特表 2024-540910 エネルギーツールのための一体型センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-11-06

(54)【発明の名称】エネルギーツールのための一体型センサ

(51)【国際特許分類】

   A61B 34/30 20160101AFI20241029BHJP

   A61B 17/072 20060101ALI20241029BHJP

【ＦＩ】

A61B34/30

A61B17/072

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024523455

(86)(22)【出願日】2022-09-14

(85)【翻訳文提出日】2024-05-24

(86)【国際出願番号】 IB2022058650

(87)【国際公開番号】W WO2023067410

(87)【国際公開日】2023-04-27

(31)【優先権主張番号】17/504,879

(32)【優先日】2021-10-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ

２．Ｌｉｎｕｘ

(71)【出願人】

【識別番号】516133124

【氏名又は名称】バーブ サージカル インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】Ｖｅｒｂ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｉｎｃ．

(74)【代理人】

【識別番号】100088605

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 公延

(74)【代理人】

【識別番号】100130384

【弁理士】

【氏名又は名称】大島 孝文

(72)【発明者】

【氏名】サンカー・ベンジャミン・アラン

(72)【発明者】

【氏名】ゴネンコ・ベルク

(72)【発明者】

【氏名】コルドバ・ホセ・ルイス

(72)【発明者】

【氏名】ガルシア・キルロイ・パブロ

【テーマコード（参考）】

4C130

4C160

【Ｆターム（参考）】

4C130AA42

4C130AB02

4C130AB04

4C130AD11

4C130AD15

4C130BA04

4C130BA12

4C160CC23

(57)【要約】

外科用ロボットシステムのためのエネルギーツールであって、エネルギーツールは、ベースに結合されたジョーであって、開放位置と閉鎖位置との間で第２のアンビルに対して移動する第１のアンビルを有する、ジョーと、ジョーに結合された力センサ、温度センサ、及び音響センサのうちの少なくとも１つと、を備える、エネルギーツール。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外科用ロボットシステムのためのエネルギーツールであって、前記エネルギーツールは、
ベースに結合されたジョーであって、開放位置と閉鎖位置との間で第２のアンビルに対して移動する第１のアンビルを有する、ジョーと、
前記ジョーに結合された力センサ、温度センサ、及び音響センサのうちの少なくとも１つと、を備える、エネルギーツール。

【請求項2】

前記力センサが、前記第１のアンビル又は前記第２のアンビルに装着された容量センサである、請求項１に記載のエネルギーツール。

【請求項3】

前記力センサが、前記ジョーの遠位端に結合された第１の容量センサであり、前記エネルギーツールが、前記ジョーの近位端に結合された第２の容量センサを更に備える、請求項２に記載のエネルギーツール。

【請求項4】

前記力センサが、前記ジョーに結合された複数の別個の感知パッドを備える、請求項２に記載のエネルギーツール。

【請求項5】

前記力センサが、前記ジョーの全クランプ力又は前記ジョーに沿った印加された力の集中点のうちの少なくとも一方を測定するように動作可能である、請求項１に記載のエネルギーツール。

【請求項6】

前記温度センサが、前記ジョーに結合されたアナログ温度センサ又はデジタル温度センサを含む、請求項１に記載のエネルギーツール。

【請求項7】

前記温度センサが、前記ジョーに沿った温度分布を監視するように動作可能である、請求項１に記載のエネルギーツール。

【請求項8】

前記音響センサが、前記ジョーに結合された微小電気機械システムマイクロフォンを含む、請求項１に記載のエネルギーツール。

【請求項9】

前記音響センサが、前記ジョーに結合されたマイクロフォンのアレイを含む、請求項１に記載のエネルギーツール。

【請求項10】

前記音響センサが、エネルギー印加中に組織の水和レベルを監視するように動作可能である、請求項１に記載のエネルギーツール。

【請求項11】

前記エネルギーツールが、前記力センサ、前記温度センサ、及び前記音響センサを備え、前記力センサ、前記温度センサ、及び前記音響センサによって検出された情報が、クランプ圧力分布、温度分布、及び組織水和が前記エネルギー印加を進めるのに好適であるかどうかを判定するために、前記エネルギーツールに結合された１つ又は２つ以上のプロセッサによって分析される、請求項１に記載のエネルギーツール。

【請求項12】

外科用ロボットエネルギーツールシステムであって、前記システムは、
エネルギーツールであって、ベースに結合されたジョーを有し、前記ジョーは、前記エネルギーツールによるエネルギー印加中に開放位置と閉鎖位置との間で第２のアンビルに対して移動する第１のアンビルを有する、エネルギーツールと、
前記エネルギー印加中に力、温度、及び組織相のうちの少なくとも１つを検出するように構成された１つ又は２つ以上のセンサと、
前記エネルギー印加を最適化するための情報を提供するために、前記力、前記温度、及び前記組織相のうちの検出された前記少なくとも１つを分析するように構成された１つ又は２つ以上のプロセッサと、を備える、外科用ロボットエネルギーツールシステム。

【請求項13】

前記１つ又は２つ以上のセンサが、各々が力を検出し、力値を提供する少なくとも２つの力センサを含み、提供される前記情報が、（１）前記ジョーの全クランプ力、又は（２）前記ジョーに沿った前記クランプ力の集中点を含む、請求項１２に記載の外科用ロボットエネルギーツールシステム。

【請求項14】

前記ジョーの前記全クランプ力に基づいて、前記１つ又は２つ以上のプロセッサが、最適なエネルギー印加を更に判定する、請求項１３に記載の外科用ロボットエネルギーツールシステム。

【請求項15】

前記クランプ力の前記集中点に基づいて、前記１つ又は２つ以上のプロセッサが、不純物が前記組織内に存在するかどうかを更に判定する、請求項１３に記載の外科用ロボットエネルギーツールシステム。

【請求項16】

前記１つ又は２つ以上のセンサが、温度センサを含み、前記提供される情報が、前記ジョーに沿った温度分布を含む、請求項１２に記載の外科用ロボットエネルギーツールシステム。

【請求項17】

前記ジョーに沿った前記温度分布が、（１）力センサにおける熱ドリフトを補正する、（２）ユーザに表示される前記ジョーに沿った熱分布マップを構築する、（３）前記ジョーによって把持された組織の状態を判定する、又は（４）エネルギー活性化を調節する、ために使用される、請求項１６に記載の外科用ロボットエネルギーツールシステム。

【請求項18】

前記１つ又は２つ以上のセンサが、マイクロフォンを含み、前記提供される情報が、前記ジョーによって把持された組織の水和レベルを含む、請求項１２に記載の外科用ロボットエネルギーツールシステム。

【請求項19】

前記組織の前記水和レベルに基づいて、前記１つ又は２つ以上のプロセッサが、前記ジョーによって把持された前記組織がシールされているかどうかを更に判定する、請求項１８に記載の外科用ロボットエネルギーツールシステム。

【請求項20】

前記提供される情報をユーザに表示することを更に含む、請求項１２に記載の外科用ロボットエネルギーツールシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、概して、ロボット手術の分野に関し、より具体的には、エネルギー印加プロセスを改善するのに役立つ組織特性を検出するためのエネルギーデバイス、システム、及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

腹腔鏡手術などの低侵襲手術（minimally-invasive surgery、ＭＩＳ）は、外科処置中の組織損傷を低減することを意図した技術を伴う。例えば、腹腔鏡処置は、典型的には、患者において（例えば、腹部内で）いくつかの小さい切開部を作成することと、切開部を通して患者内に１つ又は２つ以上のツール、例えば外科用ステープラ及び／又はエネルギーデバイス、並びに少なくとも１つの内視鏡カメラを導入することと、を伴う。次に、外科処置は、導入されたツールを使用して、カメラによって提供される視覚化補助を用いて実施される。一般に、ＭＩＳは、患者に残る傷跡が小さく、患者の疼痛が少なく、患者の回復期間が短縮され、患者の回復に関連する医療コストが低減できるなど、複数の利点を提供する。いくつかの実施形態では、ＭＩＳは、操作者からのコマンドに基づいて外科用器具を操作するための１つ又は２つ以上のロボットアームを含むロボットシステムを用いて実施されてもよい。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0003】

本開示の態様は、外科医によるエネルギーツール又はデバイスを使用したエネルギーの印加中に使用することができる情報をユーザ（例えば、外科医）に提供する一体型センサ及びアーキテクチャを有するエネルギーツールを含む。本明細書で使用される「エネルギーツール」又は「エネルギーデバイス」は、外科処置中にエネルギーを印加することによって組織を操作するために使用することができる任意の外科用器具を指すことが意図される。例えば、エネルギーツール又はデバイスは、組織と接触すると、組織を切断する、切り裂く、焼く、シールする、凝固する、乾燥させる、高周波療法で治療する、及び／又は組織の恒常性を達成するのに十分なエネルギーを放出することができる任意の外科用器具であり得る。エネルギーツール又はデバイスは、高周波数、無線周波数、超音波、マイクロ波などの形態でエネルギーを印加し得る。情報は、外科医のためにディスプレイにリアルタイムに無線で送信され、かつ／又は人工知能及びデジタル手術への補足データソースとして制御システム又は機械学習アルゴリズムで使用するために様々なプラットフォーム上にストリーミングされ得る。現在、エネルギーツールは、外科医の経験及び手動制御に基づいて使用されている。したがって、エネルギーツールを使用して、組織が最適に把持、切断、シールされたかなどを判定することは困難であり、大部分は外科医の経験に依存する。例えば、組織の加熱が不均一若しくは過剰であるか、又はクランプ力が不均衡又は不十分であると、シーリングがうまくいかない場合がある。これらの側面は、外科医が手動で知覚することが困難であり得る。したがって、本開示は、リアルタイムで処置の特性を定量化／監視し、オペレータに知らせるために、（ツールのエネルギー印加機能に干渉することなく）エネルギーツール上にセンサ及びアクチュエータを位置させることによって、この課題を解決することを提案する。例えば、センサによって検出される特性は、圧縮力、温度、及び／又は組織性質を含み得、次いで、オペレータは、過熱、チャー形成、及び熱拡散が防止され、所望の熱効果（例えば、切断、凝固、乾燥、又は高周波療法）が達成されるように、手術を誘導するのを助けるために使用することができる。

【0004】

代表的には、エネルギーツールを使用するシールの試みは、クランプされた組織の内側の不純物（異物又は堅い構造）、組織への熱損傷、局所熱拡散、及び／又はブレード上の炭化に起因して失敗する場合がある。加えて、いくつかの側面では、エネルギーツールが使用できる主な効果は、切断、凝固、乾燥、及び高周波療法の４つであり得る。エネルギーツールの不適切な使用は、患者の罹患率及び死亡率を増加させ得る。所望の効果を達成することは、特定の温度を必要とし、現在、エネルギー送達（ツールのデューティサイクル）を手動で制御することによって行われている。これは、非常に困難である可能性があり、外科医の技能レベル及びデバイスについての知識に大いに依存する。また、組織を把持するため、組織は器具の把持部の間に隠れてしまい、所望の効果を発生させるようにエネルギーの活性化を制御するために、オペレータには最小の視覚的な手がかりしか残されていない。

【0005】

これらの課題は、（例えば、力センサを介して）クランプ圧分布を監視し、（例えば、温度センサを介して）温度分布を監視し、（例えば、マイクロフォンを介して）組織の水和を監視し、適切な時間においてエネルギーの活性化を停止するために使用できるセンサをエネルギーツール内に一体化することによって、本開示において対処される。加えて、センサは、双極把持ツールのエネルギー印加を妨げず、ジョーの中／周りの流体及び／又は高熱印加の存在下で連続的な正確なデータを提供し、滅菌サイクルに耐えることができるように、エネルギーツール内で一体化され、したがって、データは、いくつかの態様において、無線で（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈを介して）送信可能であり得る。いくつかの態様では、データは処理構成要素に送信され得、処理構成要素において、データは分析され、次いで、ユーザに出力されて、処置を通してデータを誘導するのを助ける。いくつかの態様では、情報は、外科用ロボットシステムと関連付けられたディスプレイ上でユーザに提供され得るが、他の態様では、情報は、例えば、ユーザがエネルギー印加を進めるべきか否かをユーザに示すアラートの形態で提供され得る。

【0006】

代表的には、一態様では、本開示は、外科用ロボットシステムのためのエネルギーツールを対象とし、エネルギーツールは、ベースに結合されたジョーであって、開放位置と閉鎖位置との間で第２のアンビルに対して移動する第１のアンビルを有する、ジョーと、ジョーに結合された力センサ、温度センサ、及び音響センサのうちの少なくとも１つと、を含む。いくつかの態様では、力センサは、第１のアンビル又は第２のアンビルに装着された容量センサである。更なる態様では、力センサは、ジョーの遠位端に結合された第１の容量センサであり、エネルギーツールは、ジョーの近位端に結合された第２の容量センサを更に備える。力センサは、ジョーに結合された複数の別個の感知パッドを含み得る。いくつかの態様において、力センサは、ジョーの全クランプ力又はジョーに沿った印加された力の集中点のうちの少なくとも一方を測定するように動作可能であり得る。温度センサは、ジョーに結合されたアナログ温度センサ又はデジタル温度センサを含み得る。いくつかの態様では、温度センサは、ジョーに沿った温度分布を監視するように動作可能であり得る。音響センサは、ジョーに結合された微小電気機械システムマイクロフォンを含み得る。いくつかの態様では、音響センサは、ジョーに結合されたマイクロフォンのアレイを含み得る。音響センサは、エネルギー印加中に組織の水和レベルを監視するように動作可能であり得る。更に別の態様では、ツールは、力センサ、温度センサ、及び音響センサを含み得、力センサ、温度センサ、及び音響センサによって検出された情報は、クランプ圧力分布、温度分布、及び組織水和がエネルギー印加を進めるのに好適であるかどうかを判定するために、エネルギーツールに結合された１つ又は２つ以上のプロセッサによって分析され得る。

【0007】

別の態様では、外科用ロボットエネルギーツールシステムが提供され、外科用ロボットエネルギーツールシステムは、エネルギーツールであって、ベースに結合されたジョーを有し、ジョーは、エネルギーツールによるエネルギー印加中に開放位置と閉鎖位置との間で第２のアンビルに対して移動する第１のアンビルを有する、エネルギーツールと、エネルギー印加中に、力、温度、及び組織相のうちの少なくとも１つを検出するように構成された１つ又は２つ以上のセンサと、エネルギー印加を最適化するための情報を提供するために、力、温度、及び組織相のうちの検出された少なくとも１つを分析するように構成された１つ又は２つ以上のプロセッサと、を含む。１つ又は２つ以上のセンサは、各々が力を検出し、力値を提供する少なくとも２つの力センサを含み得、提供される情報は、（１）ジョーの全クランプ力、又は（２）ジョーに沿ったクランプ力の集中点を含む。いくつかの態様では、ジョーの全クランプ力に基づいて、１つ又は２つ以上のプロセッサは、最適なエネルギー印加を更に判定する。いくつかの態様では、クランプ力の集中点に基づいて、１つ又は２つ以上のプロセッサは、不純物が組織内に存在するかどうかを更に判定する。更に別の態様では、１つ又は２つ以上のセンサは、温度センサを含み得、提供される情報は、ジョーに沿った温度分布を含む。ジョーに沿った温度分布は、（１）力センサにおける熱ドリフトを補正する、（２）ユーザに表示されるジョーに沿った熱分布マップを構築する、（３）ジョーによって把持された組織の状態を判定する、又は（４）エネルギー活性化を調節する、ために使用され得る。更に別の態様では、１つ又は２つ以上のセンサは、マイクロフォンを備え、提供される情報は、ジョーによって把持された組織の水和レベルを含む。いくつかの態様では、組織の水和レベルに基づいて、１つ又は２つ以上のプロセッサは、ジョーによって把持された組織がシールされているかどうかを更に判定する。システムは、提供された情報をユーザに更に表示し得る。

【0008】

上記の概要は、本発明の全ての態様の網羅的なリストを含まない。本発明は、上記に要約された様々な態様の全ての好適な組み合わせから実施することができる全てのシステム及び方法、並びに以下の「発明を実施するための形態」に開示されているもの、特に本出願と共に提出された「特許請求の範囲」において指摘されているものを含むことが企図される。このような組み合わせは、上記の概要に具体的に記載されていない特定の利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】外科用ロボットシステムを備えた手術室の配置の概略図である。

【図2】外科用ロボットシステムのエネルギーツールの一態様の斜視側面図である。

【図3】外科用ロボットシステムのエネルギーツールの別の態様の側面斜視図である。

【図4】外科用ロボットシステムのエネルギーツールの別の態様の側面斜視図である。

【図5】外科用ロボットシステムのエネルギーツールの別の態様の分解図である。

【図6】外科用ロボットシステムのエネルギーツールの別の態様の端部断面図である。

【図7】外科用ロボットシステムのエネルギーツールの別の態様の端部断面図である。

【図8】外科用ロボットシステムのエネルギーツールの別の態様の断面側面図である。

【図9】外科用ロボットシステムのエネルギーツールの別の態様の断面側面図である。

【図10】外科用ロボットシステムのエネルギーツールの別の態様の断面側面図である。

【図11】外科用ロボットシステムのエネルギーツールの別の態様の側面斜視図である。

【図12】外科用ロボットシステムのエネルギーツールのセンサの別の態様の断面側面図である。

【図13】外科用ロボットシステムのエネルギーツールのための処理動作のブロック図である。

【図14】外科用ロボットシステムのエネルギーツールの別の態様の断面側面図である。

【図15】本開示の態様による、エネルギーツールを含む外科用ロボットシステムのコンピュータ部分のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

様々な実施形態では、説明は、図を参照してなされる。しかしながら、特定の実施形態は、これらの具体的な詳細のうちの１つ又は２つ以上を伴うことなく、又は他の既知の方法及び構成と組み合わせて実践され得る。以下の説明では、実施形態の完全な理解を提供するために、特定の構成、寸法、及びプロセスなどの、多数の具体的な詳細が記載される。他の場合では、説明を不必要に不明瞭にしないために、周知のプロセス及び製造技術は、特に詳細に説明されていない。本明細書の全体を通して、「一実施形態（one embodiment）」、「一実施形態（an embodiment）」などの参照は、説明される特定の特徴、構造、構成、又は特性が、少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体を通した様々な場所での「一実施形態（one embodiment）」、「一実施形態（an embodiment）」などの句の出現は、必ずしも同じ実施形態を指しているわけではない。更に、特定の特徴、構造、構成、又は特性は、１つ又は２つ以上の実施形態において任意の好適な様式で組み合わせられ得る。

【0011】

加えて、本明細書で使用される専門用語は、特定の態様を説明することのみを目的とするものであり、本発明の限定を意図するものではない。「下」、「下方」、「下部」、「上方」、「上部」などの空間的に相対的な用語は、図面に例示される、一方の要素又は特徴の、他方の要素又は特徴に対する関係の説明を容易にするために本明細書で使用され得る。これらの空間的に相対的な用語は、図面に示された配向に加えて、使用中又は動作中のデバイスの異なる配向を包含することを意図するものであることが理解されるであろう。例えば、図面のデバイスを逆さまにした場合、他の要素又は特徴の「下方」又は「下」と記載された要素は、他の要素又は特徴の「上方」に配向されることになる。したがって、「下方」という例示的な用語は、上方及び下方の配向の両方を包含し得る。デバイスは、別様に配向され得（例えば、９０度又は他の配向に回転され得）、本明細書で使用される空間的に相対的な記述語は、それに応じて解釈される。

【0012】

本明細書で使用される場合、単数形の「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈が別途指示しない限り、複数形も含むことを意図する。「備える（comprises）」及び／又は「備える（comprising）」という用語は、記載された特徴、ステップ、動作、要素、及び／又は構成要素の存在を明示するものであるが、１つ又は２つ以上の他の特徴、ステップ、動作、要素、構成要素、及び／又はそれらの群の存在又は追加を排除するものではないことが更に理解されるであろう。

【0013】

本明細書で使用される場合、「又は」及び「及び／又は」という用語は、包括的であるか、あるいは任意の１つ又は任意の組み合わせを意味するものと解釈されるべきである。したがって、「Ａ、Ｂ、又はＣ」あるいは「Ａ、Ｂ、及び／又はＣ」は、「Ａ、Ｂ、Ｃ、Ａ及びＢ、Ａ及びＣ、Ｂ及びＣ、Ａ、Ｂ及びＣ」、のうちのいずれかを意味する。この定義の例外は、要素、機能、ステップ、又は作用の組み合わせが、何らかの方式で本質的に互いに排他的である場合にのみ生じることになる。

【0014】

更に、説明の全体を通じて相対的な用語の使用は、相対的な位置又は方向を表し得る。例えば、「遠位」は、基準点から離れた、例えば、ユーザから離れた、第１の方向を示し得る。同様に、「近位」は、第１の方向とは反対の、例えば、ユーザに向かう、第２の方向の場所を示し得る。しかしながら、かかる用語は、関連する基準系を確立するために提供され、任意の特定の外科用ロボット構成要素の使用又は配向を、下の様々な実施形態に記載された特定の構成に限定することを意図するものではない。

【0015】

図１を参照すると、本図は、手術室の例示的な外科用ロボットシステム１００の絵図である。外科用ロボットシステム１００は、ユーザコンソール１０２と、制御タワー１０３と、外科用ロボットプラットフォーム１０５、例えば、手術テーブル、ベッドなどにある、ロボットアーム１０４を含む１つ又は２つ以上の外科用ロボット１２０と、を含む。システム１００は、患者１０６に手術を実施ために使用される任意の数のデバイス、ツール、又はアクセサリを組み込むことができる。例えば、システム１００は、手術を実施するために使用される１つ又は２つ以上の外科用ツール１０７を含み得る。外科用ツール１０７は、外科用アーム１０４の遠位端に取り付けられる、外科処置を実行するためのエンドエフェクタであり得る。

【0016】

各外科用ツール１０７は、手術中に、手動で、ロボットで、又はその両方で操作されてもよい。例えば、外科用ツール１０７は、患者１０６の内部解剖学的構造に入る、それを見る、又は操作するために使用されるツールであってもよい。一実施形態では、外科用ツール１０７は、患者の組織を把持することができる把持器具、及び／又は把持された組織を切断する、凝固する、乾燥させる、及び／又高周波療法で治療するためにエネルギーを放出することができるエネルギーツールであり得る。外科用ツール１０７は、ベッドの傍らの操作者１０８によって手動で制御され得るか、又は外科用ツールが取り付けられている外科用ロボットアーム１０４の作動運動を介して、ロボット的に制御され得る。ロボットアーム１０４は、テーブルに装着されたシステムとして示されているが、他の構成では、アーム１０４は、カート、天井、若しくは側壁に、又は別の好適な構造的支持体に装着され得る。

【0017】

概して、外科医又は他の操作者などの遠隔操作者１０９は、ユーザコンソール１０２を使用して、遠隔で、例えば、テレオペレーションで、アーム１０４及び／又は取り付けられた外科用ツール１０７を操作し得る。テレオペレーションは、ユーザの行動に基づいて係合又は係脱され得る。テレオペレーションモードに「係合する」ことは、例えば、外科用器具を制御することが防止されているＵＩＤ又はフットペダルが、現在外科用器具を制御することができるモード（例えば、テレオペレーションモード）に移行される動作を指すことを意図するものと理解されるべきである。その一方で、テレオペレーションモードを係脱することは、システムがテレオペレーションモードにあるときに起こり、次いで、ＵＩＤ又はフットペダルがもはや外科用器具を制御することができないモード（非テレオペレーションモード）に移行する動作を指すことを意図している。例えば、テレオペレーションモードは、システムが、検出された動きがユーザによる予想外の行動若しくは動きである、又はテレオペレーションモードがもはや係合されるべきでないことを示唆する任意の他の行動にユーザが係合する、と判定したときに係脱され得る。

【0018】

図１に示されるように、ユーザコンソール１０２は、システム１００の残りの部分と同じ手術室に位置し得る。しかしながら、その他の環境では、ユーザコンソール１０２は、隣接する部屋若しくは近くの部屋に位置してもよいし、又は遠隔地、例えば、異なる建物、都市、若しくは国にあってもよい。ユーザコンソール１０２は、シート１１０と、１つ又は２つ以上のユーザインターフェースデバイス、例えば、足踏み式制御１１３又は手持ち式ユーザ入力デバイス（user input device、ＵＩＤ）１１４と、例えば、患者１０６の内部の手術部位の視野を表示するように構成されている、少なくとも１つのユーザディスプレイ１１５と、を備え得る。例示的なユーザコンソール１０２では、遠隔操作者１０９は、アーム１０４及び（アーム１０４の遠位端に装着されている）外科用ツール１０７を遠隔制御するために、足踏み式制御１１３及び手持ち式ＵＩＤ１１４を操作しながら、シート１１０に着座してユーザディスプレイ１１５を見ている。

【0019】

いくつかの変形例では、ベッドの傍にいる操作者１０８はまた、「ベッド対面」モードでシステム１００を動作させ得、このモードでは、ベッドの傍にいる操作者１０８（ユーザ）は、ここでは患者１０６の傍に存在して、ロボット駆動型ツール（アーム１０４に取り付けられたエンドエフェクタ）を、例えば、手持ち式ＵＩＤ１１４を片手に保持した状態で、手動式腹腔鏡ツールと同時に操作している。例えば、ベッドの傍にいる操作者の左手は、手持ち式ＵＩＤを操作して、ロボット構成要素を制御していてもよく、一方、ベッドの傍にいる操作者の右手は、手動式腹腔鏡ツールを操作していてもよい。したがって、これらの変形例では、ベッドの傍にいる操作者１０８は、患者１０６に対してロボット支援型低侵襲手術及び手動腹腔鏡手術の両方を実施してもよい。

【0020】

例示的な処置（手術）の間、患者１０６は、麻酔を達成するために、滅菌されて準備され覆われている。手術部位への初期アクセスは、（手術部位へのアクセスを容易にするために）ロボットシステム１００のアームが収容構成にあるか、又は引き込み構成である間に、手動で実施され得る。外科用器具の患者１０６への導入を可能にするためのポートを作成するために、トロカールアセンブリが、患者（例えば、腹壁において）の切開部又は進入点を通して、患者に少なくとも部分的に挿入され得る。トロカールアセンブリは、カニューレ若しくはトロカール、閉塞具、及び／又はシールを含み得る。いくつかの変形例では、トロカールアセンブリは、患者の皮膚を貫通するための鋭利な先端部を有する針などの閉塞具を含み得る。閉塞具は、患者１０６内に挿入されたときにカニューレの管腔内に配設され得、次いで、外科用器具がカニューレの管腔を通して挿入され得るように、カニューレから取り外され得る。本明細書で更に説明されるように、患者１０６の体内に位置決めされると、カニューレは、例えば、１つ又は２つ以上の外科用器具又はツール（例えば、エネルギーツール）を患者１０６の体腔に挿入することができるように、患者１０６内の体腔又は他の部位にアクセスするためのチャネルを提供し得る。本明細書に記載されるカニューレは、トロカールの一部であり得、任意選択的に、閉塞具又は他の構成要素を含むことができることが理解されるであろう。

【0021】

アクセスが完了すると、アーム１０４を含むロボットシステム１００の初期の位置決め又は準備が実施され得る。次に、手術は、ユーザコンソール１０２の遠隔操作者１０９が、手術を実施するために、様々なエンドエフェクタ、及び場合によっては、撮像システムを操作するために、足踏み式制御１１３及びＵＩＤ１１４を利用することによって進む。手動による支援はまた、滅菌ガウンを着用したベッドの傍にいる要員、例えば、ベッドの傍にいる操作者１０８によって、処置ベッド又はテーブルにおいて提供され得、操作者は、組織を後退させる、手動の再位置決めを実施する、及びロボットアーム１０４のうちの１つ又は２つ以上のツールを交換する、などのタスクを実施し得る。また、ユーザコンソール１０２の遠隔操作者１０９を支援するために、非滅菌要員が存在し得る。処置又は手術が完了すると、システム１００及びユーザコンソール１０２は、洗浄又は滅菌及びユーザコンソール１０２を介した医療記録の入力又は印刷などの術後処置を容易にするための状態に構成又は設定され得る。

【0022】

一実施形態では、遠隔操作者１０９は、ＵＩＤ１１４を保持し、動かして、ロボットシステム１００のロボットアームアクチュエータ１１７を動かすための入力コマンドを提供する。ＵＩＤ１１４は、例えば、コンソールコンピュータシステム１１６を介して、ロボットシステム１００の残りの部分に通信可能に結合され得る。代表的には、いくつかの実施形態では、ＵＩＤ１１４は、外科用ロボットシステムの別の構成要素に対して接地されてないポータブル手持ち式ユーザ入力デバイス又はコントローラであり得る。例えば、ＵＩＤ１１４は、ユーザコンソールとつながれている、又はつながれていない、のいずれかである間に、接地されなくてもよい。「接地されない」という用語は、例えば、両方のＵＩＤがユーザコンソールに対して機械的にも運動的にも拘束されていない実装形態を指すことを意図するものである。例えば、ユーザは、手にＵＩＤ１１４を保持して、例えば、ユーザコンソールの追跡機構によってのみ制限された空間内で、任意の可能な位置及び配向に自由に動き得る。ＵＩＤ１１４は、ＵＩＤ１１４の動き、例えば、ＵＩＤの手持ち式ハウジングの位置及び配向に対応する空間状態信号を生成することができ、空間状態信号は、ロボットアームアクチュエータ１１７の運動を制御するための入力信号であってもよい。ロボットシステム１００は、空間状態信号から導出された制御信号を使用して、アクチュエータ１１７の比例的運動を制御し得る。一実施形態では、コンソールコンピュータシステム１１６のコンソールプロセッサは、空間状態信号を受信し、対応する制御信号を生成する。アクチュエータ１１７に通電して、アーム１０４のセグメント又はリンクを動かす方法を制御するこれらの制御信号に基づいて、アームに取り付けられている対応する外科用ツールの動きが、ＵＩＤ１１４の動きを模倣し得る。同様に、遠隔操作者１０９とＵＩＤ１１４との間の相互作用により、例えば、外科用ツール１０７の把持器具のジョーを閉鎖させて患者１０６の組織を掴む、掴み制御信号を生成することができる。

【0023】

外科用ロボットシステム１００は、いくつかのＵＩＤ１１４を含み得、そこでは、それぞれのアーム１０４のアクチュエータ及び外科用ツール（エンドエフェクタ）を制御するＵＩＤごとに、それぞれの制御信号が生成される。例えば、遠隔操作者１０９は、第１のＵＩＤ１１４を動かして、左のロボットアームにあるアクチュエータ１１７の運動を制御し得、アクチュエータは、そのアーム１０４内のリンケージ、歯車などを動かすことによって応答する。同様に、遠隔操作者１０９によって第２のＵＩＤ１１４の動きは、別のアクチュエータ１１７の運動を制御し、その運動は、ロボットシステム１００の他のリンケージ、歯車、などを動かす。ロボットシステム１００は、ベッド又はテーブルに固定された患者の右側の右アーム１０４と、患者の左側の左アーム１０４と、を含み得る。アクチュエータ１１７は、１つ又は２つ以上のモータを含み得、モータは、アーム１０４のジョイントの回転を駆動して、例えば、患者に対する、そのアームに取り付けられている外科用ツール１０７の内視鏡又は把持器具の配向を変化させるように制御される。同じアーム１０４内のいくつかのアクチュエータ１１７の運動は、特定のＵＩＤ１１４から生成された空間状態信号によって制御することができる。ＵＩＤ１１４はまた、それぞれの外科用ツール把持器具の運動を制御することができる。例えば、各ＵＩＤ１１４は、患者１０６内の組織を掴むために外科用ツール１０７の遠位端にある把持器具のジョーを開放又は閉鎖するアクチュエータ、例えば、線形アクチュエータの運動を制御するための、それぞれの掴み信号を生成することができる。いくつかの態様では、外科用ツール把持器具は、外科用ステープラ又はエネルギーツールであり得、ＵＩＤ１１４は、外科用ステープラ又はエネルギーツールのジョーの開閉、並びに組織を通したステープルの解放及び／又はエネルギー印加を制御するために使用される。ユーザがＵＩＤ１１４で外科用ツールを制御し終ったとき、ユーザは、コンソール１０２に位置するドッキングステーション又はＵＩＤホルダによって、ＵＩＤ１１４をドッキング（すなわち、格納）し得る。

【0024】

いくつかの態様では、プラットフォーム１０５とユーザコンソール１０２との間の通信は、制御タワー１０３を通し得、制御タワーは、ユーザコンソール１０２から（特にコンソールコンピュータシステム１１６から）受信されるユーザコマンドを、ロボットプラットフォーム１０５上のアーム１０４に送信されるロボット制御コマンドに変換し得る。制御タワー１０３はまた、状態及びプラットフォーム１０５からのフィードバックをユーザコンソール１０２へ返信し得る。ロボットプラットフォーム１０５と、ユーザコンソール１０２と、制御タワー１０３との間の通信接続は、様々なデータ通信プロトコルのうちの任意の好適なものを使用して、有線及び／又は無線リンクを介し得る。任意の有線接続が、手術室の床及び／又は壁若しくは天井に任意選択的に内蔵され得る。ロボットシステム１００は、手術室内のディスプレイ、並びにインターネット又は他のネットワークを介してアクセス可能である遠隔ディスプレイを含む、１つ又は２つ以上のディスプレイへのビデオ出力を提供し得る。ビデオ出力又はフィードはまた、プライバシーを確保するために暗号化され得、ビデオ出力の全て又は一部は、サーバ又は電子医療記録システムに保存され得る。図１の手術室シーンは、例示的なものであり、特定の医療行為を正確に表し得ないことが理解されるであろう。

【0025】

ここで図２を参照すると、図２は、１つの例示的な外科用ツール又は器具、この場合、外科用ロボットシステムのためのエネルギーツール２００の斜視図を例解する。エネルギーツール２００は、外科処置に患者の外側でユーザによって保持される近位端２００Ａと、外科処置中に患者内に挿入される遠位端２００Ｂと、を含み得る。ツール２００は、ハンドル部分２０２と、シャフト部分２０４と、シャフト部分２０４に結合されたジョー２０６と、を含み得る。ハンドル部分２０２は、患者内でジョー２０６を操作し、エネルギー印加を制御するのに好適な様々な機構を含み得る。シャフト部分２０４は、ハンドル部分２０２をジョー２０６に接続する細長い部分であり得る。シャフト部分２０４は、ジョー２０６及びエネルギーの印加を制御するために、ハンドル部分２０２からジョー２０６まで延びる回路又は他の構成要素を封入し得る。シャフト部分２０４は、患者内にジョー２０６を挿入し、位置決めするために使用され得る。

【0026】

ジョー２０６の分解図から分かるように、ジョー２０６は、第１のアンビル２０８及び第２のアンビル２１０を含む。第１のアンビル２０８は、シャフト部分２０４に結合された近位端２０８Ａと、近位端２０８Ａの遠位にある自由端である遠位端２０８Ｂと、を有し得る。第１のアンビル２０８は、第１のアンビル２０８が（図示されるような）開放位置と閉鎖位置との間で第２のアンビル２１０に対して移動するように、近位端２０８Ａ付近の枢動点（例えば、枢動継手）においてシャフト部分２０４に移動可能に結合され得る。同様に、第２のアンビル２１０は、シャフト部分２０４に結合された近位端２１０Ａと、近位端２１０Ａの遠位にある自由端である遠位端２１０Ｂと、を有し得る。いくつかの態様では、第２のアンビル２１０は、近位端２１０Ａにおいてシャフト部分２０４に固定的に結合され得、それにより、ツール２００の比較的剛性の固定部分となる。第１のアンビル２０８及び第２のアンビル２１０の一方又は両方は、第２のアンビル２１０と第１のアンビル２０８との間にクランプ又は把持された組織にエネルギーを放出又は印加するエネルギー放出構成要素を含み得る。代表的には、外科処置中、外科医は、所望の手術部位に達するまで、ジョー２０６を患者内に挿入する。次いで、外科医は、ジョー２０６を開放位置と閉鎖位置との間で操作して、所望の手術部位において組織をクランプする。次いで、ハンドル部分２０２におけるアクチュエータ（例えば、トリガ）が、外科医によって使用されて、エネルギーをツール２００からクランプされた組織内に放出する。

【0027】

これまで考察したように、ツール２００は、その中に一体化されたセンサ２１４の１つ又は２つ以上を更に含む。１つ又は２つ以上のセンサ２１４が、第１のアンビル２０８及び／又は第２のアンビル２１０に装着され得る。任意の数のセンサ２１４が、ツール２００に沿った任意の数の位置において使用され得ることが企図される。代表的には、１つ又は２つ以上のセンサ２１４は、単一のセンサを含み得るか、又は第１のアンビル２０８及び／又は第２のアンビル２１０に沿った異なる位置においてセンサのアレイを含み得る。いくつかの態様では、１つ又は２つ以上のセンサ２１４は、力又は圧力センサ、温度センサ、及び／又は音響センサのうちの１つ又は２つ以上を含み得る。例えば、力センサは、容量センサ、若しくは１つ又は２つ以上の歪みゲージセンサであり得る。しかしながら、所望の力及び／又は圧力情報を得るのに好適な他のタイプのセンサも企図される。温度センサは、ツール２００の動作温度に適合する好適なアナログ又はデジタルセンサであり得る。音響センサは、トランスデューサ、例えば、マイクロフォン、マイクロ電気機械システム（micro-electromechanical system、ＭＥＭＳ）マイクロフォンなどのような音響－電気トランスデューサであり得る。

【0028】

センサ２１４から得られる情報は、ツール２００に関連付けられた１つ又は２つ以上のプロセッサによって分析され、エネルギーツール２００のエネルギー印加を最適化するために使用され得る。この情報は、ひいては、（例えば、ディスプレイ１１５上に）表示され得るか、又は別様に（例えば、無線で）外科医に通信若しくは提供され得る。外科医は、この情報を使用して、例えば、組織圧縮力、温度、及び組織性質をリアルタイムで定量化／監視し、オペレータに知らせ、過熱、チャー形成、及び熱拡散が防止され、所望の熱効果（例えば、切断、凝固、乾燥、又は高周波療法）が達成されるように、手術を誘導するのを助け得る。

【0029】

次に、いくつかの代表的なエネルギーツール及びセンサ構成について、図３～図１２を参照してより詳細に考察する。代表的に、図３、図４、及び図５は、中に一体化されたセンサを有するエネルギーツールジョーの斜視図を例解する。ここで図３を参照すると、図３は、第１のアンビル２０８及び第２のアンビル２１０を含むジョー２０６の側面斜視図を例解する。この図から、１つ又は２つ以上のセンサ２１４が、第２のアンビル２１０内に一体化されていることが分かる。いくつかの態様において、１つ又は２つ以上のセンサ２１４は、異なる測定値（例えば、圧力、力、温度、又は音に対応する）がジョー２０６に沿って取得することができるように、第２のアンビル２１０の実質的な部分に沿って延在し得る。

【0030】

ここでセンサ構成をより詳細に参照すると、図４は、ジョー２０６内に埋め込まれた１つ又は２つ以上のセンサ２１４を例解する。代表的には、ジョー２０６は、ジョー本体４０２と、ジョー本体上に形成された絶縁層４０４と、絶縁層４０４上に形成されたエネルギー層４０６と、を含み得る。ジョー本体４０２は、金属によって形成され得、ジョー２０６を形成する第２のアンビル２１０であり得るか、又はその一部であり得る。絶縁層４０４は、エネルギーツールでの使用に好適な任意のタイプの電気絶縁層であり得る。エネルギー層４０６は、ジョー２０６内に位置決めされた組織にエネルギーを放出又は印加するために好適な任意のタイプのエネルギー層であり得る。この図から更に分かるように、一態様では、１つ又は２つ以上のセンサ２１４は、ジョー本体４０２と絶縁層４０４との間に位置決めされるか、又は埋め込まれる。例えば、この態様では、１つ又は２つ以上のセンサ２１４は、ジョー２０６の絶縁層４０４の下に位置決めされた容量センサパッドを含み得るが、これに限定されない。一態様では、容量センサパッドは、第２のアンビル２１０の内側に薄いパッド層を形成し得、（１）全クランプ力、及び（２）把持具に沿った印加された力の集中点を測定するために使用され得る。いくつかの態様では、下から金属ジョー本体４０２によって接続され、上からジョー絶縁層４０４の絶縁境界によって接続される少なくとも１対の容量性パッドが使用され得る。したがって、容量性感知パッドは、エネルギー層４０６のエネルギー印加中に流れる電流から分離されて、センサ読み出しへの干渉を最小限に抑える。いくつかの態様では、圧力分布マップを得るために、いくつかの容量性パッドをアレイ状に配置し、第２のアンビル４０２の表面積全体を覆うことができる。いくつかの態様では、全把持力を測定し、ジョー２０６に沿った全体的な力集中点を計算するために、図８及び図９を参照してより詳細に説明するように、近位端２１０Ａに１つ、遠位端２１０Ｂに１つの、少なくとも２つの容量センサパッドを使用し得る。

【0031】

ここで図５、図６、及び図７を参照すると、図５は、１つの代表的なセンサの分解斜視図を例解し、図６及び図７は、エネルギーツール内に一体化されたセンサの断面端面図を例解する。より具体的には、図５は、ジョー２０６の第２のアンビル２１０内に一体化された力センサ５１４を例解する。ここで、第２のアンビル２１０内に埋め込まれた力センサ５１４をより詳細に参照すると、力センサ５１４は、多層構造であり得る。多層構造は、絶縁層５１４Ａと、上部金属シート５１４Ｂと、フレックス回路５１４Ｃと、誘電エラストマ５１４Ｄを含む容量性パッドと、からなり得る。絶縁層５１４Ａは、これまで考察したように、ジョー２０６の絶縁層４０６であり得る。上部金属シート５１４Ａは、絶縁層５１４Ｂに結合され得、力が印加されたときにセンサの変形電極として機能する。容量性パッド及び電気機械応答性誘電エラストマ５１４Ｄを含むフレックス回路５１４Ｃは、検知媒体として機能する。センサ上部金属シート５１４Ｂの分解図から分かるように、上部金属シート５１４Ｂは、金属シート５１４Ｂ－１及び５１４Ｂ－２を含む細長い二股構造であり得る。分解図から更に分かるように、フレックス回路５１４Ｃは、別個の容量性パッド及びそれに結合された誘電エラストマ５１４Ｄ構造を有する同様に成形された二股構造である。誘電エラストマは、金属ジョー本体４０２に結合され、次いで、容量センサ５１４の固定電極として機能する。絶縁体５１４Ａ（例えば、ジョー２０６の絶縁体４０４）に接触するフレックス回路５１４Ｃの上側は、センサの変形電極５１４Ｂの金属シート５１４Ｂ－１及び５１４Ｂ－２と、容量レベルを能動的に監視するためのチップ５１６と、を含む。アセンブリは、ツールシャフト（例えば、ツールシャフト２０４）に沿って延びるワイヤを通して、ツールハンドル（例えば、ツールハンドル２０２）上に位置する無線データ送信（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）モジュールに電力供給し、データを送信するために、３ボルト電源及びＩ２Ｃバスを更に含み得る。

【0032】

図６及び図７は、動作中の、図５を参照して説明した力センサ５１４の断面端面図を例解する。代表的に、図６は、ツール作動前のジョー２０６の第１のアンビル２０８と第２のアンビル２１０との間に位置決めされた組織５２０を示す。加えて、この図から更に分かるように、いくつかの態様では、第２のアンビル２１０は、中央切断ブレード（図示せず）を収容するように寸法決めされ得る間隙５３０を含み得る。図６は、組織５２０の周りで比較的開いた位置にあるジョー２０６を示す。換言すれば、組織５２０は、アンビル２０８とアンビル２１０との間に位置決めされているが、アンビル２０８、２１０は、組織を検出可能な程度まで圧縮していない。この開放構成では、センサ５１４の容量性パッド及び電気機械応答性誘電エラストマ５１４Ｄは、静止又は非変形構成で示されている。この構成では、容量性パッド及び電気機械応答性誘電エラストマ５１４Ｄは、第１の容量（Ｃ－１）を有するとみなし得る。図７は、ツール作動中に第１のアンビル２０８と第２のアンビル２１０との間で圧縮されている組織５２０を示す。この図から、ツール作動中に、第１及び第２のアンビル２０８、２１０の一方又は両方が、矢印７０６、７０８によって例解されるように互いに向かって移動して、組織５２０を圧縮し、エネルギーが印加され得ることが分かる。組織圧縮力は、矢印７０４によって例解される。加えて、電流７０２は、組織５２０を通って流れるように示されている。組織圧縮力は、矢印７０４によって例解される。組織圧縮は更に、センサ５１４の容量性パッド及び電気機械応答性誘電エラストマ５１４Ｄを図示のように変形させる（例えば、圧縮させる）。金属シート／変形電極５１４Ｂとジョー本体４０２（例えば、固定電極）との間の間隙のこの減少は、容量又は第２の容量（Ｃ－２）の上昇として検出され得る。これまで考察したチップ５１６は、容量レベル及び／又は容量レベルの変化を能動的に監視し得、検出された情報は、例えば、全クランプ力及び／又はジョーに沿った印加された力の集中点を判定するために、ツールハンドル上に位置する無線データ送信（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）モジュールに送信され、分析され得る。この情報は、ひいては、ツールの動作を誘導するのに役立つように、ユーザに表示されるか、又は別様に通信され得る（例えば、アラート）。

【0033】

いくつかの態様では、感知アルゴリズムは、力センサ５１４によって得られた力又は圧力情報を分析するために、エネルギーツール２００に関連付けられた１つ又は２つ以上のプロセッサによって使用され得る。ここで、使用され得る代表的な感知アルゴリズムが、図８及び図９並びに以下の式を参照して詳細に説明される。代表的には、各センサの場所における力を識別した後、それらの合計が、組織に対する全圧縮力となり、力の集中点は、以下の式（１）及び（２）を使用して計算することができる。

【0034】

【数1】

【0035】

代表的には、力Ｆ１及びＦ２の合計は、以下の式（１）によって示されるように、全組織クランプ力（Ｆｔｉｓｓｕｅ）を提供する。

【0036】

【数2】

【0037】

力の印加の中心は、以下の式（２）によって示されるように判定され得る。

【0038】

【数3】

【0039】

代表的には、図８及び図９によって示されるように、これらは、中に一体化されたセンサを有するエネルギーツールの断面側面図を例解する。エネルギーツールジョー２０６は、図２を参照してこれまで考察したものと同じジョーであり得、第１のアンビル２０８及び第２のアンビル２１０を含み得る。この図から、第１のアンビル２０８が、開放位置（図示）と閉鎖位置との間で枢動継手８１２を中心として第２のアンビル２１０に対して回転する（又は別様に移動する）ことが分かる。第２のアンビル２１０は、本体部分８０２と、絶縁層８０４と、エネルギー層８０６と、を含み得る。本体部分８０２、絶縁層８０４、及びエネルギー層８０６は、図２を参照してこれまで考察した本体部分４０２、絶縁層２０４、及びエネルギー層４０６と実質的に同じであり得る。組織５２０は、第１のアンビル２０８と第２のアンビル２１０との間のジョー２０６内に位置決めされて更に示される。したがって、ジョー２０６からのエネルギーの印加は、組織に対する所望の熱効果（例えば、切断、凝固、乾燥、高周波療法など）をもたらすように、ジョー２０６内に保持された組織５２０を通って進む。

【0040】

この図から、少なくとも２つの力センサ５１４－１及び５１４－２が、第２のアンビル２１０内に一体化されていることが更に分かる。センサ５１４－１、５１４－２は、例えば、ジョー２０６が組織５２０をクランプするときに第２のアンビル２１０にかかる力又は圧力を検出する力センサであり得る。代表的には、センサ５１４－１、５１４－２は容量力センサであり得る。センサ５１４－１、５１４－２は、これまで考察したように、第２のアンビル２１０の本体部分８０２が、センサの固定電極を構成するように、絶縁層８０４と本体部分８０２との間に装着され得る。センサ５１４－１、５１４－２は、図５～図７を参照してこれまで考察したように、多層構造からなり得る。第１のアンビル２０８が、第２のアンビル２１０に対して開放位置（図８）から閉鎖位置（図９）に移動されたとき、その中で圧縮された組織５２０からの圧力が、センサ５１４－１、５１４－２によって検出され、この情報に基づいて、対応する組織力（Ｆｔｉｓｓｕｅ）が判定され得る。

【0041】

例えば、センサ５１４－１、５１４－２は、異なる既知の位置又は場所において第２のアンビル２１０内に一体化され得、それにより、異なる圧力及び／又は力の読み取り値が検出され、エネルギー印加動作に関連付けられた情報及び／又は特性を判定するために使用される可能性があり、その結果、エネルギー印加動作を最適化することができる。例えば、センサは、クランプ力、その印加の中心、ジョーに沿ったクランプ力プロファイル／変動、及び／又はクランプされた組織層の剛性を判定するために使用することができる情報を測定又は検出し得る。この特性又は情報は、ひいては、外科医に表示され、状態がエネルギー印加を進めるのに好適であるかどうか、及び／又は所望の結果を達成するためにエネルギー印加をどのように最適化するかを判定するために使用され得る。更に別の態様では、エネルギー動作は、検出された情報に応じて自動的に防止され得る。代表的に、センサ５１４－１は、第２のアンビル２１０の近位端２１０Ａの近くの既知の位置又は場所に装着され得る。センサ５１４－２は、第２のアンビル２１０の遠位端２１０Ｂ付近の既知の位置又は場所に装着され得る。この態様では、第２のアンビル２１０に沿った２つの異なる既知の場所における圧力又は力の読み取り値が検出される。次に、センサ５１４－１、５１４－２からの２つの力読み取り値を分析して、ジョーの全把持力及び／又は力印加の中心場所を判定し得る。この情報は、ひいては、外科医がステープラ２００で把持している組織を識別するのを助け、エネルギー印加を誘導するのを助けるために、外科医によって使用され得る。

【0042】

例えば、ここで図９を参照すると、センサ５１４－１から判定された力値（Ｆ１）及びセンサ５１４－２から判定された力値（Ｆ２）は、式（１）によって示されるように、全クランプ力（Ｆｔｉｓｓｕｅ）を得るために一緒に加算される。加えて、近位端におけるセンサ５１４－１（例えば、ベース容量センサ）の場所（Ｌ１）は既知であり、遠位端におけるセンサ５１４－２（例えば、先端容量センサ）の場所（Ｌ２）も既知である。同じ回転点（アンビルとベースとの間のヒンジ）におけるモーメントが使用され、センサジオメトリが既知である場合、力の印加の中心（Ｘｔｉｓｓｕｅ）は、これまで考察した式（２）を使用して判定することができる。この情報は、外科医に表示され得、外科医は、この情報を使用して、所望の結果（例えば、組織シーリング）を達成するために、エネルギー印加を進めるべきか、進め続けるべきか、かつ／又はエネルギー印加をどのように最適化するかを判定し得る。例えば、外科医は、この情報に基づいて、組織５２０が中心に置かれていないこと、例えば、組織５２０が近位端よりも遠位端に近いこと、及び、この位置において、エネルギーの印加が、組織５２０に所望の熱効果をもたらすか否かを判定し得る。

【0043】

加えて、エネルギー印加サイクル中に、ジョー２０６の温度が著しく上昇することを理解されたい。これは、各力センサ５１４からの容量測定値のドリフトにつながる可能性がある。これを回避するために、各容量センサのドリフトを隣接する温度センサの測定値に対してモデル化し得るか、又は適切な保護シールドを有する隣接する容量性パッドを追加して、把持力の影響を受けずに温度の影響のみを捕捉することができる。次いで、隣接する容量性パッドの検出されたドリフトは、実際の力感知容量性パッドの熱補正のために使用することができる。温度補正の後、各センサの容量変化は、較正定数を掛けることによって力値に変換することができる。較正定数は、各センサ上に既知の負荷を印加し、各センサ上で結果として生じる容量変化を測定／モデル化することによって、実験的較正を通して判定することができる。各センサの場所における力を識別した後、それらの合計は、これまで考察したように、組織に対する全圧縮力（Ｆｔｉｓｓｕｅ）を与える。加えて、トルク平衡方程式（例えば、式２）を使用して、力の集中点（Ｘｔｉｓｓｕｅ）は、これまで考察したように計算することができる。

【0044】

ここで図１０を参照すると、図１０は、エネルギーツール内に一体化された力センサ、温度センサ、及び音響センサの各々を含むセンサの断面側面図を例解する。代表的には、この図から、エネルギーツール（例えば、エネルギーツール２００）は、これまで考察したような力センサ５１４、並びにジョー２０６内に一体化された温度センサ１０１４及び音響センサ１０１６のうちの少なくとも１つ又は２つ以上を含み得ることが分かる。温度センサ１０１４及び／又は音響センサ１０１６は、ジョー２０６の第１のアンビル２０８及び／又は第２のアンビル２１０内に一体化され得る。代表的に、一態様では、温度センサ１０１４及び／又は音響センサ１０１６は、第２のアンビル２１０の絶縁層８０４内に埋め込まれ得る。他の態様では、温度センサ１０１４及び／又は音響センサ１０１６は、第１のアンビル２０８に装着され得ることが企図される。

【0045】

ここで温度センサ１０１４をより詳細に参照すると、温度センサ１０１４は、ジョー２０６に沿った温度分布を監視し得る。一態様では、温度センサ１０１４は、エネルギーツールの動作温度に適合する標準的なアナログ又はデジタル温度センサであり得る。図１０に例解されるように、温度センサ１０１４は、ジョー２０６の第２のアンビル２１０の絶縁層８０４の内側に埋め込むことができる。図１１に例解されるように、他の態様では、温度センサ１０１４は、第１のアンビル２０８の内側に装着された独立したフレックス回路１１０２に結合することができる。温度センサ１０１４のうちの１つ又は２つ以上は、フレックス回路１１０２に結合され得る。センサの読み取り値は、他のセンサのうちの任意の１つ又は２つ以上との共有線である可能性がある、共通２線Ｉ２Ｃバスを介して送信することができ、次いで、情報は、エネルギーツール最適化のために使用され得る。

【0046】

代表的には、背景として、エネルギーツールを使用する加熱による組織壊死及び止血は、特定の温度パターンに従う。組織の変性のプロセスは、摂氏（Ｃ）６０度のあたりで高分子が不可逆的に凝集し、コラーゲンのらせんが解けることから始まる。タンパク質変性は、摂氏７０度～摂氏８０度で起こり、凝固をもたらす。更に摂氏９０度まで加熱すると、脱水又は乾燥がもたらされる。摂氏１００度を超えると、細胞間の水が沸騰し、最終的に細胞を蒸発させて、組織切断が許容される。最後に、摂氏２００度を超えると、組織の高周波療法又は炭化が起こる。したがって、１つ又は２つ以上の温度センサ１０１４によって提供される連続局所温度データは、これまで考察したように、力センサにおける熱ドリフトを排除／補正するためだけでなく、ジョーに沿った熱分布マップを構築し、術中フィードバックとして情報をオペレータに表示し、かつ／又は把持された組織の局所状態を予測し、異なる相（６０℃での変性、７０～８０℃での凝固、９０℃での乾燥、１００℃以上での切断、及び２００℃を超える高周波療法）の進行を追跡するためにも使用され得る。加えて、温度センサ１０１４からの情報は、温度を制御し、組織への熱損傷を防止し、所望の効果（切断、凝固、乾燥、又は高周波療法）が生成されることを確実にするように、警告を生成するか、又はエネルギー活性化を調節する（デューティサイクルを調節する）ために使用することができる。エネルギーツール内の温度センサ１０１４の一体化により、ジョーの直接温度測定が提供され、これは、不正確になりやすく、したがって、例えば、組織（タイプ及び厚さ）の変動に起因して制限され得る、間接測定よりも正確であることを更に理解されたい。更に、熱分布マップは、エネルギーツールを誘導するために使用することができる単一の温度値のみとは対照的に、ジョー表面全体にわたる正確な温度勾配マップを提供する。

【0047】

ここで音響センサ１０１６を参照すると、音響センサは、組織の水和レベル、ひいては、エネルギー印加中の組織相を監視するために使用され得る。組織が、温度レベルの増加に伴って異なるモードを通って進むにつれて、組織の水和レベルは急速な蒸発により減少する。水が組織を通ってはじける音は、シズル音を作り、この音は、ツールの組織把持インターフェース内に埋め込まれた（例えば、第２のアンビル２１０の絶縁層８０４内及び／又はその上に埋め込まれた）音響センサ１０１６によって検出され得る。いくつかの態様では、音響センサ１０１６は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）マイクロフォン、又はジョー２０６内での一体化に好適な他の同様のサイズのマイクロフォンであり得る。代表的には、いくつかの態様では、音響センサ１０１６は、約７００平方ミクロンのサイズを有するＭＥＭＳマイクロフォン、又は約３．５ミリメートル×２．７ミリメートルのサイズを有するマイクロフォンであり得る。音響センサ１０１６は更に、ツールの組織把持表面及び液体（例えば、音響ポート上の弾性カバー）の高温から適切に保護をされるべきである。加えて、いくつかの態様では、音響センサ１０１６は、これまで考察したように、ジョー２０６に結合されたマイクロフォンのアレイを含み得、それは、ジョーの界面全体を通して組織状態を監視するために使用することができる。マイクロフォンは、例えば、急速な蒸発プロセスがいつ終了したかを検出し、組織を焼く次の段階に移行することなく、乾燥が望ましい効果であるときに、エネルギー印加を中止する適切な時期を知らせることができる。

【0048】

１つの代表的な音響センサ１０１６を、図１２に例解する。特に、図１２から分かるように、一態様では、音響センサ１０１６は、例えばシール１２１０によって結合されたＭＥＭＳトランスデューサ１２０４（例えば、ＭＥＭＳマイクロフォン）を有するプリント回路基板（printed circuit board、ＰＣＢ）１２０２を含み得る。特定用途向け集積回路（application-specific integrated circuit、ＡＳＩＣ）１２０６は、ワイヤ１２０８によってＰＣＢ１２０２及びＭＥＭＳトランスデューサ１２０４に更に結合され得る。センサ構成要素の各々は、音がＭＥＭＳトランスデューサ１２０４に通過することを許容するサウンドポート１２１６を有するエンクロージャ１２１４内に更に入れられる場合がある。加えて、いくつかの態様では、ＡＳＩＣ１２０６を高温及び／又は液体から保護するために、グロブトップモールディング１２１２をＡＳＩＣ１２０６の上に提供し得る。図１２に例解されるセンサアセンブリのうちの１つ又は２つ以上は、これまで考察したように、ジョー２０６の第１のアンビル２０８又は第２のアンビル２１０内に埋め込まれ得る。１つの代表的なセンサアセンブリが例解されているが、他のアセンブリ構成が使用され得、したがって、センサアセンブリ１０１６は、図１２に示されるものに限定されないことが企図されることを更に理解されたい。

【0049】

ここで制御戦略をより詳細に参照すると、図１３は、エネルギーツールを動作させるためにセンサによって検出された情報を分析及び使用するための１つの代表的な制御アルゴリズム又は戦略を例解する。これまで考察したように、力センサ（例えば、センサ５１４）は、ツールジョー（例えば、エネルギーツールジョー２０６）によって印加される圧縮力を測定するために使用され得る。この力は、適切な組織シーリングを確実にするために、ある特定の閾値を超えていなければならない。しかしながら、力センサの容量性のため、ジョー２０６の温度変化によって影響を受ける可能性がある。したがって、印加された把持力からのいかなる影響も伴わずに熱ドリフト効果のみを捕捉する温度センサ１０１４又は別の容量センサが、他のセンサに対する温度変化の影響を補正するために更に提供され得る。温度センサ１０１４は、単一のセンサであり得るか、又はツール２００のジョー２０６に沿った温度分布を検出することができる温度センサのアレイであり得る。組織に対する所望の効果（切断、凝固、乾燥、及び／又は高周波療法）に応じて、エネルギー活性化の温度及びデューティサイクルを調節することができる。

【0050】

代表的には、一態様では、切断の効果は、エネルギーツール２００の活性電極を通して印加される連続波形（１００％デューティサイクル）を使用することによって達成され得る。いくつかの態様では、エネルギーツール２００は、大きな電流集中を許容する狭い先端を有し得、組織の近くに置かれているが接触しないとき、アークを発生させ、このアークを通して電流が組織に流れ込み、大量の熱（１００℃超）を発生させ、これが急速な組織蒸発につながり、切断を誘発する。鈍い器具先端が組織に接触して使用される場合、増加した表面積に起因する減少した電流濃度は、組織温度の上昇につながるが、蒸発点には至らず、７０～８０℃の温度において凝塊を、及び９０℃の温度において乾燥を創出する。凝固又は乾燥を実施するために、より低いデューティサイクルの高電圧波形が使用されるが、１００％デューティサイクルのより低い電圧切断波形を用いて実施することもできる。高周波療法では、より低いデューティサイクルの高電圧波形が、組織に近い非接触モードで、尖った単極電気外科ツール先端の活性電極を通して印加される。高電圧及び低デューティサイクル（通常６％）では、ツール先端からアークを通って流れる電流によって生成される熱は、組織を加熱して凝固物を形成し、反復印加では、温度を２００℃又はそれ以上に上昇させて、炭化又は高周波療法を形成する。音響センサ１０１６は更に、組織のシズル音及び組織の水和含有量を感知することができる。ロボットツールの場合、より正確な組織シーリングのために、最適なジョーの閉鎖力をツールの制御理論に組み込むこともできる。

【0051】

ここでプロセス１３００をより詳細に参照すると、一態様では、プロセス１３００は、動作１３０２において、力センサ（例えば、力センサ５１４）を使用して、力又は容量値を検出することを含む。これまで考察したように、検出された力又は容量値は、エネルギーデバイスの高温に起因する温度ドリフトに敏感であり得る。したがって、いくつかの態様では、動作１３０４において温度補償が実施され得る。代表的には、動作１３１４において、温度センサのうちの１つ又は２つ以上（例えば、温度センサ１０１４）は、ジョーに沿った様々な位置／場所における温度を検出して、動作１３１６における局所温度読取値又は出力と、動作１３１８におけるジョーに沿った温度分布マップとの両方を提供し得る。この情報に基づいて、動作１３０４において温度補償を実施することができ、動作１３０６において既知の計算を使用して較正定数を判定することができる。次に、これらの動作に基づいて判定された力及び／又は容量値を使用して、動作１３０８における力／圧力分布マップ、動作１３１０における全把持力、及び動作１３１２における力集中点を判定することができる。また更に、動作１３２０において、音響センサ（例えば、音響センサ１０１６）は、組織が適切にシールされたときをユーザが理解するのを助けるために、シズル音を検出し、組織の水和レベルを判定するために使用され得る。収集された情報の全てに基づいて、システムアルゴリズム及び／又はユーザは、動作１３２２において、組織を適切にシールするために出力される必要があるエネルギー活性化を判定し、対応するエネルギー活性化制御信号を出力することができる。例えば、センサ情報を使用して、システムは、フィルタ（又は処理アルゴリズム）を適用して、事象、特性、又は事象若しくは特性の数量記号を識別し、その情報を使用して、手術後分析を行うか、又はエネルギーツールを使用しながら外科医を誘導するために使用することができるエネルギー印加に関する特性若しくは情報について外科医に直接通知し得る。いくつかの態様では、情報は、エネルギーツールを自動的に調節又は制御するためにシステムによって使用され得、一方、他の場合、情報は、最適性能のためにツールを手動で調節又は制御するために外科医によって使用され得る。いくつかの態様では、センサからの情報が得られると、システムが、最適動作パラメータを判定し、エネルギーツールを自動的に制御するために、この情報を使用することができる、エネルギー印加の部分があり得る。エネルギーツール内に一体化されたセンサからの情報に加えて、システムはまた、カメラ、マイクロフォン、又は他のツールに関連付けられた他のセンサからの情報を使用して、エネルギーツールの最適な使用及び／又は出力を判定するための追加のコンテキストを提供し得る他の特性を検出し得る。

【0052】

いくつかの態様では、動作１３０８、１３１０、１３１２、１３１６、１３１８、及び／又は１３２０において判定された力／圧力分布マップ、全把持力、力集中点、局所熱変化、温度分布マップ、及び／又はシズル音／水和レベルなどの特性のうちの１つ又は２つ以上は、エネルギー印加中にユーザを助けるために、ユーザに出力されるか、又は別様に表示され得る。

【0053】

図１４は、動作１３０８において判定された代表的な力／圧力分布マップと、動作１３１８において判定された温度分布マップとを例解しており、これらのマップは、表示されるか、又は別様にユーザに伝達され得る。代表的には、これまで考察した感知アルゴリズム及び処理動作は、図１４に例解されるように、ジョー２０６に沿った力又は圧力分布プロファイルを判定するために使用され得る。代表的には、式（１）を使用して、局所力測定値（例えば、Ｆｔｉｓｓｕｅ１、Ｆｔｉｓｓｕｅ２、Ｆｔｉｓｓｕｅ３、及びＦｔｉｓｓｕｅ４）が、ジョー２０６に沿って分散された異なる力センサ５１４の場所において判定される。これらの局所力測定に基づいて、アンビル表面に沿った力分布マップ１３０８が、図１４に示されるように生成される。力分布マップ１３０８は、外科医に表示され、エネルギー印加中にジョーに沿った力の集中を監視するために使用され得る。代表的には、力分布マップ１３０８に基づいて、点１４０２Ａ、１４０２Ｂ、１４０２Ｃ、及び１４０２Ｄにおける力集中が変化することを理解することができる。例えば、力の集中は、点１４０２Ｃにおいて急上昇するように見える。ある領域において別の領域より高い力の集中が発見されたとき、その領域が異常又は不純物（例えば、腫瘍、硬い構造、又は異物）を含み得ると、システムによって、又はユーザによって視覚的に判定され得る。いったん不純物が検出されると、システム及び／又は外科医は、不純物に起因してシールが失敗しないように、進む前にエネルギー印加を修正する必要があると決定する場合がある。異常若しくは不純物の検出、及び／又はそれに関する警告をユーザに提供することは、ツールの使用を学ぶ外科医、並びに経験豊富な外科医を、エネルギーツールの適切な使用で誘導するのに役立つ。

【0054】

同様に、これまで考察した感知アルゴリズム及び処理動作は、図１４に例解されるように、ジョー２０６に沿った温度分布プロファイルを判定するために使用され得る。代表的には、局所温度測定値は、ジョー２０６に沿って分散された異なる温度センサ１０１４の場所において判定され得る。これらの局所温度測定に基づいて、アンビル表面に沿った温度分布マップ１３１８が、図１４に示されるように生成される。温度分布マップ１３１８は、ジョー表面全体にわたる正確な温度勾配マップを提供し得る。温度分布マップ１３１８は、外科医に表示され、エネルギー印加中にジョーに沿った温度集中を監視するために使用され得る。代表的には、温度分布マップ１３１８に基づいて、点１４０４Ａ、１４０４Ｂ、１４０４Ｃ、及び１４０４Ｄにおける温度は異なり得、ジョーに沿って変化し得ることを理解することができる。ジョーに沿ったある特定の点における温度を知ることは、本明細書で考察されるように、力センサにおける熱ドリフトを排除／補正するのを助けるために使用することができる。加えて、情報は、外科医が把持された組織の局所状態を理解し、エネルギー印加の異なる段階の進行を追跡するのを助けることができる。例えば、温度分布マップ１３１８によって表される異なる温度に基づいて、外科医は、相が（例えば、摂氏６０度での）変性、（例えば、摂氏７０～８０度での）凝固、（例えば、摂氏９０度での）乾燥、摂氏１００度以上での切断、及び／又は（例えば、摂氏２００度を超える）高周波療法であるかどうかを判定することができる。加えて、温度分布マップが、ジョーの部分における温度がある特定の閾値を上回ることを示すとき、システムは、エネルギー活性化を調節するようにユーザに促す警告を生成し得るか、又はエネルギー活性化を自動的に調節して（デューティサイクルを調整して）、温度を制御し、組織への熱損傷を防止し、所望の効果（切断、凝固、乾燥、又は高周波療法）が生成されることを確実にし得る。

【0055】

いくつかの態様では、ジョーに埋め込まれた１つ又は２つ以上のセンサは、器具のシャフトに沿って延びるワイヤを通して、ツールハンドル内に位置する無線送信（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）モジュールにデータを送信することができ、かつ／又はエネルギーケーブルと一緒に延びる線を介して中央処理装置に送信することができる。温度、力、及びマイクロフォンのデータが、処理コンピュータに送信された後、アルゴリズム（機械学習ベースである可能性がある）が実行され、把持器具の温度を制御し、最適なレベルに維持するためにデューティサイクル及びエネルギーレベルを調整することができる一方、外科医に貴重な情報（把持器具のヒートマップ、組織加熱プロセスの段階、又は術中の提案など）をディスプレイに示すことができ、これは手術ビューに重ねるか、又は別の外部スクリーン上に提供することができる。

【0056】

図１５は、これまで考察した動作のうちの任意の１つ又は２つ以上を実施するように動作可能である、外科用ロボットシステムのコンピュータ部分のブロック図である。例示的な外科用ロボットシステム１５００は、ユーザコンソール１０２と、外科用ロボット１２０と、制御タワー１０３と、を含み得る。外科用ロボットシステム１５００は、他の又は追加のハードウェア構成要素を含み得る。したがって、図は、例として提供されるものであり、このシステムアーキテクチャーへの限定ではない。

【0057】

上述のように、ユーザコンソール１０２は、コンソールコンピュータ１５１１と、１つ又は２つ以上のＵＩＤ１５１２と、コンソールアクチュエータ１５１３と、ディスプレイ１５１４と、フットペダル１５１６と、コンソールコンピュータ１５１１と、ネットワークインターフェース１５１８と、を含み得る。加えて、ユーザコンソール１０２は、システムの動作に必要とされる様々な外科的条件（例えば、ＵＩＤの配向、ディスプレイに対する外科医の配向、コンソールシートの配向など）を検出するためのいくつかの構成要素、例えば、ＵＩＤトラッカ１５１５、ディスプレイトラッカ１５１７、及びコンソールトラッカ１５１９を含み得る。ユーザコンソール１０２に着座しているユーザ若しくは外科医は、ユーザコンソール１０２の人間工学的な設定を手動で調節することができるか、又は設定は、ユーザプロファイル若しくは選好に従って自動的に調節することができることが更に理解されるべきである。手動調節及び自動調節は、ユーザ入力又はコンソールコンピュータ１５１１によって記憶された構成に基づいて、コンソールアクチュエータ１５１３を駆動することを通じて達成され得る。ユーザは、１つ又は２つ以上のマスタＵＩＤ１５１２及びフットペダル１５１６を使用して、外科用ロボット１２０を制御することによってロボット支援手術を実施し得る。ＵＩＤ１５１２の位置及び配向は、ＵＩＤトラッカ１５１５によって連続的に追跡され、状態の変化は、コンソールコンピュータ１５１１によってユーザ入力として記録されて、ネットワークインターフェース１５１８を介して制御タワー１０３に送られる。患者の解剖学的構造のリアルタイム外科用ビデオ、器具、及び関連するソフトウェアアプリケーションは、開放型又は没入型ディスプレイを含む、高解像度３Ｄディスプレイ１５１４上でユーザに提示することができる。

【0058】

ユーザコンソール１０２は、制御タワー１０３に通信可能に結合され得る。ユーザコンソールはまた、改善された人間工学のための追加的な特徴も提供する。例えば、ユーザコンソールは、開放型ディスプレイを含むオープンアーキテクチャシステムであり得るが、場合によっては、没入型ディスプレイが提供され得る。更に、改善された人間工学のために、外科医のための高度に調節可能なシート及び電磁又は光トラッカを通じて追跡されるマスタＵＩＤがユーザコンソール１０２に含まれる。

【0059】

制御タワー１０３は、タッチスクリーンディスプレイ、外科医のロボット支援型の器具の操作を制御するコンピュータ、安全システム、グラフィカルユーザインターフェース（graphical user interface、ＧＵＩ）、光源、並びにビデオ及びグラフィックコンピュータを収容する、治療現場移動カートとすることができる。図１５に示されるように、制御タワー１０３は、少なくとも視覚化コンピュータ、制御コンピュータ、及び補助コンピュータを含む中央コンピュータ１５３１と、チームディスプレイ及び看護師ディスプレイを含む様々なディスプレイ１５３３と、制御タワー１０３をユーザコンソール１０２及び外科用ロボット１２０の両方に結合するネットワークインターフェース１５３８と、を含み得る。制御タワー１０３は、看護師ディスプレイタッチスクリーン、ソフトパワー及びＥ－ホールドボタン、ビデオ及び静止画像のためのユーザフェーシングＵＳＢ、並びに電子キャスタ制御インターフェースなどの、ユーザの利便性のための追加的な特徴を提供し得る。補助コンピュータはまた、リアルタイムＬｉｎｕｘを実行し得、ロギング／監視、及びクラウドベースのウェブサービスとの相互作用を提供し得る。

【0060】

外科用ロボット１２０は、標的の患者の解剖学的構造の上に位置決めすることができる複数の一体型ロボットアーム１５２２を備えた、手術テーブル１５２４を含み得る。エネルギーツール１５２３は、アーム１５２２の遠位端に取り付けること、又はそこから取り外すことができ、外科医が、様々な外科処置を実施することを可能にする。エネルギーツール１５２３は、図２～図１４を参照してこれまで考察したように、中に一体化されたセンサを有するエネルギーツールのうちの任意の１つ又は２つ以上であり得る。外科用ロボット１２０はまた、アーム１５２２、テーブル１５２４、及びツール１５２３の手動又は自動制御のための制御インターフェース１５２５を備え得る。制御インターフェースは、限定されないが、遠隔制御装置、ボタン、パネル、及びタッチスクリーンなどのアイテムを含むことができる。システムによって処置を実施するために、トロカール（スリーブ、シールカートリッジ、及び閉塞具）及びドレープなどの他の付属品も必要であり得る。いくつかの変形例では、複数のアーム１５２２は、各側に２つのアームを備えた、手術テーブル１５２４の両側に装着された４つのアームを含む。ある特定の外科処置の場合、テーブルの片側に装着されたアームは、テーブル及びテーブルの反対側に装着されたアームの下に伸ばして交差させることによって、テーブルの反対側に位置決めすることができ、これにより合計で３つのアームがテーブル１５２４の同じ側に位置決めされる。外科用ツールはまた、テーブルコンピュータ１５２１及びネットワークインターフェース１５２８を備えることができ、これらは、外科用ロボット１２０を制御タワー１０３と通信させることができる。

【0061】

前述の説明は、説明の目的で、本発明の完全な理解を提供するために特定の用語体系を使用した。しかしながら、本発明を実施するためには、具体的な詳細の多くが必要とされないことは、当業者には明らかであろう。したがって、特定の本発明の態様の上述の説明は、例示及び説明の目的で提示されている。それらは、網羅的であること、及び開示した正確な形態に本発明を制限することを意図するものではない。明確に、上記の教示に照らして、多くの修正及び変形が可能である。本明細書に記載の実施形態は、本発明の原理及びその実際的な用途の最良の説明を提供し、それによって当業者が本発明を様々な実施形態で、また企図される特定の用途に適するように様々な修正を行って最良に利用できるように、選択され説明された。

【0062】

〔実施の態様〕
（１） 外科用ロボットシステムのためのエネルギーツールであって、前記エネルギーツールは、
ベースに結合されたジョーであって、開放位置と閉鎖位置との間で第２のアンビルに対して移動する第１のアンビルを有する、ジョーと、
前記ジョーに結合された力センサ、温度センサ、及び音響センサのうちの少なくとも１つと、を備える、エネルギーツール。
（２） 前記力センサが、前記第１のアンビル又は前記第２のアンビルに装着された容量センサである、実施態様１に記載のエネルギーツール。
（３） 前記力センサが、前記ジョーの遠位端に結合された第１の容量センサであり、前記エネルギーツールが、前記ジョーの近位端に結合された第２の容量センサを更に備える、実施態様２に記載のエネルギーツール。
（４） 前記力センサが、前記ジョーに結合された複数の別個の感知パッドを備える、実施態様２に記載のエネルギーツール。
（５） 前記力センサが、前記ジョーの全クランプ力又は前記ジョーに沿った印加された力の集中点のうちの少なくとも一方を測定するように動作可能である、実施態様１に記載のエネルギーツール。

【0063】

（６） 前記温度センサが、前記ジョーに結合されたアナログ温度センサ又はデジタル温度センサを含む、実施態様１に記載のエネルギーツール。
（７） 前記温度センサが、前記ジョーに沿った温度分布を監視するように動作可能である、実施態様１に記載のエネルギーツール。
（８） 前記音響センサが、前記ジョーに結合された微小電気機械システムマイクロフォンを含む、実施態様１に記載のエネルギーツール。
（９） 前記音響センサが、前記ジョーに結合されたマイクロフォンのアレイを含む、実施態様１に記載のエネルギーツール。
（１０） 前記音響センサが、エネルギー印加中に組織の水和レベルを監視するように動作可能である、実施態様１に記載のエネルギーツール。

【0064】

（１１） 前記エネルギーツールが、前記力センサ、前記温度センサ、及び前記音響センサを備え、前記力センサ、前記温度センサ、及び前記音響センサによって検出された情報が、クランプ圧力分布、温度分布、及び組織水和が前記エネルギー印加を進めるのに好適であるかどうかを判定するために、前記エネルギーツールに結合された１つ又は２つ以上のプロセッサによって分析される、実施態様１に記載のエネルギーツール。
（１２） 外科用ロボットエネルギーツールシステムであって、前記システムは、
エネルギーツールであって、ベースに結合されたジョーを有し、前記ジョーは、前記エネルギーツールによるエネルギー印加中に開放位置と閉鎖位置との間で第２のアンビルに対して移動する第１のアンビルを有する、エネルギーツールと、
前記エネルギー印加中に力、温度、及び組織相のうちの少なくとも１つを検出するように構成された１つ又は２つ以上のセンサと、
前記エネルギー印加を最適化するための情報を提供するために、前記力、前記温度、及び前記組織相のうちの検出された前記少なくとも１つを分析するように構成された１つ又は２つ以上のプロセッサと、を備える、外科用ロボットエネルギーツールシステム。
（１３） 前記１つ又は２つ以上のセンサが、各々が力を検出し、力値を提供する少なくとも２つの力センサを含み、提供される前記情報が、（１）前記ジョーの全クランプ力、又は（２）前記ジョーに沿った前記クランプ力の集中点を含む、実施態様１２に記載の外科用ロボットエネルギーツールシステム。
（１４） 前記ジョーの前記全クランプ力に基づいて、前記１つ又は２つ以上のプロセッサが、最適なエネルギー印加を更に判定する、実施態様１３に記載の外科用ロボットエネルギーツールシステム。
（１５） 前記クランプ力の前記集中点に基づいて、前記１つ又は２つ以上のプロセッサが、不純物が前記組織内に存在するかどうかを更に判定する、実施態様１３に記載の外科用ロボットエネルギーツールシステム。

【0065】

（１６） 前記１つ又は２つ以上のセンサが、温度センサを含み、前記提供される情報が、前記ジョーに沿った温度分布を含む、実施態様１２に記載の外科用ロボットエネルギーツールシステム。
（１７） 前記ジョーに沿った前記温度分布が、（１）力センサにおける熱ドリフトを補正する、（２）ユーザに表示される前記ジョーに沿った熱分布マップを構築する、（３）前記ジョーによって把持された組織の状態を判定する、又は（４）エネルギー活性化を調節する、ために使用される、実施態様１６に記載の外科用ロボットエネルギーツールシステム。
（１８） 前記１つ又は２つ以上のセンサが、マイクロフォンを含み、前記提供される情報が、前記ジョーによって把持された組織の水和レベルを含む、実施態様１２に記載の外科用ロボットエネルギーツールシステム。
（１９） 前記組織の前記水和レベルに基づいて、前記１つ又は２つ以上のプロセッサが、前記ジョーによって把持された前記組織がシールされているかどうかを更に判定する、実施態様１８に記載の外科用ロボットエネルギーツールシステム。
（２０） 前記提供される情報をユーザに表示することを更に含む、実施態様１２に記載の外科用ロボットエネルギーツールシステム。

【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】

【国際調査報告】