 710. An additional sensor 738, such as a shaft encoder, may provide the rotational position of the shaft 740 to the control circuit 710.
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、モータ制御部708dにモータ設定点を提供し、モータ制御部708dは、モータ704dに駆動信号を提供する。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に連結された伝達機構706dに連結されている。伝達機構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に加えら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。 In one aspect, the control circuit 710 is configured to articulate the end effector 702. The control circuit 710 provides a motor set point to a motor controller 708d, which in turn provides a drive signal to the motor 704d. The output shaft of the motor 704d is coupled to a torque sensor 744d. The torque sensor 744d is coupled to a transmission mechanism 706d, which is coupled to the articulation member 742a. The transmission mechanism 706d includes a movable mechanical element, such as an articulation element, for controlling ±65° of articulation of the end effector 702. In one aspect, the motor 704d is coupled to an articulation nut, which is rotatably journaled on the proximal end portion of the distal spine portion and rotatably driven by an articulation gear assembly on the proximal end portion of the distal spine portion. The torque sensor 744d provides an articulation force feedback signal to the control circuit 710. The articulation force feedback signal represents the articulation force applied to the end effector 702. A sensor 738, such as an articulation encoder, may provide the articulation position of the end effector 702 to the control circuit 710.
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)上の個別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のそれぞれは、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規定の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的利益は変化する。この機械的利点の変化は、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。 In another aspect, the articulation function of the robotic surgical system 700 may include two articulation members or linkages 742a, 742b. These articulation members 742a, 742b are driven by separate disks on a robot interface (rack) driven by two motors 708d, 708e. When a separate firing motor 704a is provided, each of the articulation linkages 742a, 742b may be driven antagonistically relative to the other linkage to provide resistive holding motion and load to the head when the head is not moving, and to provide articulation motion when the head is articulating. The articulation members 742a, 742b are attached to the head at a defined radius as the head rotates. Therefore, the mechanical advantage of the push-pull linkage changes as the head rotates. This change in mechanical advantage may be more pronounced with other articulation linkage drive systems.
一態様では、1つ以上のモータ704a~704eは、ギアボックスと、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モータと、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)と呼ばれることがある。障害などの外部影響は、物理系の動作を物理系の所望の動作から逸脱させることがある。 In one aspect, one or more of the motors 704a-704e may comprise a gearbox and a brushed DC motor with a mechanical linkage to the firing member, closure member, or articulation member. Another example includes electric motors 704a-704e that operate moving mechanical elements such as displacement members, articulation links, closure tubes, and shafts. External influences are the unmeasured and unpredictable effects of things such as tissue, surrounding bodies, and friction on a physical system. Such external influences are sometimes referred to as drags that act against one of the electric motors 704a-704e. External influences, such as drag, can cause the operation of a physical system to deviate from the desired operation of the physical system.
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とインターフェース接続されて、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、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。 In one aspect, the position sensor 734 may be implemented as an absolute positioning system. In one aspect, the position sensor 734 may comprise a magnetic rotary absolute positioning system implemented as an AS5055EQFT single-chip magnetic rotary position sensor available from Austria Microsystems, AG. The position sensor 734 may be interfaced with the control circuit 710 to provide an absolute positioning system. The position sensor may include multiple Hall effect elements positioned above a magnet and coupled to a CORDIC processor, which implements simple and efficient algorithms for calculating hyperbolic and trigonometric functions, requiring only addition, subtraction, bit shifting, and table lookup operations, also known as the digit-by-digit method and the Boulder algorithm.
一態様では、制御回路710は、1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上に配置され、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つ以上のセンサを含むことができる。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、ステープルカートリッジ718のデッキ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)ステープルカートリッジ718のどの部分がその上に組織を有しているか、並びに(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。 In one aspect, the control circuitry 710 may be in communication with one or more sensors 738. The sensors 738 may be disposed on the end effector 702 and adapted to operate in conjunction with the robotic surgical instrument 700 to measure various derived parameters, such as gap distance versus time, tissue compression versus time, and anvil strain versus time. The sensors 738 may comprise magnetic sensors, magnetic field sensors, strain gauges, load cells, pressure sensors, force sensors, torque sensors, inductive sensors such as eddy current sensors, resistive sensors, capacitive sensors, optical sensors, and/or any other suitable sensors for measuring one or more parameters of the end effector 702. The sensors 738 may include one or more sensors. The sensors 738 may be disposed on the deck of the staple cartridge 718 to determine the position of the tissue using split electrodes. The torque sensors 744a-744e may be configured to sense forces, such as firing force, closure force, and/or articulation force, among others. Thus, the control circuit 710 can sense (1) the closure load experienced by the distal closure tube and its position, (2) the firing member in the rack and its position, (3) which portion of the staple cartridge 718 has tissue thereon, and (4) the load and position on both articulation rods.
一態様では、1つ以上のセンサ738は、クランプ留め状態中のアンビル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、アンビル716とステープルカートリッジ718との間で圧縮された組織の存在によって生成された圧力を検出するように構成された圧力センサを備えてもよい。センサ738は、アンビル716とステープルカートリッジ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。 In one aspect, the one or more sensors 738 may comprise a strain gauge, such as a micro-strain gauge, configured to measure the magnitude of strain in the anvil 716 during clamping. The strain gauge provides an electrical signal whose amplitude varies with the magnitude of strain. The sensor 738 may comprise a pressure sensor configured to detect pressure generated by the presence of compressed tissue between the anvil 716 and the staple cartridge 718. The sensor 738 may be configured to detect the impedance of the tissue portion located between the anvil 716 and the staple cartridge 718, which impedance is indicative of the thickness and/or fullness of the tissue located therebetween.
一態様では、センサ738は、とりわけ、1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(MR)装置、巨大磁気抵抗(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。 In one aspect, the sensor 738 may be implemented as one or more limit switches, electromechanical devices, solid-state switches, Hall effect devices, magnetoresistive (MR) devices, giant magnetoresistive (GMR) devices, magnetometers, among others. In other implementations, the sensor 738 may be implemented as a solid-state switch that operates under the influence of light, such as a light sensor, an IR sensor, or an ultraviolet sensor, among others. Additionally, the switch may be a solid-state device such as a transistor (e.g., FET, junction FET, MOSFET, bipolar, etc.). In other implementations, the sensor 738 may include a non-conductor-containing switch, an ultrasonic switch, an accelerometer, and an inertial sensor, among others.
一態様では、センサ738は、閉鎖駆動システムによってアンビル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、閉鎖管によってアンビル716に加えられる閉鎖力を検出するために、閉鎖管とアンビル716との間の相互作用点に位置してもよい。アンビル716に対して及ぼされる力は、アンビル716とステープルカートリッジ718との間に捕捉された組織部分が経験する組織圧縮を表すものであり得る。1つ以上のセンサ738を、閉鎖駆動システムに沿って様々な相互作用点に配置して、閉鎖駆動システムによりアンビル716に適用される閉鎖力を検出することができる。1つ以上のセンサ738は、クランプ動作中にリアルタイムで、制御回路710のプロセッサによって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、アンビル716に適用される閉鎖力をリアルタイムで評価する。 In one aspect, the sensor 738 can be configured to measure the force exerted on the anvil 716 by the closure drive system. For example, one or more sensors 738 can be located at an interaction point between a closure tube and the anvil 716 to detect the closure force applied to the anvil 716 by the closure tube. The force exerted on the anvil 716 can be representative of tissue compression experienced by tissue portions captured between the anvil 716 and the staple cartridge 718. One or more sensors 738 can be positioned at various interaction points along the closure drive system to detect the closure force applied to the anvil 716 by the closure drive system. The one or more sensors 738 can be sampled by a processor in the control circuitry 710 in real time during the clamping operation. The control circuitry 710 receives the real-time sampled measurements to provide and analyze time-based information to assess the closure force applied to the anvil 716 in real time.
一態様では、電流センサ736を用いて、モータ704a~704eのそれぞれによって引き込まれる電流を測定することができる。Iビーム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することができる。変位部材を作動させて、エンドエフェクタ702内のIビーム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(LQR)及び/又は適応型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。 In one aspect, a current sensor 736 can be used to measure the current drawn by each of the motors 704a-704e. The force required to advance any of the moving mechanical elements, such as the I-beam 714, corresponds to the current drawn by one of the motors 704a-704e. The force is converted to a digital signal and provided to the control circuit 710. The control circuit 710 can be configured to simulate the actual system response of the instrument in the controller software. The displacement member can be actuated to move the I-beam 714 in the end effector 702 at or near a target velocity. The robotic surgical instrument 700 can include a feedback controller, which can be any one of a number of feedback controllers, including, but not limited to, a PID, state feedback, linear quadratic (LQR), and/or adaptive controller. The robotic surgical instrument 700 can include a power supply for converting a signal from the feedback controller into a physical input, such as, for example, a case voltage, a PWM voltage, a frequency modulated voltage, a current, a torque, and/or a force. Further details are disclosed in U.S. Patent Application No. 15/636,829, filed June 29, 2017, entitled "CLOSED LOOP VELOCITY CONTROL TECHNIQUES FOR ROBOTIC SURGICAL INSTRUMENT," which is incorporated herein by reference in its entirety.
図51は、本開示の一態様による、変位部材の遠位並進を制御するようにプログラムされた外科用器具750のブロック図を示す。一態様では、外科用器具750は、Iビーム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、アンビル766、Iビーム764(鋭い切刃を含む)、及び取り外し可能なステープルカートリッジ768を備えることができるエンドエフェクタ752を備える。 FIG. 51 shows a block diagram of a surgical instrument 750 programmed to control the distal translation of a displacement member, according to one aspect of the present disclosure. In one aspect, the surgical instrument 750 is programmed to control the distal translation of a displacement member, such as an I-beam 764. The surgical instrument 750 includes an anvil 766, an I-beam 764 (including a sharp cutting blade), and an end effector 752 that may include a removable staple cartridge 768.
Iビーム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。Iビーム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、Iビーム764の位置は、位置センサ784を使用して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、Iビーム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によって達成することができる。制御回路760は、Iビーム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つ以上のマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、又は、プロセッサ若しくは複数のプロセッサに記載される方法で変位部材、例えばIビーム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Iビーム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Iビーム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、外部イベントを計数するか、又は外部イベントの時間を測定するように構成されてよい。 The position, movement, displacement, and/or translation of a linear displacement member, such as I-beam 764, can be measured by an absolute positioning system, a sensor mechanism, and a position sensor 784. Because I-beam 764 is coupled to a longitudinally movable drive member, the position of I-beam 764 can be determined by measuring the position of the longitudinally movable drive member using position sensor 784. Accordingly, in the following description, the position, displacement, and/or translation of I-beam 764 can be achieved by position sensor 784 as described herein. Control circuitry 760 can be programmed to control the translation of a displacement member, such as I-beam 764. In some embodiments, control circuitry 760 can comprise one or more microcontrollers, microprocessors, or other suitable processors for executing instructions that cause a processor or processors to control a displacement member, e.g., I-beam 764, in the manner described. In one aspect, the timer/counter 781 provides an output signal, such as elapsed time or a digital count, to the control circuit 760 to correlate the position of the I-beam 764 determined by the position sensor 784 with the output of the timer/counter 781, such that the control circuit 760 can determine the position of the I-beam 764 at a particular time (t) relative to a starting position. The timer/counter 781 may be configured to measure elapsed time, count external events, or time external events.
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つ以上の回路を備えてもよい。いくつかの例では、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。 The control circuit 760 may generate a motor set point signal 772. The motor set point signal 772 may be provided to the motor controller 758. The motor controller 758 may include one or more circuits configured to provide a motor drive signal 774 to the motor 754 to drive the motor 754, as described herein. In some examples, the motor 754 may be a brushed DC electric motor. For example, the speed of the motor 754 may be proportional to the motor drive signal 774. In some examples, the motor 754 may be a brushless DC electric motor, and the motor drive signal 774 may include a PWM signal provided to one or more stator windings of the motor 754. Also, in some examples, the motor controller 758 may be omitted, and the control circuit 760 may directly generate the motor drive signal 774.
モータ754は、エネルギー源762から電力を受け取ることができる。エネルギー源762は、電池、スーパーキャパシタ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、伝達機構756を介してIビーム764に機械的に連結されてもよい。伝達機構756は、モータ754をIビーム764に連結するための1つ以上の歯車又は他の連結構成要素を含んでもよい。位置センサ784は、Iビーム764の位置を感知することができる。位置センサ784は、Iビーム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いか、又はそれを含んでもよい。いくつかの実施例では、位置センサ784は、Iビーム764が遠位及び近位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Iビーム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、Iビーム764の運動を示す他の信号を提供することができる。また、いくつかの例では、位置センサ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が実行するように命令されたステップの数及び方向を合計することによって、Iビーム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て位置することができる。 The motor 754 can receive power from an energy source 762. The energy source 762 can be or can include a battery, a supercapacitor, or any other suitable energy source. The motor 754 can be mechanically coupled to the I-beam 764 via a transmission mechanism 756. The transmission mechanism 756 can include one or more gears or other coupling components for coupling the motor 754 to the I-beam 764. A position sensor 784 can sense the position of the I-beam 764. The position sensor 784 can be or can include any type of sensor capable of generating position data indicative of the position of the I-beam 764. In some embodiments, the position sensor 784 can include an encoder configured to provide a series of pulses to the control circuitry 760 as the I-beam 764 translates distally and proximally. The control circuitry 760 can track the pulses to determine the position of the I-beam 764. Other suitable position sensors can be used, including, for example, a proximity sensor. Other types of position sensors can provide other signals indicative of the movement of the I-beam 764. Also, in some examples, the position sensor 784 may be omitted. If the motor 754 is a stepper motor, the control circuit 760 can track the position of the I-beam 764 by summing the number and direction of steps the motor 754 is commanded to take. The position sensor 784 can be located within the end effector 752 or in any other part of the instrument.
制御回路760は、1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上に配置され、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てもよい。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788は、1つ以上のセンサを含むことができる。 The control circuitry 760 may be in communication with one or more sensors 788. The sensors 788 may be disposed on the end effector 752 and adapted to operate in conjunction with the surgical instrument 750 to measure various derived parameters, such as gap distance versus time, tissue compression versus time, and anvil strain versus time. The sensors 788 may comprise magnetic sensors, magnetic field sensors, strain gauges, pressure sensors, force sensors, inductive sensors such as eddy current sensors, resistive sensors, capacitive sensors, optical sensors, and/or any other suitable sensors for measuring one or more parameters of the end effector 752. The sensors 788 may include one or more sensors.
1つ以上のセンサ788は、クランプ留め状態中のアンビル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、アンビル766とステープルカートリッジ768との間で圧縮された組織の存在によって生成された圧力を検出するように構成された圧力センサを備えてもよい。センサ788は、アンビル766とステープルカートリッジ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することができ、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。 The one or more sensors 788 may comprise a strain gauge, such as a micro-strain gauge, configured to measure the magnitude of strain in the anvil 766 during clamping. The strain gauge provides an electrical signal whose amplitude varies with the magnitude of strain. The sensor 788 may comprise a pressure sensor configured to detect pressure generated by the presence of compressed tissue between the anvil 766 and the staple cartridge 768. The sensor 788 may be configured to detect the impedance of the tissue portion located between the anvil 766 and the staple cartridge 768, which impedance is indicative of the thickness and/or fullness of the tissue located therebetween.
センサ788は、閉鎖駆動システムにより、アンビル766上に及ぼされる力を測定するように構成されてもよい。例えば、1つ又は2つ以上のセンサ788は、閉鎖管によってアンビル766に加えられる閉鎖力を検出するために、閉鎖管とアンビル766との間の相互作用点に位置し得る。アンビル766に対して及ぼされる力は、アンビル766とステープルカートリッジ768との間に捕捉された組織部分が経験する組織圧縮を表すものであり得る。1つ以上のセンサ788を、閉鎖駆動システムに沿って様々な相互作用点に位置決めして、閉鎖駆動システムによりアンビル766に適用される閉鎖力を検出することができる。1つ以上のセンサ788は、クランプ動作中にリアルタイムで、制御回路760のプロセッサによって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、アンビル766に適用される閉鎖力をリアルタイムで評価する。 The sensor 788 may be configured to measure the force exerted on the anvil 766 by the closure drive system. For example, one or more sensors 788 may be located at an interaction point between the closure tube and the anvil 766 to detect the closure force applied to the anvil 766 by the closure tube. The force exerted against the anvil 766 may be representative of tissue compression experienced by tissue portions captured between the anvil 766 and the staple cartridge 768. One or more sensors 788 may be positioned at various interaction points along the closure drive system to detect the closure force applied to the anvil 766 by the closure drive system. The one or more sensors 788 may be sampled by a processor in the control circuitry 760 in real time during the clamping operation. The control circuitry 760 receives the real-time sampled measurements to provide and analyze time-based information to assess the closure force applied to the anvil 766 in real time.
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。Iビーム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対応する。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。 A current sensor 786 can be used to measure the current drawn by the motor 754. The force required to advance the I-beam 764 corresponds to the current drawn by the motor 754. The force is converted to a digital signal and provided to the control circuit 760.
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することができる。変位部材を作動させて、エンドエフェクタ752内のIビーム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。 The control circuitry 760 can be configured to simulate the response of the actual system of the instrument in the controller software. The displacement member can be actuated to move the I-beam 764 in the end effector 752 at or near a target velocity. The surgical instrument 750 can include a feedback controller, which can be any one of a number of feedback controllers, including, but not limited to, a PID, state feedback, LQR, and/or adaptive controller. The surgical instrument 750 can include a power supply for converting a signal from the feedback controller into a physical input, such as, for example, a case voltage, a PWM voltage, a frequency modulated voltage, a current, a torque, and/or a force.
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Iビーム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呼ばれることがある。障害などの外部影響は、物理系の動作を物理系の所望の動作から逸脱させることがある。 The actual drive system of the surgical instrument 750 is configured to drive the displacement member, cutting member, or I-beam 764 via a brushed DC motor with a gearbox and mechanical linkage to the articulation and/or knife system. Another example is an electric motor 754 that operates, for example, the displacement member and articulation driver of an interchangeable shaft assembly. External influences are the unmeasured and unpredictable effects of things like tissue, surroundings, and friction on the physical system. These external influences are sometimes referred to as obstacles that act against the electric motor 754. External influences, such as obstacles, can cause the operation of a physical system to deviate from the desired operation of the physical system.
様々な例示的態様は、モータ駆動の外科用ステープル留め及び切断手段を有するエンドエフェクタ752を備える外科用器具750を対象とする。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、枢動可能なアンビル766と、使用のために構成される場合は、アンビル766の反対側に配置されたステープルカートリッジ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、アンビル766とステープルカートリッジ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うと、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することができる。発射信号に応じて、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につれて、遠位端に配置された切断要素を有するIビーム764は、ステープルカートリッジ768とアンビル766との間の組織を切断することができる。 Various exemplary embodiments are directed to a surgical instrument 750 including an end effector 752 having a motor-driven surgical stapling and cutting means. For example, a motor 754 may drive a displacement member distally and proximally along a longitudinal axis of the end effector 752. The end effector 752 may include a pivotable anvil 766 and, when configured for use, a staple cartridge 768 disposed opposite the anvil 766. A clinician may grasp tissue between the anvil 766 and the staple cartridge 768 as described herein. When the instrument 750 is ready for use, the clinician can provide a firing signal, for example, by depressing a trigger on the instrument 750. In response to the firing signal, the motor 754 can drive the displacement member distally along the longitudinal axis of the end effector 752 from a proximal start-of-stroke position to an end-of-stroke position distal to the start-of-stroke position. As the displacement member translates distally, the I-beam 764, having a cutting element disposed at its distal end, can cut tissue between the staple cartridge 768 and the anvil 766.
様々な実施例では、外科用器具750は、1つ以上の組織状態に基づいて、例えば、Iビーム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、本明細書に記載されるように、直接的又は間接的のいずれかで厚さなどの組織状態を感知するようにプログラムされてもよい。制御回路760は、組織状態に基づいて発射制御プログラムを選択するようにプログラムされてもよい。発射制御プログラムは、変位部材の遠位運動を記述することができる。様々な組織状態をより良好に処理するために様々な発射制御プログラムを選択することができる。例えば、より厚い組織が存在する場合、制御回路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。 In various embodiments, the surgical instrument 750 may include a control circuit 760 programmed to control the distal translation of a displacement member, such as an I-beam 764, based on one or more tissue conditions. The control circuit 760 may be programmed to sense tissue conditions, such as thickness, either directly or indirectly, as described herein. The control circuit 760 may be programmed to select a firing control program based on the tissue condition. The firing control program may describe the distal movement of the displacement member. Different firing control programs may be selected to better handle different tissue conditions. For example, when thicker tissue is present, the control circuit 760 may be programmed to translate the displacement member at a slower speed and/or with lower power. When thinner tissue is present, the control circuit 760 may be programmed to translate the displacement member at a higher speed and/or with higher power.
いくつかの例では、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を挙げることができる。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。 In some examples, the control circuit 760 may initially operate the motor 754 in an open-loop configuration for a first open-loop portion of the displacement member stroke. Based on the response of the instrument 750 during the open-loop portion of the stroke, the control circuit 760 may select a firing control program. The instrument response may include the translation distance of the displacement member during the open-loop portion, the time elapsed during the open-loop portion, the energy provided to the motor 754 during the open-loop portion, the total pulse width of the motor drive signal, etc. After the open-loop portion, the control circuit 760 may implement the selected firing control program for a second portion of the displacement member stroke. For example, during the closed-loop portion of the stroke, the control circuit 760 may modulate the motor 754 in a closed-loop manner based on translation data describing the position of the displacement member to translate the displacement member at a constant velocity. Further details are disclosed in U.S. Patent Application No. 15/720,852, filed September 29, 2017, entitled "SYSTEM AND METHODS FOR CONTROLLING A DISPLAY OF A SURGICAL INSTRUMENT," which is incorporated herein by reference in its entirety.
図52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、Iビーム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、アンビル766と、Iビーム764と、RFカートリッジ796(破線で示す)と交換することができる着脱可能なステープルカートリッジ768と、を備えることができるエンドエフェクタ792を備える。 FIG. 52 is a schematic illustration of a surgical instrument 790 configured to control various functions, according to one aspect of the present disclosure. In one aspect, the surgical instrument 790 is programmed to control the distal translation of a displacement member, such as an I-beam 764. The surgical instrument 790 includes an end effector 792 that may include an anvil 766, an I-beam 764, and a removable staple cartridge 768 that may be replaced with an RF cartridge 796 (shown in dashed lines).
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。 In one aspect, the sensor 788 may be implemented as a limit switch, an electromechanical device, a solid-state switch, a Hall effect device, an MR device, a GMR device, a magnetometer, among others. In other implementations, the sensor 638 may be a solid-state switch that operates under the influence of light, such as a light sensor, an IR sensor, or an ultraviolet sensor, among others. Additionally, the switch may be a solid-state device such as a transistor (e.g., FET, junction FET, MOSFET, bipolar, etc.). In other implementations, the sensor 788 may include a non-conductor-containing switch, an ultrasonic switch, an accelerometer, and an inertial sensor, among others.
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とインターフェース接続されて、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、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。 In one aspect, the position sensor 784 may be implemented as an absolute positioning system, comprising a magnetic rotary absolute positioning system implemented as an AS5055EQFT single-chip magnetic rotary position sensor available from Austria Microsystems (AG). The position sensor 784 may be interfaced with the control circuit 760 to provide an absolute positioning system. The position sensor may include multiple Hall effect elements positioned above a magnet and coupled to a CORDIC processor, which implements simple and efficient algorithms for calculating hyperbolic and trigonometric functions, requiring only addition, subtraction, bit shifting, and table lookup operations, also known as the digit-by-digit method and the Boulder algorithm.
一態様では、Iビーム764は、上に組織切断ブレードを動作可能に支持するナイフ本体を備えるナイフ部材として実装されてもよく、アンビル係合タブ又は特徴部及びチャネル係合特徴部又は足部を更に含んでよい。一態様では、ステープルカートリッジ768は、標準的な(機械的)外科用締結具カートリッジとして実装されてもよい。一態様では、RFカートリッジ796は、RFカートリッジとして実装されてもよい。これら、及び他のセンサ構成は、その全体が本明細書に参照により組み込まれる、2017年6月20日出願の「TECHNIQUES FOR ADAPTIVE CONTROL OF MOTOR VELOCITY OF A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT」と題する同一出願者の米国特許出願第15/628,175号に記載されている。 In one aspect, the I-beam 764 may be implemented as a knife member comprising a knife body operably supporting a tissue-cutting blade thereon, and may further include anvil engagement tabs or features and channel engagement features or feet. In one aspect, the staple cartridge 768 may be implemented as a standard (mechanical) surgical fastener cartridge. In one aspect, the RF cartridge 796 may be implemented as an RF cartridge. These and other sensor configurations are described in commonly-owned U.S. patent application Ser. No. 15/628,175, filed June 20, 2017, entitled "TECHNIQUES FOR ADAPTIVE CONTROL OF MOTOR VELOCITY OF A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT," which is incorporated herein by reference in its entirety.
Iビーム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として表される位置センサにより、測定可能である。Iビーム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、Iビーム764の位置は、位置センサ784を使用して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、Iビーム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によって達成することができる。制御回路760は、本明細書に記載されるように、Iビーム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つ以上のマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、又は、プロセッサ若しくは複数のプロセッサに記載される方法で変位部材、例えばIビーム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Iビーム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Iビーム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、外部イベントを計数するか、又は外部イベントの時間を測定するように構成されてよい。 The position, movement, displacement, and/or translation of a linear displacement member, such as I-beam 764, can be measured by an absolute positioning system, sensor mechanism, and position sensor, represented as position sensor 784. Because I-beam 764 is coupled to a longitudinally movable drive member, the position of I-beam 764 can be determined by measuring the position of the longitudinally movable drive member using position sensor 784. Accordingly, in the following description, the position, displacement, and/or translation of I-beam 764 can be achieved by position sensor 784 as described herein. Control circuitry 760 may be programmed to control the translation of a displacement member, such as I-beam 764, as described herein. In some embodiments, control circuitry 760 may comprise one or more microcontrollers, microprocessors, or other suitable processors for executing instructions that cause a processor or processors to control a displacement member, e.g., I-beam 764, in the manner described. In one aspect, the timer/counter 781 provides an output signal, such as elapsed time or a digital count, to the control circuit 760 to correlate the position of the I-beam 764 determined by the position sensor 784 with the output of the timer/counter 781, such that the control circuit 760 can determine the position of the I-beam 764 at a particular time (t) relative to a starting position. The timer/counter 781 may be configured to measure elapsed time, count external events, or time external events.
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つ以上の回路を備えてもよい。いくつかの例では、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。 The control circuit 760 may generate a motor set point signal 772. The motor set point signal 772 may be provided to the motor controller 758. The motor controller 758 may include one or more circuits configured to provide a motor drive signal 774 to the motor 754 to drive the motor 754, as described herein. In some examples, the motor 754 may be a brushed DC electric motor. For example, the speed of the motor 754 may be proportional to the motor drive signal 774. In some examples, the motor 754 may be a brushless DC electric motor, and the motor drive signal 774 may include a PWM signal provided to one or more stator windings of the motor 754. Also, in some examples, the motor controller 758 may be omitted, and the control circuit 760 may directly generate the motor drive signal 774.
モータ754は、エネルギー源762から電力を受け取ることができる。エネルギー源762は、電池、スーパーキャパシタ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、伝達機構756を介してIビーム764に機械的に連結されてもよい。伝達機構756は、モータ754をIビーム764に連結するための1つ以上の歯車又は他の連結構成要素を含んでもよい。位置センサ784は、Iビーム764の位置を感知することができる。位置センサ784は、Iビーム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いか、又はそれを含んでもよい。いくつかの実施例では、位置センサ784は、Iビーム764が遠位及び近位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Iビーム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、Iビーム764の運動を示す他の信号を提供することができる。また、いくつかの例では、位置センサ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命令されたステップの数及び方向を合計することによって、Iビーム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て位置することができる。 The motor 754 can receive power from an energy source 762. The energy source 762 can be or can include a battery, a supercapacitor, or any other suitable energy source. The motor 754 can be mechanically coupled to the I-beam 764 via a transmission mechanism 756. The transmission mechanism 756 can include one or more gears or other coupling components for coupling the motor 754 to the I-beam 764. A position sensor 784 can sense the position of the I-beam 764. The position sensor 784 can be or can include any type of sensor capable of generating position data indicative of the position of the I-beam 764. In some embodiments, the position sensor 784 can include an encoder configured to provide a series of pulses to the control circuitry 760 as the I-beam 764 translates distally and proximally. The control circuitry 760 can track the pulses to determine the position of the I-beam 764. Other suitable position sensors can be used, including, for example, a proximity sensor. Other types of position sensors can provide other signals indicative of the movement of the I-beam 764. Also, in some examples, the position sensor 784 may be omitted. If the motor 754 is a stepper motor, the control circuit 760 can track the position of the I-beam 764 by summing the number and direction of steps the motor is commanded to perform. The position sensor 784 can be located in the end effector 792 or in any other part of the instrument.
制御回路760は、1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上に配置され、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てもよい。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788は、1つ以上のセンサを含むことができる。 The control circuitry 760 may be in communication with one or more sensors 788. The sensors 788 may be disposed on the end effector 792 and adapted to operate in conjunction with the surgical instrument 790 to measure various derived parameters, such as gap distance versus time, tissue compression versus time, and anvil strain versus time. The sensors 788 may comprise magnetic sensors, magnetic field sensors, strain gauges, pressure sensors, force sensors, inductive sensors such as eddy current sensors, resistive sensors, capacitive sensors, optical sensors, and/or any other suitable sensors for measuring one or more parameters of the end effector 792. The sensors 788 may include one or more sensors.
1つ以上のセンサ788は、クランプ留め状態中のアンビル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、アンビル766とステープルカートリッジ768との間で圧縮された組織の存在によって生成された圧力を検出するように構成された圧力センサを備えてもよい。センサ788は、アンビル766とステープルカートリッジ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することができ、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。 The one or more sensors 788 may comprise a strain gauge, such as a micro-strain gauge, configured to measure the magnitude of strain in the anvil 766 during clamping. The strain gauge provides an electrical signal whose amplitude varies with the magnitude of strain. The sensor 788 may comprise a pressure sensor configured to detect pressure generated by the presence of compressed tissue between the anvil 766 and the staple cartridge 768. The sensor 788 may be configured to detect the impedance of the tissue portion located between the anvil 766 and the staple cartridge 768, which impedance is indicative of the thickness and/or fullness of the tissue located therebetween.
センサ788は、閉鎖駆動システムにより、アンビル766に及ぼされる力を測定するように構成することができる。例えば、1つ又は2つ以上のセンサ788は、閉鎖管によってアンビル766に加えられる閉鎖力を検出するために、閉鎖管とアンビル766との間の相互作用点に位置し得る。アンビル766に対して及ぼされる力は、アンビル766とステープルカートリッジ768との間に捕捉された組織部分が経験する組織圧縮を表すものであり得る。1つ以上のセンサ788を、閉鎖駆動システムに沿って様々な相互作用点に位置決めして、閉鎖駆動システムによりアンビル766に適用される閉鎖力を検出することができる。1つ以上のセンサ788は、制御回路760のプロセッサ部分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、アンビル766に適用される閉鎖力をリアルタイムで評価する。 The sensor 788 can be configured to measure the force exerted on the anvil 766 by the closure drive system. For example, one or more sensors 788 can be located at an interaction point between the closure tube and the anvil 766 to detect the closure force applied to the anvil 766 by the closure tube. The force exerted against the anvil 766 can be representative of tissue compression experienced by tissue portions captured between the anvil 766 and the staple cartridge 768. One or more sensors 788 can be positioned at various interaction points along the closure drive system to detect the closure force applied to the anvil 766 by the closure drive system. The one or more sensors 788 can be sampled in real time during clamping by a processor portion of the control circuitry 760. The control circuitry 760 receives the real-time sampled measurements to provide and analyze time-based information to assess the closure force applied to the anvil 766 in real time.
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。Iビーム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対応する。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。 A current sensor 786 can be used to measure the current drawn by the motor 754. The force required to advance the I-beam 764 corresponds to the current drawn by the motor 754. The force is converted to a digital signal and provided to the control circuit 760.
RFエネルギー源794は、エンドエフェクタ792に連結され、RFカートリッジ796がステープルカートリッジ768の代わりにエンドエフェクタ792内に装填されると、RFカートリッジ796に加えられる。制御回路760は、RFエネルギーのRFカートリッジ796への送達を制御する。 An RF energy source 794 is coupled to the end effector 792 and is applied to the RF cartridge 796 when the RF cartridge 796 is loaded into the end effector 792 in place of the staple cartridge 768. The control circuit 760 controls the delivery of RF energy to the RF cartridge 796.
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。 Further details are disclosed in U.S. Patent Application No. 15/636,096, filed June 28, 2017, entitled "SURGICAL SYSTEM COUPLABLE WITH STAPLE CARTRIDGE AND RADIO FREQUENCY CARTRIDGE, AND METHOD OF USING SAME," which is incorporated herein by reference in its entirety.
発生器ハードウェア
図53は、他の利点の中でも、インダクタレス同調を提供するように構成された発生器800の簡略ブロック図である。発生器800の追加の詳細は、2015年6月23日出願の米国特許第9,060,775号、表題「SURGICAL GENERATOR FOR ULTRASONIC AND ELECTROSURGICAL DEVICES」に記載されており、同文献は、その全体が参考により本明細書に組み込まれる。発生器800は、電力変圧器806を介して非絶縁段階804と通信する患者絶縁段階802を含んでもよい。電力変圧器806の二次巻線808は、絶縁段階802内に収容され、例えば、超音波外科用器具、RF電気外科用器具、並びに単独又は同時に送達可能な超音波及びRFエネルギーモードを含む多機能型外科用器具などの様々な外科用器具に駆動信号を送達するために駆動信号出力部810a、810b、810cを画定するためのタップ構成(例えば、センタタップ又は非センタタップ構成)を備えることができる。具体的には、駆動信号出力部810a、810cは、超音波駆動信号(例えば、420Vの二乗平均根(root-mean-square、RMS)駆動信号)を超音波外科用器具に出力してもよく、駆動信号出力部810b、810cは、電力変圧器806のセンタタップに対応する駆動信号出力部810bにより、RF電気外科用駆動信号(例えば、100VのRMS駆動信号)をRF電気外科用器具に出力してもよい。
Generator Hardware Figure 53 is a simplified block diagram of a generator 800 configured to provide, among other advantages, inductorless tuning. Additional details of generator 800 are described in U.S. Patent No. 9,060,775, filed June 23, 2015, entitled "SURGICAL GENERATOR FOR ULTRASONIC AND ELECTROSURGICAL DEVICES," which is incorporated herein by reference in its entirety. Generator 800 may include a patient-isolated stage 802 in communication with a non-isolated stage 804 via a power transformer 806. The secondary winding 808 of the power transformer 806 is housed within the isolation stage 802 and can include a tap configuration (e.g., a center-tapped or non-center-tapped configuration) to define drive signal outputs 810 a, 810 b, 810 c for delivering drive signals to various surgical instruments, such as, for example, ultrasonic surgical instruments, RF electrosurgical instruments, and multifunction surgical instruments including ultrasonic and RF energy modes that can be delivered singly or simultaneously. Specifically, drive signal outputs 810 a, 810 c may output an ultrasonic drive signal (e.g., a 420 V root-mean-square (RMS) drive signal) to an ultrasonic surgical instrument, and drive signal outputs 810 b, 810 c may output an RF electrosurgical drive signal (e.g., a 100 V RMS drive signal) to an RF electrosurgical instrument, with drive signal output 810 b corresponding to the center tap of the power transformer 806.
特定の形態では、超音波及び電気外科用の駆動信号は、別個の外科用器具に、及び/又は超音波エネルギー及び電気外科用エネルギーの両方を組織に送達する能力を有する多機能型外科用器具などの単一の外科用器具に、同時に供給されてもよい。専用の電気外科用器具及び/又は複合多機能超音波/電気外科用器具のどちらかへと提供される電気外科用信号は、治療用又は治療量以下のレベルの信号のどちらかであり、治療量以下の信号は、例えば、組織又は器具状態を監視して、発生器へとフィードバックを提供することに使用され得る、と理解されよう。例えば、超音波及びRF信号は、以下でより詳細に論じられるように、所望の出力信号を外科用器具に提供するために、単一の出力ポートを有する発生器から別個に又は同時に送達され得る。したがって、発生器は、超音波エネルギー及び電気外科用RFエネルギーを組み合わせて、複合エネルギーを多機能超音波/電気外科用器具に送達することができる。双極電極は、エンドエフェクタの一方又は両方のジョーの上に配置することができる。一方のジョーは、同時に働く、電気外科用RFエネルギーに加えて超音波エネルギーによって駆動されてもよい。超音波エネルギーが組織を切開するために用いられてもよい一方で、電気外科用RFエネルギーは、血管封止に用いられてもよい。 In certain configurations, ultrasonic and electrosurgical drive signals may be supplied simultaneously to separate surgical instruments and/or to a single surgical instrument, such as a multifunction surgical instrument capable of delivering both ultrasonic and electrosurgical energy to tissue. It will be understood that the electrosurgical signals provided to either dedicated electrosurgical instruments and/or combined multifunction ultrasonic/electrosurgical instruments may be either therapeutic or subtherapeutic signals, with the subtherapeutic signals being used, for example, to monitor tissue or instrument status and provide feedback to the generator. For example, ultrasonic and RF signals may be delivered separately or simultaneously from a generator having a single output port to provide the desired output signal to the surgical instrument, as discussed in more detail below. Thus, the generator can combine ultrasonic and electrosurgical RF energy to deliver combined energy to a multifunction ultrasonic/electrosurgical instrument. Bipolar electrodes may be positioned on one or both jaws of the end effector. One jaw may be driven by ultrasonic energy in addition to electrosurgical RF energy, operating simultaneously. Ultrasonic energy may be used to cut tissue, while electrosurgical RF energy may be used to seal vessels.
非絶縁段階804は、電力変圧器806の一次巻線814に接続された出力部を有する電力増幅器812を含むことができる。特定の形態では、電力増幅器812は、プッシュプル増幅器を含んでもよい。例えば、非絶縁段階804は、対応するアナログ信号を電力増幅器812の入力に続いて供給するデジタル-アナログ変換器(digital-to-analog converter、DAC)回路818に、デジタル出力を供給するための論理デバイス816を更に含んでもよい。特定の形態では、論理デバイス816は、例えば、他の論理回路の中でも、プログラマブルゲートアレイ(programmable gate array、PGA)、FPGA、プログラマブル論理デバイス(programmable logic device、PLD)を含んでもよい。したがって、論理デバイス816は、DAC回路818を介して電力増幅器812の入力を制御することにより、駆動信号出力部810a、810b、810cで出現する駆動信号の多くのパラメータ(例えば、周波数、波形、波形振幅)のうちのいずれかを制御することができる。特定の形態では、また以下で説明するように、論理デバイス816は、プロセッサ(例えば、以下で説明するDSP)と共に、多数のDSPベースの及び/又は他の制御アルゴリズムを実施して、発生器800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。 The non-isolated stage 804 may include a power amplifier 812 having an output connected to a primary winding 814 of a power transformer 806. In certain embodiments, the power amplifier 812 may include a push-pull amplifier. For example, the non-isolated stage 804 may further include a logic device 816 for providing a digital output to a digital-to-analog converter (DAC) circuit 818, which subsequently provides a corresponding analog signal to the input of the power amplifier 812. In certain embodiments, the logic device 816 may include, for example, a programmable gate array (PGA), an FPGA, or a programmable logic device (PLD), among other logic circuits. Thus, the logic device 816 may control any of a number of parameters (e.g., frequency, waveform, waveform amplitude) of the drive signals appearing at the drive signal outputs 810a, 810b, and 810c by controlling the input of the power amplifier 812 via the DAC circuit 818. In certain embodiments, and as described below, the logic device 816, in conjunction with a processor (e.g., a DSP, described below), may implement a number of DSP-based and/or other control algorithms to control parameters of the drive signal output by the generator 800.
電力は、スイッチモードレギュレータ820、例えば、電力変換器によって、電力増幅器812の電力レールに供給されてもよい。特定の形態では、スイッチモードレギュレータ820は、例えば、調整可能なバックレギュレータを含んでもよい。非絶縁段階804は、第1のプロセッサ822を更に含んでもよく、この第1のプロセッサは、一形態では、例えば、Analog Devices(Norwood,MA)から入手可能なAnalog Devices ADSP-21469 SHARC DSPなどのDSPプロセッサを含んでもよいが、様々な形態において、任意の好適なプロセッサが使用されてもよい。特定の形態では、DSPプロセッサ822は、電力増幅器812からDSPプロセッサ822がADC回路824を介して受信する電圧フィードバックデータに応じて、スイッチモードレギュレータ820の動作を制御してもよい。一形態では、例えば、DSPプロセッサ822は、電力増幅器812によって増幅された信号(例えば、RF信号)の波形エンベロープを、ADC回路824を介して入力として受信してもよい。次いで、DSPプロセッサ822は、電力増幅器812に供給されるレール電圧が増幅された信号の波形エンベロープを追跡するように、(例えば、PWM出力を介して)スイッチモードレギュレータ820を制御してもよい。波形エンベロープに基づいて、電力増幅器812のレール電圧を動的に変調することにより、電力増幅器812の効率は、固定レール電圧増幅器スキームに対して顕著に改善することができる。 Power may be supplied to the power rails of the power amplifier 812 by a switch-mode regulator 820, e.g., a power converter. In particular embodiments, the switch-mode regulator 820 may include, for example, an adjustable buck regulator. The non-isolated stage 804 may further include a first processor 822, which in one embodiment may include, for example, a DSP processor such as the Analog Devices ADSP-21469 SHARC DSP available from Analog Devices (Norwood, MA), although in various embodiments any suitable processor may be used. In particular embodiments, the DSP processor 822 may control the operation of the switch-mode regulator 820 in response to voltage feedback data that the DSP processor 822 receives from the power amplifier 812 via the ADC circuit 824. In one form, for example, the DSP processor 822 may receive as an input via the ADC circuitry 824 the waveform envelope of the signal (e.g., an RF signal) amplified by the power amplifier 812. The DSP processor 822 may then control the switch-mode regulator 820 (e.g., via a PWM output) so that the rail voltages supplied to the power amplifier 812 track the waveform envelope of the amplified signal. By dynamically modulating the rail voltages of the power amplifier 812 based on the waveform envelope, the efficiency of the power amplifier 812 can be significantly improved over fixed rail voltage amplifier schemes.
特定の形態では、論理デバイス816は、DSPプロセッサ822と共に、直接デジタルシンセサイザ制御スキームなどのデジタル合成回路を実装して、発生器800によって出力される駆動信号の波形形状、周波数、及び/又は振幅を制御してもよい。一形態では、例えば、論理デバイス816は、FPGA内に埋め込まれてもよいRAM LUTなどの、動的に更新されるルックアップテーブル(lookup table、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施してもよい。この制御アルゴリズムは、超音波変換器などの超音波変換器を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することができる、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が最小化又は低減されることに対応して、望ましくない共振効果が最小化又は低減されることができる。発生器800によって出力される駆動信号の波形形状が、出力駆動回路内に存在する歪みの様々な発生源(例えば、電力変圧器806、電力増幅器812)によって影響されるため、駆動信号に基づいた電圧及び電流のフィードバックデータを、DSPプロセッサ822によって実施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、これにより、動的、継続的に(例えば、リアルタイムで)、LUTに記憶された波形サンプルを好適に予め歪ませる又は修正することによって、歪みを補償する。一形態では、LUTサンプルに加えられる予歪みの量又は程度は、計算された動作分岐電流と所望の電流波形との間の誤差に基づいてもよく、誤差は、サンプル毎に決定される。このようにして、予め歪ませたLUTサンプルは、駆動回路を通じて処理される場合、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。そのような形態では、LUT波形サンプルは、したがって、駆動信号の所望の波形を表すのではなく、歪み効果を考慮した際の、動作分岐駆動信号の所望の波形を最終的に生成するために必要な波形を表す。 In certain embodiments, the logic device 816, in conjunction with the DSP processor 822, may implement digital synthesis circuitry, such as a direct digital synthesizer control scheme, to control the waveform shape, frequency, and/or amplitude of the drive signal output by the generator 800. In one embodiment, for example, the logic device 816 may implement a DDS control algorithm by recalling waveform samples stored in a dynamically updated lookup table (LUT), such as a RAM LUT that may be embedded in an FPGA. This control algorithm is particularly useful in ultrasound applications, where an ultrasonic transducer, such as an ultrasonic transducer, can be driven by a well-defined sinusoidal current at its resonant frequency. Because other frequencies may excite parasitic resonances, undesirable resonance effects can be minimized or reduced, corresponding to minimizing or reducing the overall distortion of the operating branch current. Because the waveform shape of the drive signal output by generator 800 is affected by various sources of distortion present within the output drive circuitry (e.g., power transformer 806, power amplifier 812), voltage and current feedback data based on the drive signal can be input to an algorithm, such as an error control algorithm implemented by DSP processor 822, to dynamically and continuously (e.g., in real time) compensate for the distortion by suitably pre-distorting or modifying the waveform samples stored in the LUT. In one form, the amount or degree of pre-distortion applied to the LUT samples may be based on the error between the calculated motional branch current and the desired current waveform, the error being determined on a sample-by-sample basis. In this manner, the pre-distorted LUT samples, when processed through the drive circuitry, may yield a motional branch drive signal having a desired waveform shape (e.g., a sinusoidal wave) for optimally driving the ultrasonic transducer. In such a form, the LUT waveform samples therefore do not represent the desired waveform of the drive signal, but rather represent the waveform required to ultimately produce the desired motional branch drive signal waveform when considering distortion effects.
非絶縁段階804は、発生器800によって出力される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、各絶縁変圧器830、832を介して電力変圧器806の出力部に連結された第1ADC回路826及び第2ADC回路828を更に備えてもよい。特定の形態では、ADC回路826、828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、80メガサンプル/秒(mega samples per second、MSPS))でサンプリングするように構成することができる。一形態では、例えば、ADC回路826、828のサンプリング速度は、駆動信号のおよそ200x(周波数による)のオーバーサンプリングを可能にしてもよい。特定の形態では、ADC回路826、828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回路によって実施されてもよい。発生器800の形態での高速サンプリングの使用は、とりわけ、動作ブランチを通って流れる複素電流の計算(これは、上述のDDSベースの波形形状制御を実施するために、特定の形態で使用されてもよい)、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、及び高精度での実電力消費の計算を可能にすることができる。ADC回路826、828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、論理デバイス816によって受信して処理することができ(例えば、先着順処理方式(first-in-first-out、FIFO)バッファ、マルチプレクサ)、例えば、DSPプロセッサ822による以後の読み出しのために、データメモリに格納されてもよい。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、アルゴリズムへの入力として使用され得る。特定の形態では、これは、電圧及び電流のフィードバックデータ対が得られる場合に、論理デバイス816によって出力された対応するLUTサンプルに基づき、又は別の方法でこれに関連して、記憶された各電圧及び電流のフィードバックデータ対がインデックス付けされることを必要とし得る。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。 The non-isolated stage 804 may further include a first ADC circuit 826 and a second ADC circuit 828 coupled to the output of the power transformer 806 via respective isolation transformers 830 and 832 for sampling the voltage and current, respectively, of the drive signal output by the generator 800. In certain embodiments, the ADC circuits 826 and 828 may be configured to sample at a high speed (e.g., 80 mega samples per second (MSPS)) to enable oversampling of the drive signal. In one embodiment, for example, the sampling rate of the ADC circuits 826 and 828 may enable approximately 200x (depending on frequency) oversampling of the drive signal. In certain embodiments, the sampling operation of the ADC circuits 826 and 828 may be performed by a single ADC circuit that receives the input voltage and current signals via a bidirectional multiplexer. The use of high-speed sampling in configurations of generator 800 can enable, among other things, calculation of complex currents flowing through the motional branch (which may be used in certain configurations to implement the DDS-based waveform shape control described above), accurate digital filtering of the sampled signals, and calculation of actual power consumption with high precision. The voltage and current feedback data output by ADC circuits 826, 828 can be received and processed (e.g., first-in-first-out (FIFO) buffers, multiplexers) by logic device 816 and may be stored in data memory for subsequent retrieval, for example, by DSP processor 822. As noted above, the voltage and current feedback data can be used as input to algorithms to pre-distort or modify LUT waveform samples on a dynamic and ongoing basis. In certain configurations, this may require that each stored voltage and current feedback data pair be indexed based on or otherwise relative to the corresponding LUT sample output by logic device 816 when the voltage and current feedback data pair is obtained. Synchronizing the LUT samples with the voltage and current feedback data in this manner contributes to the precise timing and stability of the predistortion algorithm.
特定の形態では、電圧及び電流の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されてもよい。例えば、一形態では、電圧及び電流のフィードバックデータは、インピーダンス相を決定するために使用されてもよい。駆動信号の周波数はその後、判定されたインピーダンス相とインピーダンス相設定点(例えば、0°)との間の差を最小化又は低減するように制御されてもよく、したがって高調波歪みの効果を最小化又は低減し、これに対応してインピーダンス相測定正確性を向上させる。相インピーダンス及び周波数制御信号の判定は、例えば、DSPプロセッサ822に実装されてもよく、周波数制御信号は、論理デバイス816によって実装されるDDS制御アルゴリズムへの入力として供給される。 In certain embodiments, the voltage and current feedback data may be used to control the frequency and/or amplitude (e.g., current amplitude) of the drive signal. For example, in one embodiment, the voltage and current feedback data may be used to determine the impedance phase. The frequency of the drive signal may then be controlled to minimize or reduce the difference between the determined impedance phase and the impedance phase setpoint (e.g., 0°), thus minimizing or reducing the effects of harmonic distortion and correspondingly improving impedance phase measurement accuracy. The determination of the phase impedance and frequency control signal may be implemented, for example, in the DSP processor 822, with the frequency control signal provided as an input to a DDS control algorithm implemented by the logic device 816.
別の形態では、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点で維持するために監視されてもよい。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。特定の形態では、電流振幅の制御は、例えば、DSPプロセッサ822内の比例-積分-微分(proportional-integral-derivative、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施されてもよい。駆動信号の電流振幅を好適に制御するために、制御アルゴリズムにより制御される変数としては、例えば、論理デバイス816に格納されるLUT波形サンプルのスケーリング、及び/又はDAC回路834を介したDAC回路818(これは電力増幅器812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。 In another embodiment, for example, current feedback data may be monitored to maintain the current amplitude of the drive signal at a current amplitude set point. The current amplitude set point may be specified directly or may be indirectly determined based on specified voltage amplitude and power set points. In a particular embodiment, control of the current amplitude may be performed by a control algorithm, such as, for example, a proportional-integral-derivative (PID) control algorithm in the DSP processor 822. To suitably control the current amplitude of the drive signal, variables controlled by the control algorithm may include, for example, the scaling of the LUT waveform samples stored in the logic device 816 and/or the full-scale output voltage of the DAC circuit 818 (which provides an input to the power amplifier 812) via the DAC circuit 834.
非絶縁段階804は、とりわけユーザインターフェース(user interface、UI)機能を提供するために、第2のプロセッサ836を更に含んでもよい。一形態では、UIプロセッサ836は、例えば、Atmel Corporation(San Jose,California)から入手可能な、ARM 926EJ-Sコアを有するAtmel AT91SAM9263プロセッサを含んでもよい。UIプロセッサ836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、USBインターフェースを介して)、フットスイッチとの通信、入力装置(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(例えば、スピーカ)との通信を挙げることができる。UIプロセッサ836は、DSPプロセッサ822及び論理デバイス816と(例えば、SPIバスを介して)通信することができる。UIプロセッサ836は、UI機能を主にサポートしてもよいが、特定の形態では、また、DSPプロセッサ822と協調して、危険の緩和を実施してもよい。例えば、UIプロセッサ836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、フットスイッチ入力、温度センサ入力)の様々な様相を監視するようにプログラミングされてもよく、かつ誤った状態が検出されると、発生器800の駆動出力を無効化してもよい。 The non-isolated stage 804 may further include a second processor 836 to provide, among other things, user interface (UI) functionality. In one form, the UI processor 836 may include, for example, an Atmel AT91SAM9263 processor with an ARM 926EJ-S core, available from Atmel Corporation (San Jose, California). Examples of UI functionality supported by the UI processor 836 may include audible and visual user feedback, communication with peripheral devices (e.g., via a USB interface), communication with a foot switch, communication with an input device (e.g., a touchscreen display), and communication with an output device (e.g., a speaker). The UI processor 836 may communicate with the DSP processor 822 and the logic device 816 (e.g., via an SPI bus). The UI processor 836 may primarily support UI functions, but in certain configurations may also perform hazard mitigation in cooperation with the DSP processor 822. For example, the UI processor 836 may be programmed to monitor various aspects of user input and/or other input (e.g., touchscreen input, footswitch input, temperature sensor input) and may disable the drive output of the generator 800 if an erroneous condition is detected.
特定の形態では、DSPプロセッサ822及びUIプロセッサ836の両方は、例えば、発生器800の動作状態を判定し、監視してもよい。DSPプロセッサ822に関して、発生器800の動作状態は、例えば、どの制御及び/又は診断プロセスがDSPプロセッサ822によって実施されるかを表してもよい。UIプロセッサ836に関して、発生器800の動作状態は、例えば、UI(例えば、ディスプレイスクリーン、音)のどの要素がユーザに提示されるかを表してもよい。DSPプロセッサ822及びUIプロセッサ836はそれぞれ、発生器800の現在の動作状態を別個に維持し、現在の動作状態からの可能な遷移を、認識し評価してもよい。DSPプロセッサ822は、この関係におけるマスタとして機能し、動作状態間の遷移が生じるときを判定してもよい。UIプロセッサ836は、動作状態間の有効な遷移を認識してもよく、また特定の遷移が適切であるかを確認してもよい。例えば、DSPプロセッサ822が、UIプロセッサ836に特定の状態へと遷移するように命令すると、UIプロセッサ836は、要求される遷移が有効であることを検証してもよい。要求される状態間の遷移がUIプロセッサ836によって無効であると判定された場合、UIプロセッサ836は、発生器800を故障モードにしてもよい。 In certain embodiments, both the DSP processor 822 and the UI processor 836 may, for example, determine and monitor the operating state of the generator 800. With respect to the DSP processor 822, the operating state of the generator 800 may represent, for example, which control and/or diagnostic processes are being performed by the DSP processor 822. With respect to the UI processor 836, the operating state of the generator 800 may represent, for example, which elements of the UI (e.g., display screen, sound) are being presented to the user. The DSP processor 822 and the UI processor 836 may each separately maintain the current operating state of the generator 800 and recognize and evaluate possible transitions from the current operating state. The DSP processor 822 may act as a master in this relationship and determine when transitions between operating states occur. The UI processor 836 may recognize valid transitions between operating states and may verify whether a particular transition is appropriate. For example, when the DSP processor 822 commands the UI processor 836 to transition to a particular state, the UI processor 836 may verify that the requested transition is valid. If the requested transition between states is determined to be invalid by the UI processor 836, the UI processor 836 may place the generator 800 in a failure mode.
非絶縁段階804は、入力装置を監視するためのコントローラ838(例えば、発生器800をオン及びオフするために使用される静電容量式タッチセンサ、静電容量式タッチスクリーン)を更に含むことができる。特定の形態では、コントローラ838は、少なくとも1つのプロセッサ、及び/又はUIプロセッサ836と通信する他のコントローラデバイスを含んでもよい。一形態では、例えば、コントローラ838は、1つ以上の静電容量式タッチセンサを介して提供されるユーザ入力を監視するように構成されたプロセッサ(例えば、Atmelから入手可能なMeg168 8ビットコントローラ)を含むことができる。一形態では、コントローラ838は、静電容量式タッチスクリーンからのタッチデータの取得を制御及び管理するための、タッチスクリーンコントローラ(例えば、Atmelから入手可能なQT5480タッチスクリーンコントローラ)を含むことができる。 The non-isolated stage 804 may further include a controller 838 for monitoring input devices (e.g., capacitive touch sensors used to turn the generator 800 on and off, capacitive touch screen). In certain embodiments, the controller 838 may include at least one processor and/or other controller device in communication with the UI processor 836. In one embodiment, for example, the controller 838 may include a processor (e.g., a Meg168 8-bit controller available from Atmel) configured to monitor user input provided via one or more capacitive touch sensors. In one embodiment, the controller 838 may include a touch screen controller (e.g., a QT5480 touch screen controller available from Atmel) for controlling and managing the acquisition of touch data from the capacitive touch screen.
特定の形態では、発生器800が「電源オフ」状態にあるとき、コントローラ838は、(例えば、後述の電源854などの、発生器800の電源からのラインを介して)動作電力を受信し続けてもよい。このようにして、コントローラ838は、発生器800をオン及びオフするための入力装置(例えば、発生器800の前側パネルに配置された静電容量式タッチセンサ)を監視し続けることができる。発生器800が電源オフ状態にあるとき、コントローラ838は、ユーザによる「オン/オフ」入力装置の起動が検出された場合、電源を起動することができる(例えば、電源854の1つ以上のDC/DC電圧変換器856の動作を有効化する)。その結果、コントローラ838は、発生器800を「電源オン」状態に遷移させるためのシーケンスを開始することができる。逆に、発生器800が電源オン状態にあるときに「オン/オフ」入力装置の起動が検出された場合、コントローラ838は、発生器800を電源オフ状態に遷移させるためのシーケンスを開始することができる。特定の形態では、例えば、コントローラ838は、「オン/オフ」入力装置の起動をUIプロセッサ836に報告することができ、その結果、発生器800を電力オフ状態へ遷移させるために必要なプロセスシーケンスを実施する。そのような形態では、コントローラ838は、発生器800の電源オン状態が確立された後に、発生器800から電力を排除するための別個の能力を有しないことがある。 In certain configurations, when the generator 800 is in the "power off" state, the controller 838 may continue to receive operating power (e.g., via a line from a power source of the generator 800, such as the power source 854 described below). In this manner, the controller 838 may continue to monitor an input device (e.g., a capacitive touch sensor located on the front panel of the generator 800) for turning the generator 800 on and off. When the generator 800 is in the power off state, the controller 838 may activate a power source (e.g., enable operation of one or more DC-DC voltage converters 856 of the power source 854) if activation of the "on/off" input device by a user is detected. As a result, the controller 838 may initiate a sequence to transition the generator 800 to the "power on" state. Conversely, if activation of the "on/off" input device is detected while the generator 800 is in the power on state, the controller 838 may initiate a sequence to transition the generator 800 to the power off state. In certain embodiments, for example, the controller 838 may report activation of an "on/off" input device to the UI processor 836, which then performs the process sequence necessary to transition the generator 800 to a power-off state. In such embodiments, the controller 838 may not have a separate capability to remove power from the generator 800 after the generator 800's power-on state has been established.
特定の形態では、コントローラ838は、ユーザに電源オン又は電源オフシーケンスが開始されたことを警告するために、発生器800に可聴又は他の感覚的フィードバックを提供させてもよい。そのような警告は、電源オン又は電源オフシーケンスの開始時、及びシーケンスと関連する他のプロセスの開始前に提供されてもよい。 In certain forms, the controller 838 may cause the generator 800 to provide audible or other sensory feedback to alert the user that a power-on or power-off sequence has begun. Such an alert may be provided at the start of the power-on or power-off sequence and prior to the start of other processes associated with the sequence.
特定の形態では、絶縁段階802は、例えば、外科用器具の制御回路(例えば、ハンドピーススイッチを含む制御回路)と、例えば、論理デバイス816、DSPプロセッサ822、及び/又はUIプロセッサ836などの非絶縁段階804の構成要素との間の、通信インターフェースを提供するために、器具インターフェース回路840を含んでもよい。器具インターフェース回路840は、例えば、IRベースの通信リンクなどの、絶縁段階802と非絶縁段階804との間の好適な程度の電気的絶縁を維持する通信リンクを介して、非絶縁段階804の構成要素と情報を交換することができる。例えば、非絶縁段階804から駆動される絶縁変圧器によって電力供給される低ドロップアウト電圧レギュレータを使用して、器具インターフェース回路840に電力を供給することができる。 In certain forms, the isolated stage 802 may include an instrument interface circuit 840 to provide a communications interface between, for example, the surgical instrument's control circuitry (e.g., control circuitry including the handpiece switches) and components of the non-isolated stage 804, such as, for example, the logic device 816, the DSP processor 822, and/or the UI processor 836. The instrument interface circuit 840 may exchange information with the components of the non-isolated stage 804 via a communications link that maintains a suitable degree of electrical isolation between the isolated stage 802 and the non-isolated stage 804, such as, for example, an IR-based communications link. For example, the instrument interface circuit 840 may be powered using a low-dropout voltage regulator powered by an isolation transformer driven from the non-isolated stage 804.
一形態では、器具インターフェース回路840は、信号調整回路844と通信している論理回路842(例えば、論理回路、プログラマブル論理回路、PGA、FPGA、PLD)を含むことができる。信号調整回路844は、同一の周波数を有する双極呼掛け信号を生成するために、論理回路842から周期信号(例えば、2kHz方形波)を受信するように構成することができる。呼掛け信号は、例えば、差動増幅器によって供給される双極電流源を使用して発生させることができる。呼掛け信号は、(例えば、発生器800を外科用器具に接続するケーブル内の導電ペアを使用することによって)外科用器具制御回路に通信され、制御回路の状態又は構成を判定するために監視されてもよい。制御回路は、多数のスイッチ、抵抗器、及び/又はダイオードを含んでもよく、制御回路の状態又は構成が1つ以上の特性に基づいて個別に識別可能であるように、呼掛け信号の1つ以上の特性(例えば、振幅、整流)を修正してもよい。一形態では、例えば、信号調整回路844は、呼掛け信号が通過する経路から生じる制御回路の入力にわたって出現する電圧信号のサンプルを生成するための、ADC回路を含むことができる。論理回路842(又は、非絶縁段階804の構成要素)は、次いで、ADC回路サンプルに基づいて、制御回路の状態又は構成を判定することができる。 In one form, the instrument interface circuit 840 may include a logic circuit 842 (e.g., logic circuit, programmable logic circuit, PGA, FPGA, PLD) in communication with a signal conditioning circuit 844. The signal conditioning circuit 844 may be configured to receive a periodic signal (e.g., a 2 kHz square wave) from the logic circuit 842 to generate a bipolar interrogation signal having the same frequency. The interrogation signal may be generated using, for example, a bipolar current source fed by a differential amplifier. The interrogation signal may be communicated to a surgical instrument control circuit (e.g., by using a conductor pair in a cable connecting the generator 800 to the surgical instrument) and monitored to determine the state or configuration of the control circuit. The control circuit may include multiple switches, resistors, and/or diodes and may modify one or more characteristics of the interrogation signal (e.g., amplitude, rectification) such that the state or configuration of the control circuit is individually identifiable based on the one or more characteristics. In one form, for example, the signal conditioning circuitry 844 may include an ADC circuit for generating samples of the voltage signal appearing across the input of the control circuit resulting from the path traversed by the interrogation signal. The logic circuitry 842 (or components of the non-isolated stage 804) may then determine the state or configuration of the control circuit based on the ADC circuit samples.
一形態では、器具インターフェース回路840は、第1のデータ回路インターフェース846を含んで、論理回路842(又は器具インターフェース回路840のその他の要素)と、外科用器具内に配置される又は別の方法で関連付けられた第1のデータ回路と、の間の情報交換を可能にしてもよい。特定の形態では、例えば、第1のデータ回路は、発生器800を有する特定の外科用器具タイプ又はモデルとインターフェース接続させるために、外科用器具ハンドピースに一体的に取り付けられたケーブル内、又はアダプタ内に配置されてもよい。第1のデータ回路は、任意の好適な方法で実装されてもよく、例えば、第1のデータ回路に関して本明細書に記載されたものを含む任意の好適なプロトコルに従って、発生器と通信してもよい。特定の形態では、第1のデータ回路は、EEPROMデバイスなどの、不揮発性記憶デバイスを含み得る。特定の形態では、第1のデータ回路インターフェース846は、論理回路842とは別個に実装されてもよく、好適な回路(例えば、別個の論理デバイス、プロセッサ)を含み、論理回路842と第1のデータ回路との間の通信を可能にしてもよい。その他の形態では、第1のデータ回路インターフェース846は、論理回路842と一体であってもよい。 In one form, the instrument interface circuit 840 may include a first data circuit interface 846 to enable the exchange of information between the logic circuit 842 (or other elements of the instrument interface circuit 840) and a first data circuit disposed within or otherwise associated with the surgical instrument. In certain forms, for example, the first data circuit may be disposed within a cable or adapter integrally attached to a surgical instrument handpiece for interfacing with a particular surgical instrument type or model with the generator 800. The first data circuit may be implemented in any suitable manner and may communicate with the generator according to any suitable protocol, including, for example, those described herein with respect to the first data circuit. In certain forms, the first data circuit may include a non-volatile storage device, such as an EEPROM device. In certain forms, the first data circuit interface 846 may be implemented separately from the logic circuit 842 and may include suitable circuitry (e.g., a separate logic device, processor) to enable communication between the logic circuit 842 and the first data circuit. Alternatively, the first data circuit interface 846 may be integral with the logic circuit 842.
特定の形態では、第1のデータ回路は、第1のデータ回路が関連している特定の外科用器具に関する情報を記憶してもよい。そのような情報は、例えば、モデル番号、シリアル番号、外科用器具が使用された動作数、及び/又は任意の他のタイプの情報を含むことができる。この情報は、器具インターフェース回路840によって(例えば、論理回路842によって)読み出され、出力装置を介したユーザへの提示のため、及び/又は発生器800の機能若しくは動作の制御のために、非絶縁段階804の構成要素(例えば、論理デバイス816、DSPプロセッサ822、及び/又はUIプロセッサ836)に伝達されてもよい。加えて、任意の種類の情報が、第1のデータ回路インターフェース846を介して内部に記憶させるために、(例えば、論理回路842を使用して)第1のデータ回路に通信されてもよい。そのような情報は、例えば、外科用器具が使用された最新の手術数並びに/又はその使用の日付及び/若しくは時間を含んでもよい。 In certain configurations, the first data circuit may store information regarding the particular surgical instrument with which the first data circuit is associated. Such information may include, for example, a model number, a serial number, the number of operations the surgical instrument has been used in, and/or any other type of information. This information may be read by the instrument interface circuit 840 (e.g., by the logic circuit 842) and communicated to components of the non-isolated stage 804 (e.g., the logic device 816, the DSP processor 822, and/or the UI processor 836) for presentation to a user via an output device and/or for control of the function or operation of the generator 800. Additionally, any type of information may be communicated to the first data circuit (e.g., using the logic circuit 842) via the first data circuit interface 846 for internal storage. Such information may include, for example, the most recent number of operations the surgical instrument has been used in and/or the date and/or time of its use.
上記のように、外科用器具は、器具の互換性及び/又は廃棄性を促進するために、ハンドピースから取り外し可能であってもよい(例えば、多機能型外科用器具は、ハンドピースから取り外し可能であってもよい)。そのような場合、従来の発生器は、使用されている特定の器具構成を認識し、これに対応して制御及び診断プロセスを最適化する能力が制限されている場合がある。しかし、この問題に対処するために、外科用器具に読み取り可能なデータ回路を追加することは、適合性の観点から問題がある。例えば、必要なデータ読み取り機能性を欠く発生器との後方互換性を保つように外科用器具を設計することは、例えば、異なる信号スキーム、設計複雑性及び費用のために、実用的でない場合がある。本明細書で論じられる器具の形態は、既存の外科用器具に実装されてもよいデータ回路を経済的に使用し、外科用器具と最新の発生器プラットフォームとの適合性を維持するための設計変更を最小限にすることによってこれらの懸念に対処する。 As noted above, surgical instruments may be detachable from the handpiece to facilitate instrument interchangeability and/or disposability (e.g., multi-function surgical instruments may be detachable from the handpiece). In such cases, conventional generators may be limited in their ability to recognize the particular instrument configuration being used and correspondingly optimize their control and diagnostic processes. However, adding readable data circuitry to the surgical instrument to address this issue presents compatibility challenges. For example, designing a surgical instrument to be backward compatible with generators lacking the necessary data read functionality may be impractical due to, for example, different signaling schemes, design complexity, and expense. The instrument configurations discussed herein address these concerns by economically using data circuitry that may be implemented in existing surgical instruments and minimizing design changes to maintain compatibility of the surgical instrument with modern generator platforms.
加えて、発生器800の形態は、器具ベースのデータ回路との通信を可能にしてもよい。例えば、発生器800は、器具(例えば、多機能型外科用器具)内に収容される第2のデータ回路と通信するように構成することができる。いくつかの形態では、第2のデータ回路は、本明細書に記載される第1のデータ回路のものと類似した多くのものに実装されてもよい。器具インターフェース回路840は、この通信を可能にする第2のデータ回路インターフェース848を含むことができる。一形態では、第2のデータ回路インターフェース848は、トライステートデジタルインターフェースを含んでもよいが、他のインターフェースも使用されてもよい。特定の形態では、第2のデータ回路は、一般にデータを送信及び/又は受信するための任意の回路であってもよい。一形態では、例えば、第2のデータ回路は、第2のデータ回路が関連付けられた特定の外科用器具に関する情報を記憶してもよい。そのような情報は、例えば、モデル番号、シリアル番号、外科用器具が使用された動作数、及び/又は任意の他のタイプの情報を含むことができる。 Additionally, configurations of the generator 800 may enable communication with instrument-based data circuitry. For example, the generator 800 may be configured to communicate with a second data circuit housed within an instrument (e.g., a multifunction surgical instrument). In some configurations, the second data circuit may be implemented in many similar ways to the first data circuit described herein. The instrument interface circuit 840 may include a second data circuit interface 848 that enables this communication. In one configuration, the second data circuit interface 848 may include a tri-state digital interface, although other interfaces may also be used. In certain configurations, the second data circuit may generally be any circuitry for transmitting and/or receiving data. In one configuration, for example, the second data circuit may store information regarding the particular surgical instrument with which the second data circuit is associated. Such information may include, for example, the model number, serial number, the number of operations the surgical instrument has been used in, and/or any other type of information.
いくつかの形態では、第2のデータ回路は、関連する超音波変換器、エンドエフェクタ、又は超音波駆動システムの電気的及び/又は超音波的特性に関する情報を記憶してもよい。例えば、第1のデータ回路は、本明細書に記載されたように、バーンイン周波数スロープを示してもよい。加えて、又は代わりに、第2のデータ回路インターフェース848を介して内部に記憶させるために、第2のデータ回路に任意の種類の情報を通信してもよい(例えば、論理回路842を使用して)。そのような情報は例えば、器具が使用された最新の動作数、並びに/又は、その使用の日付及び/若しくは時間を含んでもよい。特定の形態では、第2のデータ回路は、1つ以上のセンサ(例えば、器具ベースの温度センサ)によって取得されたデータを送信してもよい。特定の形態では、第2のデータ回路は、発生器800からデータを受信し、受信したデータに基づいてユーザにインジケーション(例えば、発光ダイオードのインジケーション又はその他の可視インジケーション)を提供してもよい。 In some embodiments, the second data circuit may store information regarding the electrical and/or ultrasonic characteristics of the associated ultrasonic transducer, end effector, or ultrasonic drive system. For example, the first data circuit may indicate a burn-in frequency slope, as described herein. Additionally or alternatively, any type of information may be communicated (e.g., using logic circuit 842) to the second data circuit for internal storage via second data circuit interface 848. Such information may include, for example, the most recent number of operations the instrument was used for and/or the date and/or time of that use. In certain embodiments, the second data circuit may transmit data obtained by one or more sensors (e.g., instrument-based temperature sensors). In certain embodiments, the second data circuit may receive data from the generator 800 and provide an indication (e.g., a light-emitting diode indication or other visual indication) to the user based on the received data.
特定の形態では、第2のデータ回路及び第2のデータ回路インターフェース848は、論理回路842と第2のデータ回路との間の通信を、この目的のための追加的な導体(例えば、ハンドピースを発生器800に接続するケーブルの専用導体)の提供を必要とせずにもたらすことができるように、構成することができる。一形態では、例えば、使用される導体のうちの1つが、信号調整回路844からハンドピース内の制御回路へ呼掛け信号を送信するなど、既存のケーブル配線上に実装されたワンワイヤバス通信方式を使用して、第2のデータ回路との間で情報を通信することができる。このようにして、元来必要とされる場合がある外科用器具への設計変更又は修正は、最小化されるか又は低減される。更に、一般的な物理的チャネル上で実施される異なる種類の通信を周波数帯域分離することができるため、第2のデータ回路の存在は、必要なデータ読み取り機能を有しない発生器にとって「不可視」であり、したがって、外科用器具の後方互換性を可能にする。 In certain embodiments, the second data circuit and second data circuit interface 848 can be configured to allow communication between the logic circuit 842 and the second data circuit without the need to provide additional conductors for this purpose (e.g., dedicated conductors in the cable connecting the handpiece to the generator 800). In one embodiment, information can be communicated to and from the second data circuit using a one-wire bus communication scheme implemented on existing cable wiring, for example, with one of the conductors used transmitting an interrogation signal from the signal conditioning circuit 844 to the control circuitry in the handpiece. In this manner, design changes or modifications to the surgical instrument that might otherwise be required are minimized or reduced. Furthermore, because different types of communications conducted on a common physical channel can be frequency-band separated, the presence of the second data circuit is "invisible" to generators that do not have the necessary data reading capabilities, thus enabling backward compatibility of the surgical instrument.
特定の形態では、絶縁段階802は、直流電流が患者を通るのを防ぐために、駆動信号出力部810bに接続された、少なくとも1つのブロッキングコンデンサ850-1を含んでもよい。単一のブロッキングコンデンサは、例えば、医学的規制又は基準に準拠することが必要とされる場合がある。単一コンデンサ設計における故障は比較的稀であるが、それでもなおそのような故障は否定的な結果をもたらす恐れがある。一形態では、第2のブロッキングコンデンサ850-2は、ブロッキングコンデンサ850-1と直列で提供されてもよく、ブロッキングコンデンサ850-1と850-2との間の点からの電流漏洩が、例えば、漏れ電流により誘発される電圧をサンプリングするために、ADC回路852によって監視される。サンプルは、例えば、論理回路842によって受信されてもよい。(電圧サンプルによって示されるような)漏れ電流の変化に基づいて、発生器800は、ブロッキングコンデンサ850-1、850-2のうちの少なくとも1つが故障したときを判定して、したがって、単一の故障点を有する単一コンデンサ設計に勝る利点を提供することができる。 In certain embodiments, the isolation stage 802 may include at least one blocking capacitor 850-1 connected to the drive signal output 810b to prevent direct current from passing through the patient. A single blocking capacitor may be required, for example, to comply with medical regulations or standards. While failure in a single-capacitor design is relatively rare, such failure may nonetheless have negative consequences. In one embodiment, a second blocking capacitor 850-2 may be provided in series with the blocking capacitor 850-1, and current leakage from a point between the blocking capacitors 850-1 and 850-2 is monitored, for example, by an ADC circuit 852 to sample the voltage induced by the leakage current. The samples may be received, for example, by the logic circuit 842. Based on the change in leakage current (as indicated by the voltage sample), the generator 800 can determine when at least one of the blocking capacitors 850-1, 850-2 has failed, thus providing an advantage over single-capacitor designs with a single point of failure.
特定の形態では、非絶縁段階804は、好適な電圧及び電流でDC電力を送達するための電源854を含むことができる。電源は、例えば、48VDCシステム電圧を送達するための、400W電源を含み得る。電源854は、電源の出力を受信して発生器800の様々な構成要素によって必要とされる電圧及び電流でDC出力を生成するための1つ以上のDC/DC電圧変換器856を更に備えることができる。コントローラ838と関連して上述したように、DC/DC電圧変換器856のうちの1つ以上は、ユーザによる「オン/オフ」入力装置の起動がコントローラ838によって検出されたときにコントローラ838から入力を受信し、DC/DC電圧変換器856の動作を可能にする又はそれを起動させることができる。 In certain embodiments, the non-isolated stage 804 may include a power supply 854 for delivering DC power at a suitable voltage and current. The power supply may include, for example, a 400 W power supply for delivering a 48 VDC system voltage. The power supply 854 may further include one or more DC/DC voltage converters 856 for receiving the output of the power supply and generating a DC output at the voltage and current required by the various components of the generator 800. As described above in connection with the controller 838, one or more of the DC/DC voltage converters 856 may receive input from the controller 838 to enable or activate operation of the DC/DC voltage converter 856 when activation of an "on/off" input device by a user is detected by the controller 838.
図54は、発生器800(図53)の一形態である発生器900の例を示す。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。 Figure 54 shows an example of generator 900, which is a form of generator 800 (Figure 53). Generator 900 is configured to deliver multiple energy modalities to a surgical instrument. Generator 900 provides RF and ultrasonic signals, either alone or simultaneously, for delivering energy to the surgical instrument. RF and ultrasonic signals may be provided alone or in combination, or simultaneously. As described above, at least one generator output can deliver multiple energy modalities (e.g., ultrasound, bipolar or monopolar RF, irreversible and/or reversible electroporation, and/or microwave energy, among others) through a single port, and these signals can be delivered individually or simultaneously to an end effector to treat tissue.
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、調節され増幅された出力は、電力変圧器908に連結されている。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ている。第1のエネルギーモダリティの第1の信号は、ENERGY1及びRETURNとラベルされた端子間の外科用器具に提供される。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、ENERGY2及びRETURNとラベルされた端子間の外科用器具に提供される。3つ以上の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表示するために使用することができ、このnは、2以上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。 The generator 900 includes a processor 902 coupled to a waveform generator 904. The processor 902 and waveform generator 904 are configured to generate various signal waveforms based on information stored in a memory (not shown for clarity of disclosure) coupled to the processor 902. Digital information related to the waveforms is provided to the waveform generator 904, which includes one or more DAC circuits for converting the digital input to an analog output. The analog output is supplied to an amplifier 1106 for signal conditioning and amplification. The conditioned and amplified output of the amplifier 906 is coupled to a power transformer 908. The signal is coupled across the power transformer 908 to a secondary on the patient-isolated side. A first signal of a first energy modality is provided to the surgical instrument between terminals labeled ENERGY1 and RETURN. A second signal of the second energy modality is coupled across capacitor 910 and provided to the surgical instrument between terminals labeled ENERGY2 and RETURN. It will be understood that more than two energy modalities may be output, and thus the subscript "n" may be used to indicate that up to n ENERGYn terminals may be provided, where n is a positive integer greater than or equal to 2. It will also be understood that up to "n" return paths (RETURNn) may be provided without departing from the scope of this disclosure.
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は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)における絶縁変圧器916、928、922の出力は、1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を介して提供される。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。 A first voltage sense circuit 912 is coupled across the terminals labeled ENERGY1 and RETURN PATH and measures the output voltage therebetween. A second voltage sense circuit 924 is coupled across the terminals labeled ENERGY2 and RETURN PATH and measures the output voltage therebetween. A current sense circuit 914 is disposed in series with the RETURN section of the secondary side of the illustrated power transformer 908 to measure the output current of either energy modality. If different return paths are provided for each energy modality, a separate current sense circuit must be provided in each return section. The outputs of the first voltage sense circuit 912 and the second voltage sense circuit 924 are provided to corresponding isolation transformers 916, 922, and the output of the current sense circuit 914 is provided to another isolation transformer 918. The outputs of isolation transformers 916, 928, 922 on the primary side (non-patient-isolated side) of power transformer 908 are provided to one or more ADC circuits 926. The digitized output of ADC circuit 926 is provided to processor 902 for further processing and calculations. Output voltage and output current feedback information can be used to adjust the output voltage and current provided to the surgical instrument and to calculate output impedance, among other parameters. Input/output communication between processor 902 and the patient-isolated circuitry is provided via interface circuit 920. Sensors may also be in electrical communication with processor 902 via interface circuit 920.
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により判定されてもよい。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54に例示された例は、単一の戻り経路RETURNが2つ以上のエネルギーモダリティに提供されてもよいことを示しているが、他の態様では、複数の戻り経路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、組織のインピーダンスは、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。 In one aspect, impedance may be determined by the processor 902 by dividing the output of either the first voltage sensing circuit 912 coupled across the terminals labeled ENERGY1/RETURN or the second voltage sensing circuit 924 coupled across the terminals labeled ENERGY2/RETURN by the output of a current sensing circuit 914 disposed in series with the RETURN section of the secondary side of the power transformer 908. The outputs of the first voltage sensing circuit 912 and the second voltage sensing circuit 924 are provided to separate isolation transformers 916, 922, and the output of the current sensing circuit 914 is provided to another isolation transformer 916. Digitized voltage and current sense measurements from the ADC circuit 926 are provided to the processor 902 to calculate the impedance. By way of example, the first energy modality ENERGY1 may be ultrasound energy and the second energy modality ENERGY2 may be RF energy. Nevertheless, in addition to ultrasound energy modalities and bipolar or monopolar RF energy modalities, other energy modalities include irreversible and/or reversible electroporation and/or microwave energy, among others. Also, while the example illustrated in FIG. 54 shows that a single return path RETURN may be provided to two or more energy modalities, in other aspects, multiple return paths RETURNn may be provided to each energy modality ENERGYn. Thus, as described herein, the impedance of the ultrasound transducer may be measured by dividing the output of the first voltage sensing circuit 912 by the current sensing circuit 914, and the impedance of the tissue may be measured by dividing the output of the second voltage sensing circuit 924 by the current sensing circuit 914.
図54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用いて、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の出力部への接続部は、好ましくは、図54に示したENERGY1とラベルされた出力部とRETURNとラベルされた出力部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とラベルされた出力部との間に位置するであろう。単極出力の場合、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。 As shown in FIG. 54 , a generator 900 including at least one output port can include a power transformer 908 with a single output and multiple taps to provide power to an end effector in the form of one or more energy modalities, such as ultrasound, bipolar or monopolar RF, irreversible and/or reversible electroporation, and/or microwave energy, among others, depending on the type of tissue treatment being performed. For example, the generator 900 can deliver energy at high voltage and low current to drive an ultrasonic transducer, at low voltage and high current to drive an RF electrode for tissue sealing, or in a coagulation waveform for spot coagulation, using either monopolar or bipolar RF electrosurgical electrodes. The output waveform from the generator 900 can be directed, switched, or filtered to provide the frequency to the end effector of the surgical instrument. The connection of the ultrasonic transducer to the generator 900 output would preferably be located between the outputs labeled ENERGY1 and RETURN shown in FIG. 54 . In one embodiment, the connection to the output of the RF bipolar electrode generator 900 would preferably be located between the output labeled ENERGY2 and the output labeled RETURN. In the case of a unipolar output, the preferred connection would be the active electrode (e.g., a pencil or other probe) to suitable return pads connected to the ENERGY2 and RETURN outputs.
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。 Further details are disclosed in U.S. Patent Application Publication No. 2017/0086914, published March 30, 2017, entitled "TECHNIQUES FOR OPERATING GENERATOR FOR DIGITALLY GENERATING ELECTRICAL SIGNAL WAVEFORMS AND SURGICAL INSTRUMENTS," which is incorporated herein by reference in its entirety.
本説明全体で使用される用語「無線」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。 As used throughout this description, the term "wireless" and its derivatives may be used to describe circuits, devices, systems, methods, techniques, communication channels, etc. that may communicate data through the use of modulated electromagnetic radiation over a non-solid medium. This term does not imply that the associated devices do not include any wires, although in some aspects they may not be present. The communication module may implement any of a number of wireless or wired communication standards or protocols, including, but not limited to, Wi-Fi (IEEE 802.11 family), WiMAX (IEEE 802.16 family), IEEE 802.20, Long Term Evolution (LTE), Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, Bluetooth, Ethernet derivatives thereof, as well as any other wireless and wired protocols designated 3G, 4G, 5G, and beyond. The computing module may include multiple communication modules. For example, a first communication module may be dedicated to short-range wireless communications such as Wi-Fi and Bluetooth, and a second communication module may be dedicated to long-range wireless communications such as GPS, EDGE, GPRS, CDMA, WiMAX, LTE, and Ev-DO.
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(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。 As used herein, a processor or processing unit is an electronic circuit that performs operations on some external data source (usually memory) or some other data stream. The term is used herein to refer to a system that combines many dedicated "processors" or the central processor (central processing unit) within a computer system, particularly a system-on-chip (SoC).
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(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。 As used herein, a system on a chip or system on a chip (SoC or SOC) is an integrated circuit (also known as an "IC" or "chip") that integrates all the components of a computer or other electronic system. It can include digital, analog, mixed-signal, and often high-frequency functionality, all on a single substrate. SoCs integrate a microcontroller (or microprocessor) with modern peripherals such as a graphics processing unit (GPU), Wi-Fi module, or coprocessor. SoCs may or may not include embedded memory.
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。 As used herein, a microcontroller or controller is a system that integrates a microprocessor with peripheral circuits and memory. A microcontroller (or MCU for microcontroller unit) may be implemented as a small computer on a single integrated circuit. This may be similar to an SoC, which may include a microcontroller as one of its components. A microcontroller may house one or more core processing units (CPUs) along with memory and programmable input/output peripherals. Program memory and a small amount of RAM in the form of ferroelectric RAM, NOR flash, or OTP ROM are often also included on the chip. Microcontrollers may be employed for embedded applications, as opposed to microprocessors used in personal computers or other general-purpose applications, which are made up of various individual chips.
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接続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(及び当該装置との接続)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。 As used herein, the term controller or microcontroller may refer to a standalone IC or chip device that interfaces with a peripheral device. It may also be the link between two parts: a computer or controller on an external device that manages the operation of (and connections with) that device.
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、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。このプロセッサコアは、最大40MHzの256KBのシングルサイクルフラッシュメモリ若しくは他の不揮発性メモリのオンチップメモリ、性能を40MHz超に改善するためのプリフェッチバッファ、32KBのシングルサイクルシリアルランダムアクセスメモリ(SRAM)、StellarisWare(登録商標)ソフトウェアを搭載した内部読み出し専用メモリ(ROM)、2KBの電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ(EEPROM)、1つ以上のパルス幅変調(PWM)モジュール、1つ以上の直交エンコーダ入力(QEI)アナログ、12個のアナログ入力チャネルを備える1つ以上の12ビットアナログ-デジタル変換器(ADC)を含む。なお、その詳細は、製品データシートで入手可能である。 Any of the processors or microcontrollers described herein may be any single-core or multi-core processor, such as those known under the trade name ARM Cortex manufactured by Texas Instruments. In one aspect, the processor may be, for example, an LM4F230H5QR ARM Cortex-M4F processor core available from Texas Instruments. The processor core includes 256KB of on-chip memory of single-cycle flash memory or other non-volatile memory at up to 40MHz, a prefetch buffer to improve performance beyond 40MHz, 32KB of single-cycle serial random access memory (SRAM), internal read-only memory (ROM) with StellarisWare® software, 2KB of electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), one or more pulse-width modulation (PWM) modules, one or more quadrature encoder input (QEI) analogs, and one or more 12-bit analog-to-digital converters (ADCs) with 12 analog input channels. More details are available in the product datasheet.
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構を提供するために、中でも特に、IEC61508及びISO26262の安全限界用途専用に構成されてもよい。 In one aspect, the processor may include a safety controller, including two controller families such as the TMS570 and RM4x, also known under the trade name Hercules ARM Cortex R4, manufactured by Texas Instruments. The safety controller may be specifically configured for IEC 61508 and ISO 26262 safety limit applications, among others, to provide advanced integrated safety mechanisms while offering scalable performance, connectivity, and memory options.
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することができ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、手術中の患者に関連するもの(例えば、組織特性又は送気圧)であってもよく、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)に関連するものであってもよい。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により生じた抵抗に基づき、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。 Modular devices include modules (e.g., as described in connection with FIGS. 3 and 9 ) that are receivable within a surgical hub, and surgical devices or instruments that can be connected to various modules to connect or pair with corresponding surgical hubs. Modular devices include, for example, intelligent surgical instruments, medical imaging devices, suction/irrigation devices, smoke evacuators, energy generators, ventilators, aspirators, and displays. The modular devices described herein can be controlled by control algorithms. The control algorithms can execute on the modular device itself, on the surgical hub to which a particular modular device is paired, or on both the modular device and the surgical hub (e.g., via a distributed computing architecture). In some examples, the modular device's control algorithm controls the device based on data sensed by the modular device itself (i.e., by sensors within, on, or connected to the modular device). This data can be related to the patient during surgery (e.g., tissue characteristics or insufflation pressure) or to the modular device itself (e.g., advancing knife speed, motor current, or energy level). For example, a control algorithm for a surgical stapling and severing instrument may control the speed at which the instrument's motor drives the knife through tissue based on the resistance offered by the knife as it advances.
状況認識
状況認識は、データベース及び/又は器具から受信したデータから外科処置に関連する情報を判定又は推測するための、外科システムのいくつかの態様の能力である。情報は、実行されている処置の種類、手術されている組織の種類、又は処置の対象である体腔を含むことができる。外科処置に関連するコンテキスト情報により、外科システムは、例えば、それに接続され、かつ外科処置の過程でコンテキスト化した情報又は提案を外科医に提供するモジュール式装置(例えば、ロボットアーム及び/又はロボット外科用ツール)を制御する方法を改善することができる。
Contextual Awareness Contextual awareness is the ability of some aspects of a surgical system to determine or infer information relevant to a surgical procedure from data received from a database and/or instrument. Information may include the type of procedure being performed, the type of tissue being operated on, or the body cavity that is the target of the procedure. Contextual information related to a surgical procedure may enable a surgical system to, for example, improve how it controls modular devices (e.g., robotic arms and/or robotic surgical tools) connected to it and provide contextualized information or suggestions to the surgeon during the course of a surgical procedure.
ここで図55を参照すると、例えば、外科用ハブ106又は206などのハブの状況認識を示す時間線5200が示されている。時間線5200は例示的な外科処置と、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と、を示す。時間線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がとるであろう典型的な工程を示す。 Referring now to FIG. 55, a timeline 5200 illustrating the situational awareness of a hub, such as surgical hub 106 or 206, is shown. Timeline 5200 illustrates an exemplary surgical procedure and the contextual information that surgical hub 106, 206 can derive from data received from data sources at each step of the surgical procedure. Timeline 5200 illustrates the typical steps that nurses, surgeons, and other medical personnel may take during a lung segmentectomy surgery, beginning with setting up the operating room and concluding with transporting the patient to a post-operative recovery room.
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使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する。そして任意の所与の時間に処置のどの工程が実行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こと、医療関係者によってとられている工程を検証すること、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)提供すること、コンテキストに基づいてモジュール式装置を調節すること(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ことなど)及び上述の任意の他のこうした動作を行うことが可能である。 The context-aware surgical hub 106, 206 receives data from data sources throughout the course of a surgical procedure, including data generated each time medical personnel use a modular device paired with the surgical hub 106, 206. The surgical hub 106, 206 receives this data from the paired modular device and other data sources. As new data is received, such as which step of the procedure is being performed at any given time, inferences (i.e., context information) regarding the ongoing procedure can be continuously derived. The context-aware system of the surgical hub 106, 206 can, for example, record data regarding the procedure to generate a report, verify steps being taken by medical personnel, provide data or prompts (e.g., via a display screen) that may be relevant to a particular procedure step, adjust the modular device based on the context (e.g., activate a monitor, adjust the field of view (FOV) of a medical imaging device, or change the energy level of an ultrasonic surgical instrument or RF electrosurgical instrument), and any other such actions described above.
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電子医療記録(Electronic Medical Record、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郭処置であると判定する。 As a first step 5202 in this exemplary procedure, hospital personnel retrieve the patient's Electronic Medical Record (EMR) from the hospital's EMR database. Based on selected patient data in the EMR, the surgical hub 106, 206 determines that the procedure to be performed is a thoracic procedure.
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、用品の組み合わせが、胸郭処置に対応するものであることを確認する。更に、外科用ハブ106、206はまた、処置が楔状処置ではないと判定することができる(入来する用品が、胸郭楔状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状処置に対応していないかのいずれかであるため)。 In a second step 5204, the personnel scans the incoming medical supplies for the procedure. The surgical hub 106, 206 cross-references the scanned supplies with a list of supplies utilized in various types of procedures to verify that the combination of supplies is compatible with the thoracic procedure. Additionally, the surgical hub 106, 206 may also determine that the procedure is not a wedge procedure (either because the incoming supplies do not include the specific supplies required for a thoracic wedge procedure or are otherwise not compatible with a thoracic wedge procedure).
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。 In a third step 5206, medical personnel scan the patient's band via a scanner communicatively connected to the surgical hub 106, 206. The surgical hub 106, 206 can then verify the patient's identity based on the scanned data.
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。補助装置が起動されると、モジュール式装置である補助装置は、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、手術に用いら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の組み合わせに基づいて、外科用ハブ106、206は、外科チームが実行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行されているかを認識すると、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。 In a fourth step 5208, the medical staff turns on the auxiliary devices. The auxiliary devices utilized may vary depending on the type of surgical procedure and the technology used by the surgeon, but in this exemplary case, they include a smoke evacuator, an aspirator, and a medical imaging device. When the auxiliary device is activated, the modular auxiliary device may automatically pair with the surgical hub 106, 206 located within a specific proximity of the modular device as part of its initialization process. The surgical hub 106, 206 can then derive contextual information about the surgical procedure by detecting the type of modular device paired with it during this pre-operative or initialization phase. In this particular example, the surgical hub 106, 206 determines that the surgical procedure is a VATS procedure based on this particular combination of paired modular devices. Based on data from the patient's EMR, a list of medical supplies used in the procedure, and the combination of the types of modular devices connecting to the hub, the surgical hub 106, 206 can roughly deduce the specific procedure the surgical team will perform. Once the surgical hub 106, 206 knows what particular procedure is being performed, it can then retrieve the steps of that procedure from memory or from the cloud and then cross-reference data subsequently received from connected data sources (e.g., modular devices and patient monitors) to deduce which steps of the surgical procedure the surgical team is performing.
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。 In a fifth step 5210, personnel attach EKG electrodes and other patient monitoring devices to the patient. The EKG electrodes and other patient monitoring devices may be paired with the surgical hub 106, 206. When the surgical hub 106, 206 begins receiving data from the patient monitoring devices, the surgical hub 106, 206 confirms that the patient is in the operating room.
第6の工程5212では、医療関係者は患者に麻酔をかける。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。 In a sixth step 5212, medical personnel anesthetize the patient. The surgical hub 106, 206 can estimate that the patient is under anesthesia based on data from the modular devices and/or patient monitoring devices, including, for example, EKG data, blood pressure data, ventilator data, or a combination thereof. Upon completion of the sixth step 5212, the pre-operative portion of the lung segmentectomy surgery is complete and the operative portion begins.
第7の工程5214では、手術をされている患者の肺が虚脱される(他方、換気が対側肺に切り替えられる)。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、処置の手術部分が既に開始されたと推定して、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。 In a seventh step 5214, the patient's lung being operated on is collapsed (while ventilation is switched to the contralateral lung). The surgical hub 106, 206 can, for example, infer from ventilator data that the patient's lung has been collapsed. The surgical hub 106, 206 can compare the detection of the patient's collapsed lung with the expected steps of the procedure (which may be accessed or retrieved in advance) and therefore infer that the surgical portion of the procedure has already begun, thereby determining that collapsing the lung is the first surgical step in this particular procedure.
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、実行されている特定の処置が、肺葉切除とは異なり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、楔状処置は外科用ハブ106、206によって既にその可能性がないと判断されていることに留意されたい)。医療用撮像装置124(図33)からのデータは、実行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多くの異なる方法で用いられてもよい。例えば、患者の解剖学的構造を可視化したものに対して、医療用撮像装置が向いている角度を判定したり、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)医療用撮像装置の数を監視したり、用いられている可視化装置の種類を監視したりするために用いられてよい。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するが、他方、VATS区域切除術を実施するための1つの技術は、カメラを、区域裂に対して前方の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を可視化したものに基づいて、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)を使用するが、これはVATS肺葉切除術では使用されない。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。 In an eighth step 5216, a medical imaging device (e.g., a scope) is inserted and video feed from the medical imaging device is initiated. The surgical hub 106, 206 receives medical imaging device data (i.e., video or image data) through the connection to the medical imaging device. Upon receiving the medical imaging device data, the surgical hub 106, 206 can determine that the laparoscopic portion of the surgical procedure has begun. Additionally, the surgical hub 106, 206 can determine that the particular procedure being performed is a segmentectomy as opposed to a lobectomy (note that a wedge procedure was already ruled out by the surgical hub 106, 206 based on the data received in the second step 5204 of the procedure). Data from the medical imaging device 124 (FIG. 33) may be used in many different ways to determine contextual information regarding the type of procedure being performed. For example, it may be used to determine the angle at which a medical imaging device is oriented relative to a visualization of the patient's anatomy, monitor the number of medical imaging devices being used (i.e., activated and paired with the surgical hub 106, 206), and monitor the type of visualization device being used. For example, one technique for performing a VATS lobectomy positions the camera above the diaphragm in the anterior-inferior corner of the patient's chest cavity, while one technique for performing a VATS segmentectomy positions the camera in an intercostal position anterior to the segmental fissure. For example, using pattern recognition or machine learning techniques, the situational awareness system may be trained to recognize the location of the medical imaging device based on a visualization of the patient's anatomy. As another example, one technique for performing a VATS lobectomy utilizes a single medical imaging device, while another technique for performing a VATS segmentectomy utilizes multiple cameras. As yet another example, one technique for performing a VATS segmentectomy uses an infrared light source (which may be communicatively coupled to the surgical hub as part of the visualization system) to visualize the segmental fissure, but this is not used in a VATS lobectomy. By tracking any or all of this data from the medical imaging device, the surgical hub 106, 206 can determine the particular type of surgical procedure being performed and/or the technique being used for the particular type of surgical procedure.
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動員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、過程のこの時点(すなわち、上述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。 In a ninth step 5218, the surgical team begins the dissection step of the procedure. Because the surgical hub 106, 206 receives data from the RF or ultrasonic generator indicating that an energy instrument is being fired, it can infer that the surgeon is in the process of dissecting and mobilizing the patient's lungs. The surgical hub 106, 206 can cross-reference the received data with the retrieved steps of the surgical procedure and determine that the energy instrument being fired at this point in the process (i.e., after the steps of the procedure described above have been completed) corresponds to the dissection step. In a particular example, the energy instrument may be an energy tool attached to a robotic arm of a robotic surgical system.
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、外科用ステープル留め及び切断器具から、その器具が発射されていることを示すデータを受信するので、外科医が現在、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。 In a tenth step 5220, the surgical team proceeds to the ligation step of the procedure. Because the surgical hub 106, 206 receives data from the surgical stapling and severing instrument indicating that the instrument is being fired, it can infer that the surgeon is currently ligating an artery and vein. As with the previous step, the surgical hub 106, 206 can derive this inference by cross-referencing the receipt of data from the surgical stapling and severing instrument with the step in the retrieved process. In a specific example, the surgical instrument may be a surgical tool attached to a robotic arm of a robotic surgical system.
第11の工程5222では、処置の区域切除部分が実行される。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)に用いられ、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。 In an eleventh step 5222, the segmental resection portion of the procedure is performed. The surgical hub 106, 206 can infer that the surgeon is transecting parenchymal tissue based on data from the surgical stapling and severing instrument, including data from its cartridge. The cartridge data can correspond, for example, to the size or type of staples fired by the instrument. Because different types of staples are utilized for different types of tissue, the cartridge data can indicate the type of tissue being stapled and/or transected. In this case, the type of staples fired is utilized for parenchymal tissue (or other similar tissue type), thereby enabling the surgical hub 106, 206 to infer that the segmental resection portion of the procedure is being performed.
続いて第12の工程5224で、ノード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、外科チームがノードを切開し、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用いられるRF又は超音波器具は、ノード切開工程に対応しており、それにより、外科用ハブ106、206が上記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)器具とを、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行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交互に使用することができ、かつ/又は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。 Next, in a twelfth step 5224, a node dissection step is performed. Based on data received from the generator indicating that an RF or ultrasonic instrument is being fired, the surgical hub 106, 206 can infer that the surgical team is dissecting the node and performing a leak test. For this particular procedure, the RF or ultrasonic instrument used after the parenchymal tissue is transected corresponds to the node dissection step, thereby enabling the surgical hub 106, 206 to make this inference. Note that surgeons regularly alternate between surgical stapling/severing instruments and surgical energy (i.e., RF or ultrasonic) instruments depending on the particular step during the procedure, as different instruments are better suited for specific tasks. Thus, the particular sequence in which the stapling/severing instruments and surgical energy instruments are used can indicate which step of the procedure the surgeon is performing. Furthermore, in certain instances, a robotic tool may be used for one or more steps during the surgical procedure, and/or a handheld surgical instrument may be used for one or more steps during the surgical procedure. The surgeon(s) can, for example, alternate between using robotic tools and handheld surgical instruments and/or use the devices simultaneously. Once the twelfth step 5224 is completed, the incisions are closed and the post-operative portion of the procedure begins.
第13の工程5226では、患者を麻酔から醒ます作業が行われる。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。 In a thirteenth step 5226, the patient is awakened from anesthesia. The surgical hub 106, 206 can estimate that the patient is awakening from anesthesia, for example, based on ventilator data (i.e., the patient's breathing rate begins to increase).
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いつ行われているかを判定又は推定することができる。 Finally, the fourteenth step 5228 is for medical personnel to remove the various patient monitoring devices from the patient. Thus, the surgical hub 106, 206 can presume that the patient is being transferred to a recovery room when the hub loses EKG, BP, and other data from the patient monitoring devices. As can be seen from this exemplary procedure description, based on data received from various data sources communicatively coupled to the surgical hub 106, 206, the surgical hub 106, 206 can determine or presume when each step of a given surgical procedure is occurring.
状況認識については、その開示内容の全体が参照により本明細書に組み込まれる、「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。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によって制御されてもよい。 Situational awareness is further described in U.S. Provisional Patent Application No. 62/611,341, filed December 28, 2017, entitled "INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM," the entire disclosure of which is incorporated herein by reference. In certain examples, the operation of a robotic surgical system, including, for example, the various robotic surgical systems disclosed herein, may be controlled by the hub 106, 206 based on its situational awareness and/or feedback from its components and/or based on information from the cloud 104.
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。 Various aspects of the subject matter described herein are illustrated in the following numbered examples.
実施例1:手術部位から微粒子を排出するための方法が開示される。この方法は、微粒子排出モジュール及び外科用ハブを通信可能に接続することであって、外科用ハブが外科用ハブ筐体を備え、微粒子排出モジュールが、外科用ハブ筐体内に受容されるように構成されていることを含む。この方法は、手術部位から微粒子排出モジュール内に微粒子を除去することと、除去された微粒子を分析することと、除去された微粒子の分析に基づいて、微粒子排出モジュールの動作を修正することと、を更に含む。 Example 1: A method for evacuation of particulates from a surgical site is disclosed. The method includes communicatively connecting a particulate evacuation module and a surgical hub, where the surgical hub includes a surgical hub housing and the particulate evacuation module is configured to be received within the surgical hub housing. The method further includes removing particulates from the surgical site into the particulate evacuation module, analyzing the removed particulates, and modifying operation of the particulate evacuation module based on the analysis of the removed particulates.
実施例2:発生器モジュールを外科用ハブ筐体に取り付けることを更に含む、実施例1に記載の方法。 Example 2: The method of Example 1, further comprising attaching the generator module to a surgical hub housing.
実施例3:発生器モジュールと微粒子排出モジュールとを通信可能に接続することを更に含む、実施例2に記載の方法。 Example 3: The method of Example 2, further comprising communicatively connecting the generator module and the particulate emission module.
実施例4:発生器モジュールを単極装置、双極装置、及び超音波装置のうちの少なくとも1つに接続することを更に含む、実施例2及び3のいずれか1つに記載の方法。 Example 4: The method of any one of Examples 2 and 3, further comprising connecting the generator module to at least one of a monopolar device, a bipolar device, and an ultrasound device.
実施例5:除去された微粒子の分析に基づいて、発生器モジュールの動作を修正することを更に含む、実施例2~4のいずれか1つに記載の方法。 Example 5: The method of any one of Examples 2-4, further comprising modifying operation of the generator module based on analysis of the removed particulates.
実施例6:発生器モジュールが複数のサブ発生器モジュールを備え、外科用ハブは、サブ発生器モジュール間の通信を容易にして、サブ発生器モジュールが単一の発生器モジュールとして機能することを可能にするように構成されている、実施例2~5のいずれか1つに記載の方法。 Example 6: The method of any one of Examples 2 to 5, wherein the generator module comprises multiple sub-generator modules, and the surgical hub is configured to facilitate communication between the sub-generator modules, enabling the sub-generator modules to function as a single generator module.
実施例7:微粒子排出モジュールが流体ラインを含み、流体ラインの端部が外科用ハブ筐体内で終端する、実施例1~6のいずれか1つに記載の方法。 Example 7: The method of any one of Examples 1 to 6, wherein the particulate removal module includes a fluid line, the end of which terminates within the surgical hub housing.
実施例8:手術部位から微粒子を排出するための方法が開示される。この方法は、微粒子排出モジュール及び外科用ハブを接続することであって、外科用ハブが外科用ハブ筐体を備え、微粒子排出モジュールが、外科用ハブ筐体内に受容されるように構成されていることを含む。この方法は、手術部位内の外科用器具を作動させることと、手術部位から微粒子排出モジュール内に微粒子を引き込むことと、除去された微粒子を分析することと、微粒子の分析に基づいて、微粒子排出モジュールの動作パラメータを修正することと、を更に含む。 Example 8: A method for evacuating particulates from a surgical site is disclosed. The method includes connecting a particulate evacuation module and a surgical hub, the surgical hub including a surgical hub housing, and the particulate evacuation module configured to be received within the surgical hub housing. The method further includes actuating a surgical instrument within the surgical site, drawing particulates from the surgical site into the particulate evacuation module, analyzing the removed particulates, and modifying operating parameters of the particulate evacuation module based on the analysis of the particulates.
実施例9:外科用器具が、単極装置、双極装置、及び超音波装置のうちの少なくとも1つを含む、実施例8に記載の方法。 Example 9: The method of Example 8, wherein the surgical instrument comprises at least one of a monopolar device, a bipolar device, and an ultrasonic device.
実施例10:発生器モジュールを外科用ハブ筐体に取り付けることを更に含む、実施例8及び9のいずれか1つに記載の方法。 Example 10: The method of any one of Examples 8 and 9, further comprising attaching the generator module to a surgical hub housing.
実施例11:発生器モジュールと排煙モジュールとを通信可能に接続することを更に含む、実施例10に記載の方法。 Example 11: The method of Example 10, further comprising communicatively connecting the generator module and the smoke evacuation module.
実施例12:発生器モジュールを単極装置、双極装置、及び超音波装置のうちの少なくとも1つに接続することを更に含む、実施例10及び11のいずれか1つに記載の方法。 Example 12: The method of any one of Examples 10 and 11, further comprising connecting the generator module to at least one of a monopolar device, a bipolar device, and an ultrasound device.
実施例13:微粒子の分析に基づいて、発生器モジュールの動作を修正することを更に含む、実施例10~12のいずれか1つに記載の方法。 Example 13: The method of any one of Examples 10-12, further comprising modifying operation of the generator module based on analysis of the particulates.
実施例14:発生器モジュールが複数のサブ発生器モジュールを備え、外科用ハブは、サブ発生器モジュール間の通信を容易にして、サブ発生器モジュールが単一の発生器モジュールとして機能することを可能にするように構成されている、実施例10~13のいずれか1つに記載の方法。 Example 14: The method of any one of Examples 10-13, wherein the generator module comprises multiple sub-generator modules, and the surgical hub is configured to facilitate communication between the sub-generator modules, enabling the sub-generator modules to function as a single generator module.
実施例15:手術部位から煙を排出するための方法が開示される。この方法は、排煙モジュール及び外科用ハブを接続することであって、外科用ハブが外科用ハブ筐体を備え、排煙モジュールが、外科用ハブ筐体内に受容されるように構成されていることを含む。この方法は、手術部位内に排煙モジュールの構成要素を挿入することと、手術部位から煙を除去することと、除去された煙を分析することと、除去された煙の分析に基づいて、排煙モジュールの動作を修正することと、を更に含む。 Example 15: A method for evacuating smoke from a surgical site is disclosed. The method includes connecting a smoke evacuation module and a surgical hub, where the surgical hub includes a surgical hub housing and the smoke evacuation module is configured to be received within the surgical hub housing. The method further includes inserting components of the smoke evacuation module into the surgical site, removing smoke from the surgical site, analyzing the removed smoke, and modifying operation of the smoke evacuation module based on the analysis of the removed smoke.
実施例16:発生器モジュールを外科用ハブ筐体に取り付けることを更に含む、実施例15に記載の方法。 Example 16: The method of Example 15, further comprising attaching the generator module to a surgical hub housing.
実施例17:発生器モジュールと排煙モジュールとを接続することを更に含む、実施例16に記載の方法。 Example 17: The method of Example 16, further comprising connecting the generator module and the smoke evacuation module.
実施例18:発生器モジュールを単極装置、双極装置、及び超音波装置のうちの少なくとも1つに接続することを更に含む、実施例16及び17のいずれか1つに記載の方法。 Example 18: The method of any one of Examples 16 and 17, further comprising connecting the generator module to at least one of a monopolar device, a bipolar device, and an ultrasound device.
実施例19:除去された煙の分析に基づいて、発生器モジュールの動作を修正することを更に含む、実施例16~18のいずれか1つに記載の方法。 Example 19: The method of any one of Examples 16-18, further comprising modifying operation of the generator module based on analysis of the removed smoke.
実施例20:発生器モジュールが複数のサブ発生器モジュールを備え、外科用ハブは、サブ発生器モジュール間の通信を容易にして、サブ発生器モジュールが単一の発生器モジュールとして機能することを可能にするように構成されている、実施例16~19のいずれか1つに記載の方法。 Example 20: The method of any one of Examples 16-19, wherein the generator module comprises multiple sub-generator modules, and the surgical hub is configured to facilitate communication between the sub-generator modules, enabling the sub-generator modules to function as a single generator module.
本明細書に記載される主題の様々な追加の態様は、以下の番号付けされた実施例において説明される。 Various additional aspects of the subject matter described herein are illustrated in the following numbered examples.
実施例1:方法であって、外科用排出システムによって、パラメータの値を取得することと、パラメータの値をクラウドコンピューティングネットワーク及び外科用ハブのうちの少なくとも1つに送信することと、クラウドコンピューティングネットワーク及び外科用ハブのうちの少なくとも1つによって、パラメータの値を処理することと、クラウドコンピューティングネットワーク及び外科用ハブのうちの少なくとも1つによって、外科用排出システム及びモジュール式装置のうちの少なくとも1つに対するパラメータの値の影響を判定することと、クラウドコンピューティングネットワーク及び外科用ハブのうちの少なくとも1つから、外科用排出システム及びモジュール式装置のうちの少なくとも1つに動作を調整するための命令を送信することと、命令に基づいて、外科用排出システム及びモジュール式装置のうちの少なくとも1つによって動作を調整することと、を含む、方法。 Example 1: A method comprising: obtaining, by a surgical drainage system, a value of a parameter; transmitting the value of the parameter to at least one of a cloud computing network and a surgical hub; processing, by at least one of the cloud computing network and the surgical hub, the value of the parameter; determining, by at least one of the cloud computing network and the surgical hub, an effect of the value of the parameter on at least one of the surgical drainage system and a modular device; transmitting, from at least one of the cloud computing network and the surgical hub, instructions to adjust operation to at least one of the surgical drainage system and the modular device; and adjusting operation by at least one of the surgical drainage system and the modular device based on the instructions.
実施例2:パラメータが、外科用排出システム内の内部センサによって感知される、実施例1に記載の方法。 Example 2: The method of Example 1, wherein the parameter is sensed by an internal sensor within the surgical drainage system.
実施例3:パラメータが、微粒子濃度、エアロゾルの割合、又は化学分析、及びこれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つである、実施例2に記載の方法。 Example 3: The method of Example 2, wherein the parameter is at least one of particulate concentration, aerosol fraction, or chemical analysis, and any combination thereof.
実施例4:外科用排気システム内の内部センサが、流体センサ、化学センサ、レーザー微粒子カウンタ、又は圧力センサ、及びこれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つである、実施例1~3のいずれか1つに記載の方法。 Example 4: The method of any one of Examples 1-3, wherein the internal sensor within the surgical exhaust system is at least one of a fluid sensor, a chemical sensor, a laser particle counter, or a pressure sensor, and any combination thereof.
実施例5:パラメータが操作パラメータである、実施例1~4のいずれか1つに記載の方法。 Example 5: The method of any one of Examples 1 to 4, wherein the parameter is an operational parameter.
実施例6:操作パラメータが、空気流、圧力差、又は空気品質、及びこれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つである、実施例5に記載の方法。 Example 6: The method of Example 5, wherein the operating parameter is at least one of air flow, pressure differential, or air quality, and any combination thereof.
実施例7:操作パラメータが、空気品質微粒子センサ又は周囲圧力センサ、及びこれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つによって感知される、実施例1~6のいずれか1つに記載の方法。 Example 7: The method of any one of Examples 1-6, wherein the operating parameter is sensed by at least one of an air quality particulate sensor or an ambient pressure sensor, and any combination thereof.
実施例8:パラメータの値を、外科用ハブからクラウドコンピューティングネットワークに送信することを更に含む、実施例1~7のいずれか1つに記載の方法。 Example 8: The method of any one of Examples 1 to 7, further comprising transmitting the value of the parameter from the surgical hub to a cloud computing network.
実施例9:パラメータの値をクラウドコンピューティングネットワークに送信する前に、パラメータの値が外科用ハブによって操作される、実施例8に記載の方法。 Example 9: The method of Example 8, wherein the value of the parameter is manipulated by the surgical hub before transmitting the value of the parameter to the cloud computing network.
実施例10:パラメータの値が、ネットワークルータを介して外科用ハブからクラウドコンピューティングネットワークに送信される、実施例1~9のいずれか1つに記載の方法。 Example 10: The method of any one of Examples 1 to 9, wherein the parameter value is transmitted from the surgical hub to the cloud computing network via a network router.
実施例11:クラウドコンピューティングネットワークから外科用ハブに、動作を調整するための命令を送信することを更に含む、実施例1~10のいずれか1つに記載の方法。 Example 11: The method of any one of Examples 1 to 10, further comprising transmitting instructions for coordinating operations from a cloud computing network to the surgical hub.
実施例12:外科用ハブが、外科用排出システム及びモジュール式装置のうちの少なくとも1つに動作を調整するための命令を送信する、実施例11に記載の方法。 Example 12: The method of Example 11, wherein the surgical hub transmits instructions to at least one of the surgical drainage system and the modular device to coordinate operation.
実施例13:外科用排出システムが、少なくとも2つのパラメータの値を取得する、実施例1~12のいずれか1つに記載の方法。 Example 13: The method of any one of Examples 1 to 12, wherein the surgical ejection system obtains values for at least two parameters.
実施例14:モジュール式装置が、可視化回路、ロボット回路、インテリジェント通信回路、撮像回路、発生器、吸引/灌注回路、通信機、プロセッサ、ストレージアレイ、及び手術室マッピング回路のうちの少なくとも1つである、実施例1~13のいずれか1つに記載の方法。 Example 14: The method of any one of Examples 1 to 13, wherein the modular device is at least one of a visualization circuit, a robotic circuit, an intelligent communications circuit, an imaging circuit, a generator, an aspiration/irrigation circuit, a communicator, a processor, a storage array, and an operating room mapping circuit.
実施例15:クラウドコンピューティングネットワーク及び外科用ハブのうちの少なくとも1つが、外科用排出システム及びモジュール式装置のうちの少なくとも1つと双方向通信している、実施例1~14のいずれか1つに記載の方法。 Example 15: The method of any one of Examples 1 to 14, wherein at least one of the cloud computing network and the surgical hub is in bidirectional communication with at least one of the surgical drainage system and the modular device.
実施例16:クラウドコンピューティングネットワークが、外科用ハブと双方向通信している、実施例1~15のいずれか1つに記載の方法。 Example 16: The method of any one of Examples 1 to 15, wherein the cloud computing network is in bidirectional communication with the surgical hub.
実施例17:クラウドコンピューティングネットワーク及び外科用ハブのうちの少なくとも1つが、外科用排出システム及びモジュール式装置のうちの少なくとも1つに対するパラメータの値の影響を判定するために、メモリに格納されるアルゴリズムを含む、実施例1~16のいずれか1つに記載の方法。 Example 17: The method of any one of Examples 1 to 16, wherein at least one of the cloud computing network and the surgical hub includes an algorithm stored in memory for determining the effect of the parameter value on at least one of the surgical drainage system and the modular device.
実施例18:クラウドコンピューティングネットワーク及び外科用ハブのうちの少なくとも1つが、外科用排出システム及びモジュール式装置のうちの少なくとも1つに対するパラメータの値の影響を判定するために、メモリに格納される学習ソフトウェアを含む、実施例1~17のいずれか1つに記載の方法。 Example 18: The method of any one of Examples 1 to 17, wherein at least one of the cloud computing network and the surgical hub includes learning software stored in memory for determining the effect of parameter values on at least one of the surgical drainage system and the modular device.
実施例19:コンピュータ実装外科用システムであって、外科用ハブであって、プロセッサと、メモリと、を含む外科用ハブと、外科用ハブと通信する排煙モジュールであって、パラメータの値を取得し、パラメータの値をクラウドコンピューティングネットワーク及び外科用ハブのうちの少なくとも1つに送信するように構成されている、排煙モジュールと、を備え、クラウドコンピューティングネットワーク及び外科用ハブのうちの少なくとも1つが、パラメータの値を処理し、排煙モジュール及びモジュール式装置の少なくとも1つに対するパラメータの値の影響を判定し、排煙モジュール及びモジュール式装置のうちの少なくとも1つに動作を調整するための命令を送るように構成されており、排煙モジュール及びモジュール式装置のうちの少なくとも1つが、命令に基づいて動作を調整するように構成されている、コンピュータ実装外科用システム。 Example 19: A computer-implemented surgical system comprising: a surgical hub including a processor and a memory; and a smoke evacuation module in communication with the surgical hub, the smoke evacuation module configured to obtain parameter values and transmit the parameter values to at least one of a cloud computing network and the surgical hub, wherein at least one of the cloud computing network and the surgical hub is configured to process the parameter values, determine an effect of the parameter values on at least one of the smoke evacuation module and a modular device, and send instructions to at least one of the smoke evacuation module and the modular device to adjust operation, and at least one of the smoke evacuation module and the modular device is configured to adjust operation based on the instructions.
実施例20:コンピュータ可読命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体であって、実行されると、マシンに、パラメータの値を外科的排出システムによって取得させ、パラメータの値をクラウドコンピューティングネットワーク及び外科用ハブのうちの少なくとも1つに送信させ、クラウドコンピューティングネットワーク及び外科用ハブのうちの少なくとも1つによって、パラメータの値を処理させ、クラウドコンピューティングネットワーク及び外科用ハブのうちの少なくとも1つによって、外科用排出システム及びモジュール式装置のうちの少なくとも1つに対するパラメータの値の影響を判定させ、クラウドコンピューティングネットワーク及び外科用ハブのうちの少なくとも1つから、外科用排出システム及びモジュール式装置のうちの少なくとも1つに動作を調整するための命令を送信させ、かつ、命令に基づいて、外科用排出システム及びモジュール式装置のうちの少なくとも1つによって動作を調整させる、非一時的コンピュータ可読媒体。 Example 20: A non-transitory computer-readable medium storing computer-readable instructions that, when executed, cause a machine to obtain a value of a parameter by a surgical drainage system, transmit the value of the parameter to at least one of a cloud computing network and a surgical hub, process the value of the parameter by at least one of the cloud computing network and the surgical hub, determine an effect of the value of the parameter on at least one of the surgical drainage system and a modular device by at least one of the cloud computing network and the surgical hub, transmit instructions from at least one of the cloud computing network and the surgical hub to at least one of the surgical drainage system and a modular device to adjust operation, and adjust operation by at least one of the surgical drainage system and a modular device based on the instructions.
実施例21:方法であって、外科用排出システムによって、パラメータの値を取得することと、ネットワークルータを介して、パラメータの値をクラウドコンピューティングネットワークに送信することと、クラウドコンピューティングネットワークによって、パラメータの値を処理することと、クラウドコンピューティングネットワークによって、外科用排出システム及びモジュール式装置のうちの少なくとも1つに対するパラメータの値の影響を判定することと、ネットワークルータを介して、クラウドコンピューティングネットワークから外科用排出システム及びモジュール式装置のうちの少なくとも1つに動作を調整するための命令を送信することと、命令に基づいて、外科用排出システム及びモジュール式装置のうちの少なくとも1つによって動作を調整することと、を含む、方法。 Example 21: A method comprising: obtaining, by a surgical drainage system, a value of a parameter; transmitting, via a network router, the value of the parameter to a cloud computing network; processing, by the cloud computing network, the value of the parameter; determining, by the cloud computing network, an effect of the value of the parameter on at least one of the surgical drainage system and a modular device; transmitting, via the network router, from the cloud computing network to at least one of the surgical drainage system and the modular device, instructions for adjusting operation; and adjusting operation by at least one of the surgical drainage system and the modular device based on the instructions.
実施例22:パラメータが、外科用排出システム内の内部センサによって感知される、実施例21に記載の方法。 Example 22: The method of Example 21, wherein the parameter is sensed by an internal sensor within the surgical drainage system.
実施例23:パラメータが、微粒子濃度、エアロゾルの割合、又は化学分析、及びこれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つである、実施例21~22のいずれか1つに記載の方法。 Example 23: The method of any one of Examples 21-22, wherein the parameter is at least one of particulate concentration, aerosol fraction, or chemical analysis, and any combination thereof.
実施例24:外科用排気システム内の内部センサが、流体センサ、化学センサ、レーザー微粒子カウンタ、又は圧力センサ、及びこれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つである、実施例21~23のいずれか1つに記載の方法。 Example 24: The method of any one of Examples 21-23, wherein the internal sensor within the surgical exhaust system is at least one of a fluid sensor, a chemical sensor, a laser particle counter, or a pressure sensor, and any combination thereof.
実施例25:パラメータが操作パラメータである、実施例21~24のいずれか1つに記載の方法。 Example 25: The method of any one of Examples 21 to 24, wherein the parameter is an operational parameter.
実施例26:操作パラメータが、空気流、圧力差、又は空気品質、及びこれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つである、実施例25に記載の方法。 Example 26: The method of Example 25, wherein the operating parameter is at least one of air flow, pressure differential, or air quality, and any combination thereof.
実施例27:操作パラメータが、空気品質微粒子センサ又は周囲圧力センサ、及びこれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つによって感知される、実施例25~26のいずれか1つに記載の方法。 Example 27: The method of any one of Examples 25-26, wherein the operating parameter is sensed by at least one of an air quality particulate sensor or an ambient pressure sensor, and any combination thereof.
実施例28:方法であって、外科用排出システムによって、パラメータの値を取得することと、パラメータの値を外科用ハブに送信することと、ネットワークルータを介して、パラメータの値を外科用ハブからクラウドコンピューティングネットワークに送信することと、クラウドコンピューティングネットワークによって、パラメータの値を処理することと、クラウドコンピューティングネットワークによって、外科用排出システム及びモジュール式装置のうちの少なくとも1つに対するパラメータの値の影響を判定することと、ネットワークルータを介して、クラウドコンピューティングネットワークから外科用排出システム及びモジュール式装置のうちの少なくとも1つに動作を調整するための命令を送信することと、命令に基づいて、外科用排出システム及びモジュール式装置のうちの少なくとも1つによって動作を調整することと、を含む、方法。 Example 28: A method comprising: obtaining, by a surgical drainage system, a value of a parameter; transmitting the value of the parameter to a surgical hub; transmitting the value of the parameter from the surgical hub to a cloud computing network via a network router; processing, by the cloud computing network, the value of the parameter; determining, by the cloud computing network, an effect of the value of the parameter on at least one of the surgical drainage system and a modular device; transmitting, from the cloud computing network via the network router, instructions to adjust operation to at least one of the surgical drainage system and the modular device; and adjusting operation by at least one of the surgical drainage system and the modular device based on the instructions.
実施例29:パラメータが、外科用排出システム内の内部センサによって感知される、実施例28に記載の方法。 Example 29: The method of Example 28, wherein the parameter is sensed by an internal sensor within the surgical drainage system.
実施例30:外科用排気システム内の内部センサが、流体センサ、化学センサ、レーザー微粒子カウンタ、又は圧力センサ、及びこれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つである、実施例29に記載の方法。 Example 30: The method of Example 29, wherein the internal sensor within the surgical exhaust system is at least one of a fluid sensor, a chemical sensor, a laser particle counter, or a pressure sensor, and any combination thereof.
実施例31:パラメータが、微粒子濃度、エアロゾルの割合、又は化学分析、及びこれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つである、実施例28~30のいずれか1つに記載の方法。 Example 31: The method of any one of Examples 28-30, wherein the parameter is at least one of particulate concentration, aerosol fraction, or chemical analysis, and any combination thereof.
実施例32:パラメータが操作パラメータである、実施例28~31のいずれか1つに記載の方法。 Example 32: The method of any one of Examples 28 to 31, wherein the parameter is an operating parameter.
実施例33:操作パラメータが、空気流、圧力差、又は空気品質、及びこれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つである、実施例32に記載の方法。 Example 33: The method of Example 32, wherein the operating parameter is at least one of air flow, pressure differential, or air quality, and any combination thereof.
実施例34:操作パラメータが、空気品質微粒子センサ又は周囲圧力センサ、及びこれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つによって感知される、実施例32~33のいずれか1つに記載の方法。 Example 34: The method of any one of Examples 32-33, wherein the operating parameter is sensed by at least one of an air quality particulate sensor or an ambient pressure sensor, and any combination thereof.
実施例35:方法であって、外科用排出システムによって、パラメータの値を取得することと、パラメータの値を外科用ハブに送信することと、外科用ハブによって、パラメータの値を処理することと、外科用ハブによって、外科用排出システム及びモジュール式装置のうちの少なくとも1つに対するパラメータの値の影響を判定することと、外科用ハブから外科用排出システム及びモジュール式装置のうちの少なくとも1つに動作を調整するための命令を送信することと、命令に基づいて、外科用排出システム及びモジュール式装置のうちの少なくとも1つによって動作を調整することと、を含む、方法。 Example 35: A method comprising: obtaining, by a surgical drainage system, a value of a parameter; transmitting, by the surgical hub, the value of the parameter; processing, by the surgical hub, the value of the parameter; determining, by the surgical hub, an effect of the value of the parameter on at least one of the surgical drainage system and a modular device; transmitting, from the surgical hub, instructions to adjust operation of at least one of the surgical drainage system and the modular device; and adjusting operation by at least one of the surgical drainage system and the modular device based on the instructions.
実施例36:パラメータが、外科用排出システム内の内部センサによって感知される、実施例35に記載の方法。 Example 36: The method of Example 35, wherein the parameter is sensed by an internal sensor within the surgical drainage system.
実施例37:パラメータが、微粒子濃度、エアロゾルの割合、又は化学分析、及びこれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つである、実施例35~36のいずれか1つに記載の方法。 Example 37: The method of any one of Examples 35-36, wherein the parameter is at least one of particulate concentration, aerosol fraction, or chemical analysis, and any combination thereof.
実施例38:外科用排気システム内の内部センサが、流体センサ、化学センサ、レーザー微粒子カウンタ、又は圧力センサ、及びこれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つである、実施例35~37のいずれか1つに記載の方法。 Example 38: The method of any one of Examples 35-37, wherein the internal sensor within the surgical exhaust system is at least one of a fluid sensor, a chemical sensor, a laser particle counter, or a pressure sensor, and any combination thereof.
実施例39:パラメータが操作パラメータである、実施例35~38のいずれか1つに記載の方法。 Example 39: The method of any one of Examples 35 to 38, wherein the parameter is an operational parameter.
実施例40:操作パラメータが、空気流、圧力差、又は空気品質、及びこれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つである、実施例35~39のいずれか1つに記載の方法。 Example 40: The method of any one of Examples 35 to 39, wherein the operating parameter is at least one of air flow, pressure differential, or air quality, and any combination thereof.
実施例41:操作パラメータが、空気品質微粒子センサ及び周囲圧力センサのうちの少なくとも1つによって感知される、実施例35~40のいずれか1つに記載の方法。 Example 41: The method of any one of Examples 35-40, wherein the operating parameter is sensed by at least one of an air quality particulate sensor and an ambient pressure sensor.
実施例42:コンピュータ実装外科用システムであって、外科用ハブと、外科用ハブ内に位置付けられた排煙モジュールであって、センサによってパラメータを感知し、パラメータを外科用ハブに送信するように構成されている、排煙モジュールと、を備え、外科用ハブは、パラメータを分析し、パラメータの分析に基づいて、外科用ハブと通信する排煙モジュール及び第2のモジュールのうちの少なくとも1つの動作を修正するように構成されている、コンピュータ実装外科用システム。 Example 42: A computer-implemented surgical system comprising: a surgical hub; and a smoke evacuation module positioned within the surgical hub, the smoke evacuation module configured to sense a parameter with a sensor and transmit the parameter to the surgical hub, the surgical hub configured to analyze the parameter and, based on the analysis of the parameter, modify operation of at least one of the smoke evacuation module and a second module in communication with the surgical hub.
実施例43:プロセッサ及びプロセッサに連結されたメモリを備える外科用ハブであって、メモリが、実施例21~31のいずれか1つに記載の方法を実施するための、プロセッサによって実行可能な命令を記憶している、外科用ハブ。 Example 43: A surgical hub comprising a processor and a memory coupled to the processor, the memory storing instructions executable by the processor for performing a method according to any one of Examples 21 to 31.
実施例44:コンピュータ可読命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体であって、実行されると、マシンに、実施例21~31のいずれか1つに記載の方法を実施させる、非一時的コンピュータ可読媒体。 Example 44: A non-transitory computer-readable medium storing computer-readable instructions that, when executed, cause a machine to perform a method described in any one of Examples 21-31.
実施例45:方法であって、外科用排出システムによって、パラメータの値を取得することと、パラメータの値をクラウドコンピューティングネットワーク及び外科用ハブのうちの少なくとも1つに送信することと、クラウドコンピューティングネットワーク及び外科用ハブのうちの少なくとも1つによって、パラメータの値を処理することと、クラウドコンピューティングネットワーク及び外科用ハブのうちの少なくとも1つによって、外科用排出システム及びモジュール式装置のうちの少なくとも1つに対するパラメータの値の影響を判定することと、クラウドコンピューティングネットワーク及び外科用ハブのうちの少なくとも1つから、外科用排出システム及びモジュール式装置のうちの少なくとも1つに動作を調整するための命令を送信することと、命令に基づいて、外科用排出システム及びモジュール式装置のうちの少なくとも1つによって動作を調整することと、を含む、方法。 Example 45: A method comprising: obtaining, by a surgical drainage system, a value of a parameter; transmitting the value of the parameter to at least one of a cloud computing network and a surgical hub; processing, by at least one of the cloud computing network and the surgical hub, the value of the parameter; determining, by at least one of the cloud computing network and the surgical hub, an effect of the value of the parameter on at least one of the surgical drainage system and a modular device; transmitting, from at least one of the cloud computing network and the surgical hub, instructions to adjust operation to at least one of the surgical drainage system and the modular device; and adjusting operation by at least one of the surgical drainage system and the modular device based on the instructions.
実施例46:パラメータが、外科用排出システム内の内部センサによって感知される、実施例45に記載の方法。 Example 46: The method of Example 45, wherein the parameter is sensed by an internal sensor within the surgical drainage system.
実施例47:パラメータが、微粒子濃度、エアロゾルの割合、又は化学分析、及びこれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つである、実施例45~46のいずれか1つに記載の方法。 Example 47: The method of any one of Examples 45-46, wherein the parameter is at least one of particulate concentration, aerosol fraction, or chemical analysis, and any combination thereof.
実施例48:外科用排気システム内の内部センサが、流体センサ、化学センサ、レーザー微粒子カウンタ、又は圧力センサ、及びこれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つである、実施例45~47のいずれか1つに記載の方法。 Example 48: The method of any one of Examples 45 to 47, wherein the internal sensor within the surgical exhaust system is at least one of a fluid sensor, a chemical sensor, a laser particle counter, or a pressure sensor, and any combination thereof.
実施例49:パラメータが操作パラメータである、実施例45~48のいずれか1つに記載の方法。 Example 49: The method of any one of Examples 45 to 48, wherein the parameter is an operating parameter.
実施例50:操作パラメータが、空気流、圧力差、又は空気品質、及びこれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つである、実施例45~49のいずれか1つに記載の方法。 Example 50: The method of any one of Examples 45 to 49, wherein the operating parameter is at least one of air flow, pressure differential, or air quality, and any combination thereof.
実施例51:操作パラメータが、空気品質微粒子センサ又は周囲圧力センサ、及びこれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つによって感知される、実施例45~50のいずれか1つに記載の方法。 Example 51: The method of any one of Examples 45-50, wherein the operating parameter is sensed by at least one of an air quality particulate sensor or an ambient pressure sensor, and any combination thereof.
実施例52:パラメータの値を、外科用ハブからクラウドコンピューティングネットワークに送信することを更に含む、実施例45~51のいずれか1つに記載の方法。 Example 52: The method of any one of Examples 45 to 51, further comprising transmitting the value of the parameter from the surgical hub to a cloud computing network.
実施例53:パラメータの値をクラウドコンピューティングネットワークに送信する前に、パラメータの値が外科用ハブによって操作される、実施例45~52のいずれか1つに記載の方法。 Example 53: The method of any one of Examples 45 to 52, wherein the value of the parameter is manipulated by the surgical hub before transmitting the value of the parameter to the cloud computing network.
実施例54:パラメータの値が、ネットワークルータを介して外科用ハブからクラウドコンピューティングネットワークに送信される、実施例45~53のいずれか1つに記載の方法。 Example 54: The method of any one of Examples 45 to 53, wherein the parameter value is transmitted from the surgical hub to the cloud computing network via a network router.
実施例55:クラウドコンピューティングネットワークから外科用ハブに、動作を調整するための命令を送信することを更に含む、実施例45~54のいずれか1つに記載の方法。 Example 55: The method of any one of Examples 45-54, further comprising transmitting instructions for coordinating the operation from the cloud computing network to the surgical hub.
実施例56:外科用ハブが、外科用排出システム及びモジュール式装置のうちの少なくとも1つに動作を調整するための命令を送信する、実施例45~55いずれか1つに記載の方法。 Example 56: The method of any one of Examples 45-55, wherein the surgical hub transmits instructions to at least one of the surgical drainage system and the modular device to coordinate operation.
実施例57:外科用排出システムが、少なくとも2つのパラメータの値を取得する、実施例45~56のいずれか1つに記載の方法。 Example 57: The method of any one of Examples 45-56, wherein the surgical evacuation system obtains values for at least two parameters.
実施例58:モジュール式装置が、可視化回路、ロボット回路、インテリジェント通信回路、撮像回路、発生器、吸引/灌注回路、通信機、プロセッサ、ストレージアレイ、及び手術室マッピング回路のうちの少なくとも1つである、実施例45~57のいずれか1つに記載の方法。 Example 58: The method of any one of Examples 45 to 57, wherein the modular device is at least one of a visualization circuit, a robotic circuit, an intelligent communications circuit, an imaging circuit, a generator, an aspiration/irrigation circuit, a communicator, a processor, a storage array, and an operating room mapping circuit.
実施例59:クラウドコンピューティングネットワーク及び外科用ハブのうちの少なくとも1つが、外科用排出システム及びモジュール式装置のうちの少なくとも1つと双方向通信している、実施例45~58のいずれか1つに記載の方法。 Example 59: The method of any one of Examples 45-58, wherein at least one of the cloud computing network and the surgical hub is in bidirectional communication with at least one of the surgical drainage system and the modular device.
実施例60:クラウドコンピューティングネットワークが、外科用ハブと双方向通信している、実施例45~59のいずれか1つに記載の方法。 Example 60: The method of any one of Examples 45 to 59, wherein the cloud computing network is in bidirectional communication with the surgical hub.
実施例61:クラウドコンピューティングネットワーク及び外科用ハブのうちの少なくとも1つが、外科用排出システム及びモジュール式装置のうちの少なくとも1つに対するパラメータの値の影響を判定するために、メモリに格納されるアルゴリズムを含む、実施例45~60のいずれか1つに記載の方法。 Example 61: The method of any one of Examples 45-60, wherein at least one of the cloud computing network and the surgical hub includes an algorithm stored in memory for determining the effect of the parameter value on at least one of the surgical drainage system and the modular device.
実施例62:クラウドコンピューティングネットワーク及び外科用ハブのうちの少なくとも1つが、外科用排出システム及びモジュール式装置のうちの少なくとも1つに対するパラメータの値の影響を判定するために、メモリに格納される学習ソフトウェアを含む、実施例45~61のいずれか1つに記載の方法。 Example 62: The method of any one of Examples 45-61, wherein at least one of the cloud computing network and the surgical hub includes learning software stored in memory for determining the effect of parameter values on at least one of the surgical drainage system and the modular device.
実施例63:コンピュータ実装外科用システムであって、外科用ハブであって、プロセッサと、メモリと、を含む外科用ハブと、外科用ハブと通信する排煙モジュールであって、パラメータの値を取得し、パラメータの値をクラウドコンピューティングネットワーク及び外科用ハブのうちの少なくとも1つに送信するように構成されている、排煙モジュールと、を備え、クラウドコンピューティングネットワーク及び外科用ハブのうちの少なくとも1つが、パラメータの値を処理し、排煙モジュール及びモジュール式装置の少なくとも1つに対するパラメータの値の影響を判定し、排煙モジュール及びモジュール式装置のうちの少なくとも1つに動作を調整するための命令を送るように構成されており、排煙モジュール及びモジュール式装置のうちの少なくとも1つが、命令に基づいて動作を調整するように構成されている、コンピュータ実装外科用システム。 Example 63: A computer-implemented surgical system comprising: a surgical hub including a processor and a memory; and a smoke evacuation module in communication with the surgical hub, the smoke evacuation module configured to obtain parameter values and transmit the parameter values to at least one of a cloud computing network and the surgical hub, wherein at least one of the cloud computing network and the surgical hub is configured to process the parameter values, determine an effect of the parameter values on at least one of the smoke evacuation module and a modular device, and send instructions to at least one of the smoke evacuation module and the modular device to adjust operation, and at least one of the smoke evacuation module and the modular device is configured to adjust operation based on the instructions.
実施例64:コンピュータ可読命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体であって、実行されると、マシンに、パラメータの値を外科的排出システムによって取得させ、パラメータの値をクラウドコンピューティングネットワーク及び外科用ハブのうちの少なくとも1つに送信させ、クラウドコンピューティングネットワーク及び外科用ハブのうちの少なくとも1つによって、パラメータの値を処理させ、クラウドコンピューティングネットワーク及び外科用ハブのうちの少なくとも1つによって、外科用排出システム及びモジュール式装置のうちの少なくとも1つに対するパラメータの値の影響を判定させ、クラウドコンピューティングネットワーク及び外科用ハブのうちの少なくとも1つから、外科用排出システム及びモジュール式装置のうちの少なくとも1つに動作を調整するための命令を送信させ、かつ、命令に基づいて、外科用排出システム及びモジュール式装置のうちの少なくとも1つによって動作を調整させる、非一時的コンピュータ可読媒体。 Example 64: A non-transitory computer-readable medium storing computer-readable instructions that, when executed, cause a machine to obtain a value of a parameter by a surgical drainage system, transmit the value of the parameter to at least one of a cloud computing network and a surgical hub, process the value of the parameter by at least one of the cloud computing network and the surgical hub, determine an effect of the value of the parameter on at least one of the surgical drainage system and a modular device by at least one of the cloud computing network and the surgical hub, transmit instructions from at least one of the cloud computing network and the surgical hub to at least one of the surgical drainage system and a modular device to adjust operation, and adjust operation by at least one of the surgical drainage system and a modular device based on the instructions.
本明細書に記載される主題の様々な追加の態様は、以下の番号付けされた実施例において説明される。 Various additional aspects of the subject matter described herein are illustrated in the following numbered examples.
実施例1:外科用ハブであって、制御回路であって、複数のセグメントを含む制御回路を備え、複数のセグメントが、第1のセグメント、第2のセグメント、及び第3のセグメントを含み、第1のセグメントが、メインプロセッサ及び安全プロセッサを含み、メインプロセッサが、メモリに連結されており、メモリは、第2及び第3のセグメントの前に、第1のセグメントに通電し、第1のセグメントが第1の機能を実施した後に、第2及び第3のセグメントに通電するための、メインプロセッサによって実行可能な命令を記憶しており、第2のセグメントが、感知回路及びディスプレイ回路を含み、第3のセグメントが、モータ制御回路及びモータを含む、外科用ハブ。 Example 1: A surgical hub comprising: a control circuit including a plurality of segments, the plurality of segments including a first segment, a second segment, and a third segment; the first segment including a main processor and a safety processor; the main processor coupled to a memory, the memory storing instructions executable by the main processor for energizing the first segment before the second and third segments and for energizing the second and third segments after the first segment performs a first function; the second segment including a sensing circuit and a display circuit; and the third segment including a motor control circuit and a motor.
実施例2:第1の機能が、短絡及びエラーのうちの少なくとも1つについて、第1、第2、及び第3のセグメントをチェックすることである、実施例1に記載の外科用ハブ。 Example 2: The surgical hub of Example 1, wherein the first function is to check the first, second, and third segments for at least one of a short circuit and an error.
実施例3:第1の機能が、第1、第2、及び第3のセグメントに対して安全チェックを実施することである、実施例1~2のいずれか1つに記載の外科用ハブ。 Example 3: A surgical hub described in any one of Examples 1 and 2, wherein the first function is to perform a safety check on the first, second, and third segments.
実施例4:第1の機能が、感知回路、ディスプレイ回路、モータ制御回路、及びモータが正しい構成要素であることを検証することである、実施例1~3のいずれか1つに記載の外科用ハブ。 Example 4: A surgical hub described in any one of Examples 1 to 3, wherein a first function is to verify that the sensing circuit, display circuit, motor control circuit, and motor are the correct components.
実施例5:制御回路が、メインプロセッサ、安全プロセッサ、感知回路、ディスプレイ回路、モータ制御回路、及びモータを識別し、かつ表示デバイス上で、メインプロセッサ、安全プロセッサ、感知回路、ディスプレイ回路、モータ制御回路、及びモータのステータスを表示する、実施例1~4のいずれか1つに記載の外科用ハブ。 Example 5: A surgical hub described in any one of Examples 1 to 4, wherein the control circuitry identifies the main processor, the safety processor, the sensing circuitry, the display circuitry, the motor control circuitry, and the motor, and displays the status of the main processor, the safety processor, the sensing circuitry, the display circuitry, the motor control circuitry, and the motor on a display device.
実施例6:制御回路が、第1のセグメント、第2のセグメント、及び第3のセグメントを識別し、かつ表示デバイス上でユーザに、第1のセグメント、第2のセグメント、及び第3のセグメントのステータスを表示する、実施例1~5のいずれか1つに記載の外科用ハブ。 Example 6: A surgical hub described in any one of Examples 1 to 5, wherein the control circuitry identifies the first segment, the second segment, and the third segment and displays the status of the first segment, the second segment, and the third segment to a user on a display device.
実施例7:モータに連結されたポンプを更に備える、実施例1~6のいずれか1つに記載の外科用ハブ。 Example 7: A surgical hub described in any one of Examples 1 to 6, further comprising a pump coupled to the motor.
実施例8:モータが、第1の状態又は第2の状態で動作する、実施例1~7のいずれか1つに記載の外科用ハブ。 Example 8: A surgical hub described in any one of Examples 1 to 7, wherein the motor operates in a first state or a second state.
実施例9:第1の状態が、ユーザによって起動され、モータが、第1の速度でポンプを動作させる、実施例1~8のいずれか1つに記載の外科用ハブ。 Example 9: The surgical hub of any one of Examples 1 to 8, wherein the first state is activated by a user and the motor operates the pump at a first speed.
実施例10:モータが、第2の状態において第2の速度でポンプを動作させる、実施例1~9のいずれか1つに記載の外科用ハブ。 Example 10: A surgical hub described in any one of Examples 1 to 9, wherein the motor operates the pump at a second speed in the second state.
実施例11:外科用排出システム内のセグメント化された制御回路を動作させる方法であって、第1のセグメントを起動することであって、第1のセグメントが、メインプロセッサ及び安全プロセッサを含む、ことと、第1のセグメントに第1の機能を実施させることと、第2のセグメントを起動することであって、第2のセグメントが、感知回路及びディスプレイ回路を含む、起動することと、第3のセグメントを起動することであって、第3のセグメントが、モータ制御回路及びモータを含む、起動することと、を含む、方法。 Example 11: A method of operating a segmented control circuit in a surgical drainage system, the method including: activating a first segment, the first segment including a main processor and a safety processor; causing the first segment to perform a first function; activating a second segment, the second segment including a sensing circuit and a display circuit; and activating a third segment, the third segment including a motor control circuit and a motor.
実施例12:第1の機能が、短絡及びエラーのうちの少なくとも1つについて、第1、第2、及び第3のセグメントをチェックすることである、実施例11に記載のセグメント化された制御回路を動作させる方法。 Example 12: A method of operating the segmented control circuit of Example 11, wherein a first function is to check the first, second, and third segments for at least one of a short circuit and an error.
実施例13:第1の機能が、第1、第2、及び第3のセグメントに対して安全チェックを実施することである、実施例11~12のいずれか1つに記載のセグメント化された制御回路を動作させる方法。 Example 13: A method of operating a segmented control circuit described in any one of Examples 11-12, wherein a first function is to perform a safety check on the first, second, and third segments.
実施例14:第1の機能が、感知回路、ディスプレイ回路、モータ制御回路、及びモータが正しい構成要素であることを検証することである、実施例11~13のいずれか1つに記載のセグメント化された制御回路を動作させる方法。 Example 14: A method of operating the segmented control circuit of any one of Examples 11-13, wherein a first function is to verify that the sensing circuit, display circuit, motor control circuit, and motor are the correct components.
実施例15:制御回路によって、メインプロセッサ、安全プロセッサ、感知回路、ディスプレイ回路、モータ制御回路、及びモータを識別することと、表示デバイス上で、メインプロセッサ、安全プロセッサ、感知回路、ディスプレイ回路、モータ制御回路、及びモータのステータスを表示することと、を更に含む、実施例11~14のいずれか1つに記載のセグメント化された制御回路を動作させる方法。 Example 15: A method of operating a segmented control circuit described in any one of Examples 11 to 14, further comprising: identifying, by the control circuit, the main processor, the safety processor, the sensing circuit, the display circuit, the motor control circuit, and the motor; and displaying, on a display device, the status of the main processor, the safety processor, the sensing circuit, the display circuit, the motor control circuit, and the motor.
実施例16:制御回路によって、第1のセグメント、第2のセグメント、及び第3のセグメントを識別することと、表示デバイス上で、第1のセグメント、第2のセグメント、及び第3のセグメントのステータスを表示することと、を更に含む、実施例11~15のいずれか1つに記載のセグメント化された制御回路を動作させる方法。 Example 16: A method of operating the segmented control circuit of any one of Examples 11 to 15, further comprising: identifying, by the control circuit, the first segment, the second segment, and the third segment; and displaying, on a display device, the status of the first segment, the second segment, and the third segment.
実施例17:第1の状態又は第2の状態でモータを動作させることを更に含む、実施例11~16のいずれか1つに記載のセグメント化された制御回路を動作させる方法。 Example 17: A method of operating the segmented control circuit of any one of Examples 11 to 16, further comprising operating the motor in the first state or the second state.
実施例18:第1の状態が、ユーザによって起動され、モータが、第1の速度でポンプを動作させる、実施例11~17のいずれか1つに記載のセグメント化された制御回路を動作させる方法。 Example 18: A method of operating the segmented control circuit of any one of Examples 11 to 17, wherein the first state is activated by a user and the motor operates the pump at a first speed.
実施例19:モータが、第2の状態において第2の速度でポンプを動作させる、実施例11~18のいずれか1つに記載のセグメント化された制御回路を動作させる方法。 Example 19: A method of operating the segmented control circuit of any one of Examples 11 to 18, wherein the motor operates the pump at a second speed in a second state.
実施例20:コンピュータ可読命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体であって、コンピュータ可読命令が、実行されたときに、マシンに、第1のセグメントを起動することであって、第1のセグメントが、メインプロセッサ及び安全プロセッサを含む、ことと、第1のセグメントに第1の機能を実施させることと、第2のセグメントを起動することであって、第2のセグメントが、感知回路及びディスプレイ回路を含む、起動することと、第3のセグメントを起動することであって、第3のセグメントが、モータ制御回路及びモータを含む、起動することと、を行わせる、非一時的コンピュータ可読媒体。 Example 20: A non-transitory computer-readable medium storing computer-readable instructions that, when executed, cause a machine to: activate a first segment, the first segment including a main processor and a safety processor; cause the first segment to perform a first function; activate a second segment, the second segment including a sensing circuit and a display circuit; and activate a third segment, the third segment including a motor control circuit and a motor.
実施例21:外科用排出システムであって、制御回路を備え、制御回路が、複数のセグメントを含み、複数のセグメントが、第1のセグメント、第2のセグメント、及び第3のセグメントを含み、第1のセグメントが、メインプロセッサ及び安全プロセッサを含み、メインプロセッサが、メモリに連結されており、メモリは、第2及び第3のセグメントの前に、第1のセグメントに通電し、第1のセグメントが第1の機能を実施した後に、第2及び第3のセグメントに通電するための、メインプロセッサによって実行可能な命令を記憶しており、第2のセグメントが、感知回路及びディスプレイ回路を含み、第3のセグメントが、モータ制御回路及びモータを含む、外科用排出システム。 Example 21: A surgical drainage system comprising a control circuit, the control circuit including a plurality of segments, the plurality of segments including a first segment, a second segment, and a third segment, the first segment including a main processor and a safety processor, the main processor coupled to a memory, the memory storing instructions executable by the main processor for energizing the first segment before the second and third segments and for energizing the second and third segments after the first segment performs a first function, the second segment including a sensing circuit and a display circuit, and the third segment including a motor control circuit and a motor.
実施例22:第1の機能が、短絡及びエラーのうちの少なくとも1つについて、第1、第2、及び第3のセグメントをチェックすることである、実施例21に記載の外科用排出システム。 Example 22: The surgical drainage system of Example 21, wherein the first function is to check the first, second, and third segments for at least one of a short circuit and an error.
実施例23:第1の機能が、第1、第2、及び第3のセグメントに対して安全チェックを実施することである、実施例21~22のいずれか1つに記載の外科用排出システム。 Example 23: A surgical evacuation system described in any one of Examples 21-22, wherein the first function is to perform a safety check on the first, second, and third segments.
実施例24:第1の機能は、感知回路、ディスプレイ回路、モータ制御回路、及びモータが正しい構成要素であることを検証することである、実施例21~23のいずれか1つに記載の外科用排出システム。 Example 24: A surgical evacuation system described in any one of Examples 21-23, wherein a first function is to verify that the sensing circuit, display circuit, motor control circuit, and motor are the correct components.
実施例25:制御回路が、メインプロセッサ、安全プロセッサ、感知回路、ディスプレイ回路、モータ制御回路、及びモータを識別し、かつ表示デバイス上で、メインプロセッサ、安全プロセッサ、感知回路、ディスプレイ回路、モータ制御回路、及びモータのステータスを表示する、実施例21~24のいずれか1つに記載の外科用排出システム。 Example 25: A surgical ejection system described in any one of Examples 21 to 24, wherein the control circuitry identifies the main processor, the safety processor, the sensing circuitry, the display circuitry, the motor control circuitry, and the motor, and displays the status of the main processor, the safety processor, the sensing circuitry, the display circuitry, the motor control circuitry, and the motor on a display device.
実施例26:制御回路が、第1のセグメント、第2のセグメント、及び第3のセグメントを識別し、かつ表示デバイス上でユーザに、第1のセグメント、第2のセグメント、及び第3のセグメントのステータスを表示する、実施例21~25のいずれか1つに記載の外科用排出システム。 Example 26: The surgical drainage system of any one of Examples 21-25, wherein the control circuitry identifies the first segment, the second segment, and the third segment and displays the status of the first segment, the second segment, and the third segment to the user on the display device.
実施例27:モータに連結されたポンプを更に備える、実施例21~26のいずれか1つに記載の外科用排出システム。 Example 27: The surgical drainage system of any one of Examples 21 to 26, further comprising a pump coupled to the motor.
実施例28:モータが、第1の状態又は第2の状態で動作する、実施例21~27のいずれか1つに記載の外科用排出システム。 Example 28: A surgical evacuation system described in any one of Examples 21 to 27, wherein the motor operates in a first state or a second state.
実施例29:第1の状態が、ユーザによって起動され、モータが、ポンプを急速な速度で動作させる、実施例28に記載の外科用排出システム。 Example 29: The surgical drainage system of Example 28, wherein the first state is activated by a user and the motor operates the pump at a rapid speed.
実施例30:第2の状態が遅い状態であり、モータがポンプをより遅い速度で動作させる、実施例28~29のいずれか1つに記載の外科用排出。 Example 30: The surgical drainage device of any one of Examples 28-29, wherein the second state is a slow state and the motor operates the pump at a slower speed.
実施例31:外科用排出システム内のセグメント化された制御回路を動作させる方法であって、第1のセグメントを起動することであって、第1のセグメントが、メインプロセッサ及び安全プロセッサを含む、ことと、第1のセグメントに第1の機能を実施させることと、第2のセグメントを起動することであって、第2のセグメントが、感知回路及びディスプレイ回路を含む、起動することと、第3のセグメントを起動することであって、第3のセグメントが、モータ制御回路及びモータを含む、起動することと、を含む、方法。 Example 31: A method of operating a segmented control circuit in a surgical drainage system, the method comprising: activating a first segment, the first segment including a main processor and a safety processor; causing the first segment to perform a first function; activating a second segment, the second segment including a sensing circuit and a display circuit; and activating a third segment, the third segment including a motor control circuit and a motor.
実施例32:第1の機能が、短絡及びエラーのうちの少なくとも1つについて、第1、第2、及び第3のセグメントをチェックすることである、実施例31に記載のセグメント化された制御回路を動作させる方法。 Example 32: A method of operating the segmented control circuit of Example 31, wherein the first function is to check the first, second, and third segments for at least one of a short circuit and an error.
実施例33:第1の機能が、第1、第2、及び第3のセグメントに対して安全チェックを実施することである、実施例31~32のいずれか1つに記載のセグメント化された制御回路を動作させる方法。 Example 33: A method of operating a segmented control circuit described in any one of Examples 31-32, wherein a first function is to perform a safety check on the first, second, and third segments.
実施例34:第1の機能が、感知回路、ディスプレイ回路、モータ制御回路、及びモータが正しい構成要素であることを検証することである、実施例31~33のいずれか1つに記載のセグメント化された制御回路を動作させる方法。 Example 34: A method of operating a segmented control circuit described in any one of Examples 31 to 33, wherein a first function is to verify that the sensing circuit, display circuit, motor control circuit, and motor are the correct components.
実施例35:制御回路によって、メインプロセッサ、安全プロセッサ、感知回路、ディスプレイ回路、モータ制御回路、及びモータを識別することと、表示デバイス上で、メインプロセッサ、安全プロセッサ、感知回路、ディスプレイ回路、モータ制御回路、及びモータのステータスを表示することと、を更に含む、実施例31~34のいずれか1つに記載のセグメント化された制御回路を動作させる方法。 Example 35: A method of operating a segmented control circuit described in any one of Examples 31 to 34, further comprising: identifying, by the control circuit, the main processor, the safety processor, the sensing circuit, the display circuit, the motor control circuit, and the motor; and displaying, on a display device, the status of the main processor, the safety processor, the sensing circuit, the display circuit, the motor control circuit, and the motor.
実施例36:制御回路によって、第1のセグメント、第2のセグメント、及び第3のセグメントを識別することと、表示デバイス上で、第1のセグメント、第2のセグメント、及び第3のセグメントのステータスを表示することと、を更に含む、実施例31~35のいずれか1つに記載のセグメント化された制御回路を動作させる方法。 Example 36: A method of operating the segmented control circuit of any one of Examples 31 to 35, further comprising: identifying, by the control circuit, the first segment, the second segment, and the third segment; and displaying, on a display device, the status of the first segment, the second segment, and the third segment.
実施例37:ポンプが、モータに連結されている、実施例31~36のいずれか1つに記載のセグメント化された制御回路を動作させる方法。 Example 37: A method of operating a segmented control circuit described in any one of Examples 31 to 36, wherein the pump is coupled to a motor.
実施例38:第1の状態又は第2の状態でモータを動作させることを更に含む、実施例37に記載のセグメント化された制御回路を動作させる方法。 Example 38: A method of operating the segmented control circuit of Example 37, further comprising operating the motor in the first state or the second state.
実施例39:第1の状態が、ユーザによって起動され、モータが、ポンプを急速な速度で動作させる、実施例38に記載のセグメント化された制御回路を動作させる方法。 Example 39: A method of operating the segmented control circuit of Example 38, wherein the first state is activated by a user and the motor operates the pump at a rapid speed.
実施例40:第2の状態が、遅い状態であり、モータがポンプをより遅い速度で動作させる、実施例38~39のいずれか1つに記載のセグメント化された制御回路を動作させる方法。 Example 40: A method of operating the segmented control circuit of any one of Examples 38-39, wherein the second state is a slow state in which the motor operates the pump at a slower speed.
実施例41:プロセッサ及びプロセッサに連結されたメモリを備える外科用ハブであって、メモリが、実施例31~40のいずれか1つに記載の方法を実施するための、プロセッサによって実行可能な命令を記憶している、外科用ハブ。 Example 41: A surgical hub comprising a processor and a memory coupled to the processor, the memory storing instructions executable by the processor for performing a method according to any one of Examples 31 to 40.
実施例42:コンピュータ可読命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体であって、実行されると、マシンに、実施例31~40のいずれか1つに記載の方法を実施させる、非一時的コンピュータ可読媒体。 Example 42: A non-transitory computer-readable medium storing computer-readable instructions that, when executed, cause a machine to perform a method described in any one of Examples 31-40.
実施例43:第1の状態が、ユーザによって起動され、モータが、ポンプを第1の速度で動作させる、実施例38に記載のセグメント化された制御回路を動作させる方法。 Example 43: A method of operating the segmented control circuit of Example 38, wherein the first state is activated by a user and the motor operates the pump at a first speed.
実施例44:モータが、第2の状態において第2の速度でポンプを動作させる、実施例38に記載のセグメント化された制御回路を動作させる方法。 Example 44: A method of operating the segmented control circuit of Example 38, wherein the motor operates the pump at a second speed in a second state.
実施例45:コンピュータ可読命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体であって、コンピュータ可読命令が、実行されたときに、マシンに、第1のセグメントを起動することであって、第1のセグメントが、メインプロセッサ及び安全プロセッサを含む、ことと、第1のセグメントに第1の機能を実施させることと、第2のセグメントを起動することであって、第2のセグメントが、感知回路及びディスプレイ回路を含む、起動することと、第3のセグメントを起動することであって、第3のセグメントが、モータ制御回路及びモータを含む、起動することと、を行わせる、非一時的コンピュータ可読媒体。 Example 45: A non-transitory computer-readable medium storing computer-readable instructions that, when executed, cause a machine to: activate a first segment, the first segment including a main processor and a safety processor; cause the first segment to perform a first function; activate a second segment, the second segment including a sensing circuit and a display circuit; and activate a third segment, the third segment including a motor control circuit and a motor.
本明細書に記載される主題の様々な追加の態様は、以下の番号付けされた実施例において説明される。 Various additional aspects of the subject matter described herein are illustrated in the following numbered examples.
実施例1:外科用排出システムであって、排煙装置であって、ポンプと、ポンプに動作可能に連結されたモータと、を含む、排煙装置と、通信回路と、通信回路を通じて排煙デバイスと通信するフィルタデバイスと、を備え、フィルタデバイスが、複数のフィルタ構成要素を含み、複数のフィルタ構成要素が、流体フィルタ、微粒子フィルタ、及び炭フィルタのうちの少なくとも1つを含む、複数のフィルタ要素と、複数のフィルタセンサと、を備え、通信回路が、複数のフィルタ構成要素を認証することと、当該複数のフィルタ構成要素のうちの少なくとも1つの残存寿命を検証することと、複数のフィルタ構成要素から出力されたパラメータを更新することと、複数のフィルタ構成要素から出力されたエラーを記録することと、を行うための、プロセッサによって実行可能な命令を記憶している、外科用排出システム。 Example 1: A surgical evacuation system comprising: a smoke evacuation apparatus including a pump and a motor operably coupled to the pump; a communications circuit; and a filter device in communication with the smoke evacuation device through the communications circuit, wherein the filter device comprises a plurality of filter components, the plurality of filter components comprising at least one of a fluid filter, a particulate filter, and a charcoal filter; and a plurality of filter sensors, wherein the communications circuit stores instructions executable by a processor to authenticate the plurality of filter components, verify the remaining life of at least one of the plurality of filter components, update parameters output from the plurality of filter components, and record errors output from the plurality of filter components.
実施例2:通信回路が、通信回路によって識別され得るフィルタ構成要素の数又は種類を制限するように更に構成されている、実施例1に記載の外科用排出システム。 Example 2: The surgical drainage system of Example 1, wherein the communication circuitry is further configured to limit the number or types of filter components that can be identified by the communication circuitry.
実施例3:通信回路が、認証の結果に基づいて、複数のフィルタ構成要素を有効化又は無効化するように更に構成されている、実施例1~2のいずれか1つに記載の外科用排出システム。 Example 3: The surgical drainage system of any one of Examples 1-2, wherein the communication circuitry is further configured to enable or disable the plurality of filter components based on the results of the authentication.
実施例4:通信回路が、フィルタ構成要素情報を使用することによって複数のフィルタ構成要素を認証する、実施例1~3のいずれか1つに記載の外科用排出システム。 Example 4: A surgical drainage system according to any one of Examples 1 to 3, wherein the communication circuitry authenticates multiple filter components by using filter component information.
実施例5:フィルタ構成要素情報が、複数のフィルタ構成要素の製品種類、製品名、一意のデバイス識別子、製品商標、シリアル番号、及び構成パラメータのうちの少なくとも1つを含む、実施例4に記載の外科用排出システム。 Example 5: The surgical drainage system of Example 4, wherein the filter component information includes at least one of product type, product name, unique device identifier, product trademark, serial number, and configuration parameters of the plurality of filter components.
実施例6:フィルタデバイスが、複数のフィルタ構成要素から出力されたパラメータを通信回路に送信する前に、パラメータを暗号化するように構成されている、実施例1~5のいずれか1つに記載の外科用排出システム。 Example 6: The surgical drainage system of any one of Examples 1 to 5, wherein the filter device is configured to encrypt the parameters output from the plurality of filter components before transmitting the parameters to the communication circuit.
実施例7:暗号化されたパラメータを受信すると、通信回路が、暗号化されたパラメータを復号化する、実施例6に記載の外科用排出システム。 Example 7: The surgical evacuation system of Example 6, wherein upon receiving the encrypted parameters, the communications circuitry decrypts the encrypted parameters.
実施例8:通信装置が、マスタデバイスとして機能し、フィルタデバイスが、スレーブデバイスとして機能し、マスタデバイスとスレーブデバイスとの間の通信が、認証プロセスを実施するときに、マスタデバイスからスレーブデバイスに一方向性である、実施例1~7のいずれか1つに記載の外科用排出システム。 Example 8: A surgical drainage system according to any one of Examples 1 to 7, wherein the communication device functions as a master device and the filter device functions as a slave device, and communication between the master device and the slave device is unidirectional from the master device to the slave device when performing the authentication process.
実施例9:通信回路を通じた排煙装置とフィルタデバイスとの間の通信のための方法であって、方法が、通信回路によって、フィルタデバイス内の複数のフィルタ構成要素を認証することであって、複数のフィルタ構成要素が、流体フィルタ、微粒子フィルタ、及び炭フィルタのうちの少なくとも1つを含む複数のフィルタ要素と、複数のフィルタセンサと、を含む、認証することと、当該通信回路によって、当該複数のフィルタ構成要素のうちの少なくとも1つの残存寿命を検証することと、通信回路によって、複数のフィルタ構成要素から出力されたパラメータを更新することと、通信回路によって、複数のフィルタ構成要素から出力されたエラーを記録することと、を含み、排煙デバイスが、ポンプと、ポンプに動作可能に連結されたモータと、を含む、方法。 Example 9: A method for communication between a smoke evacuation apparatus and a filter device through a communications circuit, the method including: authenticating, by the communications circuit, a plurality of filter components in the filter device, the plurality of filter components including a plurality of filter elements including at least one of a fluid filter, a particulate filter, and a charcoal filter, and a plurality of filter sensors; verifying, by the communications circuit, a remaining life of at least one of the plurality of filter components; updating, by the communications circuit, parameters output from the plurality of filter components; and recording, by the communications circuit, errors output from the plurality of filter components; the smoke evacuation device including a pump and a motor operably coupled to the pump.
実施例10:通信回路によって識別され得るフィルタ構成要素の数又は種類を制限することを更に含む、実施例9に記載の方法。 Example 10: The method of Example 9, further comprising limiting the number or types of filter components that can be identified by the communication circuitry.
実施例11:通信回路によって、認証の結果に基づいて複数のフィルタ構成要素を有効化又は無効化することを更に含む、実施例9に記載の方法。 Example 11: The method of Example 9, further comprising enabling or disabling, via the communication circuitry, a plurality of filter components based on the authentication result.
実施例12:通信回路が、フィルタ構成要素情報を使用することによって複数のフィルタ構成要素を認証する、実施例9~11のいずれか1つに記載の方法。 Example 12: The method of any one of Examples 9 to 11, wherein the communication circuitry authenticates multiple filter components by using filter component information.
実施例13:フィルタ構成要素情報が、複数のフィルタ構成要素の製品種類、製品名、一意のデバイス識別子、製品商標、シリアル番号、及び構成パラメータのうちの少なくとも1つを含む、実施例12に記載の方法。 Example 13: The method of Example 12, wherein the filter component information includes at least one of product type, product name, unique device identifier, product brand, serial number, and configuration parameters of the plurality of filter components.
実施例14:複数のフィルタ構成要素から出力されたパラメータを通信回路に送信する前に、フィルタデバイスによって、パラメータを暗号化することを更に含む、実施例9~13のいずれか1つに記載の方法。 Example 14: The method of any one of Examples 9 to 13, further comprising encrypting, by the filter device, the parameters output from the plurality of filter components before transmitting the parameters to the communication circuit.
実施例15:暗号化されたパラメータを受信すると、通信回路によって、暗号化されたパラメータを復号化することを更に含む、実施例14に記載の方法。 Example 15: The method of Example 14, further comprising, upon receiving the encrypted parameters, decrypting the encrypted parameters by the communication circuitry.
実施例16:通信装置が、マスタデバイスとして機能し、フィルタデバイスが、スレーブデバイスとして機能し、マスタデバイスとスレーブデバイスとの間の通信が、認証工程を実施するときに、マスタデバイスからスレーブデバイスに一方向性である、実施例9~15のいずれか1つに記載の方法。 Example 16: The method of any one of Examples 9 to 15, wherein the communication device functions as a master device, the filter device functions as a slave device, and communication between the master device and the slave device is unidirectional from the master device to the slave device when performing the authentication process.
実施例17:プロセッサ及びプロセッサに連結されたメモリを備える外科用ハブであって、メモリが、実施例9~16のいずれか1つに記載の方法を実施するための、プロセッサによって実行可能な命令を記憶している、外科用ハブ。 Example 17: A surgical hub comprising a processor and a memory coupled to the processor, the memory storing instructions executable by the processor for performing a method according to any one of Examples 9 to 16.
実施例18:コンピュータ可読命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体であって、実行されると、マシンに、実施例9~16のいずれか1つに記載の方法を実施させる、非一時的コンピュータ可読媒体。 Example 18: A non-transitory computer-readable medium storing computer-readable instructions that, when executed, cause a machine to perform a method described in any one of Examples 9-16.
実施例19:プロセッサ、及びプロセッサに連結されたメモリを備える外科用ハブであって、メモリが、フィルタデバイス内の複数のフィルタ構成要素を認証することであって、複数のフィルタ構成要素が、流体フィルタ、微粒子フィルタ、及び炭フィルタのうちの少なくとも1つを含む、複数のフィルタ要素と、複数のフィルタセンサと、を含む、認証することと、当該複数のフィルタ構成要素のうちの少なくとも1つの残存寿命を検証することと、複数のフィルタ構成要素から出力されたパラメータを更新することと、複数のフィルタ構成要素から出力されたエラーを記録することと、を行うための、プロセッサによって実行可能な命令を記憶している、外科用ハブ。 Example 19: A surgical hub comprising a processor and a memory coupled to the processor, the memory storing instructions executable by the processor to authenticate a plurality of filter components in a filter device, the plurality of filter components including a plurality of filter elements including at least one of a fluid filter, a particulate filter, and a charcoal filter, and a plurality of filter sensors; verify a remaining life of at least one of the plurality of filter components; update parameters output from the plurality of filter components; and record errors output from the plurality of filter components.
実施例20:メモリが、識別され得るフィルタ構成要素の数又は種類を制限するための、プロセッサによって実行可能な更なる命令を記憶している、実施例19に記載の外科用ハブ。 Example 20: The surgical hub of Example 19, wherein the memory stores further instructions executable by the processor for limiting the number or types of filter components that can be identified.
実施例21:メモリが、認証の結果に基づいて、複数のフィルタ構成要素を有効化又は無効化するための、プロセッサによって実行可能な更なる命令を記憶している、実施例19~20のいずれか1つに記載の外科用ハブ。 Example 21: A surgical hub described in any one of Examples 19 to 20, wherein the memory stores further instructions executable by the processor for enabling or disabling multiple filter components based on the results of the authentication.
実施例22:複数のフィルタ構成要素が、複数のフィルタ構成要素の製品種類、製品名、一意のデバイス識別子、製品商標、シリアル番号、及び構成パラメータのうちの少なくとも1つを含むフィルタ構成要素情報を使用することによって認証される、実施例19~21のいずれか1つに記載の外科用ハブ。 Example 22: A surgical hub described in any one of Examples 19 to 21, wherein the plurality of filter components are authenticated by using filter component information including at least one of product type, product name, unique device identifier, product brand, serial number, and configuration parameters of the plurality of filter components.
本明細書に記載される主題の様々な追加の態様は、以下の番号付けされた実施例において説明される。 Various additional aspects of the subject matter described herein are illustrated in the following numbered examples.
実施例1:外科用排出システムであって、ポンプと、ポンプに動作可能に連結されたモータと、ポンプに流体連結された流路と、を備え、流路が、流路を通って移動する流体中の大液滴を抽出するように構成された第1の流体フィルタと、流路を通って移動する流体中の小液滴を抽出するように構成された第2の流体フィルタと、を含み、第1の流体フィルタが、第2の流体フィルタと直列に連結されており、第1の流体フィルタが、第2の流体フィルタの上流に位置付けられており、第2の流体フィルタの出口ポートが、非流体フィルタの入口ポートに連結されている、外科用排出システム。 Example 1: A surgical drainage system comprising: a pump; a motor operably coupled to the pump; and a fluid path fluidly coupled to the pump, the fluid path including a first fluid filter configured to extract large droplets from fluid moving through the fluid path; and a second fluid filter configured to extract small droplets from fluid moving through the fluid path, the first fluid filter being coupled in series with the second fluid filter, the first fluid filter being positioned upstream of the second fluid filter, and an outlet port of the second fluid filter being coupled to an inlet port of a non-fluid filter.
実施例2:第1の再循環チャネルを更に備え、第1の再循環チャネルの入口ポートが、第2の流体フィルタと非流体フィルタとの間に位置付けられ、第1の再循環チャネルが、第2の流体フィルタから流出した流体を再循環させるように構成されている、実施例1に記載の外科用排出システム。 Example 2: The surgical drainage system of Example 1, further comprising a first recirculation channel, the inlet port of the first recirculation channel being positioned between the second fluid filter and the non-fluid filter, the first recirculation channel being configured to recirculate fluid exiting the second fluid filter.
実施例3:第1の再循環チャネルを閉鎖及び開放するように構成された第1の再循環弁を更に備え、第1の再循環弁が開放されたときに、第2の流体フィルタから流出した流体が、第1の再循環チャネルを通って再循環される、実施例2に記載の外科用排出システム。 Example 3: The surgical drainage system of Example 2, further comprising a first recirculation valve configured to close and open the first recirculation channel, such that when the first recirculation valve is open, fluid exiting the second fluid filter is recirculated through the first recirculation channel.
実施例4:第1の再循環弁付近に位置付けられた第1のセンサを更に備え、第1のセンサが、流体のパラメータを検出するように構成されており、第1の再循環弁は、第1のセンサによって検出されたパラメータが第1の所定の閾値以上であるときに、第1の再循環チャネルを開放する、実施例3に記載の外科用排出システム。 Example 4: The surgical drainage system of Example 3, further comprising a first sensor positioned near the first recirculation valve, the first sensor configured to detect a parameter of the fluid, and the first recirculation valve opening the first recirculation channel when the parameter detected by the first sensor is equal to or greater than a first predetermined threshold.
実施例5:第1の再循環チャネル内に方向付けられた流体が、第2の流体フィルタの上流の流体経路内に注入される、実施例2~4のいずれか1つに記載の外科用排出システム。 Example 5: The surgical drainage system of any one of Examples 2-4, wherein the fluid directed into the first recirculation channel is injected into the fluid path upstream of the second fluid filter.
実施例6:第1の再循環チャネル内に方向付けられた流体が、第1の流体フィルタに注入される、実施例5に記載の外科用排出システム。 Example 6: The surgical drainage system of Example 5, wherein the fluid directed into the first recirculation channel is infused into a first fluid filter.
実施例7:第1の再循環チャネル内に方向付けられた流体が、第2の流体フィルタの上流部分に注入される、実施例2~6のいずれか1つに記載の外科用排出システム。 Example 7: The surgical drainage system of any one of Examples 2-6, wherein the fluid directed into the first recirculation channel is injected into an upstream portion of the second fluid filter.
実施例8:第1の再循環チャネルが、第1の再循環チャネルの入口ポートから下方に延在し、これにより、第2の流体フィルタから流出した流体中の大液滴又は小液滴が重力を介して記第1の再循環チャネルに方向付けられることを可能にする、実施例2~7のいずれか1つに記載の外科用排出システム。 Example 8: The surgical drainage system of any one of Examples 2-7, wherein the first recirculation channel extends downwardly from the inlet port of the first recirculation channel, thereby allowing large or small droplets in the fluid exiting the second fluid filter to be directed into the first recirculation channel via gravity.
実施例9:第2の再循環チャネルを更に備え、第2の再循環チャネルの入口ポートが、第1の流体フィルタと第2の流体フィルタとの間に位置付けられており、第2の再循環チャネルが、第1の流体フィルタから流出した流体を再循環させるように構成されている、実施例2~8のいずれか1つに記載の外科用排出システム。 Example 9: The surgical drainage system of any one of Examples 2-8, further comprising a second recirculation channel, the inlet port of the second recirculation channel being positioned between the first fluid filter and the second fluid filter, and the second recirculation channel being configured to recirculate fluid exiting the first fluid filter.
実施例10:第2の再循環チャネルを閉鎖及び開放するように構成された第2の再循環弁を更に備え、第2の再循環弁が開放されたときに、第1の流体フィルタから流出した流体が、第2の再循環チャネルを通って再循環される、実施例9に記載の外科用排出システム。 Example 10: The surgical drainage system of Example 9, further comprising a second recirculation valve configured to close and open the second recirculation channel, such that when the second recirculation valve is open, fluid exiting the first fluid filter is recirculated through the second recirculation channel.
実施例11:第2の再循環弁付近に位置付けられた第2のセンサを更に備え、第2のセンサが、流体のパラメータを検出するように構成されており、第2の再循環弁は、第2のセンサによって検出されたパラメータが第2の所定の閾値以上であるときに、第2の再循環チャネルを開放する、実施例10に記載の外科用排出システム。 Example 11: The surgical drainage system of Example 10, further comprising a second sensor positioned near the second recirculation valve, the second sensor configured to detect a parameter of the fluid, and the second recirculation valve opening the second recirculation channel when the parameter detected by the second sensor is equal to or greater than a second predetermined threshold.
実施例12:第2の再循環チャネル内に方向付けられた流体が、第1の流体フィルタの上流の流体経路内に注入される、実施例9~11のいずれか1つに記載の外科用排出システム。 Example 12: The surgical drainage system of any one of Examples 9-11, wherein the fluid directed into the second recirculation channel is injected into the fluid path upstream of the first fluid filter.
実施例13:第2の再循環チャネル内に方向付けられた流体が、第1の流体フィルタの上流部分に注入される、実施例9~12のいずれか1つに記載の外科用排出システム。 Example 13: A surgical drainage system described in any one of Examples 9-12, wherein the fluid directed into the second recirculation channel is injected into an upstream portion of the first fluid filter.
実施例14:第2の再循環チャネルが、第2の再循環チャネルの入口ポートから下方に延在し、これにより、第1の流体フィルタから流出した流体中の大液滴又は小液滴が重力を介して第2の再循環チャネルに方向付けられることを可能にする、実施例9~13のいずれか1つに記載の外科用排出システム。 Example 14: The surgical drainage system of any one of Examples 9-13, wherein the second recirculation channel extends downwardly from the second recirculation channel inlet port, thereby allowing large or small droplets in the fluid exiting the first fluid filter to be directed into the second recirculation channel via gravity.
実施例15:第1の流体フィルタが少なくとも1つのバッフルを備える、実施例1~14のいずれか1つに記載の外科用排出システム。 Example 15: A surgical drainage system described in any one of Examples 1 to 14, wherein the first fluid filter comprises at least one baffle.
実施例16:第1の流体フィルタが切換弁を備える、実施例1~15のいずれか1つに記載の外科用排出システム。 Example 16: A surgical drainage system described in any one of Examples 1 to 15, wherein the first fluid filter includes a switching valve.
実施例17:第2の流体フィルタが、膜フィルタ、ハニカムフィルタ、及び多孔質構造フィルタ、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択されるフィルタを含む、実施例1~16のいずれか1つに記載の外科用排出システム。 Example 17: A surgical drainage system described in any one of Examples 1 to 16, wherein the second fluid filter comprises a filter selected from the group consisting of a membrane filter, a honeycomb filter, a porous structure filter, and combinations thereof.
実施例18:非流体フィルタが、微粒子フィルタを含む、実施例1~17のいずれか1つに記載の外科用排出システム。 Example 18: A surgical drainage system described in any one of Examples 1 to 17, wherein the non-fluid filter includes a particulate filter.
実施例19:第1の流体フィルタ及び第2の流体フィルタのうちの少なくとも1つは、再循環チャネルを通じて実施される再循環プロセスの数が第3の所定の閾値以上であると判定されたときに、無効化される、実施例1~17のいずれか1つに記載の外科用排出システム。 Example 19: The surgical drainage system of any one of Examples 1 to 17, wherein at least one of the first fluid filter and the second fluid filter is disabled when it is determined that the number of recirculation processes performed through the recirculation channel is greater than or equal to a third predetermined threshold.
実施例20:外科用排出システムであって、ポンプと、ポンプに動作可能に連結されたモータと、ポンプに流体連結された流路と、を備え、流路が、流路を通って移動する流体中の大液滴を抽出するように構成された第1の流体フィルタであって、少なくとも1つのバッフルを含む、第1の流体フィルタと、流路を通って移動する流体中の小液滴を抽出するように構成された第2の流体フィルタと、を含み、第2の流体フィルタが、膜フィルタ、ハニカムフィルタ、及び多孔質構造フィルタ、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択されるフィルタを含み、第1の流体フィルタが、第2の流体フィルタと直列に連結され、第1の流体フィルタが、第2の流体フィルタの上流に位置付けられ、第2の流体フィルタの出口ポートが、非流体フィルタの入口ポートに連結されている、外科用排出システム。 Example 20: A surgical drainage system comprising: a pump; a motor operably connected to the pump; and a fluid path fluidly connected to the pump, the fluid path comprising: a first fluid filter configured to extract large droplets from fluid moving through the fluid path, the first fluid filter including at least one baffle; and a second fluid filter configured to extract small droplets from fluid moving through the fluid path, the second fluid filter comprising a filter selected from the group consisting of membrane filters, honeycomb filters, and porous structure filters, and combinations thereof, the first fluid filter being connected in series with the second fluid filter, the first fluid filter being positioned upstream of the second fluid filter, and an outlet port of the second fluid filter being connected to an inlet port of a non-fluid filter.
実施例21:第1の再循環チャネルを更に備え、第1の再循環チャネルの入口ポートが、第2の流体フィルタと非流体フィルタとの間に位置付けられ、第1の再循環チャネルが、第2の流体フィルタから流出した流体を再循環させるように構成されている、実施例20に記載の外科用排出システム。 Example 21: The surgical drainage system of Example 20, further comprising a first recirculation channel, the inlet port of the first recirculation channel being positioned between the second fluid filter and the non-fluid filter, the first recirculation channel being configured to recirculate fluid exiting the second fluid filter.
実施例22:第2の再循環チャネルを更に備え、第2の再循環チャネルの入口ポートが、第1の流体フィルタと第2の流体フィルタとの間に位置付けられており、第2の再循環チャネルが、第1の流体フィルタから流出した流体を再循環させるように構成されている、実施例20~21のいずれか1つに記載の外科用排出システム。 Example 22: The surgical drainage system of any one of Examples 20-21, further comprising a second recirculation channel, the inlet port of the second recirculation channel being positioned between the first fluid filter and the second fluid filter, and the second recirculation channel being configured to recirculate fluid exiting the first fluid filter.
本明細書に記載される主題の様々な追加の態様は、以下の番号付けされた実施例において説明される。 Various additional aspects of the subject matter described herein are illustrated in the following numbered examples.
実施例1:電気外科用システムの戻りパッドであって、患者に印加された無線周波数電流を受信するように構成された複数の導電性部材と、患者に適用された神経制御信号、及び神経制御信号の適用から生じる患者の解剖学的特徴部の動きのうちの少なくとも1つを検出するように構成された複数の感知装置と、を備える、戻りパッド。 Example 1: A return pad for an electrosurgical system, the return pad comprising: a plurality of conductive members configured to receive radio frequency current applied to a patient; and a plurality of sensing devices configured to detect at least one of a neural control signal applied to the patient and movement of an anatomical feature of the patient resulting from application of the neural control signal.
実施例2:複数の導電性部材が、患者と容量性カップリングするように更に構成されている、実施例1の戻りパッド。 Example 2: The return pad of Example 1, wherein the plurality of conductive members are further configured to capacitively couple with the patient.
実施例3:複数の導電性部材のうちの少なくとも1つを、複数の導電性部材のうちの別の1つから選択的に分離するように構成された切り替え装置を更に備える、実施例1~2のいずれか1つに記載の戻りパッド。 Example 3: The return pad of any one of Examples 1 and 2, further comprising a switching device configured to selectively isolate at least one of the plurality of conductive members from another of the plurality of conductive members.
実施例4:導電性部材のそれぞれを互いから選択的に分離するように構成された切り替え装置を更に備える、実施例1~3のいずれか1つに記載の戻りパッド。 Example 4: The return pad of any one of Examples 1 to 3, further comprising a switching device configured to selectively isolate each of the conductive members from one another.
実施例5:複数の導電性部材を患者から選択的に分離するように構成された切り替え装置を更に備える、実施例1~4のいずれか1つに記載の戻りパッド。 Example 5: The return pad of any one of Examples 1 to 4, further comprising a switching device configured to selectively disconnect the plurality of conductive members from the patient.
実施例6:複数の導電性部材を発生器から選択的に分離するように構成された切り替え装置を更に備える、実施例1~5のいずれか1つに記載の戻りパッド。 Example 6: The return pad of any one of Examples 1 to 5, further comprising a switching device configured to selectively disconnect the plurality of conductive members from the generator.
実施例7:複数の導電性部材のそれぞれを発生器に選択的に連結するように構成された切り替え装置を更に備える、実施例1~6のいずれか1つに記載の戻りパッド。 Example 7: The return pad of any one of Examples 1 to 6, further comprising a switching device configured to selectively couple each of the plurality of conductive members to the generator.
実施例8:複数の感知装置が感知装置のアレイとして構成されている、実施例1~7のいずれか1つに記載の戻りパッド。 Example 8: A return pad described in any one of Examples 1 to 7, wherein the plurality of sensing devices are configured as an array of sensing devices.
実施例9:複数の感知装置のそれぞれが、複数の導電性部材のうちの対応する1つに連結されている、実施例1~8のいずれか1つに記載の戻りパッド。 Example 9: A return pad described in any one of Examples 1 to 8, wherein each of the plurality of sensing devices is coupled to a corresponding one of the plurality of conductive members.
実施例10:複数の導電性部材のそれぞれが、複数の感知装置のうちの対応する1つに連結されている、実施例1~9のいずれか1つに記載の戻りパッド。 Example 10: A return pad described in any one of Examples 1 to 9, wherein each of the plurality of conductive members is coupled to a corresponding one of the plurality of sensing devices.
実施例11:複数の感知装置のうちの少なくとも1つが、圧力センサ、加速度計、及び圧力センサ及び加速度計のうちの1つを含む、実施例1~10のいずれか1つに記載の戻りパッド。 Example 11: A return pad described in any one of Examples 1 to 10, wherein at least one of the plurality of sensing devices includes one of a pressure sensor, an accelerometer, and a pressure sensor and an accelerometer.
実施例12:複数の感知装置のそれぞれが、検出を示す信号を出力するように更に構成されている、実施例1~11のいずれか1つに記載の戻りパッド。 Example 12: A return pad described in any one of Examples 1 to 11, wherein each of the plurality of sensing devices is further configured to output a signal indicative of detection.
実施例13:電気外科用システムであって、無線周波数で交流を供給するように構成された発生器と、交流を患者に印加するように構成された器具と、患者に容量性カップリング可能な戻りパッドであって、戻りパッドが、無線周波数電流を伝導するように構成された複数の導電性部材であって、患者に容量性カップリング可能であり、かつ発生器に選択的に連結可能である、複数の導電性部材を含む、戻りパッドと、患者に適用された神経制御信号、及び神経制御信号の適用から生じる患者の解剖学的特徴部の動きのうちの少なくとも1つを検出するように構成された複数の感知装置と、戻りパッド及び発生器に連結された導体と、を備える、電気外科用システム。 Example 13: An electrosurgical system comprising: a generator configured to supply alternating current at a radio frequency; an instrument configured to apply the alternating current to a patient; a return pad capacitively coupleable to the patient, the return pad including a plurality of conductive members configured to conduct radio frequency current, the plurality of conductive members being capacitively coupleable to the patient and selectively coupleable to the generator; a plurality of sensing devices configured to detect at least one of a neural control signal applied to the patient and movement of an anatomical feature of the patient resulting from application of the neural control signal; and conductors coupled to the return pad and the generator.
実施例14:複数の感知装置のそれぞれに連結された多入力単一出力切り替え装置を更に備える、実施例13に記載の電気外科用システム。 Example 14: The electrosurgical system described in Example 13, further comprising a multi-input single-output switching device coupled to each of the plurality of sensing devices.
実施例15:多入力単一出力切り替え装置に連結されたアナログデジタル変換器を更に備える、実施例14の電気外科用システム。 Example 15: The electrosurgical system of Example 14, further comprising an analog-to-digital converter coupled to the multi-input single-output switching device.
実施例16:発生器が、高周波波形として交流を発生し、患者の神経を刺激するように構成された低周波波形を発生し、高周波波形を利用して低周波波形を変調し、合成波形を形成し、かつ、合成波形を器具に供給するように更に構成されている、実施例1~15のいずれか1つに記載の電気外科用システム。 Example 16: An electrosurgical system according to any one of Examples 1 to 15, wherein the generator is further configured to generate alternating current as a high-frequency waveform, generate a low-frequency waveform configured to stimulate a nerve of the patient, modulate the low-frequency waveform using the high-frequency waveform to form a composite waveform, and deliver the composite waveform to the instrument.
実施例17:発生器が、低周波波形を振幅変調して合成波形を形成するように更に構成されている、実施例1~16のいずれか1つに記載の電気外科用システム。 Example 17: An electrosurgical system according to any one of Examples 1 to 16, wherein the generator is further configured to amplitude modulate the low-frequency waveform to form a composite waveform.
実施例18:電気外科システムの戻りパッドであって、患者と容量性カップリングするように構成された複数の電極と、患者に適用された神経制御信号、及び神経制御信号の適用から生じる患者の解剖学的特徴部の動きのうちの少なくとも1つを検出するように構成された感知装置のアレイと、を備える、戻りパッド。 Example 18: A return pad for an electrosurgical system, the return pad comprising a plurality of electrodes configured for capacitive coupling with a patient and an array of sensing devices configured to detect at least one of a neural control signal applied to the patient and movement of an anatomical feature of the patient resulting from the application of the neural control signal.
実施例19:感知装置のアレイの各感知装置が、検出を示す信号を出力するように構成されている、実施例18の戻りパッド。 Example 19: The return pad of Example 18, wherein each sensing device in the array of sensing devices is configured to output a signal indicative of a detection.
実施例20:感知装置のアレイの各感知装置が、複数の電極のうちの対応する1つ上に配置されている、実施例18~19のいずれか1つに記載の戻りパッド。 Example 20: A return pad described in any one of Examples 18-19, wherein each sensing device in the array of sensing devices is disposed on a corresponding one of the plurality of electrodes.
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」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。 While several embodiments have been illustrated and described, it is not the applicant's intention to restrict or limit the appended claims to such details. Numerous modifications, variations, changes, substitutions, combinations, and equivalents of these embodiments may be implemented and will occur to those skilled in the art without departing from the scope of the present disclosure. Moreover, the structure of each element associated with the described embodiments can alternatively be described as a means for providing the function performed by that element. Also, while materials are disclosed with respect to particular components, other materials may be used. It is therefore to be understood that the above description and the appended claims are intended to cover all such modifications, combinations, and variations as fall within the scope of the disclosed embodiments. The appended claims are intended to cover all such modifications, variations, changes, substitutions, modifications, and equivalents.
上記の詳細な説明は、ブロック図、フローチャート及び/又は例を用いて装置及び/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/又は例が1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台以上のコンピュータ上で稼働する1つ以上のコンピュータプログラムとして(例えば、1台以上のコンピュータシステム上で稼働する1つ以上のプログラムとして)、1つ以上のプロセッサ上で稼働する1つ以上のプログラムとして(例えば、1つ以上のマイクロプロセッサ上で稼働する1つ以上のプログラムとして)、ファームウェアとして、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、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、当業者には理解されることとして、本明細書に記載した主題の機構は、多様な形式で1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具体的な形態は、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用いられる。 The foregoing detailed description has set forth various aspects of devices and/or processes via the use of block diagrams, flowcharts, and/or examples. To the extent that such block diagrams, flowcharts, and/or examples include one or more functions and/or operations, those skilled in the art will understand that each function and/or operation included in such block diagrams, flowcharts, and/or examples can be individually and/or collectively implemented by a variety of hardware, software, firmware, or virtually any combination thereof. Those skilled in the art will understand that all or a portion of some aspects of the embodiments disclosed herein can be equivalently implemented on an integrated circuit as one or more computer programs running on one or more computers (e.g., as one or more programs running on one or more computer systems), as one or more programs running on one or more processors (e.g., as one or more programs running on one or more microprocessors), as firmware, or virtually any combination thereof, and that designing circuitry and/or writing software and/or firmware code is within the skill of those skilled in the art in light of this disclosure. Furthermore, those skilled in the art will appreciate that the subject matter described herein may be distributed as one or more program products in a variety of forms, and that the particular form of the subject matter described herein will be used regardless of the particular type of signal-bearing medium used to actually effect the distribution.
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ストレージ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ストレージに限定されない。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。 The instructions used to program logic to implement various disclosed aspects may be stored in system memory, such as dynamic random access memory (DRAM), cache, flash memory, or other storage. Additionally, the instructions may be distributed over a network or by other computer-readable media. Thus, machine-readable media may include any mechanism for storing or transmitting information in a form readable by a machine (e.g., a computer), including, but not limited to, floppy diskettes, optical disks, compact disks, read-only memories (CD-ROMs), magneto-optical disks, read-only memories (ROMs), random access memories (RAMs), erasable programmable read-only memories (EPROMs), electrically erasable programmable read-only memories (EEPROMs), magnetic or optical cards, flash memories, or tangible machine-readable storage used to transmit information over the Internet via electrical, optical, acoustic, or other forms of propagated signals (e.g., carrier waves, infrared signals, digital signals, etc.). Accordingly, non-transitory computer-readable media includes any type of tangible machine-readable medium suitable for storing or transmitting electronic instructions or information in a form readable by a machine (e.g., a computer).
本明細書の任意の態様で使用されるとき、用語「制御回路」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デバイス(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(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(IC)、特定用途向け集積回路(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及び/又は通信装置(例えばモデム、通信スイッチ、又は光-電気設備)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。 As used in any aspect of this specification, the term "control circuitry" may refer to, for example, hardwired circuitry, programmable circuitry (e.g., a computer processor including one or more individual instruction processing cores, a processing unit, a processor, a microcontroller, a microcontroller unit, a controller, a digital signal processor (DSP), a programmable logic device (PLD), a programmable logic array (PLA), or a field programmable gate array (FPGA)), a state machine circuit, firmware that stores instructions executed by the programmable circuitry, and any combination thereof. Control circuitry may be embodied, collectively or individually, as circuitry that forms part of a larger system, such as, for example, an integrated circuit (IC), an application specific integrated circuit (ASIC), a system on a chip (SoC), a desktop computer, a laptop computer, a tablet computer, a server, a smartphone, etc. Thus, as used herein, "control circuitry" includes, but is not limited to, electrical circuitry having at least one discrete electrical circuit, electrical circuitry having at least one integrated circuit, electrical circuitry having at least one application-specific integrated circuit, electrical circuitry forming a general-purpose computing device configured by a computer program (e.g., a general-purpose computer configured by a computer program that at least partially executes the processes and/or apparatus described herein, or a microprocessor configured by a computer program that at least partially executes the processes and/or apparatus described herein), electrical circuitry forming a memory device (e.g., a form of random access memory), and/or electrical circuitry forming a communications device (e.g., a modem, a communications switch, or an optical-to-electrical facility). Those skilled in the art will recognize that the subject matter described herein may be implemented in analog or digital form, or some combination thereof.
本明細書の任意の態様で使用される場合、用語「論理」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。 As used in any aspect of this specification, the term "logic" may refer to an application, software, firmware, and/or circuitry configured to perform any of the aforementioned operations. Software may be embodied as a software package, code, instructions, instruction sets, and/or data recorded on a non-transitory computer-readable storage medium. Firmware may be embodied as code, instructions, or instruction sets and/or hard-coded (e.g., non-volatile) data in a memory device.
本明細書の任意の態様で使用するとき、用語「構成要素」、「システム」、「モジュール」などは、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。 When used in any aspect of this specification, the terms "component," "system," "module," etc. may refer to a computer-related entity that is either hardware, a combination of hardware and software, software, or software in execution.
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、適切な物理量と関連付けられてもよく、また単に、これらの量及び/又は状態に適用される便利なラベルである。 As used in any aspect of this specification, an "algorithm" refers to a self-consistent sequence of steps leading to a desired result, and the "steps" refer to the manipulation of physical quantities and/or logical states, which may, but need not, take the form of electrical or magnetic signals capable of being stored, transferred, combined, compared, and otherwise manipulated. It is common practice to refer to these signals as bits, values, elements, symbols, characters, terms, numbers, or the like. These and similar terms may be associated with the appropriate physical quantities or are merely convenient labels applied to these quantities and/or states.
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(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(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。 The network may include a packet-switched network. The communication devices may communicate with each other using a selected packet-switched network communication protocol. One exemplary communication protocol may include an Ethernet communication protocol, which may enable communication using Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP). The Ethernet protocol may conform to or be compatible with the Ethernet standard published by the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), entitled "IEEE 802.3 Standard," dated December 2008, and/or later versions of this standard. Alternatively or additionally, the communication devices may communicate with each other using the X.25 communication protocol. The T.25 communication protocol may conform to or be compatible with standards promulgated by the International Telecommunication Union-Telecommunication Standards Sector (ITU-T). Alternatively or additionally, the communication devices may communicate with each other using a frame relay communication protocol. The frame relay communication protocol may conform to or be compatible with standards promulgated by the Consultative Committee for International Telegraph and Telephone (CCITT) and/or the American National Standards Institute (ANSI). Alternatively or additionally, the transceivers may be capable of communicating with each other using an asynchronous transfer mode (ATM) communication protocol. The ATM communication protocol may conform to or be compatible with the ATM standard published by the ATM Forum in August 2001, entitled "ATM-MPLS Network Interworking 2.0," and/or later versions of this standard. Of course, different and/or later-developed connection-oriented network communication protocols are equally contemplated herein.
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」、「決定する」、「表示する」などの用語を使用する議論は、コンピュータシステムのレジスタ及びメモリ内で物理(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し変換する、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。 Unless expressly specified otherwise, as will be apparent from the foregoing disclosure, discussions throughout the foregoing disclosure using terms such as "processing," "calculating," "computing," "determining," and "displaying" will be understood to refer to the operations and processing of a computer system or similar electronic computing device that manipulates and converts data represented as physical (electronic) quantities in the computer system's registers and memory into other data similarly represented as physical quantities in the computer system's memory or registers or such information storage, transmission, or display devices.
1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。 One or more components may be referred to herein as being "configured to," "configurable to," "operable/operative to," "adapted/adaptable," "able to," "conformable/conformed to," etc. Those skilled in the art will understand that "configured to" may generally encompass active components and/or inactive components and/or standby components, unless the context requires otherwise.
「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、多くの向き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。 The terms "proximal" and "distal" are used herein with reference to a clinician manipulating the handle portion of a surgical instrument. The term "proximal" refers to the portion closest to the clinician, and the term "distal" refers to the portion located away from the clinician. It will be further understood that for convenience and clarity, spatial terms such as "vertical," "horizontal," "upper," and "lower" may be used herein with respect to the drawings. However, surgical instruments are used in many orientations and positions, and these terms are not intended to be limiting and/or absolute.
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つのみ含む請求項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。 Those skilled in the art will understand that the terms used herein generally, and in the appended claims in particular (e.g., the body of the appended claims), are generally intended as "open" terms (e.g., the term "including" should be interpreted as "including but not limited to," the term "having" should be interpreted as "having at least," the term "includes" should be interpreted as "includes but is not limited to," etc.). Furthermore, those skilled in the art will understand that where a specific number is intended in an introduced claim recitation, such intention will be clearly stated in the claim; and, in the absence of such a statement, no such intention exists. For example, as an aid to understanding, the appended claims below may include the introductory phrases "at least one" and "one or more" to introduce the claim recitation. However, the use of such phrases should not be construed as suggesting that when a claim is introduced by the indefinite article "a" or "an," any particular claim containing such introduced claim language is limited to claims containing only one such recitation, even if the same claim contains both an introductory phrase such as "one or more" or "at least one" and the indefinite article "a" or "an" (e.g., "a" and/or "an" should normally be construed to mean "at least one" or "one or more"). The same applies when a definite article is used to introduce a claim.
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」に類する表記が用いられる場合、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」に類する表記が用いられる場合、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、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。 Furthermore, even when a specific number is explicitly stated in an introduced claim, those skilled in the art will recognize that such a statement should typically be interpreted to mean at least the recited number (e.g., a statement simply stating "two items" without other modifiers generally means at least two items, or more than two items). Furthermore, when a term similar to "at least one of A, B, and C, etc." is used, such syntax is generally intended to mean what a person skilled in the art would understand the term (e.g., "a system having at least one of A, B, and C" includes, but is not limited to, systems having only A, only B, only C, both A and B, both A and C, both B and C, and/or all of A, B, and C, etc.). When notation similar to "at least one of A, B, or C, etc." is used, such syntax is generally intended in the sense that one of ordinary skill in the art would understand the notation (e.g., "a system having at least one of A, B, or C" includes, but is not limited to, systems having only A, only B, only C, both A and B, both A and C, both B and C, and/or all of A, B, and C, etc.). Furthermore, one of ordinary skill in the art will understand that any disjunctive word and/or phrase expressing two or more alternative terms should typically be understood to contemplate the possibility of including one of those terms, either of those terms, or both of those terms, unless the context requires otherwise, whether in the specification, claims, or drawings. For example, the phrase "A or B" will typically be understood to include the possibilities of "A" or "B" or "A and B."
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。 With respect to the appended claims, those skilled in the art will understand that the recited actions herein generally may be performed in any order. Additionally, while flow diagrams of various actions are shown in sequence(s), it should be understood that the various actions may occur in orders other than those illustrated, or may occur simultaneously. Examples of such alternative orderings may include overlapping, interleaved, interrupted, reordered, incremental, preliminary, additional, simultaneous, reverse, or other different orderings, unless the context requires otherwise. Furthermore, terms such as "responsive to," "related to," or other past-tense adjectives are generally not intended to exclude such variations, unless the context requires otherwise.
「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構、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語句「一態様では」、「態様では」、「例示では」及び「一例示では」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。 It is worth noting that any reference to "one embodiment," "embodiment," "exemplary," "one example," etc. means that a particular feature, structure, or characteristic described in connection with that embodiment is included in at least one embodiment. Thus, the appearances of the phrases "in one embodiment," "in an embodiment," "exemplary," and "in one example" in various places throughout this specification do not necessarily all refer to the same embodiment. Furthermore, particular features, structures, or characteristics may be combined in any suitable manner in one or more embodiments.
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、参考として本明細書に組み込まれてい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。 Any patent application, patent, non-patent publication, or other disclosure material referenced herein and/or listed in any Application Data Sheet is incorporated herein by reference to the extent the incorporated material is not inconsistent with this specification. As such, and to the extent necessary, the disclosure material expressly set forth herein shall supersede any conflicting statements incorporated herein by reference. Any content, or portions thereof, that conflicts with current definitions, opinions, or other disclosure material set forth herein shall be incorporated herein by reference, but only to the extent that there is no conflict between the referenced content and the current disclosure material.
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。 In summary, many benefits have been described that result from using the concepts described herein. The foregoing description of one or more embodiments has been presented for purposes of illustration and description. It is not intended to be exhaustive or to be limited to the precise form disclosed. Modifications or variations are possible in light of the above teachings. The one or more embodiments were selected and described to illustrate the principles and practical applications, thereby enabling those skilled in the art to utilize various embodiments, with various modifications, as suitable for the particular use contemplated. It is intended that the claims presented herewith define the overall scope.
〔実施の態様〕
(1) 手術部位から微粒子を排出する方法であって、
微粒子排出モジュール及び外科用ハブを通信可能に接続することであって、前記外科用ハブが外科用ハブ筐体を備え、前記微粒子排出モジュールが、前記外科用ハブ筐体内に受容されるように構成されている、ことと、
前記手術部位から前記微粒子排出モジュール内に微粒子を除去することと、
除去された前記微粒子を分析することと、
前記除去された微粒子の前記分析に基づいて、前記微粒子排出モジュールの動作を修正することと、を含む、方法。
(2) 発生器モジュールを前記外科用ハブ筐体に取り付けることを更に含む、実施態様1に記載の方法。
(3) 前記発生器モジュールと前記微粒子排出モジュールとを通信可能に接続することを更に含む、実施態様2に記載の方法。
(4) 前記発生器モジュールを単極装置、双極装置、及び超音波装置のうちの少なくとも1つに接続することを更に含む、実施態様2に記載の方法。
(5) 前記除去された微粒子の前記分析に基づいて、前記発生器モジュールの動作を修正することを更に含む、実施態様2に記載の方法。
[Embodiment]
(1) A method for expelling particulates from a surgical site, comprising:
communicatively connecting a particulate evacuation module and a surgical hub, the surgical hub comprising a surgical hub housing, the particulate evacuation module configured to be received within the surgical hub housing;
removing particulates from the surgical site into the particulate removal module;
analyzing the removed particulates;
and modifying operation of the particulate emission module based on the analysis of the removed particulates.
2. The method of claim 1, further comprising attaching a generator module to the surgical hub housing.
3. The method of claim 2, further comprising communicatively connecting the generator module and the particulate emission module.
4. The method of claim 2, further comprising connecting the generator module to at least one of a monopolar device, a bipolar device, and an ultrasound device.
5. The method of claim 2, further comprising modifying operation of the generator module based on the analysis of the removed particulates.
(6) 前記発生器モジュールが複数のサブ発生器モジュールを備え、前記外科用ハブは、前記サブ発生器モジュール間の通信を容易にして、前記サブ発生器モジュールが単一の発生器モジュールとして機能することを可能にするように構成されている、実施態様2に記載の方法。
(7) 前記微粒子排出モジュールが流体ラインを含み、前記流体ラインの端部が前記外科用ハブ筐体内で終端する、実施態様1に記載の方法。
(8) 手術部位から微粒子を排出する方法であって、
微粒子排出モジュール及び外科用ハブを接続することであって、前記外科用ハブが外科用ハブ筐体を備え、前記微粒子排出モジュールが、前記外科用ハブ筐体内に受容されるように構成されている、ことと、
前記手術部位内で外科用器具を起動させることと、
前記手術部位から前記微粒子排出モジュール内に微粒子を引き出すことと、
前記微粒子を分析することと、
前記微粒子の前記分析に基づいて、前記微粒子排出モジュールの動作パラメータを修正することと、を含む、方法。
(9) 前記外科用器具が、単極装置、双極装置、及び超音波装置のうちの少なくとも1つを含む、実施態様8に記載の方法。
(10) 発生器モジュールを前記外科用ハブ筐体に取り付けることを更に含む、実施態様8に記載の方法。
6. The method of claim 2, wherein the generator module comprises a plurality of sub-generator modules, and the surgical hub is configured to facilitate communication between the sub-generator modules to enable the sub-generator modules to function as a single generator module.
7. The method of claim 1, wherein the particulate removal module includes a fluid line, an end of the fluid line terminating within the surgical hub housing.
(8) A method for expelling particulates from a surgical site, comprising:
connecting a particulate evacuation module and a surgical hub, the surgical hub comprising a surgical hub housing, the particulate evacuation module configured to be received within the surgical hub housing;
actuating a surgical instrument within the surgical site;
drawing particulates from the surgical site into the particulate extraction module;
analyzing the particulate;
and modifying operating parameters of the particulate emission module based on the analysis of the particulates.
9. The method of claim 8, wherein the surgical instrument comprises at least one of a monopolar device, a bipolar device, and an ultrasonic device.
10. The method of claim 8, further comprising attaching a generator module to the surgical hub housing.
(11) 前記発生器モジュールと排煙モジュールとを通信可能に接続することを更に含む、実施態様10に記載の方法。
(12) 前記発生器モジュールを単極装置、双極装置、及び超音波装置のうちの少なくとも1つに接続することを更に含む、実施態様10に記載の方法。
(13) 前記微粒子の前記分析に基づいて、前記発生器モジュールの動作を修正することを更に含む、実施態様10に記載の方法。
(14) 前記発生器モジュールが複数のサブ発生器モジュールを備え、前記外科用ハブは、前記サブ発生器モジュール間の通信を容易にして、前記サブ発生器モジュールが単一の発生器モジュールとして機能することを可能にするように構成されている、実施態様10に記載の方法。
(15) 手術部位から煙を排出する方法であって、
排煙モジュール及び外科用ハブを接続することであって、前記外科用ハブが外科用ハブ筐体を備え、前記排煙モジュールが、前記外科用ハブ筐体内に受容されるように構成されている、ことと、
前記排煙モジュールの構成要素を前記手術部位内に挿入することと、
前記手術部位から煙を除去することと、
除去された前記煙を分析することと、
前記除去された煙の前記分析に基づいて、前記排煙モジュールの動作を修正することと、を含む、方法。
11. The method of claim 10, further comprising communicatively connecting the generator module and a smoke evacuation module.
12. The method of claim 10, further comprising connecting the generator module to at least one of a monopolar device, a bipolar device, and an ultrasound device.
13. The method of claim 10, further comprising modifying operation of the generator module based on the analysis of the particulate.
14. The method of claim 10, wherein the generator module comprises a plurality of sub-generator modules, and the surgical hub is configured to facilitate communication between the sub-generator modules to enable the sub-generator modules to function as a single generator module.
(15) A method for evacuating smoke from a surgical site, comprising:
connecting a smoke evacuation module and a surgical hub, the surgical hub comprising a surgical hub housing, the smoke evacuation module configured to be received within the surgical hub housing;
inserting the smoke evacuation module components into the surgical site;
removing smoke from the surgical site;
analyzing the removed smoke;
and modifying operation of the smoke evacuation module based on the analysis of the removed smoke.
(16) 発生器モジュールを前記外科用ハブ筐体に取り付けることを更に含む、実施態様15に記載の方法。
(17) 前記発生器モジュールと前記排煙モジュールとを接続することを更に含む、実施態様16に記載の方法。
(18) 前記発生器モジュールを単極装置、双極装置、及び超音波装置のうちの少なくとも1つに接続することを更に含む、実施態様16に記載の方法。
(19) 前記除去された煙の前記分析に基づいて、前記発生器モジュールの動作を修正することを更に含む、実施態様16に記載の方法。
(20) 前記発生器モジュールが複数のサブ発生器モジュールを備え、前記外科用ハブは、前記サブ発生器モジュール間の通信を容易にして、前記サブ発生器モジュールが単一の発生器モジュールとして機能することを可能にするように構成されている、実施態様16に記載の方法。
16. The method of claim 15, further comprising attaching a generator module to the surgical hub housing.
17. The method of claim 16, further comprising connecting the generator module and the smoke evacuation module.
18. The method of claim 16, further comprising connecting the generator module to at least one of a monopolar device, a bipolar device, and an ultrasound device.
19. The method of claim 16, further comprising modifying operation of the generator module based on the analysis of the removed smoke.
20. The method of claim 16, wherein the generator module comprises a plurality of sub-generator modules, and the surgical hub is configured to facilitate communication between the sub-generator modules to enable the sub-generator modules to function as a single generator module.
Claims (7)
外科用ハブと、リモートサーバと、を備え、
前記外科用ハブは、プロセッサと、複数のモジュールを受容するように構成された外科用ハブ筐体と、を備え、前記外科用ハブ筐体内で前記複数のモジュールの各々が前記プロセッサに通信可能に連結されており、前記複数のモジュールが、前記煙を前記手術部位から除去するように動作可能である排煙モジュールを含み、前記排煙モジュールは、第1のセンサ及び第2のセンサを備え、
前記システムは、
前記手術部位から除去された前記煙を前記排煙モジュール内で分析することであって、
前記第1のセンサによって前記煙の第1のパラメータを検知することと、
前記第2のセンサによって前記煙の第2のパラメータを検知することと、
前記外科用ハブの前記プロセッサによって、前記第1のパラメータから第1の処理されたパラメータを生成し、前記第2のパラメータから第2の処理されたパラメータを生成することと、
前記第1の処理されたパラメータ及び前記第2の処理されたパラメータを前記リモートサーバに送信することであって、前記リモートサーバによって、前記第1の処理されたパラメータ及び前記第2の処理されたパラメータに基づいて前記排煙モジュールの動作を修正すべきかどうか判定することと、を含む、ことと、
前記外科用ハブの前記プロセッサによって、前記リモートサーバからの命令を受信することと、
前記外科用ハブの前記プロセッサによって、前記煙の前記分析に基づいて、前記排煙モジュールの動作を修正することと、
を実施するように構成されており、
前記第1のパラメータが、手術室から排出されている前記煙のpHであり、前記第2のパラメータが、前記手術室から排出されている前記煙の微粒子数である、システム。 1. A system for evacuating smoke generated from a surgical site during a surgical procedure, comprising:
a surgical hub and a remote server;
the surgical hub comprises a processor and a surgical hub housing configured to receive a plurality of modules, each of the plurality of modules being communicatively coupled to the processor within the surgical hub housing, the plurality of modules including a smoke evacuation module operable to remove the smoke from the surgical site, the smoke evacuation module comprising a first sensor and a second sensor;
The system comprises:
analyzing the smoke removed from the surgical site in the smoke evacuation module;
sensing a first parameter of the smoke with the first sensor;
sensing a second parameter of the smoke with the second sensor;
generating, by the processor of the surgical hub, first processed parameters from the first parameters and second processed parameters from the second parameters;
transmitting the first processed parameters and the second processed parameters to the remote server, and determining, by the remote server, whether to modify operation of the smoke evacuation module based on the first processed parameters and the second processed parameters;
receiving, by the processor of the surgical hub, instructions from the remote server;
modifying, by the processor of the surgical hub, operation of the smoke evacuation module based on the analysis of the smoke;
is configured to perform
The system , wherein the first parameter is a pH of the smoke being emitted from an operating room, and the second parameter is a particle count of the smoke being emitted from the operating room .
Applications Claiming Priority (86)
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