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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6671859
(24)【登録日】2020年3月6日
(45)【発行日】2020年3月25日
(54)【発明の名称】エンドエフェクタ力測定駆動回路
(51)【国際特許分類】
A61B 17/072 20060101AFI20200316BHJP
【ＦＩ】
A61B17/072
【請求項の数】10
【全頁数】35
(21)【出願番号】特願2015-88456(P2015-88456)
(22)【出願日】2015年4月23日
(65)【公開番号】特開2015-211832(P2015-211832A)
(43)【公開日】2015年11月26日
【審査請求日】2018年2月5日
(31)【優先権主張番号】61/988,342
(32)【優先日】2014年5月5日
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】14/670,781
(32)【優先日】2015年3月27日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】512269650
【氏名又は名称】コヴィディエン リミテッド パートナーシップ
(74)【代理人】
【識別番号】100107489
【弁理士】
【氏名又は名称】大塩 竹志
(72)【発明者】
【氏名】イーサン コリンズ
(72)【発明者】
【氏名】ジョン ハリーブ
(72)【発明者】
【氏名】アンソニー カルデローニ
(72)【発明者】
【氏名】ジョン パンタツィス
【審査官】
宮部 愛子
(56)【参考文献】
【文献】
特開２０１１−０７８７７２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ａ６１Ｂ １７／０７２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ファスナーを付けるための外科手術用器具であって、前記外科手術用器具は、
ハンドルアセンブリと、
前記ハンドルアセンブリ内に配置された駆動モータと、
エンドエフェクタアセンブリを有する交換可能な装填ユニットと、
前記ハンドルアセンブリに解放可能に結合するように構成され、かつ、前記交換可能な装填ユニットに解放可能に結合するように構成されたアダプタであって、その結果、前記交換可能な装填ユニットが前記駆動モータに結合され、前記アダプタは、ひずみゲージと、前記ひずみゲージに直接結合された駆動回路とを含み、前記駆動回路は、前記アダプタ内にマイクロプロセッサを含み、前記ひずみゲージと前記駆動回路とは、前記アダプタにおける駆動力を直接測定するように構成されている、アダプタと
を備える、外科手術用器具。
ハンドルアセンブリと、
前記ハンドルアセンブリ内に配置された駆動モータと、
エンドエフェクタアセンブリを有する交換可能な装填ユニットと、
前記ハンドルアセンブリに解放可能に結合するように構成され、かつ、前記交換可能な装填ユニットに解放可能に結合するように構成されたアダプタであって、その結果、前記交換可能な装填ユニットが前記駆動モータに結合され、前記アダプタは、ひずみゲージと、前記ひずみゲージに直接結合された駆動回路とを含み、前記駆動回路は、前記アダプタ内にマイクロプロセッサを含み、前記ひずみゲージと前記駆動回路とは、前記アダプタにおける駆動力を直接測定するように構成されている、アダプタと
を備える、外科手術用器具。
【請求項2】
前記駆動回路は、演算増幅器を含む、請求項１に記載の外科手術用器具。
【請求項3】
前記演算増幅器は、低域フィルタリングを提供するように構成されている、請求項２に記載の外科手術用器具。
【請求項4】
前記演算増幅器は、二極バターワースフィルタである、請求項３に記載の外科手術用器具。
【請求項5】
前記演算増幅器は、電磁気干渉（ＥＭＩ）抑制を提供するように構成されている、請求項２に記載の外科手術用器具。
【請求項6】
傾き補正因子およびオフセット補正因子を含む工場較正力測定値が、前記マイクロプロセッサに永続的に格納されている、請求項１に記載の外科手術用器具。
【請求項7】
前記駆動回路は、３．３ボルトのＤＣ電圧を提供するように構成された電圧調整回路をさらに含む、請求項２に記載の外科手術用器具。
【請求項8】
前記演算増幅器のアナログ出力を前記マイクロプロセッサのアナログ−デジタル入力に伝送するように構成された導体をさらに備える、請求項２に記載の外科手術用器具。
【請求項9】
前記エンドエフェクタアセンブリは、ステープルを組織に付けるように構成されている、請求項１に記載の外科手術用器具。
【請求項10】
前記エンドエフェクタアセンブリは、内視鏡外科手術手順において使用するために構成されている、請求項９に記載の外科手術用器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の引用本願は、２０１４年５月５日に出願された米国仮特許出願第６１／９８８，３４２号の利益および優先権を主張する。この米国仮特許出願の全開示は、本明細書中に参考として援用される。
【0002】
背景１． 技術分野
本開示は、再使用可能なハンドルアセンブリ、および取り外し可能かつ交換可能な構成要素を有する、外科手術用デバイスに関する。より特定すると、本開示は、ファスナーを付けるための外科手術用器具において使用するために適したエンドエフェクタ力測定駆動回路に関する。
【背景技術】
【0003】
２． 関連技術の考察内視鏡手順において使用するための動力式外科手術用器具は、公知である。代表的に、このような器具は、再使用可能なハンドルアセンブリ、および交換可能でありかつ一般的に使い捨てである構成要素（時々、単回使用装填ユニットまたはＳＵＬＵと称される）を備える。アダプタアセンブリが、この装填ユニット（これは、組織と相互作用するためのエンドエフェクタを備え得る）をこのハンドルアセンブリに接続する。外科手術用ステープラーの場合、このエンドエフェクタは、交換可能なカートリッジを備え得、この交換可能なカートリッジは、この外科手術用ステープラーの発射ごとに交換される。費用を削減し、手順時間を短縮するために、これらのハンドルアセンブリは一般に、異なる特性（例えば、厚さおよび密度）を有する組織に対して使用するために、種々の装填ユニットおよび／または種々の構成のアセンブリと一緒に使用されるように構成される。例えば、異なる装填ユニットは、異なるサイズのステープルを有し得、そして／またはこれらのステープルは、異なる構成で配置され得る。このハンドルアセンブリがそれに取り付けられた装填ユニットと一緒に作動するようにプログラムされることを確実にするために、いくつかの装填ユニットは、集積回路（チップとしても公知）を備え、この回路は、このハンドルアセンブリと通信して、この装填ユニットの構成を識別する。この配置は、この装填ユニットをこのアダプタアセンブリに取り付けるときに、この装填ユニットの構成がこのハンドルアセンブリに自動的に伝えられることを可能にし、これによって、異なる構成を有する装填ユニットの間での切り替えのときに起こり得る、ユーザエラーまたは不一致を排除する。
【0004】
外科手術用ステープラーは一般に、体腔内の組織をステープル留めするために使用され、ここでエンドエフェクタはおそらく、流体（例えば、血液、胆汁および／または洗浄溶液）と接触する。チップとハンドルアセンブリとの間の相互接続が損なわれる場合、このチップが誤作動し得るか、または装填ユニットとハンドルアセンブリとの間のデータ通信が妨害され得、この外科手術用ステープラーが使用不可能または作動不可能になり得る。
【0005】
プリント回路基板（ＰＣＢ）（時々、プリント配線板（ＰＷＢ）または食刻配線板と称される）は、別個の電気構成要素を作動回路に組み立てる際に、広く使用されている。ＰＣＢは一般に、システム構成要素間で電気信号を相互接続する、信頼性のある経済的な手段を提供する。ＰＣＢは、種々の異なる型で入手可能であり、そして種々の方法で分類され得る。
【0006】
ＰＣＢは一般に、このＰＣＢ上で信号を伝導する導電性経路または信号トレースを使用して、電子構成要素を機械的に支持し、そして電気的に接続するために使用される。代表的なＰＣＢは、１層または１層より多くの絶縁材料を備え、この上に、導電体のパターンが形成される。ＰＣＢ上の伝導性トレースのパターンに加えて、金属を充填されたスルーホール（すなわち、バイア）のパターン付けされたアレイが形成されて、種々の電導性特徴にまたがる層間の相互接続を可能にし得る。上に電気構成要素が設置されるＰＣＢは、時々、プリント回路組立品（ＰＣＡ）またはプリント回路基板組立品（ＰＣＢＡ）と称される。
【0007】
ＰＣＢを使用する様々な種類の電気外科手術用デバイスが、薄く、そして／または小型になっている。いくつかのデバイスにおいて、これらのＰＣＢを収容するために必要とされる空間量は、これらのデバイスのサイズを減少させることを困難にし得る。いくつかの場合において、所望の機能および／または性能を提供するために必要とされる電気構成要素を収容するために充分に大きいＰＣＢレイアウトは、このデバイスの全体的なサイズを増大させ得、そして潜在的に、有用性を妨害し得る。
【0008】
電気信号は、ＰＣＢ上で、組織への外科手術用ステープルの送達を制御するために使用され得る。ステープル、クリップ、または他のファスナーを組織に付けるための外科手術用デバイスは、周知である。外科手術用ファスナーを付けるための内視鏡外科手術用デバイスは、このデバイスを起動するための起動ユニット、すなわちハンドルアセンブリ、および内視鏡アクセスのためのシャフト、およびこのシャフトの遠位端に配置されたエンドエフェクタアセンブリを備える。これらのデバイスのうちの特定のものは、エンドエフェクタアセンブリを備えてステープルまたはファスナーを収容する交換可能な装填ユニットと一緒に使用するために、設計される。この交換可能な装填ユニットは、種々のサイズのステープルを備え得、そしてこれらのステープルは、１つまたは１つより多くの構成で配置され得る。交換可能な装填ユニットを備えるステープラーを発射させた後に、ユーザは、その空の装填ユニットを取り外し得、別の装填ユニット（同じサイズまたは異なるサイズのステープル、および同じステープル配置または異なるステープル配置を有する）を選択してこのステープラーに取り付け得、そしてこのステープラーを再度発射させ得る。このプロセスは、外科手術手順中に繰り返し行われ得る。
【0009】
外科手術手順中に、このエンドエフェクタアセンブリが組織を締め付けているとき、または発射しているとき、いくつかの状況において、このエンドエフェクタアセンブリがカートリッジの一部に当たっているか否かが不明確であり得、そして外科医は、自分がさらに進めたいのか否かが不確実であり得る。いくつかの場合において、このエンドエフェクタアセンブリが、その発射を妨げるもの、またはモータ駆動が打ち勝つ必要があるものにあたっている場合、この器具は、過剰な電流を消費し、この電流が検出および測定され得る。しかし、エンドエフェクタアセンブリが別のステープル線に当たっている場合、または形成され損なった一連のステープルに遭遇している場合などに、モータ電流の測定値は、完全には信頼できないかもしれない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明は、例えば、以下を提供する：（項目１）
ファスナーを付けるための外科手術用器具であって、
駆動モータ；
エンドエフェクタアセンブリを有する交換可能な装填ユニット；および
該交換可能な装填ユニットを該駆動モータに解放可能に連結するように構成されたアダプタであって、該アダプタは、駆動回路が連結されたひずみゲージを備え、該ひずみゲージと該駆動回路とは、該アダプタにおける駆動力を直接測定するように構成されている、アダプタ
を備える、外科手術用器具。
（項目２）
上記駆動回路は、マイクロプロセッサおよび演算増幅器を備える、上記項目に記載の外科手術用器具。
（項目３）
上記演算増幅器は、低域フィルタリングを提供するように構成されている、上記項目のいずれかに記載の外科手術用器具。
（項目４）
上記演算増幅器は二極バターワースフィルタである、上記項目のいずれかに記載の外科手術用器具。
（項目５）
上記演算増幅器は、電磁気干渉（ＥＭＩ）抑制を提供するように構成されている、上記項目のいずれかに記載の外科手術用器具。
（項目６）
傾き補正因子およびオフセット補正因子を含めた工場較正力測定値が、上記マイクロプロセッサに永続的に格納されている、上記項目のいずれかに記載の外科手術用器具。
（項目７）
上記駆動回路は、３．３ボルトのＤＣ電圧を提供するように構成された電圧調整回路をさらに備える、上記項目のいずれかに記載の外科手術用器具。
（項目８）
上記演算増幅器のアナログ出力を上記マイクロプロセッサのアナログ−デジタル入力に伝送するように構成された導体をさらに備える、上記項目のいずれかに記載の外科手術用器具。
（項目９）
上記エンドエフェクタアセンブリは、ステープルを組織に付けるように構成されている、上記項目のいずれかに記載の外科手術用器具。
（項目１０）
上記エンドエフェクタアセンブリは、内視鏡外科手術手順において使用するために構成されている、上記項目のいずれかに記載の外科手術用器具。
（項目１１）
外科手術用デバイスにおける駆動力を測定する方法であって、
ファスナーを付けるための外科手術用器具を提供する工程であって、該外科手術用器具は、エンドエフェクタアセンブリを有する交換可能な装填ユニットを駆動モータに解放可能に連結するように構成されたアダプタを備え、該アダプタは、駆動回路に連結された、過剰な負荷を検出することが可能なひずみゲージを備える、工程；ならびに
該ひずみゲージおよび該駆動回路を使用して、該アダプタにおける駆動力を直接測定し、力測定値を得る工程
を包含する、方法。
（項目１２）
上記力測定値に基づいて、過剰な負荷が検出されたことが決定される場合、上記アダプタに対する損傷を防止するように上記駆動力を調節する工程をさらに包含する、上記項目に記載の方法。
（項目１３）
上記駆動回路の演算増幅器を使用して、信号に対する低域フィルタリングを行う工程をさらに包含する、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１４）
上記演算増幅器のアナログ出力を上記駆動回路のマイクロプロセッサのアナログ−デジタル入力に伝送する工程をさらに包含する、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１５）
上記エンドエフェクタアセンブリを使用してステープルを付ける工程をさらに包含する、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１６）
上記エンドエフェクタアセンブリを内視鏡外科手術手順において利用する工程をさらに包含する、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１７）
上記駆動回路の電圧調整回路を使用して、３．３ボルトのＤＣ電圧を提供する工程をさらに包含する、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１８）
傾き補正因子およびオフセット補正因子を適用する工程をさらに包含する、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１９）
上記傾き補正因子およびオフセット補正因子は、上記マイクロプロセッサに永続的に格納されている、上記項目のいずれかに記載の方法。
【0011】
摘要ファスナーを付けるための外科手術用器具は、駆動モータ、エンドエフェクタアセンブリを有する交換可能な装填ユニット、および交換可能な装填ユニットをこの駆動モータに解放可能に連結するように構成されたアダプタを備える。このアダプタは、駆動回路が連結されたひずみゲージを備える。このひずみゲージとこの駆動回路とは、このアダプタにおける駆動力を直接測定するように構成される。
【0012】
要旨本開示の局面によれば、ファスナーを付けるための外科手術用器具が提供され、この外科手術用器具は、駆動モータ、エンドエフェクタアセンブリを有する交換可能な装填ユニット、およびこの交換可能な装填ユニットをこの駆動モータに解放可能に連結するように構成されたアダプタを備える。このアダプタは、駆動回路が連結されたひずみゲージを備える。このひずみゲージとこの駆動回路とは、このアダプタにおける駆動力を直接測定するように構成される。
【0013】
本開示の別の局面によれば、外科手術用デバイスにおける駆動力を測定する方法は、ファスナーを付けるための外科手術用器具を提供する工程を包含し、この外科手術用器具は、エンドエフェクタアセンブリを有する交換可能な装填ユニットを駆動モータに解放可能に連結するように構成されたアダプタを備える。このアダプタは、過剰な負荷を検出することが可能な、駆動回路に連結されたひずみゲージを備える。この方法はまた、このひずみゲージおよびこの駆動回路を使用して、このアダプタにおける駆動力を直接測定し、力測定値を得る工程、ならびにこの力測定値に基づいて、過剰な負荷が検出されたことが決定される場合、このアダプタに対する損傷を防止するように、この駆動力を調節する工程を包含する。
【0014】
前出の局面のうちのいずれか１つによれば、この駆動回路は、マイクロプロセッサを備え、そして傾き補正因子およびオフセット補正因子を含む工場較正力測定値が、この駆動回路のマイクロプロセッサに永続的に格納されている。前出の局面のうちのいずれか１つによれば、この駆動回路は、ＤＣ電圧を提供するように構成された電圧調整回路をさらに備える。
【0015】
本開示の上記および他の局面、特徴、および利点は、添付の図面と合わせて読まれる場合に、以下の詳細な説明を考慮すると、より明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【発明を実施するための形態】
【0017】
詳細な説明本明細書中以下で、ひずみゲージおよび駆動回路を備えて構成されたアダプタを備える本開示の外科手術用器具、ならびに外科手術用デバイスにおける駆動力を測定する方法の実施形態が、添付の図面を参照しながら記載される。同じ参照番号は、図面の説明全体にわたって、類似の要素または同一の要素をいい得る。本開示の特定の実施形態が、添付の図面を参照しながら本明細書中以下に記載されるが、開示される実施形態は、単に本開示の例であり、本開示は種々の形態で実施され得ることが、理解されるべきである。周知かつ／または繰り返しの機能および構成は、本開示を不必要または冗長な細部で曖昧にすることを回避するために、詳細に記載されない。従って、本明細書中に開示される特定の構造的細部および機能的細部は、限定であると解釈されるべきではなく、単に、特許請求の範囲の基礎として、および当業者が事実上任意の適切に詳述した構造で本開示を様々に実施するための教示の代表的な基礎として、解釈されるべきである。当該分野において一般的であるように、用語「近位」とは、ユーザまたは操作者（すなわち、外科医または医師）に近い方の部分または構成要素をいい、一方で、用語「遠位」とは、ユーザから遠い方の部分または構成要素をいう。さらに、説明および特許請求の範囲において本明細書中で使用される場合、方向に言及する用語（例えば、「頂」、「底」、「上」、「下」、「左」、および「右」など）は、本明細書中に図示および記載される図面および特徴を参照して使用される。本開示による実施形態は、制限なしで任意の配向で実施され得ることが理解されるべきである。本明細書および図面において、同じ参照番号は、同じ機能、類似の機能、または等価な機能を実施し得る要素を表す。本開示のチップアセンブリの実施形態が、ここで図面を参照しながら詳細に記載され、図面において、同じ参照番号は、数枚の図の各々において、同一の要素または対応する要素を表す。用語「例示的な」とは、本明細書中で、「実施例、実例、または説明として働くこと」を意味するように使用される。本明細書中に記載される任意の実施形態において、「例示的な」は必ずしも、他の実施形態より好ましいとも有利であるとも解釈される必要はない。用語「例」は、「例示的な」と交換可能に使用され得る。
【0018】
本説明は、語句「１つの実施形態において」、「実施形態によっては」、「いくつかの実施形態において」、または「他の実施形態において」を使用し得る。これらはそれぞれ、本開示による同じ実施形態または異なる実施形態のうちの１つまたは１つより多くをいい得る。
【0019】
本明細書中で使用される場合、用語「電源」および「電力供給源」とは、任意の電力の供給源（例えば、コンセント、ａ／ｃ発電機、バッテリまたはバッテリパックなど）をいう。本説明中で使用される場合、「導電性」、または単に「伝導性」とは、一般に、電気の伝導が可能である物質をいい、高電導性の物質（例えば、金属および合金）、または半伝導性の物質（例えば、半導体物質および複合材料）が挙げられるが、これらに限定されない。本説明中で使用される場合、「伝送線」とは、一般に、１つの点から別の点までの信号の伝搬のために使用され得る任意の伝送媒体をいう。
【0020】
最初に図１および図２を参照すると、本開示による確証システムを備える外科手術用ステープル留め器具が、一般にステープラー１０として示されている。ステープラー１０は、ハンドルアセンブリ１２、ハンドルアセンブリ１２から遠位方向に延びるアダプタアセンブリ１４、およびアダプタアセンブリ１４の遠位端に選択的に固定される装填ユニット１６を備える。ハンドルアセンブリ１２、アダプタアセンブリ１４、および装填ユニット１６の詳細な説明は、共有に係る米国特許出願公開第２０１２／００８９１３１号に提供されており、その内容は、その全体が本明細書中に参考として援用される。
【0021】
ハンドルアセンブリ１２は、下ハウジング部分１７、下ハウジング部分１７から延びそして／または下ハウジング部分１７上に支持される中間ハウジング部分１８、および中間ハウジング部分１８から延びそして／または中間ハウジング部分１８上に支持される上ハウジング部分１９を備える。中間ハウジング部分１８と上ハウジング部分１９とは、遠位半セクション２０ａと近位半セクション２０ｂとに分離される。遠位半セクション２０ａは、下ハウジング部分１７と一体的に形成され、そして下ハウジング部分１７から延び、近位半セクション２０ｂは、遠位半セクション２０ａに、任意の適切な取り付け方法（例えば、限定されないが、超音波溶接および／または複数の固定具）によって接合される。接合されると、遠位半セクション２０ａと近位半セクション２０ｂとは、内部に空洞を規定するハンドルハウジング２１を形成し、この空洞が、制御器２１ａを備える回路基板、および駆動機構（図示せず）を収容する。
【0022】
下ハウジング部分１７は、下ハウジング部分１７内に形成された空洞にアクセスするためにそれに旋回可能に接続されたドア１３を備える。この空洞は、バッテリ（図示せず）を内部に保持するためのものである。ステープラー１０は、任意の数の電源（例えば、限定されないが、燃料電池、および外部電源に接続された電力コードなど）によって電力供給され得ることが想定される。
【0023】
アダプタアセンブリ１４は、その近位端にドライブ連結部２２を備え、そしてその遠位端に装填ユニット連結部１５を備える。上ハウジング部分１９の遠位半セクション２０ａは、アダプタアセンブリ１４のドライブ連結部２２を作動可能に受容するように構成された、ノーズまたは接続部分１１を規定する。装填ユニット１６は、アダプタアセンブリ１４の装填ユニット連結部１５を作動可能に受容するように構成された、アダプタ連結部２７を備える。
【0024】
ハンドルハウジング２１の上ハウジング部分１９は、駆動機構（図示せず）を封入する。この駆動機構は、ステープラー１０の種々の動作を実行する目的で、シャフトおよび／または歯車構成要素（図示せず）を駆動するように構成される。具体的には、この駆動機構は、装填ユニット１６のツールアセンブリまたはエンドエフェクタ２３を装填ユニット１６の近位本体部分２４に対して選択的に移動させる目的、装填ユニット１６を長手方向軸「Ｘ−Ｘ」（図１）の周りでハンドルハウジング２１に対して回転させる目的、アンビルアセンブリ２５を装填ユニット１６のカートリッジアセンブリ２６に対して回転させる目的、ならびに／またはステープル留めおよび切断カートリッジを装填ユニット１６のカートリッジアセンブリ２６内で発射させる目的で、シャフトおよび／または歯車構成要素を駆動するように構成される。
【0025】
図１〜図２１に図示される装填ユニット１６は、直線状外科手術用ステープル留め装填ユニットである。この装填ユニットは、外科手術用ステープルを形成するための凹部を有するステープル留めアンビルを備え、これらの外科手術用ステープルは、この外科手術用システムにおける装填ユニットの作動によって、このステープル留めアンビルに対して駆動される。ステープルカートリッジは、これらの外科手術用ステープル、ならびにステープル発射および／または駆動アセンブリを収容する。このステープル発射および／または駆動アセンブリは、公知である。１つのこのようなアセンブリは、米国特許第８，２５６，６５６号および同第７，０４４，３５３号に記載されており、これらの全開示は、本明細書中に参考として援用される。この駆動アセンブリは、ナイフ刃を有する細長駆動梁を備える。この駆動梁は、プッシャーと相互作用するための楔形の表面を有する起動そりを押す。これらのプッシャーは、これらのステープルを支持し、そしてカム作用表面を有する。このカム作用表面に対してそりの楔形表面がスライドし、このそりがステープルカートリッジを通って長手軸方向の様式で前進する間に、これらのプッシャーを上方に駆動する。
【0026】
この装填ユニットは、このアンビルとこのステープルカートリッジとをそれぞれ支持するための、顎部材を有することが想定される。このアンビル顎部材およびこのステープルカートリッジ顎部材は、これらの間に組織をクランプするように、近接させられ得る。エンドエフェクタは、近位本体部分２４によって規定される長手軸方向から軸をずらすように、関節運動または旋回し得ることもまた想定される。
【0027】
この装填ユニットは、円形外科手術用ステープル留めユニット、他の型のステープル留めユニット、または他の型の外科手術用エンドエフェクタ（例えば、電気メス、剥離、超音波など）であり得ることが想定される。
【0028】
図３、図４、および図５を参照すると、アダプタアセンブリ１４の装填ユニット連結部１５は、装填ユニット１６のアダプタ連結部２７に、押して捩じる配置、または差し込み型の配置を介して作動可能に係合するように構成される。アダプタ連結部２７は、１つまたは１つより多くの差し込みラグ２８を備え、これらの差し込みラグは、アダプタアセンブリ１４の装填ユニット連結部１５により提供される差し込みカラー４８に規定された、対応する１つまたは１つより多くの差し込みチャネル２９と嵌合するように構成される。短いリンク部材４４および装填リンク部材４５は、アダプタアセンブリ１４内に長手軸方向に配置され、そしてステープラー１０の作動中に、長手軸方向に（例えば、遠位および近位に）並進するように構成される。短いリンク部材４４の遠位端に配置されたカム５５は、ばね４９ａによって遠位に推進されて差し込みチャネル２９に押し付けられる。装填ユニット１６をアダプタアセンブリ１４と係合させるために、装填ユニット１６のアダプタ連結部２７は、アダプタアセンブリ１４の装填ユニット連結部１５に挿入され、そして回転させられる。次に、差し込みカラー４８が、アダプタ連結部２７と協働して回転する。差し込みカラー４８が回転するにつれて、カム５５が動いて差し込みチャネル２９から外れ、短いリンク部材４４を遠位方向に並進させ、これが次に、短いリンク部材４４に形成されたスイッチタブ４７にスイッチ４６を起動させる。スイッチ４６は、制御器２１ａと作動可能に電気通信しており、そしてこの制御器に装填ユニット１６とアダプタアセンブリ１４との間の係合状態を伝えるように構成される。
【0029】
ここで図６〜図１０を参照すると、装填ユニット１６のアダプタ連結部２７は、アダプタ連結部２７に規定された凹部３１内に固定されて設置されるように構成された、確証基板アセンブリ３０を備える。確証基板アセンブリ３０は、装填ユニット１６がアダプタアセンブリ１４に固定されているときに、確証基板アセンブリ３０がアダプタアセンブリの装填ユニット連結部１５内に設置されたアダプタ基板アセンブリ５０（図１１）に係合するように、アダプタ連結部２７内に配置される。より詳細には、確証基板３０は、回路基板３７、１対の接触子部材４０ａ、４０ｂ（まとめて、接触子部材４０）、およびチップ３６を備える。回路基板３７は、アダプタ連結部２７によって規定される凹部３１内に固定されて受容されるように構成された、実質的に平坦な細長い部材を規定する。チップ３６は、接触子部材４０と電気通信する。回路基板３７の遠位端３７ａはチップ３６を支持し、そして回路基板３７の近位端３７ｂは接触子部材４０を支持する。回路基板３７の遠位端３７ａは、それに規定された整列用切欠き３３を備え、この整列用切欠きは、凹部３１の遠位端に提供された対応する整列用ナブ３２と係合して、アダプタ連結部２７内での確証基板アセンブリ３０の固定された正確な配置を確実にするように構成される。
【0030】
チップ３６は、装填ユニット１６の仕様（例えば、限定されないが、カートリッジサイズ、ステープル配置、ステープル長さ、締め付け距離、製造日、使用期限、互換性特徴、独特の識別子（例えば、シリアルナンバー）、および／または使用回数）を格納すること、ならびにこれらの仕様をハンドルアセンブリ１２に伝送することが可能な、任意のチップを備える。いくつかの実施形態において、チップ３６は、消去可能再書込み可能読出し専用メモリ（「ＥＰＲＯＭ」）チップを備える。この方法で、ハンドルアセンブリ１２は、チップ３６から伝送される装填ユニット１６の仕様に従って、このハンドルアセンブリの発射力、発射行程、および／または他の作動特徴を調節し得る。チップ３６は、ハンドルアセンブリ１２がチップ３６に、関連する装填ユニット１６が使用されたことを通信することを可能にする書込み能力を備え得、これにより、使い果たされたリロードアセンブリの再装填もしくは再使用、または他の任意の認可されない使用を防止し得ることがさらに想定される。
【0031】
いくつかの実施形態において、チップ３６は、セキュア確証チップ（例えば、限定されないが、１−Ｗｉｒｅ ＳＨＡ−２５６および５１２−Ｂｉｔ Ｕｓｅｒ ＥＥＰＲＯＭを備えるＤＳ２８Ｅ１５ ＤｅｅｐＣｏｖｅｒＴＭ Ｓｅｃｕｒｅ Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｏｒ（Ｓａｎ Ｊｏｓｅ，ＣａｌｉｆｏｒｎｉａのＭａｘｉｍ ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＴＭ製））を備える。これらの実施形態において、チップ３６のコンテンツ、およびチップ３６とハンドルアセンブリ１２との間の通信は、認可されないアクセスを防止するように暗号化される。この方法で、低品質の偽造された装填ユニット、再製された装填ユニット、または「模造」装填ユニットの使用が効果的に妨げられ、このことは次に、新しい確証された装填ユニット１６のみが外科手術手順中に使用されることを確実にすることによって、患者に対する危険性を低減させる。さらに、医療施設および／または外科医が偽造された装填ユニットを知らずに使用し得る可能性が大いに縮小され、従って、社会が医療サービスを行うための全体的な費用を減少させる。いくつかの実施形態において、チップ３６は、「１ワイヤ」の通信インターフェースを利用し、これによって、チップ３６とハンドルアセンブリ１２との間での双方向直列通信のために、１つの信号導体が、接地導体と一緒に使用される。
【0032】
接触子アセンブリ３８（図９、図１０）は、接触子ベース５９によって接合された短い接触子アーム４１および長い接触子アーム４２を備え、ほぼ細長いＵ字形の構成を有する。短い接触子アーム４１は、その近位端の上部に直交して配置されて固定された、第一の接触子部材４０ａを備える。長い接触子アーム４２は、その近位端の上部に直交して配置されて固定された、第二の接触子部材４０ｂを備える。短い接触子アーム４１および長い接触子アーム４２はそれぞれ、その遠位端の下部に直交して配置されて固定された、はんだタブ３９を備える。はんだタブ３９は、回路基板３７の近位端３７ｂに、例えば、はんだ付け、導電性接着剤、および／または他の適切な技術によって電気機械的に接合される。
【0033】
アダプタ連結部２７は、その近位端から半径方向に延びる隆起した接触子支持部３４を備え、そしてこの接触子支持部に規定された１対のクレードル３５ａ、３５ｂを備え、これらのクレードルは、確証基板アセンブリ３０がアダプタ連結部２７の凹部３１内に配置されるときに、それぞれ第一の接触子部材４０ａおよび第二の接触子部材４０ｂを受容するように構成される。カバー４３は、確証基板アセンブリ３０をアダプタ連結部２７の凹部３１の内部に収容して保持するように構成される（図７および図８）。
【0034】
いくつかの実施形態において、短い接触子アーム４１および第一の接触子部材４０ａは、接触子ベース５９によって、長い接触子アーム４２および第二の接触子部材４０ｂから電気的に絶縁される。これらの実施形態において、短い接触子アーム４１および長い接触子アーム４２の各々は、別々の回路を有する。例えば、短い接触子アーム４１は信号回路を有し、そして長い接触子アーム４２は接地回路を有する。他の実施形態において、短い接触子アーム４１および第一の接触子部材４０ａは、長い接触子アーム４２および第二の接触子部材４０ｂと電気的に接合される。これらの実施形態において、短い接触子アーム４１および長い接触子アーム４２は、二又モードまたは冗長モードで作動して信号回路を有し、一方で、接地回路は、装填ユニット１６、アダプタユニット１４、および／またはハンドルアセンブリ１２の他の導電性構成要素により達成される。
【0035】
上述のように、確証基板アセンブリ３０は、装填ユニット１６がアダプタアセンブリ１４に固定されるときに、装填ユニット連結部１５内に設置されるアダプタ基板アセンブリ５０に係合するように構成される。ここで図１１〜図１４を参照すると、装填ユニット連結部１５は、装填ユニット連結部１５に規定されたポケット６０内に浮動可能に設置されるように構成された、アダプタ基板アセンブリ５０を備える。アダプタ基板アセンブリ５０は、装填ユニット１６がアダプタアセンブリ１４に固定されるときにアダプタ基板アセンブリ５０が確証基板アセンブリ３０に係合するように、装填ユニット連結部１５内に配置される。
【0036】
アダプタ基板アセンブリ５０は、１対の接触子部材５５ａ、５５ｂ（まとめて、接触子部材５５）が固定されてハンドルアセンブリ１２と作動可能に通信している、回路基板５１を備える。図示される実施形態において、接触子部材５５ａ、５５ｂは、横断方向、例えば、ステープラー１０の長手方向軸「Ｘ−Ｘ」に対する横断方向で効果的に係合するように配置されて、本明細書中に記載されるような装填ユニット１６とアダプタアセンブリ１４との回転連結に適応する。
【0037】
回路基板５１は、上表面５１ａ、下表面５１ｂ、近位端５１ｃ、および遠位端５１ｄを備える。回路基板５１は、装填ユニット連結部１５によって規定されたポケット６０内に弾力的または浮動可能に受容されるように構成された、実質的に平坦な細長い部材を規定する。ばねクリップ５２が、回路基板５１の近位端５１ｃに固定され、そしてアダプタ基板アセンブリ５０をポケット６０内で支持するように構成される。ばねクリップ５２は、１対のばね支持具５４を備え、これらのばね支持具は、はね様の構成を有し、ばねクリップ５２が過剰に広がることを防止し、そして硬さを提供するように構成される。アダプタ基板アセンブリ５０は、回路基板５１の上表面５１ａに配置された、幅の広い湾曲したＵ字形のプロフィールを有するばね５３を備える。いくつかの実施形態において、ばねクリップ５２とばね５３とは、一体的に形成され得る。ばねクリップ５２および／またはばね５３は、回路基板５１の近位端５１ｃに規定された切欠き６２に積極的に整列し得、そして／またはこの切欠き６２によって支持され得る。回路基板５１は、それに規定された１つまたは１つより多くのスルーホール５６を備え、このスルーホールは、回路基板５１の上表面５１ａと下表面５１ｂとの間に伝導性経路を形成するために利用され得る。
【0038】
アダプタ基板アセンブリ５０がポケット６０内に設置されるとき、ばね５３は、アダプタアセンブリ１４の外側管５７（図１５、図１６）に押し付けられる。使用中に、アダプタ基板５０は、ばね５３および横のばねクリップ５２によって確証基板アセンブリ３０の方にばね付勢され、その結果、装填ユニット１６とアダプタアセンブリ１４とを接合させるとき、装填ユニット１６とアダプタアセンブリ１４との間のあらゆる製造許容差が、浮動性のばね設置によりアダプタ基板５０をポケット６０内に係合させることによって、補償される。この方法で、アダプタ基板５０の接触子部材５５と確証基板アセンブリ３０の接触子部材４０との間の信頼性ある接続が、一貫して達成され、従って、チップ３６とハンドルアセンブリ１２との間の頑丈な通信リンクを提供する。実施形態によっては、接触子アセンブリ３８、接触子４０、および／または接触子５５は、少なくとも部分的に、導電性物質（例えば、限定されないが、ベリリウム銅）から形成される。
【0039】
ここで図１５〜図２１を参照すると、アダプタ基板アセンブリ５０と確証基板アセンブリ３０との間の相互作用が示されている。図１５、図１６、および図１９に見られるように、アダプタ基板５０は、装填ユニットアダプタ１５内に、ばねクリップ５２によって保持される。ばね５３は、外側管５７に押し付けられて、アダプタ基板５０を内向きに、ボア６１の方へと付勢し、その結果、接触子部材５５はボア６１内に延びる。アダプタ連結部２７が装填ユニットアダプタ１５のボア６１に完全に挿入されると、アダプタ連結部２７と装填ユニット連結部１５との最初の回転配向は、確証基板３０の接触子部材４０とアダプタ基板５０の接触子部材５５とがおよそ４５°離れるような配向である（図２０）。装填ユニット１６がアダプタアセンブリ１４に対して回転させられると、確証基板３０の接触子部材４０は、アダプタ基板５０の接触子部材５５と係合する。有利には、装填ユニット１６のアダプタ連結部２７の接触子支持部３４は、接触子部材４０がアダプタ基板５０の接触子部材５５に係合して嵌合するとき、これらの接触子部材に対する半径方向の支持を提供する。さらに、ばね５３が外側管５７に押し付けられることにより、アダプタ基板５０が確証基板３０および装填ユニット連結部１５に対して浮動することが可能になり、これによって、種々の構成要素間の製造による変動を補償し、そして確証基板３０とアダプタ基板５０との間に信頼性のある接続を提供する。
【0040】
装填ユニット１６のような装填ユニットは、取り外し可能かつ交換可能なステープルカートリッジアセンブリを有し得ることが想定される。本開示の１つの実施形態によるステープル留めシステムが、図２２〜図５７に示されており、このステープル留めシステムは、上で議論されたハンドルアセンブリ１２と類似の動力式ハンドルアセンブリ１１２を有する。このハンドルアセンブリは、上で議論されたように構成され、そして制御器１２１ａを有する。このステープル留めシステムは、アダプタアセンブリ１１４および装填ユニット１１６を備え、これらの各々は、上で議論されたように構成され得る。この装填ユニットは、直線状ステープル留め装填ユニットであるが、他の型の装填ユニットが想定される。装填ユニット１１６は、上で議論されたように、アンビル顎部材１１１とステープルカートリッジ顎部材１１３との間にクランプされた組織内にステープルを発射するための、駆動アセンブリを有する。
【0041】
ステープルカートリッジ顎部材１１３内に、取り外し可能かつ交換可能なステープルカートリッジアセンブリ１１５が支持されている。取り外し可能かつ交換可能なステープルカートリッジアセンブリは、米国特許出願第１３／２８０，８８０号（２０１１年１０月２５日出願、ＵＳ ２０１３−００９８９６５ Ａ１として公開、その全開示は、本明細書中に参考として援用される）に開示されている。
【0042】
本開示の装填ユニット１１６は、１回より多く使用されるように構成される。具体的には、この装填ユニットは、上で議論されたステープルカートリッジおよび駆動アセンブリを備える、取り外し可能なステープルカートリッジアセンブリ１１５を有する。取り外し可能なアセンブリ１１５は、（例えば、ステープルまたは他の外科手術用ファスナーを発射した後に）取り外されて交換されるように構成される。図示される装填ユニット１１６は、アダプタアセンブリ１１４に取り付け可能な近位本体部分１１８を備える。しかし、本開示の装填ユニットの特徴は、器具の細長部分の取り外し可能な部分を備えない外科手術用器具に組み込まれてもよい。
【0043】
装填ユニット１１６は、長手方向軸「Ｙ−Ｙ」を規定する近位本体部分１１８を備える。顎部材は、アンビル顎部材１１１およびカートリッジ顎部材１１３を備える。これらの顎部材のうちの一方は、他方に対して旋回し、これらの顎部材間に組織をクランプすることを可能にする。図示される実施形態においては、カートリッジ顎部材１１３がアンビル顎部材に対して旋回し、そして開位置または非クランプ位置と、閉位置または近接位置との間で移動可能である。しかし、アンビル顎部材が、またはカートリッジ顎部材とアンビル顎部材との両方が、移動可能であってもよい。図１〜図２１に関して議論されたように、このアンビル顎部材は、複数のステープル形成凹部を有するアンビルを備える。
【0044】
カートリッジ顎部材１１３は、ステープルカートリッジアセンブリ１１５を受容して支持する、チャネルまたはキャリア１２０を備える。このカートリッジアセンブリは、カートリッジ本体１４０および支持プレート１１１ａを有する。このカートリッジ本体および支持プレートは、チャネルまたはキャリア１２０に、以下で議論されるようなスナップばめ接続、移動止め、ラッチ、または別の型の接続によって、取り付けられる。このカートリッジアセンブリは、ファスナーまたはステープル１４１を備える。カートリッジ本体１４０は、横方向に間隔を空けた複数のステープル保持スロット１４２を規定し、これらのステープル保持スロットは、開口部として構成される（図３２を参照のこと）。各スロットは、内部にファスナーまたはステープルを受容するように構成される。カートリッジアセンブリはまた、複数のカム楔スロットを規定し、これらのカム楔スロットは、ステープルプッシャー１４６を収容し、そして底部で開口して、上で議論されたようなステープルの発射の際に、起動そり１４８がこのカートリッジアセンブリを通って長手軸方向に通過することを可能にする。
【0045】
取り外し可能なステープルカートリッジアセンブリ１１５は、カートリッジ本体１４０および支持プレート１１１ａを備える。取り外し可能なアセンブリ１１５は、例えば、ステープルがカートリッジ本体１４０から発射された後に、チャネル１２０から取り外し可能である。別の取り外し可能かつ交換可能なステープルカートリッジアセンブリが、このチャネルに装填されることが可能であり、その結果、装填ユニット１１６は、さらなるファスナーまたはステープルを再度発射するために起動され得る。
【0046】
チャネル１２０は、ステープルカートリッジアセンブリと支持プレートとを係合させるための１つまたは１対の係合構造体１２０ａ（例えば、スロット）（図３９を参照のこと）、駆動梁の通過のための中心スロット、アンビル顎部材との接続のための１対の近位穴１５０、および傾斜表面１５２を備える。近位穴１５０は、アンビル顎部材の対応する１対の穴または特徴と整列し／機械的に係合するように構成される。顎部材は、ピンによって接続され得、例えば、アンビル顎部材１１１とカートリッジ顎部材１１３との間の旋回関係を容易にする。
【0047】
カートリッジ本体１４０は、中心スロット１４３、およびスロット１４３の両側に位置するステープル保持スロットの列を備える（図３２を参照のこと）。カートリッジ本体はまた、１対の係合構造体または突出部を備え、これらは、特定の実施形態において、その近位端に隣接する、支持プレート１１１ａおよび／またはチャネル１２０との接続のためのスロットまたは開口部であってもよい。
【0048】
図２９を特に参照すると、支持プレート１１１ａは、基部１４５、カートリッジ本体および／またはチャネルとの接続のための係合特徴１４７および１４７ａ（図３８を参照のこと）、ならびにその近位端の設置部分１４９（図２９を参照のこと）を備える。支持プレート１１１ａは、カートリッジ本体の下方に配置されて、ステープルプッシャー、起動そりおよびステープル（または他の外科手術用ファスナー）を支持し、そしてこれらの構成要素がステープルカートリッジアセンブリから落ちることを防止する。
【0049】
この装填ユニットは、例えば図４１〜図４５に示されるように、近位本体部分１１８の近位端に設置されたチップアセンブリ３６０を備え得る。このチップアセンブリは、上で議論された確証基板アセンブリ３０に関して上に記載されたとおりである。チップアセンブリ３６０は、アダプタアセンブリ１１４の遠位端の連結部において基板アセンブリとの接続のために設置され、そして図１〜図２１に関して上で議論されたように構成され得る。チップアセンブリ３６０は、確証および情報の目的のチップ３６１を備え、そして特定の情報を格納するメモリを備え得る。この情報は、その装填ユニットがどのような型のデバイスであるか、そのデバイス／装填ユニットのバージョン、その装填ユニットの名称、製造ロット番号、シリアルナンバーまたは他の識別番号、その装填ユニットの駆動梁が駆動され得る最大の力、インターロックゾーン（ｍｍ）、エンドゾーン（ｍｍ）、装填ユニットが関節運動し得るか否か、および／あるいは使用限度（その装填ユニットが使用され得る回数）を含み得る。このインターロックゾーンとは、駆動梁の開始位置または初期位置から測定した、この駆動梁がこの装填ユニットのロックアウトにより係合されるときの、ミリメートル単位でのこの駆動梁の位置である。このエンドゾーンとは、駆動梁の開始位置または初期位置から測定した、この駆動梁がそのステープルカートリッジ本体１４０内での移動の終了に達したときの、ミリメートル単位でのこの駆動梁の位置である。ステープルカートリッジアセンブリ１１５は、取り外されて交換され得るので、装填ユニットに新しい未発射のステープルカートリッジを再装填し得る回数に対して、意図される限度が存在する。このチップに格納される情報は、ステープル線および／またはカートリッジの長さを含み得る。
【0050】
ハンドルアセンブリ１１２内の制御器１２１ａは、チップ３６１上の情報を読み取るようにプログラムされ得る。この情報は、外科手術用システムの操作中に使用される。望ましくは、これらの情報のうちのいくつかまたは全てが暗号化される。このことは、図１〜図２１に関して上で議論されたように達成され得る。この制御器は、シリアルナンバーまたは他のデータが認識されない場合、ハンドルアセンブリ１１２内に配置されたモータ（図示せず）に電力を提供しないように、そしてアダプタアセンブリおよび装填ユニットを作動させないように、プログラムされ得る。最大の力の情報は、外科手術用システム内に配置された負荷センサ（例えば、ひずみゲージ）と組み合わせて使用される。例えば、負荷センサは、アダプタアセンブリ１１４および／または装填ユニット内に配置され得る（例えば、駆動梁上の負荷センサ）。この制御器は、この負荷センサからのデータと、このチップ上に格納された最大の力のデータとを比較するようにプログラムされ、これによって、例えば、この最大の力を超える前に、モータ（図示せず）の作動が妨害される。別の例において、この制御器は、この測定された力が予め決定されたレベルに達した場合、「低速モード」で作動するようにプログラムされ得る。この予め決定されたレベルの力は、上で議論された最大の力であり得るか、またはこのシステム内のチップ（例えば、チップ３６１）上に格納された、別のレベルの力であり得る。低速モードとは、制御器がモータ（図示せず）をより低い速度で作動させ、より大きいトルクを発生させ、そしてまた、組織の圧縮および／またはステープルの発射を遅くすることを意味する。厚い組織において、低速モードは、この組織内の流体がステープル留めの部位から移動することを可能にし得、この組織のより大きい圧縮を容易にし得る。
【0051】
類似の方法で、このモータの作動は、駆動梁がインターロックゾーンまたはエンドゾーンに配置されるときに、停止され得るか、または低速モードで作動され得る。さらに、この制御器は、チップ３６１上のデータがその装填ユニットが関節運動しないことを示す場合、関節運動リンクのための機構、棒またはケーブルの作動を妨害または防止し得る。
【0052】
上で議論されたデータのうちのいくつかまたは全てを含むチップ３６１が、本明細書中に開示される実施形態の任意のもの（取り外し可能かつ交換可能なステープルカートリッジアセンブリを有さない装填ユニット、および／または関節運動しない装填ユニットが挙げられる）に提供され得ることが想定される。
【0053】
チップ３６１上の情報は、ハンドルアセンブリ内の制御器、このシステム内の別のチップ、またはこの外科手術用システム内の他の任意のコンピュータ構成要素によって読み取られ得ることが想定される。
【0054】
本明細書中に開示される実施形態の任意のものにおいて、この制御器は、この装填ユニット上のチップに情報を書き込み得る。例えば、組織をクランプするために使用された最大の力（上で議論された負荷センサによって測定されるような）、ステープルを発射するために使用された最大の力、および／または駆動梁が前進を止めるときの駆動梁の位置など。チップ３６１に書き込まれ得る他の情報としては、そのデバイスが低速モードに入るときの駆動梁の位置、その装填ユニットが発射された回数、その装填ユニットが発射されたか否か、ハンドルアセンブリの型、そのハンドルアセンブリのシリアルナンバー、アダプタアセンブリの型、および／またはそのアダプタアセンブリのシリアルナンバーが挙げられる。ステープルを発射するための最大の力は、本明細書中に開示される実施形態の任意のものにおいて、駆動梁の位置と一緒に保存され得る。この情報はまた、ハンドルアセンブリ内の制御器に接続されたメモリ、そのシステム内の他のチップ、またはその外科手術用システムの他のコンピュータ構成要素に保存され得る。
【0055】
本明細書中に開示される実施形態の任意のものにおいて、エンドエフェクタまたはツールアセンブリは、ツールアセンブリが長手方向軸「Ｙ−Ｙ」と整列する第一の位置と、ツールアセンブリが長手方向軸「Ｙ−Ｙ」に対してある角度で配置される第二の位置との間で、関節運動するように配置されることもまた想定される。例えば、アンビル顎部材およびカートリッジ顎部材を備えるツールアセンブリは、近位本体部分１１８に対して旋回可能であるように設置され得る。このアンビル顎部材およびこのカートリッジ顎部材は、設置アセンブリ２０２０（以下でさらに議論される）に取り付けられ得、そしてこの設置アセンブリは、近位本体部分１１８に旋回可能に接続され得る。装填ユニット１１６は、近位本体部分に配置された１つまたは１つより多くのケーブルまたはリンク機構を備え、その結果、このケーブルまたはリンク機構が動くと、このツールアセンブリは、この器具に対して旋回して関節運動する。関節運動を提供することのさらなる詳細は、共有に係るＭｉｌｌｉｍａｎらに対する米国特許第６，９５３，１３９号に詳細に記載されており、その内容はその全体が本明細書中に参考として援用される。アダプタアセンブリ１１４は、このツールアセンブリの関節運動を可能にするための、リンク機構、棒またはケーブルを備え得る。
【0056】
図３２に見られるように、例えば、本明細書中に開示される実施形態の任意のものが、段状の組織接触表面１４１２を有するカートリッジ本体１４０を備え得る。このような実施形態において、異なるサイズのステープルまたは全て同じサイズのステープルが、使用され得る。複数のステープルサイズを有するステープルカートリッジのさらなる詳細は、Ｈｏｌｓｔｅｎらに対する米国特許第７，４０７，０７５号に含まれており、その全内容は、本明細書中に参考として援用される。従って、アンビルのステープル形成凹部、またはステープルプッシャー、あるいはこれらの両方は、ステープルを所望の形状およびサイズに形成するように構成され得る。
【0057】
取り外し可能かつ交換可能なステープルカートリッジアセンブリ１１５は、チップアセンブリ３６２をさらに備え得る（図２７および図２８を参照のこと）。対応する基板アセンブリ３８０（図２５および図２６）が、装填ユニット１１６のツールアセンブリ上に配置され、そしてチャネル１２０上に配置され得る。このツールアセンブリの基板アセンブリ３８０は、アダプタ連結部２７のアダプタ基板アセンブリ５０に関して上で議論されたように構成され得る。このツールアセンブリの基板アセンブリ３８０は、チャネル１２０の壁に固定されて設置されるように構成される。この基板アセンブリ３８０は、カートリッジアセンブリ１４０が装填ユニットのチャネル１２０に固定されるときに、チップアセンブリ３６２がこのチャネルに設置された基板アセンブリ３８０に係合するように、配置される（図２９〜図３１を参照のこと）。図２７および図２８は、チップアセンブリとステープルカートリッジ本体１４０との間の関係を示し、一方で、図２９は、チップアセンブリ３６２と支持プレート１１１ａとの間の関係を示す。
【0058】
より詳細には、チップアセンブリは、本体３３７、ならびにこの本体に配置されたチップ３３６に接続された１対の接触子部材３４０ａ、３４０ｂ（まとめて、接触子部材３４０）を備える。本体３３７は、可撓性アームを有する矩形の部材を規定し、これらの可撓性アーム上には、スナップ特徴３３７ａがある。これらの可撓性アームは、カートリッジ本体に規定された凹部３３１に固定されて受容されるように構成される。チップ３３６は、接触子部材３４０と電気通信する。
【0059】
チップ３３６は、ステープルカートリッジアセンブリ１１５に関する情報を格納することが可能な、任意のチップを備える。このチップは、確証基板アセンブリ３０のチップと同じであっても類似であってもよい。本明細書中に開示される実施形態の任意のものにおいて、これらのチップの任意のものが、情報（例えば、限定されないが、カートリッジサイズ、ステープル配置、ステープル線の長さ（またはカートリッジの長さ）、製造日、使用期限、互換性特徴、独特の識別子（例えば、シリアルナンバー）、および／または使用回数、ならびにこのステープルカートリッジアセンブリが使用されたことがあるか否か）を格納し得る。このような情報は、ハンドルアセンブリ１１２内の制御器、または別のコンピュータ構成要素に、適切なバス、ピン接続、無線手段などを介して伝送され得る。いくつかの実施形態において、チップ３３６は、消去可能再書込み可能読出し専用メモリ（「ＥＰＲＯＭ」）チップを備える。このハンドルアセンブリ内の制御器は、チップ３３６に情報を書き込み得る。この方法で、ハンドルアセンブリ１１２は、チップ３３６から伝送される、ステープルカートリッジアセンブリに関する情報に従って、このハンドルアセンブリの発射力、発射行程、および／または他の作動特徴を調節し得る。ハンドルアセンブリ１１２は、チップ３３６に、このステープルカートリッジアセンブリが使用されたことがあることを通信し得、これにより、使い果たされたリロードアセンブリの再装填もしくは再使用、または他の任意の認可されない使用を防止し得る。この外科手術用システム内の構成要素のいずれかに格納された情報は、秘密鍵、公開鍵、および／またはセキュアハッシュアルゴリズムを使用して、暗号化され得る。
【0060】
基板アセンブリ３８０はまた、１対の接触子３８０ａおよび３８０ｂ、ならびに本体３８１を有する。この基板アセンブリは、ステープルカートリッジアセンブリがチャネル１２０内に適切に設置されるときに、チップアセンブリ３６２と接触するために設置される。接触子３８０ａ、３８０ｂ、３４０ａ、および３４０ｂは、図に見られるようなＬ字形の構成を有し、その結果、これらの接触子は、互いに弾力的に係合し得る。本体３８１は、スナップ特徴３８２を規定し得、このスナップ特徴は、この基板アセンブリを固定して設置するために、チャネル内の穴３８３に係合するために提供される。この基板アセンブリは、チップアセンブリ３６２からハンドルアセンブリ内の制御器へ、または他の任意のコンピュータデバイスへの情報の伝送のために、バスもしくはワイヤに適切に接続されるか、または無線通信手段を有する。
【0061】
本明細書中に開示される実施形態の任意のものにおいて、ロックアウト機構５００が、装填ユニット内に配置される。この装填ユニットは、上で議論されたように構成され得る。さらに、本開示は、ロックアウトを有する取り外し可能なアセンブリ、またはロックアウトを有する装填ユニットに関する。
【0062】
ロックアウト機構５００は、ラッチ２０１０および少なくとも１つのばね２０３０を備え、そしてステープルカートリッジアセンブリ１１５またはステープルカートリッジ２６の再発射を防止するように、そしてまた、ステープルカートリッジが発射された後であって別のカートリッジアセンブリ１１５の装填前の駆動梁の遠位方向への並進を防止するように、構成される。ロックアウト機構５００は、図５０において、そり１４８および設置アセンブリ２０２０と並んで図示されている。少なくとも１つのばね２０３０は、遠位に面する表面２０３１に設置される。例えば、表面２０３１に、ばね２０３０を受容するための凹部が形成される。対応するポストが、ラッチ２０１０の近位に面する表面に提供される。このラッチは、装填ユニット内で旋回可能であるように構成され、そして少なくとも１つのプロング２０１２、後方部分２０１４、および支持部分２０１６を備える。このラッチは、図５０および図５１において下方に垂れ下がる２つの特徴として示される支持部分２０１６の周りで旋回するように構成され、そしてばね２０３０（単数または複数）によって付勢される。そり１４８は、ラッチおよび駆動梁が初期位置にあるときに少なくとも１つのプロング２０１２を受容するための、穴または凹部を有する（図５２を参照のこと）。駆動梁２０３９は、上フランジ２０４２、下フランジ２０４４、およびナイフ刃２０４６を有する動的クランピング部材２０４０（図５３を参照のこと）と相互作用し得るか、またはこの動的クランピング部材２０４０を備え得る。
【0063】
この初期位置において、ラッチ２０１０は、前方または遠位方向に付勢され、このとき後方部分２０１４は、駆動梁２０３９の縁部２０３９ａと接触して、このラッチのさらなる回転運動を防止する。この駆動梁およびこの動的クランピング部材が前方または遠位方向に移動するにつれて、この動的クランピング部材は、このそりを遠位方向に押す。このそりの後方部分１４８ａは、プロング２０１２（単数または複数）を押し、このラッチを、少なくとも１つのばね２０３０の付勢に逆らって傾斜させる。これによって、後方部分２０１４が縁部２０３９ａの近くの領域から外され、そして駆動梁および動的クランピング部材が前方に移動することを可能にする。この動的クランピング部材がラッチ２０１０を通過した後に、このラッチは、このばねの影響下で前方に回転する（図５７を参照のこと）。
【0064】
動的クランピング部材およびそりがステープルをカートリッジ１４０から発射した後に、この動的クランピング部材は近位方向に移動し、このそりをカートリッジ１４０およびカートリッジアセンブリ１１５の遠位端に残す。カム表面２０４１がラッチを移動路から離れるように動かすと、この動的クランピング部材は、ラッチ２０１０を超えて移動し得る（図５７を参照のこと）。一旦、この動的クランピング部材がその初期位置に戻ると、ラッチ２０１０は、動的クランピング部材２０４０のさらに前方への移動を防止する。このラッチの後方部分２０１４は、この駆動梁の別の縁部２０３９ｂに係合するように位置する（図５７を参照のこと）。この装填ユニットが、取り外し可能かつ交換可能なステープルカートリッジアセンブリ１１５を受け入れる型のものである場合、カートリッジアセンブリ１１５は、ラッチ２０１０をその初期位置に戻すように構成され得、その結果、この駆動梁およびこの動的クランピング部材は、再度遠位方向に移動させられて、別のセットのステープルを発射させ得る。
【0065】
上で議論されたように、本明細書中に開示される実施形態の任意のものは、装填ユニット１１６などの外科手術用ステープル留め装填ユニット上に、上で議論されたロックアウト機構などのロックアウト機構に関する情報を有するチップアセンブリ３６０を備え得る。さらに、このロックアウト機構に関する情報が、チップ３６１上に格納され得る。例えば、そのロックアウト機構が係合されたという事実が、ハンドル内の制御器によって、チップアセンブリ３６０および／またはチップアセンブリ３６２に記録され得る。このハンドル内の制御器は、情報を格納するためのメモリ（プロセッサ、および他のコンピュータ構成要素が挙げられる）を備え得る。この制御器はまた、このハンドルアセンブリのモータの電流を測定するための電流計、すなわちアンメータを備え得る。この制御器は、この装填ユニットおよび／またはステープルカートリッジアセンブリの使用中に達したピーク電流を記録するようにプログラムされ得、そしてこのピーク電流を、このシステム内のチップまたは他のコンピュータ構成要素のうちの任意のものに記録し得る。ステープルが発射された後に達するピーク電流は、新しいステープルカートリッジアセンブリがその装填ユニットに設置される前に、この装填ユニットを再び発射させることを試みられたことの指標であり得る。あるいは、このロックアウト機構は、センサを、例えばラッチ上に備え得る。この外科手術用システムは、上で議論されたものと同様の、ロックアウト機構を有さない装填ユニットを備え得ることが想定される。その装填ユニットがロックアウト機構を有さないという事実は、チップ３６１に格納され得る。
【0066】
このハンドルアセンブリはまた、モータ出力シャフトの回転が何回行われたかを決定するエンコーダを備え得、これは、アダプタアセンブリ内の駆動棒、リンク機構、ケーブルなど、装填ユニット内の駆動梁もしくは発射棒、または他の構成要素の位置を決定するために使用され得る。あるいは、他のセンサが、その外科手術用システム内の種々の構成要素の位置を決定するために、使用され得る。
【0067】
本明細書中に開示されるアダプタアセンブリは、本明細書中に開示される実施形態の任意のものにおいて、米国特許出願公開第２０１１／０１７４０９９ Ａ１号に開示されるように構成され得、その全開示は、本明細書中に参考として援用される。ハンドルアセンブリ内のモータは、回転出力を回転シャフトに提供し、そしてアダプタは、この出力を、直線運動するリンク機構または棒に転換するように構成され、そしてまた、装填ユニット１１６の近位本体部分１１８内の関節運動リンク機構に駆動を提供し得る。ハンドルアセンブリおよび／またはアダプタアセンブリは、米国特許出願公開第２０１４／００１２２８９ Ａ１号および同第２０１４／０１１０４５３ Ａ１号に開示されるように構成され得、これらの全開示は、本明細書中に参考として援用される。
【0068】
力測定および駆動回路本明細書中に開示される実施形態の任意のものは、力測定および駆動回路を備え得るか、または力測定および駆動回路を有する構成要素と一緒に使用されるように構成され得る。モータ駆動機構によってエンドエフェクタアセンブリに加えられる力がモータ電流測定によって推定される、ファスナーを付けるための外科手術用器具は、公知である。しかし、温度によって変わる、この測定スキームにおいては、エラーの元が存在し得、そしてある組み合わせのエンドエフェクタアセンブリおよびアダプタと、別の組み合わせのエンドエフェクタアセンブリおよびアダプタとの間の摩擦の差に起因する不確実性が存在し、このことは、モータ電流のみによって推定される力は、その信頼性が変わりやすいことを意味する。
【0069】
本開示の種々の実施形態は、エンドエフェクタアセンブリをモータ駆動機構に作動可能に接続するように構成され、そしてアダプタ内の駆動力を直接測定するように構成された、アダプタを備える外科手術用器具を提供する。本開示の外科手術用器具の実施形態は、過剰な負荷を検出すること、ならびに／あるいはアダプタおよび／またはハンドルアセンブリへの損傷を防止することが可能であり、これにより、信頼性が増大し得る。本開示の外科手術用器具の種々の実施形態はまた、組織圧縮に関するデータを収集することが可能である。本開示の外科手術用器具の実施形態は、組織端部停止（ｅｎｄ ｓｔｏｐ）または端部停止条件にいつ達したかを正確に決定するように構成される。
【0070】
本開示の外科手術用器具の種々の実施形態は、ひずみゲージおよび駆動回路を用いて構成されたアダプタを利用する。以下の説明は、ひずみゲージの使用を記載するが、本開示の教示はまた、加えられる圧力に比例する電気出力を提供することが可能な種々の感知デバイスに応用され得る。いくつかの実施形態において、この駆動回路は、専用計測増幅器、カスタム同調２極フィルタ、低電力モードスイッチ、１２ビットアナログデジタル変換器、および３２ビットマイクロプロセッサを備える。以下の説明は、外科手術用ステープルを付けるための外科手術用器具の使用を記載するが、本開示の教示はまた、エンドエフェクタアセンブリおよびシャフトを備える種々の外科手術用デバイス（例えば、組織を封止するデバイス）に応用され得る。
【0071】
図５８は、種々の外科手術手順（例えば、内視鏡外科手術手順）において使用するための外科手術用器具１１１０を図示し、この外科手術用器具は、モータパック１１５０、バッテリパック１１６０、アダプタ１１２０、および交換可能な装填ユニット１１１４（ステープルを付けるように構成されたエンドエフェクタアセンブリ１１１１を有する）を備える。交換可能な装填ユニット１１１４および／またはエンドエフェクタアセンブリ１１１１は、種々のサイズのステープルを備え得、そしてこれらのステープルは、１つまたは１つより多くの構成で配置され得る。いくつかの実施形態において、交換可能な装填ユニット１１１４は、アダプタ１１２０の遠位端に解放可能に連結されるように構成される。
【0072】
図５８に図示されるように、外科手術用器具１１１０は、モータパック１１５０およびバッテリパック１１６０を保持するように構成されたクラムシェル１１４０を備え、そしてクラムシェル１１４０を介してアダプタ１１２０をモータパック１１５０に作動可能に連結するための連結機構１１３０を備える。外科手術用器具１１１０はさらに、または代替的に、ハンドルアセンブリ（図示せず）を備え得、この場合、アダプタ１１２０は、このハンドルアセンブリの遠位端から延びる。いくつかの実施形態において、器具１１１０は、器具１１１０を外部電源に接続するための伝送線（図示せず）を備え得る。
【0073】
本開示の実施形態によれば、駆動力は、アダプタ１１２０において、ひずみゲージ１１２２または他の力センサ、およびこれと作動可能に関連する駆動回路１１２９を使用して、直接測定される。本開示の外科手術用器具１１１０の実施形態は、工場較正力測定値を含み得、これによって、傾き補正因子およびオフセット補正因子が、駆動回路１１２９のマイクロプロセッサ（例えば、図５９および図６０に示されるマイクロプロセッサ１２４０）に永続的に格納される。この方法で、アダプタ１１２０は、異なるハンドルアセンブリ、またはクラムシェル１１４０間で交換され得、そして較正された力測定値が保証される。いくつかの実施形態において、行程の終了時に較正された力測定値は上昇し、このことは、信頼性のある端部停止検出を可能にすることを補助する。
【0074】
力センサおよび力変換器は、温度によって、および経時的に、オフセットのドリフトを示し得る。本開示の実施形態によれば、力変換器は、製造中に工場で較正される。この較正は、補正因子をマイクロプロセッサ（例えば、図５９および図６０に示されるマイクロプロセッサ１２４０）に提供する。この補正因子は、変換器（例えば、ひずみゲージ１１２２）から受信されたデータを修正して、工場での製造中に加えられる現実の力と一致させるために、このマイクロプロセッサによって使用されるためのものである。図示される実施形態において、この較正は最初に、変換器オフセット「Ｙ１」の測定を伴う。次に、既知の力「Ｆ１」がこの変換器に加えられ、そしてこの変換器の出力が測定されて、データ点「Ｙ２」を与える。見かけの傾き「Ｓａｐｐ」が、等式Ｓａｐｐ＝（Ｙ２−Ｙ１）／Ｆ１を使用して計算され得る。
【0075】
オフセット「Ｙ１」は、マイクロプロセッサ１２４０に格納され得（そして／またはこれと作動可能に関連するメモリに格納され得）、そしてマイクロプロセッサ１２４０は、変換器から受信された全てのデータから、オフセット「Ｙ１」を減算するように構成され得る。これは、ｙ＝ｍｘ＋ｂの等式を使用してこの変換器から予測される直線に対する、「ｂ」補正に相当する。この傾きの補正は、最初に「Ｓａｐｐ」を理想値「Ｓｉ」（これは、力「Ｆ１」が入力される場合のこのシステムの理想出力である）と比較することによって、計算され得る。ｙ＝ｍｘ＋ｂの等式の項「ｍ」は、比Ｓｉ／Ｓａｐｐによって修正される。
【0076】
図５９および図６０において、駆動回路１１２９（図５８）の回路図が示されており、この回路図は、計測増幅器１２２０、マイクロプロセッサ１２４０、演算増幅器すなわち「オペアンプ」１２３０、およびひずみゲージ１１２２に接続されたインターフェース１２１５、ならびにオン／オフ能力を提供する電源オン／オフ回路１２１０を含む。図６０に示されるように、駆動回路１１２９は、電圧調整回路１２５０をさらに備え、これは、クリーンなＤＣ電圧を提供する。いくつかの実施形態において、電圧調整回路１２５０は、３．３ボルトのＤＣ電圧を提供する。
【0077】
計測増幅器１２２０は、電力供給源注入比、および電流消費がないことのために選択される。計測増幅器１２２０は、比較的ノイズが多い信号、またはひずみゲージからの非常に弱い信号を増大させるように設計される。例えば、この信号を約５０倍増大させる。オペアンプ１２３０は一般に、低い電流消費および小さいサイズを有し、そして増幅器１２２０からの信号を約１０倍増大させるように構成され得る。いくつかの実施形態において、オペアンプ１２３０は、２０Ｈｚのカットオフ周波数で２０ｄＢの増加を提供し、そして二極バターワースフィルタであり得る。オペアンプ１２３０はまた、低域フィルタリングを提供して、例えば、モータのノイズを排除し得、そして／または電磁気干渉（ＥＭＩ）抑制を提供し得る。オペアンプ１２３０のアナログ出力は、導体１２３１を介してマイクロプロセッサ１２４０のアナログ−デジタル入力に伝送され、そしてデジタル形式に変換される。駆動回路１１２９をアダプタ１１２０内に収容するための空間の制約に起因して、オペアンプ１２３０およびマイクロプロセッサ１２４０を選択する際の主要な懸念事項のうちの１つは、サイズが小さいことである。
【0078】
本明細書中以下で、本開示による外科手術用デバイスにおける駆動力を測定する方法が、図６１を参照しながら記載される。本明細書中に提供される方法の工程は、本開示の範囲から逸脱することなく、組み合わせて、そして本明細書中に提供される順序とは異なる順序で、実施され得ることが理解されるべきである。
【0079】
図６１は、本開示の１つの実施形態による、外科手術用デバイスにおける駆動力を測定する方法を図示する流れ図である。工程１４１０において、外科手術用器具１１１０が提供され、この外科手術用器具は、エンドエフェクタアセンブリ１１１１を有する交換可能な装填ユニット１１１４を駆動モータ１１５０に解放可能に連結するように構成されたアダプタ１１２０を備える。アダプタ１１２０は、過剰な負荷を検出することが可能な、駆動回路１１２９に連結されたひずみゲージ１１２２を備える。いくつかの実施形態において、このエンドエフェクタアセンブリは、ステープルを付けるように構成される。
【0080】
いくつかの実施形態において、駆動回路１１２９は、マイクロプロセッサ１２４０およびオペアンプ１２３０を備える。オペアンプ１２３０は、低域フィルタリングを提供するように構成され得、そして／または二極バターワースフィルタであり得る。いくつかの実施形態において、図６１に図示される方法は、オペアンプ１２３０のアナログ出力をマイクロプロセッサ１２４０のアナログ−デジタル入力に伝送する工程をさらに包含し得る。駆動回路１１２９は、電圧調整回路１２５０をさらに備え得、これは３．３ボルトのＤＣ電圧を提供し得る。
【0081】
工程１４２０において、ひずみゲージ１１２２および駆動回路１１２９を使用して、アダプタ１１２０における駆動力を直接測定し、力測定値を得る。
【0082】
工程１４３０において、この力測定値に基づいて、過剰な負荷が検出されたことが決定される場合、アダプタ１１２０に対する損傷を防止するように、この駆動力が調節される。
【0083】
いくつかの実施形態において、図６１に図示される方法は、エンドエフェクタアセンブリを使用してステープルを付ける工程、および／または内視鏡外科手術手順においてエンドエフェクタアセンブリ１１１１を利用する工程をさらに包含し得る。
【0084】
上記外科手術用器具、および外科手術用デバイスにおける駆動力を測定する方法は、内視鏡外科手術手順における利用に適切であり得、そして／または直視下外科手術用途における利用に適切であり得る。
【0085】
図１〜図５７に関して記載された実施形態の任意のものが、上で議論されたひずみゲージ（もしくは他の力センサ）および／または駆動回路を備え得る。本明細書中に開示される実施形態の任意のものにおいて、ハンドルアセンブリまたはクラムシェル内のモータは、１つまたは１つより多くのドライブ（例えば、回転可能なドライブコネクタ）を起動させるように構成された、任意の電気モータであり得る。このモータは、バッテリに連結され、このバッテリは、ＤＣバッテリ（例えば、充電式の鉛ベースのバッテリ、ニッケルベースのバッテリ、リチウムイオンベースのバッテリなど）、ＡＣ／ＤＣ変圧器、またはこのモータに電気エネルギーを提供するために適した他の電源であり得る。
【0086】
図示および説明の目的で、添付の図面を参照しながら実施形態が詳細に記載されたが、開示されるプロセスおよび装置は、それらによって限定されると解釈されるべきではないことが理解されるべきである。例えば、ひずみゲージまたは他の力センサは、駆動梁、動的クランピング部材、アンビル、またはこの外科手術用システムにおける他の構成要素に提供され得る。上記実施形態に対する種々の改変が、本開示の範囲から逸脱することなくなされ得ることが、当業者に明らかである。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【図44】
【図45】
【図46】
【図47】
【図48】
【図49】
【図50】
【図51】
【図52】
【図53】
【図54】
【図55】
【図56】
【図57】
【図58】
【図59】
【図60】
【図61】