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BR112020013114A2 - sistema de evacuação de fumaça que inclui um circuito de controle segmentado para plataforma cirúrgica interativa - Google Patents

sistema de evacuação de fumaça que inclui um circuito de controle segmentado para plataforma cirúrgica interativa Download PDF

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Publication number
BR112020013114A2
BR112020013114A2 BR112020013114-8A BR112020013114A BR112020013114A2 BR 112020013114 A2 BR112020013114 A2 BR 112020013114A2 BR 112020013114 A BR112020013114 A BR 112020013114A BR 112020013114 A2 BR112020013114 A2 BR 112020013114A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
surgical
segment
control circuit
smoke
circuit
Prior art date
Application number
BR112020013114-8A
Other languages
English (en)
Inventor
Frederick E. Shelton Iv
David C. Yates
Benjamin J. Danziger
Jason L. Harris
Original Assignee
Ethicon Llc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US16/024,258 external-priority patent/US20190201087A1/en
Application filed by Ethicon Llc filed Critical Ethicon Llc
Publication of BR112020013114A2 publication Critical patent/BR112020013114A2/pt

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Abstract

A presente invenção refere-se a sistemas cirúrgicos que podem incluir sistemas de evacuação para evacuar fumaça, fluidos e/ou particulados de um sítio cirúrgico. O sistema de evacuação cirúrgica pode ser inteligente e pode incluir um ou mais sensores para detectar uma ou mais propriedades do sistema cirúrgico, do sistema de evacuação, do procedimento cirúrgico, do sítio cirúrgico, e/ou do tecido do paciente, por exemplo. O sistema cirúrgico pode incluir um circuito de controle segmentado e um método de operação de um circuito de controle segmentado em um sistema de evacuação cirúrgica pode incluir ativar um primeiro segmento que inclui um processador principal e um processador de segurança. O primeiro segmento é levado a executar uma primeira função. Um segundo segmento é ativado, sendo que o segundo segmento inclui um circuito de detecção e um circuito de exibição. Um terceiro segmento é ativado, sendo que o terceiro segmento inclui um circuito de controle de motor e um motor.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA
DE EVACUAÇÃO DE FUMAÇA QUE INCLUI UM CIRCUITO DE CONTROLE SEGMENTADO PARA PLATAFORMA CIRÚRGICA INTERATIVA". REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS
[001] Este pedido reivindica o benefício de prioridade sob 35 U.S.C. $ 119(e) para o pedido de patente provisório US nº de série 62/691.257, intitulado COMMUNICATION OF SMOKE EVACUATION
SYSTEM PARAMETERS TO HUB OR CLOUD IN SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, depositado em 28 de junho de 2018, cuja divulgação está aqui incorporada a título de referência, em sua totalidade.
[002] Este pedido também reivindica o benefício de prioridade sob U.S.C.$ 119 (e) para o pedido de patente provisório US nº 62/650.887, intitulado SURGICAL SYSTEMS WITH OPTIMIZED SENSING CAPABILITIES, depositado em 30 de março de 2018, para o pedido de patente provisório US nº de série 62/650.877, intitulado SURGICAL SMOKE EVACUATION SENSING AND CONTROLS, depositado em 30 de março de 2018, ao pedido de patente provisório nº de série 62/650.882, intitulado SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, depositado em 30 de março de 2018, e ao pedido de patente provisório US nº de série 62/650.898, intitulado CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARABLE ARRAY ELEMENTS depositado em 30 de março de 2018, cuja divulgação de cada um está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade.
[003] Este pedido também reivindica o benefício de prioridade sob 35 U.S.C.$ 119(e) para o pedido de patente provisório US nº de série 62/640.417, intitulado TEMPERATURE CONTROL IN ULTRASONIC DEVICE AND CONTROL SYSTEM THEREFOR, depositado em 8 de março de 2018, e ao pedido de patente provisório US nº de série 62/640.415, intitulado ESTIMATING STATE OF ULTRASONIC END EFFECTOR AND CONTROL SYSTEM THEREFOR depositado em 8 de março de 2018, cuja divulgação de cada um está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade.
[004] O presente pedido reivindica a prioridade sob 35 U.S.C.8 119(e) ao pedido de patente provisório US nº de série 62/611.341, intitulado INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, depositado em 28 de dezembro de 2017, ao pedido de patente provisório US nº de série 62/611.340, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS, depositado em 28 de dezembro de 2017, e ao pedido de patente provisório US nº de série 62/611.339, intitulado ROBOT ASSISTED SURGICAL PLATFORM, depositado em 28 de dezembro de 2017, cuja divulgação de cada um está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade.
ANTECEDENTES
[005] A presente divulgação refere-se a sistemas cirúrgicos e a seus evacuadores. Os evacuadores de fumaça cirúrgica são configurados para evacuar fumaça, bem como fluidos e/ou particulados, de um sítio cirúrgico. Por exemplo, durante um procedimento cirúrgico envolvendo um dispositivo de energia, pode ocorrer a geração de fumaça no sítio cirúrgico.
SUMÁRIO
[006] A presente divulgação fornece métodos e sistemas novos e inovadores para um sistema de evacuação de fumaça que inclui um circuito de controle segmentado para uma plataforma cirúrgica interativa. Um método exemplificador inclui ativar um primeiro segmento que inclui um processador principal e um processador de segurança. O primeiro segmento é levado a executar uma primeira função. Um segundo segmento é ativado, sendo que o segundo segmento inclui um circuito de detecção e um circuito de exibição. Um terceiro segmento é ativado, sendo que o terceiro segmento inclui um circuito de controle de motor e um motor.
[007] Um sistema exemplificador inclui um circuito de controle que inclui uma pluralidade de segmentos, incluindo um primeiro segmento, um segundo segmento e um terceiro segmento. O primeiro segmento inclui um processador principal e um processador de segurança, sendo que o processador principal é acoplado a uma memória, e a memória armazena instruções executáveis pelo processador principal para energizar o primeiro segmento antes do segundo e do terceiro segmentos, energizando o segundo e o terceiro segmentos após o primeiro segmento executar uma primeira função. O segundo segmento inclui um circuito de detecção e um circuito de exibição, e o terceiro segmentos inclui um circuito de controle do motor e um motor.
[008] Recursos e vantagens adicionais dos métodos e sistemas aqui divulgados são descritos em, e serão evidentes a partir da descrição detalhada e das figuras a seguir.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[009] Os recursos de vários aspectos são apresentados com particularidade nas reivindicações em anexo. Os vários aspectos, no entanto, no que se refere tanto à organização quanto aos métodos de operação, juntamente com objetos e vantagens adicionais dos mesmos, podem ser melhor compreendidos em referência à descrição apresentada a seguir, considerada em conjunto com os desenhos em anexo, como a seguir.
[0010] A Figura 1 é uma vista em perspectiva de um gabinete de evacuador para um sistema de evacuação cirúrgica, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0011] A Figura 2 é uma vista em perspectiva de uma ferramenta eletrocirúrgica de evacuação cirúrgica, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0012] A Figura 3 é uma vista em elevação de uma ferramenta de evacuação cirúrgica presa de modo liberável a uma caneta eletrocirúrgica, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0013] A Figura 4 é um diagrama esquemático que mostra os componentes internos em um gabinete de evacuador para um sistema de evacuação cirúrgica, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0014] A Figura 5 é um diagrama esquemático de um sistema eletrocirúrgico que inclui um evacuador de fumaça, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0015] A Figura 6 é um diagrama esquemático de um sistema de evacuação cirúrgica, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0016] A Figura 7 é uma vista em perspectiva de um sistema cirúrgico que inclui um sistema de evacuação cirúrgica, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0017] A Figura 8 é uma vista em perspectiva de um gabinete de evacuador do sistema de evacuação cirúrgica da Figura 7, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0018] A Figura 9 é uma vista em seção transversal em elevação de um soquete no gabinete de evacuador da Figura 8, ao longo do plano indicado na Figura 8, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0019] A Figura 10 é uma vista em perspectiva de um filtro para um sistema de evacuação, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0020] A Figura 11 é uma vista em seção transversal em perspectiva do filtro da Figura 10, tomada ao longo de um plano longitudinal central do filtro, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0021] A Figura 12 ilustra uma bomba para um sistema de evacuação cirúrgica, como o sistema de evacuação cirúrgica da Figura 7, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0022] A Figura 13 é uma vista em perspectiva de uma porção de um sistema de evacuação cirúrgica, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0023] A Figura 14 é uma vista em perspectiva frontal de um coletor de fluidos do sistema de evacuação cirúrgica da Figura 13, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0024] A Figura 15 é uma vista em perspectiva posterior do coletor de fluidos da Figura 14, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0025] A Figura 16 é uma vista em seção transversal em elevação do coletor de fluidos da Figura 14, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0026] A Figura 17 é uma vista em seção transversal em elevação do coletor de fluidos da Figura 14 com porções removidas para maior clareza que ilustra líquido capturado dentro do coletor de fluidos e fumaça fluindo através do coletor de fluidos, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0027] A Figura 18 é um diagrama esquemático de um gabinete de evacuador de um sistema de evacuação, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0028] A Figura 19 é um diagrama esquemático de um gabinete de evacuador de outro sistema de evacuação, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0029] A Figura 20 ilustra um sistema de evacuação de fumaça em comunicação com vários outros módulos e dispositivos, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0030] A Figura 21 mostra um diagrama de fluxo exemplificador da interconectividade entre o controlador cirúrgico central, a nuvem, o módulo de evacuação de fumaça e/ou vários outros módulos A, Be C, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0031] A Figura 22 ilustra um sistema de evacuação de fumaça em comunicação com vários outros módulos e dispositivos, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0032] A Figura 23 ilustra um aspecto de um circuito de controle segmentado, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0033] A Figura 24 mostra um método para operar uma porção do circuito de controle do módulo de evacuação de fumaça de modo a energizar o circuito de controle segmentado em estágios, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0034] A Figura 25 é um diagrama de blocos de um sistema cirúrgico interativo implementado por computador, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0035] A Figura 26 é um sistema cirúrgico sendo usado para executar um procedimento cirúrgico em uma sala de operação, de acordo com pelo menos um aspecto da presente divulgação.
[0036] A Figura 27 é um controlador cirúrgico central emparelhado com um sistema de visualização, com um sistema robótico e com um instrumento inteligente, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0037] A Figura 28 é uma vista em perspectiva parcial de um invólucro do controlador cirúrgico central, e de um módulo gerador combinado recebido de maneira deslizante em um invólucro do controlador cirúrgico central, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0038] A Figura 29 é uma vista em perspectiva de um módulo gerador combinado com contatos bipolares, ultrassônicos e monopolares e um componente de evacuação de fumaça, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0039] A Figura 30 ilustra fixações de barramento de potência individuais para uma pluralidade de portas de acoplamento lateral de um gabinete modular lateral configurado para receber uma pluralidade de módulos, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0040] A Figura 31 ilustra um gabinete modular vertical configurado para receber uma pluralidade de módulos, de acordo com pelo menos um aspecto da presente divulgação.
[0041] A Figura 32 ilustra uma rede de dados cirúrgicos que compreende um controlador central de comunicação modular configurado para conectar à nuvem dispositivos modulares situados em um ou mais centros cirúrgicos de uma instalação de serviços de saúde, ou qualquer ambiente em uma instalação de serviços de saúde especialmente equipada para operações cirúrgicas, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0042] A Figura 33 ilustra um sistema cirúrgico interativo implementado por computador, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0043] A Figura 34 ilustra um controlador cirúrgico central que compreende uma pluralidade de módulos acoplados à torre de controle modular, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0044] A Figura 35 ilustra um aspecto de um dispositivo de controlador central de rede de barramento serial universal (USB), de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0045] A Figura 36 ilustra um diagrama lógico de um sistema de controle de um instrumento ou ferramenta cirúrgica, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0046] A Figura 37 ilustra um circuito de controle configurado para controlar aspectos do instrumento ou ferramenta cirúrgica, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0047] A Figura 38 ilustra um circuito lógico combinacional configurado para controlar aspectos do instrumento ou ferramenta cirúrgica, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0048] A Figura 39 ilustra um circuito lógico sequencial configurado para controlar aspectos do instrumento ou ferramenta cirúrgica, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0049] A Figura 40 ilustra um instrumento ou ferramenta cirúrgica que compreende uma pluralidade de motores que podem ser ativados para executar várias funções, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0050] A Figura 41 é um diagrama esquemático de um instrumento cirúrgico robótico configurado para operar uma ferramenta cirúrgica aqui descrita, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0051] A Figura 42 ilustra um diagrama de blocos de um instrumento cirúrgico programado para controlar a translação distal de um membro de deslocamento, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0052] A Figura 43 é um diagrama esquemático de um instrumento cirúrgico configurado para controlar várias funções, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0053] A Figura 44 é um diagrama de blocos simplificado de um gerador configurado para fornecer ajuste sem indutor, entre outros benefícios, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0054] A Figura 45 ilustra um exemplo de um gerador, que é uma forma do gerador da Figura 44, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.
[0055] A Figura 46 é uma linha de tempo que representa o reconhecimento situacional de um controlador cirúrgico central, de acordo com um aspecto da presente divulgação.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[0056] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedidos de patente US nos, depositados em sexta-feira, 29 de junho de 2018, estando a divulgação de cada um aqui incorporada a título de referência em sua totalidade: + Pedido de patente US nº de série , intitulado
CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARABLE ARRAY ELEMENTS, nº do documento do procurador END8542USNP/170755; e Pedido de patente US nº de série , intitulado
CONTROLLING A SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO SENSED CLOSURE PARAMETERS, nº do documento do procurador END8543USNP/170760; + Pedido de patente US nº de série , intitulado
SYSTEMS FOR ADJUSTING END EFFECTOR PARAMETERS BASED ON PERIOPERATIVE INFORMATION, nº do documento do procurador END8543USNP1/170760-1; + Pedido de patente US nº de série , intitulado SAFETY SYSTEMS FOR SMART POWERED SURGICAL STAPLING, nº do documento do procurador END8543USNP2/170760-2; + Pedido de patente US nº de série , intitulado SAFETY SYSTEMS FOR SMART POWERED SURGICAL STAPLING, nº do documento do procurador END8543USNP3/170760-3; e Pedido de patente US nº de série , intitulado
SURGICAL SYSTEMS FOR DETECTING END EFFECTOR TISSUE DISTRIBUTION IRREGULARITIES, nº do documento do procurador END8543USNP4/170760-4;
+ Pedido de patente US nº de série , intitulado
SYSTEMS FOR DETECTING PROXIMITY OF SURGICAL END EFFECTOR TO CANCEROUS TISSUE, nº do documento do procurador END8543USNP5/170760-5; + Pedido de patente US nº de série , intitulado SURGICAL INSTRUMENT CARTRIDGE SENSOR ASSEMBLIES, nº do documento do procurador END8543USNP6/170760-6; + Pedido de patente US nº de série , intitulado VARIABLE OUTPUT CARTRIDGE SENSOR ASSEMBLY, nº do documento do procurador END8543USNP7/170760-7; e Pedido de patente US nº de série , intitulado SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE ELECTRODE, nº do documento do procurador END8544USNP/170761; e Pedido de patente US nº de série , intitulado SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE CIRCUIT, nº do documento do procurador END8544USNP1/170761-1; e Pedido de patente US nº de série , intitulado SURGICAL INSTRUMENT WITH A TISSUE MARKING ASSEMBLY, nº do documento do procurador END8544USNP2/170761-2; e Pedido de patente US nº de série , intitulado
SURGICAL SYSTEMS WITH PRIORITIZED DATA TRANSMISSION CAPABILITIES, nº do documento do procurador END8544USNP3/170761-3; e Pedido de patente US nº de série , intitulado SURGICAL EVACUATION SENSING AND MOTOR CONTROL, nº do documento do procurador END8545USNP/170762; + Pedido de patente US nº de série , intitulado SURGICAL EVACUATION SENSOR ARRANGEMENTS, nº do documento do procurador END8545USNP1/170762-1; + Pedido de patente US nº de série , intitulado
SURGICAL EVACUATION FLOW PATHS, nº do documento do procurador END8545USNP2/170762-2; + Pedido de patente US nº de série , intitulado SURGICAL EVACUATION SENSING AND GENERATOR CONTROL, nº do documento do procurador END8545USNP3/170762-3; + Pedido de patente US nº de série , intitulado SURGICAL EVACUATION SENSING AND DISPLAY, nº do documento do procurador END8545USNP4/170762-4; + Pedido de patente US nº de série , intitulado
COMMUNICATION OF SMOKE EVACUATION SYSTEM
PARAMETERS TO HUB OR CLOUD IN SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, nº do documento do procurador END8546USNP/170763; e Pedido de patente US nº de série , intitulado
SURGICAL EVACUATION SYSTEM WITH A COMMUNICATION
CIRCUIT FOR COMMUNICATION BETWEEN A FILTER AND A SMOKE EVACUATION DEVICE, nº do documento do procurador END8547USNP/170764; e e Pedido de patente US nº de série , intitulado DUAL IN-SERIES LARGE AND SMALL DROPLET FILTERS, nº do documento do procurador END8548USNP/170765.
[0057] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedidos de patente provisórios US, depositados em quinta-feira, 28 de junho de 2018, cuja divulgação de cada está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade: e Pedido de patente provisório US nº de série 62/691.228, intitulado A Method of using reinforced flex circuits with multiple sensors with electrosurgical devices; + Pedido de patente provisório US nº de série 62/691.227, intitulado controlling a surgical instrument according to sensed closure parameters; + Pedido de patente provisório US nº de série 62/691.230, intitulado — SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE ELECTRODE; e Pedido de patente provisório US nº de série 62/691.219, intitulado SURGICAL EVACUATION SENSING AND MOTOR CONTROL; + Pedido de patente provisório US nº de série 62/691.257, intitulado COMMUNICATION OF SMOKE EVACUATION SYSTEM
PARAMETERS TO HUB OR CLOUD IN SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM; e Pedido de patente provisório US nº de série 62/691.262, intitulado — SURGICAL — EVACUATION SYSTEM WITH A
COMMUNICATION CIRCUIT FOR COMMUNICATION BETWEEN A FILTER AND A SMOKE EVACUATION DEVICE; e + Pedido de patente provisório US nº de série 62/691.251, intitulado DUAL IN-SERIES LARGE AND SMALL DROPLET FILTERS.
[0058] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedidos de patente US provisórios, depositados em quinta-feira, 19 de abril de 2018, cuja divulgação de cada um está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade: e Pedido de patente provisório US nº de série 62/659.900, intitulado METHOD OF HUB COMMUNICATION.
[0059] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedidos de patente US nos, depositados em 29 de março de 2018, cuja divulgação de cada um está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade: + Pedido de patente US nº de série 15/940.641, intitulado INTERACTIVE —SURGICAL SYSTEMS WITH ENCRYPTED COMMUNICATION CAPABILITIES;
+ Pedido de patente US nº de série 15/940.648, intitulado
INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH CONDITION HANDLING OF DEVICES AND DATA CAPABILITIES; + Pedido de patente US nº de série 15/940.656, intitulado
SURGICAL HUB COORDINATION OF CONTROL AND COMMUNICATION OF OPERATING ROOM DEVICES; + Pedido de patente US nº de série 15/940.666, intitulado
SPATIAL AWARENESS OF SURGICAL HUBS IN OPERATING ROOMS; e Pedido de patente US nº de série 15/940.670, intitulado
COOPERATIVE UTILIZATION OF DATA DERIVED FROM SECONDARY SOURCES BY INTELLIGENT SURGICAL HUBS; e Pedido de patente US nº de série 15/940.677, intitulado SURGICAL HUB CONTROL ARRANGEMENTS; + Pedido de patente US nº de série 15/940.632, intitulado
DATA STRIPPING METHOD TO INTERROGATE PATIENT RECORDS AND CREATE ANONYMIZED RECORD; + Pedido de patente US nº de série 15/940.640, intitulado
COMMUNICATION HUB AND STORAGE DEVICE FOR STORING
PARAMETERS AND STATUS OF A SURGICAL DEVICE TO BE SHARED WITH CLOUD BASED ANALYTICS SYSTEMS; + Pedido de patente US nº de série 15/940.645, intitulado
SELF DESCRIBING DATA PACKETS GENERATED AT AN ISSUING INSTRUMENT; + Pedido de patente US nº de série 15/940.649, intitulado
DATA PAIRING TO INTERCONNECT A DEVICE MEASURED PARAMETER WITH AN OUTCOME; e Pedido de patente US nº de série 15/940.654, intitulado SURGICAL HUB SITUATIONAL AWARENESS; + Pedido de patente US nº de série 15/940.663, intitulado
SURGICAL SYSTEM DISTRIBUTED PROCESSING; e Pedido de patente US nº de série 15/940.668, intitulado AGGREGATION AND REPORTING OF SURGICAL HUB DATA; + Pedido de patente US nº de série 15/940.671, intitulado
SURGICAL HUB SPATIAL AWARENESS TO DETERMINE DEVICES IN OPERATING THEATER; + Pedido de patente US nº de série 15/940.686, intitulado
DISPLAY OF ALIGNMENT OF STAPLE CARTRIDGE TO PRIOR LINEAR STAPLE LINE; e Pedido de patente US nº de série 15/940.700, intitulado STERILE FIELD INTERACTIVE CONTROL DISPLAYS; + Pedido de patente US nº de série 15/940.629, intitulado COMPUTER IMPLEMENTED INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS; + Pedido de patente US nº de série 15/940.704, intitulado USE OF LASER LIGHT AND RED-GREEN-BLUE COLORATION TO DETERMINE PROPERTIES OF BACK SCATTERED LIGHT; e Pedido de patente US nº de série 15/940.722, intitulado
CHARACTERIZATION OF TISSUE IRREGULARITIES THROUGH THE USE OF MONO-CHROMATIC LIGHT REFRACTIVITY; e e Pedido de patente US nº de série 15/940.742, intitulado DUAL CMOS ARRAY IMAGING.
[0060] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedidos de patente US nos, depositados em 29 de março de 2018, cuja divulgação de cada um está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade: + Pedido de patente US nº de série 15/940.636, intitulado
ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL DEVICES; + Pedido de patente US nº de série 15/940.653, intitulado ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL HUBS;
+ Pedido de patente US nº de série 15/940.660, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR CUSTOMIZATION AND RECOMMENDATIONS TO A USER; + Pedido de patente US nº de série 15/940.679, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR LINKING OF LOCAL
USAGE TRENDS WITH THE RESOURCE ACQUISITION BEHAVIORS OF LARGER DATA SET; + Pedido de patente US nº de série 15/940.694, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR MEDICAL FACILITY SEGMENTED INDIVIDUALIZATION OF INSTRUMENT FUNCTION; e Pedido de patente US nº de série 15/940.634, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR SECURITY AND AUTHENTICATION TRENDS AND REACTIVE MEASURES; + Pedido de patente US nº de série 15/940.706, intitulado
DATA HANDLING AND PRIORITIZATION IN A CLOUD ANALYTICS NETWORK; e e Pedido de patente US nº de série 15/940.675, intitulado CLOUD INTERFACE FOR COUPLED SURGICAL DEVICES.
[0061] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedidos de patente US nos, depositados em 29 de março de 2018, cuja divulgação de cada um está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade: + Pedido de patente US nº de série 15/940.627, intitulado DRIVE ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; e Pedido de patente US nº de série 15/940.637, intitulado COMMUNICATION ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; e Pedido de patente US nº de série 15/940.642, intitulado CONTROLS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS;
+ Pedido de patente US nº de série 15/940.676, intitulado AUTOMATIC. TOOL ADJUSTMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; + Pedido de patente US nº de série 15/940.680, intitulado CONTROLLERS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; + Pedido de patente US nº de série 15/940.683, intitulado COOPERATIVE SURGICAL ACTIONS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; e Pedido de patente US nº de série 15/940.690, intitulado DISPLAY ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS,; e + Pedido de patente US nº de série 15/940.711, intitulado SENSING ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS.
[0062] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedidos de patente US provisórios, depositados em 28 de março de 2018, cuja divulgação de cada um está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade: + Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.302, intitulado INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH ENCRYPTED COMMUNICATION CAPABILITIES; e Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.294, intitulado DATA STRIPPING METHOD TO INTERROGATE PATIENT RECORDS AND CREATE ANONYMIZED RECORD; e Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.300, intitulado SURGICAL HUB SITUATIONAL AWARENESS; + Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.309, intitulado SURGICAL HUB SPATIAL AWARENESS TO DETERMINE DEVICES IN OPERATING THEATER; + Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.310,
intitulado COMPUTER IMPLEMENTED INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS; e Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.291, intitulado USE OF LASER LIGHT AND RED-GREEN-BLUE
COLORATION TO DETERMINE PROPERTIES OF BACK SCATTERED LIGHT; e Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.296, intitulado ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL DEVICES; e Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.333, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR CUSTOMIZATION AND RECOMMENDATIONS TO A USER; e Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.327, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR SECURITY AND AUTHENTICATION TRENDS AND REACTIVE MEASURES; + Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.315, intitulado DATA HANDLING AND PRIORITIZATION IN A CLOUD ANALYTICS NETWORK; + Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.313, intitulado CLOUD INTERFACE FOR COUPLED SURGICAL DEVICES; e Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.320, intitulado DRIVE ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; e Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.307, intitulado AUTOMATIC. TOOL ADJUSTMENTS FOR ROBOT- ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; e + Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.323, intitulado SENSING ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS.
[0063] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedidos de patente provisórios US, depositados em 19 de abril de 2018, cuja divulgação de cada um está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade: + Pedido de patente provisório US nº de série 62/659.900, intitulado METHOD OF HUB COMMUNICATION.
[0064] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedidos de patente US nos, depositados em 29 de março de 2018, cuja divulgação de cada um está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade: + Pedido de patente US nº de série 15/940.641, intitulado INTERACTIVE —SURGICAL SYSTEMS WITH ENCRYPTED COMMUNICATION CAPABILITIES; + Pedido de patente US nº de série 15/940.648, intitulado
INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH CONDITION HANDLING OF DEVICES AND DATA CAPABILITIES; + Pedido de patente US nº de série 15/940.656, intitulado
SURGICAL HUB COORDINATION OF CONTROL AND COMMUNICATION OF OPERATING ROOM DEVICES; e Pedido de patente US nº de série 15/940.666, intitulado
SPATIAL AWARENESS OF SURGICAL HUBS IN OPERATING ROOMS; e Pedido de patente US nº de série 15/940.670, intitulado
COOPERATIVE UTILIZATION OF DATA DERIVED FROM SECONDARY SOURCES BY INTELLIGENT SURGICAL HUBS; + Pedido de patente US nº de série 15/940.677, intitulado SURGICAL HUB CONTROL ARRANGEMENTS; + Pedido de patente US nº de série 15/940.632, intitulado
DATA STRIPPING METHOD TO INTERROGATE PATIENT RECORDS AND CREATE ANONYMIZED RECORD; + Pedido de patente US nº de série 15/940.640, intitulado
COMMUNICATION HUB AND STORAGE DEVICE FOR STORING
PARAMETERS AND STATUS OF A SURGICAL DEVICE TO BE SHARED WITH CLOUD BASED ANALYTICS SYSTEMS; + Pedido de patente US nº de série 15/940.645, intitulado
SELF DESCRIBING DATA PACKETS GENERATED AT AN ISSUING INSTRUMENT; + Pedido de patente US nº de série 15/940.649, intitulado
DATA PAIRING TO INTERCONNECT A DEVICE MEASURED PARAMETER WITH AN OUTCOME; e Pedido de patente US nº de série 15/940.654, intitulado SURGICAL HUB SITUATIONAL AWARENESS; + Pedido de patente US nº de série 15/940.663, intitulado SURGICAL SYSTEM DISTRIBUTED PROCESSING; + Pedido de patente US nº de série 15/940.668, intitulado AGGREGATION AND REPORTING OF SURGICAL HUB DATA; e Pedido de patente US nº de série 15/940.671, intitulado
SURGICAL HUB SPATIAL AWARENESS TO DETERMINE DEVICES IN OPERATING THEATER; + Pedido de patente US nº de série 15/940.686, intitulado
DISPLAY OF ALIGNMENT OF STAPLE CARTRIDGE TO PRIOR LINEAR STAPLE LINE; + Pedido de patente US nº de série 15/940.700, intitulado STERILE FIELD INTERACTIVE CONTROL DISPLAYS; e Pedido de patente US nº de série 15/940.629, intitulado COMPUTER IMPLEMENTED INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS; + Pedido de patente US nº de série 15/940.704, intitulado USE OF LASER LIGHT AND RED-GREEN-BLUE COLORATION TO DETERMINE PROPERTIES OF BACK SCATTERED LIGHT; + Pedido de patente US nº de série 15/940.722, intitulado
CHARACTERIZATION OF TISSUE IRREGULARITIES THROUGH THE
USE OF MONO-CHROMATIC LIGHT REFRACTIVITY; e e Pedido de patente US nº de série 15/940.742, intitulado DUAL CMOS ARRAY IMAGING.
[0065] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedidos de patente US nos, depositados em 29 de março de 2018, cuja divulgação de cada um está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade: + Pedido de patente US nº de série 15/940.636, intitulado
ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL DEVICES; e Pedido de patente US nº de série 15/940.653, intitulado ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL HUBS; e Pedido de patente US nº de série 15/940.660, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR CUSTOMIZATION AND RECOMMENDATIONS TO A USER; + Pedido de patente US nº de série 15/940.679, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR LINKING OF LOCAL
USAGE TRENDS WITH THE RESOURCE ACQUISITION BEHAVIORS OF LARGER DATA SET; + Pedido de patente US nº de série 15/940.694, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR MEDICAL FACILITY SEGMENTED INDIVIDUALIZATION OF INSTRUMENT FUNCTION; + Pedido de patente US nº de série 15/940.634, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR SECURITY AND AUTHENTICATION TRENDS AND REACTIVE MEASURES; + Pedido de patente US nº de série 15/940.706, intitulado
DATA HANDLING AND PRIORITIZATION IN A CLOUD ANALYTICS NETWORK; e e Pedido de patente US nº de série 15/940.675, intitulado CLOUD INTERFACE FOR COUPLED SURGICAL DEVICES.
[0066] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedidos de patente US nos, depositados em 29 de março de 2018, cuja divulgação de cada um está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade: + Pedido de patente US nº de série 15/940.627, intitulado DRIVE ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; + Pedido de patente US nº de série 15/940.637, intitulado COMMUNICATION ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; e Pedido de patente US nº de série 15/940.642, intitulado CONTROLS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; e Pedido de patente US nº de série 15/940.676, intitulado AUTOMATIC. TOOL ADJUSTMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; + Pedido de patente US nº de série 15/940.680, intitulado CONTROLLERS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; e Pedido de patente US nº de série 15/940.683, intitulado COOPERATIVE SURGICAL ACTIONS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; e Pedido de patente US nº de série 15/940.690, intitulado DISPLAY ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS,; e e Pedido de patente US nº de série 15/940.711, intitulado SENSING ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS.
[0067] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedidos de patente US provisórios, depositados em 28 de março de 2018, cuja divulgação de cada um está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade:
+ Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.302, intitulado INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH ENCRYPTED COMMUNICATION CAPABILITIES; + Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.294, intitulado DATA STRIPPING METHOD TO INTERROGATE PATIENT RECORDS AND CREATE ANONYMIZED RECORD; + Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.300, intitulado SURGICAL HUB SITUATIONAL AWARENESS; e Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.309, intitulado SURGICAL HUB SPATIAL AWARENESS TO DETERMINE DEVICES IN OPERATING THEATER; + Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.310, intitulado COMPUTER IMPLEMENTED INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS; + Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.291, intitulado USE OF LASER LIGHT AND RED-GREEN-BLUE
COLORATION TO DETERMINE PROPERTIES OF BACK SCATTERED LIGHT; + Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.296, intitulado ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL DEVICES; + Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.333, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR CUSTOMIZATION AND RECOMMENDATIONS TO A USER; e Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.327, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR SECURITY AND AUTHENTICATION TRENDS AND REACTIVE MEASURES; e Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.315, intitulado DATA HANDLING AND PRIORITIZATION IN A CLOUD ANALYTICS NETWORK;
+ Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.313, intitulado CLOUD INTERFACE FOR COUPLED SURGICAL DEVICES; + Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.320, intitulado DRIVE ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; e Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.307, intitulado AUTOMATIC. TOOL ADJUSTMENTS FOR ROBOT- ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; e e Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.323, intitulado SENSING ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS.
[0068] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedidos de patente provisórios US, depositados em quinta-feira, 8 de março de 2018, cuja divulgação de cada está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade: + Pedido de patente provisório US nº de série 62/640.417, intitulado TEMPERATURE CONTROL IN ULTRASONIC DEVICE AND CONTROL SYSTEM THEREFOR; e e Pedido de patente provisório US nº de série 62/640.415, intitulado ESTIMATING STATE OF ULTRASONIC END EFFECTOR AND CONTROL SYSTEM THEREFOR.
[0069] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedidos de patente provisórios US, depositados em quinta-feira, 28 de dezembro de 2017, cuja divulgação de cada um está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade: e Pedido de patente provisório US nº de série 62/611.341, intitulado INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM; e Pedido de patente provisório US nº de série 62/611.340, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS; e + Pedido de patente provisório US nº de série 62/611.339,
intitulado ROBOT ASSISTED SURGICAL PLATFORM.
[0070] Antes de explicar com detalhes os vários aspectos dos instrumentos cirúrgicos e geradores, deve-se observar que os exemplos ilustrativos não estão limitados, em termos de aplicação ou uso, aos detalhes de construção e disposição de partes ilustradas nos desenhos e na descrição em anexo. Os exemplos ilustrativos podem ser implementados ou incorporados em outros aspectos, variações e modificações, e podem ser praticados ou executados de várias maneiras. Além disso, exceto onde indicado em contrário, os termos e expressões usados na presente invenção foram escolhidos com o propósito de descrever os exemplos ilustrativos para a conveniência do leitor e não para o propósito de limitar a mesma. Além disso, deve-se entender que um ou mais dentre os aspectos, expressões de aspectos, e/ou exemplos descritos a seguir podem ser combinados com qualquer um ou mais dentre os outros aspectos, expressões de aspectos e/ou exemplos descritos a seguir. Dispositivos de energia e evacuação de fumaça
[0071] A presente divulgação se refere a dispositivos de energia e sistemas de evacuação cirúrgica inteligentes para evacuar fumaça e/ou outros fluidos e/ou particulados de um sítio cirúrgico. Durante um procedimento cirúrgico que utiliza um ou mais dispositivos de energia, é frequente a geração de fumaça. Dispositivos de energia usam energia para afetar tecido. Em um dispositivo de energia, a energia é fornecida por um gerador. Os dispositivos de energia incluem dispositivos com eletrodos para contato com tecido, como um dispositivo eletrocirúrgico dotado de eletrodos que operam em uma ou mais radiofrequências (RF), e dispositivos com superfícies vibratórias, como um dispositivo ultrassônico dotado de uma lâmina ultrassônica. Para um dispositivo eletrocirúrgico, um gerador é configurado para gerar correntes elétricas oscilantes para energizar os eletrodos. Para um dispositivo ultrassônico,
um gerador é configurado para gerar vibrações ultrassônicas para energizar a lâmina ultrassônica. A presente divulgação descreve geradores em mais detalhes.
[0072] A energia ultrassônica pode ser utilizada para coagulação e corte de tecido. A energia ultrassônica coagula e corta o tecido mediante a vibração de uma superfície de aplicação de energia (por exemplo, uma lâmina ultrassônica) em contato com o tecido. A lâmina ultrassônica pode ser acoplada a um guia de onda que transmite a energia vibracional a partir de um transdutor ultrassônico, o qual gera vibrações mecânicas e é alimentado por um gerador. Vibrando em altas frequências (por exemplo, 55.500 vezes por segundo), a lâmina ultrassônica gera calor e atrito entre a lâmina e o tecido, isto é, na interface lâmina-tecido, e isso desnatura as proteínas no tecido para formar um coágulo pegajoso. A pressão exercida sobre o tecido pela superfície da lâmina achata os vasos sanguíneos e possibilita que o coágulo forme uma vedação hemostática. A precisão do corte e da coagulação pode ser controlada pela técnica do médico e através do ajuste do nível de energia, do gume da lâmina, da tração do tecido e da pressão da lâmina, por exemplo.
[0073] Instrumentos cirúrgicos ultrassônicos estão encontrando aplicações cada vez mais amplamente disseminadas em procedimentos cirúrgicos em virtude das características de desempenho únicas desses instrumentos. Dependendo das configurações específicas do instrumento e dos parâmetros operacionais específicos, os instrumentos cirúrgicos ultrassônicos podem substancialmente fornecer simultaneamente corte e hemostasia por coagulação, o que pode, desejavelmente, minimizar o trauma para o paciente. A ação cortante é tipicamente realizada por um atuador de extremidade, ou ponta de lâmina, na extremidade distal do instrumento ultrassônico. O atuador de extremidade ultrassônico transmite a energia ultrassônica ao tecido colocado em contato com o atuador de extremidade. Os instrumentos ultrassônicos dessa natureza podem ser configurados para uso cirúrgico — aberto, procedimentos cirúrgicos laparoscópicos ou endoscópicos, incluindo, por exemplo, procedimentos roboticamente assistidos.
[0074] A energia elétrica pode ser utilizada também para coagulação e/ou corte. Um dispositivo eletrocirúrgico tipicamente inclui uma empunhadura e um instrumento que tem um atuador de extremidade distalmente montado (por exemplo, um ou mais eletrodos). O atuador de extremidade pode ser posicionado contra e/ou adjacente ao tecido, de modo que a corrente elétrica seja introduzida no tecido. À eletrocirurgia é amplamente utilizada e oferece muitas vantagens incluindo o uso de um único instrumento cirúrgico tanto para coagulação como para corte.
[0075] O eletrodo ou ponta do dispositivo eletrocirúrgico é pequeno no ponto de contato com o paciente para produzir uma corrente de RF com uma alta densidade de corrente para produzir um efeito cirúrgico de coagulação e/ou de corte de tecido por cauterização. O eletrodo de retorno transporta o mesmo sinal de RF de volta ao gerador eletrocirúrgico depois que o sinal passa pelo paciente, fornecendo, assim, uma trajetória de retorno para o sinal de RF.
[0076] Os dispositivos eletrocirúrgicos podem ser configurados para funcionamento bipolar ou monopolar. Durante o funcionamento bipolar, a corrente é introduzida no tecido e retornada a partir do mesmo pelos eletrodos ativos e de retorno, respectivamente, do atuador de extremidade. Durante o funcionamento monopolar, uma corrente é introduzida no tecido por um eletrodo ativo do atuador de extremidade e retornada através de um eletrodo de retorno (por exemplo, uma placa de aterramento) separadamente situada sobre ou contra o corpo do paciente. O calor gerado pela corrente que flui através do tecido pode formar vedações hemostáticas no interior do tecido e/ou entre tecidos e, dessa forma, pode ser particularmente útil para a vedação de vasos sanguíneos, por exemplo. O atuador de extremidade de um dispositivo eletrocirúrgico pode, também, compreender um membro de corte que é móvel em relação ao tecido e aos eletrodos, para fazer a transeção do tecido.
[0077] Em aplicação, um dispositivo eletrocirúrgico pode transmitir corrente de RF de baixa frequência através do tecido, o que causa atrito, ou agitação iônica (ou seja, aquecimento resistivo), aumentando assim a temperatura do tecido. Devido ao fato de que é criado um contorno entre o tecido afetado e o tecido circundante, os médicos podem operar com um alto nível de precisão e controle, sem sacrificar o tecido adjacente não orientado. A baixa temperatura de operação da energia de RF é útil para remoção, encolhimento ou escultura de tecidos moles enquanto, simultaneamente, cauterizam-se os vasos sanguíneos. À energia de RF pode funcionar particularmente bem no tecido conjuntivo, que compreende principalmente colágeno e encolhe quando entra em contato com calor. Outros instrumentos eletrocirúrgicos incluem, sem limitação, eletroporação irreversível e/ou reversível, e/ou tecnologias de micro-ondas, entre outras. As técnicas aqui divulgadas são aplicáveis a RF ultrassônica, bipolar ou monopolar (eletrocirúrgica), eletroporação irreversível e/ou reversível e/ou instrumentos cirúrgicos baseados em micro-ondas, entre outros.
[0078] A energia elétrica aplicada por um dispositivo eletrocirúrgico pode ser transmitida ao instrumento a partir de um gerador. O gerador é configurado para converter eletricidade em formas de onda de alta frequência compreendidas de correntes elétricas oscilantes, que são transmitidas aos eletrodos para atuar sobre o tecido. A corrente passa através do tecido para fulgurar (uma forma de coagulação na qual um arco de corrente sobre o tecido cria chamuscados no mesmo), dessecar
(uma aplicação direta de energia que retira água das células), e/ou cortar (uma aplicação direta de energia que vaporiza o fluido celular causando explosões celulares) o tecido. A resposta do tecido à corrente é uma função da resistência do tecido, da densidade da corrente que passa através do tecido, da potência de saída e do tempo de aplicação da corrente. Em certos casos, conforme descrito aqui posteriormente, a forma de onda de corrente pode ser ajustada para executar uma função cirúrgica diferente e/ou acomodar tecido com propriedades diferentes. Por exemplo, tipos diferentes de tecido, como tecido vascular, tecido nervoso, músculos, pele, gordura e/ou tecido ósseo podem responder diferentemente à mesma forma de onda.
[0079] A energia elétrica pode ser sob a forma de energia de RF, a qual pode estar em uma faixa de frequências descrita no documento EN 60601-2-2:2009+A11:2011, Definição — 201.3218 — "HIGH FREQUENCY". Por exemplo, as frequências em aplicações de RF monopolar são tipicamente restritas a menos de 5 MHz para minimizar os problemas associados à corrente de fuga de alta frequência. Frequências acima de 200 kHz podem ser tipicamente usadas para aplicações monopolares a fim de evitar o estímulo indesejado dos nervos e músculos, o que resultaria do uso de uma corrente de frequência baixa.
[0080] Em aplicações de RF bipolar, a frequência pode se praticamente qualquer uma. Frequências mais baixas podem ser usadas para técnicas bipolares em certas situações, como no caso de uma análise de risco mostrar que a possibilidade de estímulo neuromuscular foi mitigada até um nível aceitável. É, de modo geral, aceito que 10 mA seja o limiar mais baixo dos efeitos térmicos em tecido. Frequências mais altas podem também ser usadas no caso de técnicas bipolares.
[0081] Em certos casos, um gerador pode ser configurado para gerar digitalmente uma forma de onda de saída e fornecê-la a um dispositivo cirúrgico, de modo que o dispositivo cirúrgico possa utilizar a forma de onda para vários efeitos em tecidos. O gerador pode ser um gerador monopolar, um gerador bipolar e/ou um gerador ultrassônico. Por exemplo, um único gerador pode fornecer energia a um dispositivo monopolar, um dispositivo bipolar, um dispositivo ultrassônico ou uma combinação de dispositivo eletrocirúrgico/dispositivo ultrassônico. O gerador pode promover efeitos específicos de tecido por meio de formatação de onda, e/ou pode acionar a energia de RF e ultrassônica simultaneamente e/ou sequencialmente a um único instrumento cirúrgico ou a múltiplos instrumentos cirúrgicos.
[0082] Em um caso, um sistema cirúrgico pode incluir um gerador e vários instrumentos cirúrgicos que podem ser usados com o mesmo, incluindo um instrumento cirúrgico ultrassônico, um instrumento eletrocirúgico de RF, e uma combinação de instrumento ultrassônico/instrumento eletrocirúrgico de RF. O gerador pode ser configurável para uso com vários instrumentos cirúrgicos conforme adicionalmente descrito no pedido de patente US nº 15/265.279, intitulado TECHNIQUES FOR OPERATING GENERATOR FOR
DIGITALLY GENERATING ELECTRICAL SIGNAL WAVEFORMS AND SURGICAL INSTRUMENTS, depositado em 14 de setembro de 2016, atualmente publicação de pedido de patente US nº 2017/0086914, que está aqui incorporado a título de referência, em sua totalidade.
[0083] Conforme aqui descrito, procedimentos médicos de corte de tecido e/ou cauterização de vasos sanguíneos são frequentemente realizados com o uso de energia elétrica de RF, a qual é produzida por um gerador e aplicada ao tecido do paciente através de um eletrodo que é operado por um médico. O eletrodo libera uma descarga elétrica na matéria celular do corpo do paciente adjacente ao eletrodo. A descarga faz com que a matéria celular se aqueça, a fim de cortar o tecido e/ou cauterizar os vasos sanguíneos.
[0084] As altas temperaturas envolvidas na eletrocirurgia podem causar necrose térmica do tecido adjacente ao eletrodo. Quanto maior o tempo no qual o tecido é mantido exposto a altas temperaturas envolvidas na eletrocirurgia, mais provável que o tecido sofra de necrose térmica. Em certos casos, a necrose térmica do tecido pode diminuir a velocidade de corte do tecido e aumentar as complicações pós-operatórias, a produção de escaras e o tempo de cura, bem como aumentar as incidências de dano térmico ao tecido distante do local de corte.
[0085] A concentração da descarga de energia de RF afeta tanto a eficiência com a qual o eletrodo é capaz de cortar o tecido como a probabilidade de dano ao tecido distante do local de corte. Com uma geometria de eletrodo padrão, a energia de RF tende a ser distribuída uniformemente sobre uma área relativamente grande adjacente ao local de incisão pretendido. Uma distribuição genericamente uniforme da descarga de energia de RF aumenta a probabilidade de perda de carga indesejada para o tecido circundante, o que pode aumentar a probabilidade de dano indesejado ao tecido circundante.
[0086] Geradores eletrocirúrgicos típicos geram várias frequências operacionais de energia elétrica de RF e níveis de potência de saída. À frequência operacional e a potência de saída específicas de um gerador variam dependendo do gerador eletrocirúrgico particular utilizado e das necessidades do médico durante o procedimento eletrocirúrgico. Os níveis específicos de frequência operacional e de potência de saída podem ser ajustados manualmente no próprio gerador por um médico ou outro membro da equipe da sala de operação. O ajuste adequado desses vários parâmetros exige grande conhecimento, habilidade e atenção do médico ou de outro membro da equipe. Depois que o médico faz os ajustes desejados das várias configurações no gerador, o gerador pode manter os parâmetros de saída durante a eletrocirurgia. Em geral, os geradores de ondas usados para eletrocirurgia são adaptados para produzir ondas de RF com uma potência de saída na faixa de 1 a 300 W em um modo de corte, e de 1 a 120 W no modo de coagulação, e uma frequência na faixa de 300 a 600 kHz. Os geradores de ondas típicos são adaptados para manter as configurações selecionadas durante a eletrocirurgia. Por exemplo, se o médico precisasse ajustar o nível de potência de saída do gerador para 50 W e então tocar o paciente com o eletrodo para realizar a eletrocirurgia, o nível de potência do gerador aumentaria rapidamente e seria mantido em 50 W. Embora o ajuste do nível de potência para um valor específico, como 50 W, possibilite ao médico cortar através do tecido do paciente, ao se manter tal nível de potência alto, aumenta-se a probabilidade de necrose térmica do tecido do paciente.
[0087] Em algumas modalidades, um gerador é configurado para fornecer energia suficiente para realizar de modo eficaz a eletrocirurgia que faz uso de um eletrodo que aumenta a concentração da descarga de energia de RF, e ao mesmo tempo limita danos indesejados ao tecido, reduz as complicações pós-operatórias e facilita uma cicatrização mais rápida. Por exemplo, a forma de onda do gerador pode ser otimizada por um circuito de controle durante todo o procedimento cirúrgico. Entretanto, o assunto reivindicado da presente invenção não se limita aos aspectos que solucionam quaisquer desvantagens ou que operam apenas em ambientes como aqueles descritos acima. Em vez disso, tais antecedentes são fornecidos apenas para ilustrar um exemplo de uma área de tecnologia onde alguns aspectos aqui descritos podem ser praticados.
[0088] Como aqui divulgado, os dispositivos de energia fornecem energia mecânica e/ou elétrica ao tecido alvo para tratar o tecido (por exemplo, cortar o tecido, cauterizar vasos sanguíneos e/ou coagular o tecido dentro e/ou próximo ao tecido-alvo). O corte, a cauterização e/ou a coagulação do tecido podem resultar na liberação de fluidos e/ou particulados no ambiente. Tais fluidos e/ou particulados emitidos durante um procedimento cirúrgico podem constituir fumaça, por exemplo, que pode compreender partículas de carbono e/ou outras partículas suspensas no ar. Em outras palavras, um fluido pode compreender fumaça e/ou outra matéria fluídica. Aproximadamente 90% dos procedimentos endoscópicos e cirúrgicos abertos produzem algum nível de fumaça. A fumaça pode ser desagradável para os sentidos olfativos do(s) médico(s), assistente(s) e/ou paciente(s), pode obstruir a visão do(s) médico(s) do sítio cirúrgico e, em alguns casos, pode ser nociva à saúde. Por exemplo, a fumaça produzida durante um procedimento eletrocirúrgico pode conter substâncias químicas tóxicas como acroleína, acetonitrila, acrilonitrila, acetileno, alquilbenzenos, benzeno, butadieno, buteno, monóxido de carbono, cresóis, etano, etileno, formaldeído, radicais livres, cianeto de hidrogênio, isobuteno, metano, fenol, hidrocarbonetos aromáticos policíclicos, propeno, propileno, piridina, pirrol, estireno, tolueno e xileno, bem como materiais celulares mortos e vivos (incluindo fragmentos de sangue) e vírus. Alguns materiais que foram identificados em fumaça cirúrgica foram identificados como agentes cancerígenos conhecidos. Estima-se que um grama de tecido cauterizado durante um procedimento eletrocirúrgico pode ser equivalente às toxinas e agentes cancerígenos presentes em seis cigarros sem filtro. Adicionalmente, a exposição à fumaça liberada durante um procedimento eletrocirúrgico é apontada como causadora de irritação nos olhos e nos pulmões de profissionais da área de saúde.
[0089] Além da toxicidade e dos odores desagradáveis associados ao material presente em fumaça cirúrgica, o tamanho das partículas em fumaça cirúrgica pode ser prejudicial para o sistema respiratório de médico(s), assistente(s) e/ou paciente(s). Em certos casos, os particulados podem ser extremamente pequenos. A inalação repetida de partículas extremamente pequenas pode levar a condições respiratórias agudas e crônicas em certos casos.
[0090] Muitos sistemas eletrocirúrgicos empregam um sistema de evacuação cirúrgica que captura a fumaça resultante de um procedimento cirúrgico, e direciona a fumaça capturada através de um filtro e de uma porta de escape para longe de médico(s) e/ou paciente(s). Por exemplo, um sistema de evacuação pode ser configurado para evacuar a fumaça que é gerada durante um procedimento eletrocirúrgico. O leitor reconhecerá que tal sistema de evacuação pode ser chamado de "sistema de evacuação de fumaça", embora esse sistema de evacuação possa ser configurado para evacuar mais do que apenas fumaça de um sítio cirúrgico. Ao longo da presente descrição, a "fumaça" evacuada por um sistema de evacuação não se limita apenas à fumaça propriamente. Em vez disso, os sistemas de evacuação de fumaça aqui divulgados podem ser usados para evacuar uma variedade de fluidos, incluindo líquidos, gases, vapores, fumaça, vapor d'água, ou combinações dos mesmos. Os fluidos podem ser de origem biológica e/ou podem ser introduzidos no sítio cirúrgico a partir de uma fonte externa durante um procedimento. Os fluidos podem incluir água, solução salina, linfa, sangue, exsudato e/ou descarga purulenta, por exemplo. Além disso, os fluidos podem incluir particulados ou outras matérias (por exemplo, matéria celular ou detritos) que são liberadas pelo sistema de evacuação. Por exemplo, tais particulados podem estar suspensos no fluido.
[0091] Os sistemas de evacuação tipicamente incluem uma bomba e um filtro. A bomba cria uma sucção que drena a fumaça para dentro do filtro. Por exemplo, a sucção pode ser configurada para drenar a fumaça do sítio cirúrgico para a abertura de um conduto, passando por um conduto de evacuação e então para dentro de um gabinete de evacuador do sistema de evacuação. Um gabinete de evacuador 50018 para um sistema de evacuação cirúrgica 50000 é ilustrado na Figura 1. Em um aspecto da presente divulgação, uma bomba e um filtro são posicionados dentro do gabinete de evacuador 50018. A fumaça drenada para dentro do gabinete de evacuador 50018 segue até o filtro através de um conduto de sucção 50036, e toxinas nocivas e odores desagradáveis são filtrados da fumaça em sua passagem pelo filtro. O conduto de sucção pode ser chamado também de conduto e/ou tubo de vácuo e/ou de evacuação, por exemplo. O ar filtrado pode, então, sair do sistema de evacuação cirúrgica como escape. Em certos casos, vários sistemas de evacuação aqui divulgados podem ser configurados também para fornecer fluidos para um local desejado, como um sítio cirúrgico.
[0092] Agora, com referência à Figura 2, o conduto de sucção 50036 que sai do gabinete de evacuador 50018 (Figura 1) pode terminar em uma empunhadura, como a empunhadura 50032. A empunhadura 50032 compreende um instrumento eletrocirúrgico que inclui uma ponta de eletrodo 50034 e uma abertura do conduto de evacuação próximo e/ou em posição adjacente à ponta de eletrodo 50034. A abertura do conduto de evacuação é configurada para capturar o fluido e/ou os particulados que são liberados durante um procedimento cirúrgico. Nesse caso, o sistema de evacuação 50000 é integrado ao instrumento eletrocirúrgico 50032. Ainda com referência à Figura 2, a fumaça S é puxada para dentro do conduto de sucção 50036.
[0093] Em certos casos, o sistema de evacuação 50000 pode incluir uma ferramenta cirúrgica separada que compreende uma abertura do conduto e é configurada para sugar a fumaça para dentro do sistema. Em ainda outros casos, uma ferramenta que compreende a abertura do conduto de evacuação pode ser encaixada por pressão em uma ferramenta eletrocirúrgica, conforme ilustrado na Figura 3. Por exemplo, uma porção de um conduto de sucção 51036 pode ser posicionada ao redor de (ou adjacente a) uma ponta de eletrodo 51034. Em um caso, o conduto de sucção 51036 pode ser preso de modo liberável a uma empunhadura 51032 de uma ferramenta eletrocirúrgica que compreende a ponta de eletrodo 51034 com o uso de presilhas ou outros prendedores.
[0094] Vários componentes internos de um gabinete de evacuador 50518 são mostrados na Figura 4. Em vários casos, os componentes internos na Figura 4 podem também ser incorporados no gabinete de evacuador 50018 da Figura 1. Com referência principalmente à Figura 4, um sistema de evacuação 50500 inclui o gabinete de evacuador 50518, um filtro 50502, um mecanismo de escape 50520 e uma bomba
50506. O sistema de evacuação 50500 define uma trajetória de fluxo 50504 através do gabinete de evacuador 50518 que tem uma porta de entrada 50522 e uma porta de saída 50524. O filtro 50502, o mecanismo de escape 50520 e a bomba 50506 são dispostos sequencialmente em linha com a trajetória de fluxo 50504 através do gabinete de evacuador 50518 entre a porta de entrada 50522 e a porta de saída 50524. A porta de entrada 50522 pode ser acoplada em comunicação fluida com um conduto de sucção, como o conduto de sucção 50036 na Figura 1, por exemplo, que pode compreender uma abertura distal do conduto posicionável no sítio cirúrgico.
[0095] A bomba 50506 é configurada para produzir um diferencial de pressão na trajetória de fluxo 50504 por uma ação mecânica. O diferencial de pressão é configurado para drenar a fumaça 50508 do sítio cirúrgico para dentro da porta de entrada 50522 e ao longo da trajetória de fluxo 50504. Depois de passar pelo filtro 50502, a fumaça 50508 pode ser considerada fumaça filtrada, ou ar, 50510, que pode então continuar na trajetória de fluxo 50504 e ser então expelida através da porta de saída 50524. A trajetória de fluxo 50504 inclui uma primeira zona 50514 e uma segunda zona 50516. A primeira zona 50514 está a montante da bomba 50506; a segunda zona 50516 está a jusante da bomba 50506. A bomba 50506 é configurada para pressurizar o fluido na trajetória de fluxo 50504 de modo que o fluido na segunda zona 50516 tenha uma pressão mais alta que o fluido na primeira zona 50514. Um motor 50512 aciona a bomba 50506. Vários motores adequados são adicionalmente descritos aqui. O mecanismo de escape 50520 é um mecanismo que pode controlar a velocidade, a direção e/ou outras propriedades da fumaça filtrada 50510 que sai do sistema de evacuação 50500 na porta de saída 50524.
[0096] A trajetória de fluxo 50504 através do sistema de evacuação 50500 pode ser compreendida de um tubo ou outro conduto que substancialmente contém e/ou isola o fluido que se move através da trajetória de fluxo 50504 do fluido no lado de fora da trajetória de fluxo
50504. Por exemplo, a primeira zona 50514 da trajetória de fluxo 50504 pode compreender um tubo através do qual a trajetória de fluxo 50504 se estende entre o filtro 50502 e a bomba 50506. A segunda zona 50516 da trajetória de fluxo 50504 pode incluir também um tubo através do qual a trajetória de fluxo 50504 se estende entre a bomba 50506 e o mecanismo de escape 50520. A trajetória de fluxo 50504 também se estende através do filtro 50502, da bomba 50506 e do mecanismo de escape 50520 de modo que a trajetória de fluxo 308 se estenda continuamente da porta de entrada 50522 até a porta de saída 50524.
[0097] Em funcionamento, a fumaça 50508 pode fluir para o interior do filtro 50502 na porta de entrada 50522 e pode ser bombeada através da trajetória de fluxo 50504 pela bomba 50506 de modo que a fumaça 50508 seja drenada para dentro do filtro 50502. A fumaça filtrada 50510 pode então ser bombeada através do mecanismo de escape 50520 e para fora da porta de saída 50524 do sistema de evacuação 50500. À fumaça filtrada 50510 que sai do sistema de evacuação 50500 na porta de saída 50524 é o escape, e pode consistir em gases filtrados que passaram através do sistema de evacuação 50500.
[0098] Em vários casos, os sistemas de evacuação aqui divulgados (por exemplo o sistema de evacuação 50000 e o sistema de evacuação 50500) podem ser incorporados em um sistema cirúrgico interativo implementado por computador, como o sistema 100 (Figura 39) ou o sistema 200 (Figura 47), por exemplo. Em um aspecto da presente divulgação, por exemplo, o sistema cirúrgico implementado por computador 100 pode incluir ao menos um controlador central 106 e uma nuvem 104. Com referência principalmente à Figura 41, o controlador central 106 inclui um módulo de evacuação de fumaça 126. A operação do módulo de evacuação de fumaça 126 pode ser controlada pelo controlador central 106 com base em seu reconhecimento situacional e/ou nas retroinformações fornecidas por seus componentes e/ou com base nas informações provenientes da nuvem 104. Os sistemas cirúrgicos implementados por computador 100 e 200, bem como o reconhecimento situacional dos mesmos, são descritos mais adiante neste documento.
[0099] O reconhecimento situacional abrange a capacidade de alguns aspectos de um sistema cirúrgico de determinar ou inferir informações relacionadas a um procedimento cirúrgico a partir de dados recebidos de bases de dados e/ou de instrumentos. As informações podem incluir o tipo de procedimento sendo realizado, o tipo de tecido sendo operado ou a cavidade corporal que é o objeto do procedimento. Dispondo das informações contextuais relacionadas ao procedimento cirúrgico, o sistema cirúrgico pode, por exemplo, melhorar a maneira na qual controla os dispositivos modulares (por exemplo, um sistema de evacuação de fumaça) que estão conectados a ele e fornecer informações contextuais ou sugestões ao médico durante o curso do procedimento cirúrgico. O reconhecimento situacional é descrito mais adiante neste documento e no pedido de patente provisório US nº de série 62/611.341, intitulado INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, depositado em 28 de dezembro de 2017, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade.
[00100] Em vários casos, os sistemas cirúrgicos e/ou os sistemas de evacuação cirúrgica aqui divulgados podem incluir um processador. O processador pode ser programado para controlar um ou mais parâmetros operacionais do sistema cirúrgico e/ou do sistema de evacuação com base em dados detectados e/ou agregados e/ou em uma ou mais ações do usuário, por exemplo. A Figura 5 é uma representação esquemática de um sistema eletrocirúrgico 50300 que inclui um processador 50308. O sistema eletrocirúrgico 50300 é alimentado por uma fonte de CA 50302, que fornece uma corrente alternada de 120 V ou de 240 V. A tensão fornecida pela fonte de CA 50302 é direcionada a um conversor CA/CC 50304, que converte a corrente alternada de 120 V ou de 240 V para corrente contínua de 360 V. A corrente contínua de 360 V é então direcionada para um conversor de potência 50306 (por exemplo, um conversor redutor ("buck")). O conversor de potência 50306 é um conversor de redução de CC para CC. O conversor de potência 50306 é adaptado para reduzir a tensão de entrada de 360 V a um nível desejado dentro de uma faixa entre 0 e 150 V.
[00101] O processador 50308 pode ser programado para regular vários aspectos, funções e parâmetros do sistema eletrocirúrgico
50300. Por exemplo, o processador 50308 pode determinar o nível de potência de saída desejado em uma ponta de eletrodo 50334, que pode ser similar em muitos aspectos à ponta de eletrodo 50034 na Figura 2 e/ou à ponta de eletrodo 51034 na Figura 3, por exemplo, e direcionar o conversor de potência 50306 para diminuir a tensão até um nível especificado de modo a fornecer a potência de saída desejada. O processador 50308 é acoplado a uma memória 50310 configurada para armazenar instruções executáveis por máquina para operar o sistema eletrocirúrgico 50300 e/ou subsistemas do mesmo.
[00102] “Conectado entre o processador 50308 e o conversor de potência 50306 há um conversor digital para analógico ("DAC") 50312. O DAC 50312 é adaptado para converter um código digital criado pelo processador 50308 para um sinal analógico (corrente, tensão, ou carga elétrica) que controla a redução de tensão executada pelo conversor de potência 50306. Depois que o conversor de potência 50306 reduz a tensão de 360 V para um nível que o processador 50308 determinou que irá fornecer o nível de potência de saída desejado, a tensão é direcionada para a ponta de eletrodo 50334 para executar o tratamento eletrocirúrgico do tecido de um paciente e é então direcionada para um retorno ou eletrodo de aterramento 50335. Um sensor de tensão 50314 e um sensor de corrente 50316 são adaptados para detectar a tensão e a corrente presentes no circuito eletrocirúrgico, e comunicar ao processador 50308 os parâmetros detectados para que o processador 50308 possa determinar se deve ou não ajustar o nível da potência de saída. Conforme observado, os geradores de ondas típicos são adaptados para manter as configurações selecionadas durante um procedimento eletrocirúrgico. Em outros casos, os parâmetros operacionais de um gerador podem ser otimizados durante um procedimento cirúrgico com base em uma ou mais entradas para o processador 5308, como entradas provenientes de um controlador cirúrgico central, nuvem e/ou módulo de reconhecimento situacional, por exemplo, conforme descrito mais adiante neste documento.
[00103] O processador 50308 é acoplado a um dispositivo de comunicação 50318 para se comunicar através de uma rede. O dispositivo de comunicação inclui um transceptor 50320 configurado para se comunicar através de fios físicos ou sem fio. O dispositivo de comunicação 50318 pode incluir ainda um ou mais transceptores adicionais. Os transceptores podem incluir, mas não se limitam a, modems celulares, transceptores de redes de malha sem fio, transceptores Wi-FiG, transceptores de rede remota de baixa potência (LPWA) e/ou transceptores de comunicação de campo próximo (NFC). O dispositivo de comunicação 50318 pode incluir ou pode ser configurado para se comunicar com um telefone móvel, um sistema de sensores (por exemplo, ambiental, de posição, de movimento etc.) e/ou uma rede de sensores (com fio e/ou sem fio), um sistema de computação (por exemplo um servidor, um computador de estação de trabalho, um computador de mesa, um computador laptop, um computador do tipo tablet (por exemplo iPadO, Galaxy Tab& e similares), um computador ultraportátil,y um computador ultramóvel, um computador netbook e/ou um computador subnotebook etc. Em ao menos um aspecto da presente divulgação, um dos dispositivos pode ser um nó coordenador.
[00104] Os transceptores 50320 podem ser configurados para receber do processador 50308 dados seriais de transmissão através de respectivos transmissores e receptores assíncronos universais (VARTs - "universal asynchronous receivers/transmitters") para modular os dados seriais de transmissão em uma portadora de RF para produzir um sinal de RF de transmissão e para transmitir o sinal de RF de transmissão através de respectivas antenas de transmissão. O(s) transceptore(s) é(são) adicionalmente configurado(s) para receber, através de respectivas antenas de RF, um sinal de RF de recepção que inclui uma portadora de RF modulada com dados seriais de recepção, para demodular o sinal de RF de recepção para extrair os dados seriais de recepção e fornecê-los aos respectivos UARTs para fornecer ao processador. Cada sinal de RF tem uma frequência de portadora associada e uma largura de banda de canal associada. A largura de banda de canal é associada à frequência de portadora, aos dados de transmissão e/ou aos dados de recepção. Cada frequência de portadora de RF e cada largura de banda de canal estão relacionadas à(s) faixa(s) de frequência operacional do(s) transceptor(es) 50320. Cada largura de banda de canal está adicionalmente relacionada ao padrão e/ou protocolo de comunicação sem fio ao qual o(s) transceptor(es) 50320 pode(m) se conformar. Em outras palavras, cada transceptor 50320 pode corresponder a uma implementação de um padrão e/ou protocolo de comunicação sem fio selecionado, por exemplo, o padrão IEEE
802.11 a/b/g/n for para Wi-Fi& ou o padrão IEEE 802.15.4 para redes de malha sem fio que usam roteamento Zigbee.
[00105] O processador 50308 é acoplado a um dispositivo de detecção e controles inteligentes 50324 que é acoplado a um evacuador de fumaça 50326. O evacuador de fumaça 50326 pode incluir um ou mais sensores 50327, e pode incluir também uma bomba e um motor da bomba controlado por um acionador do motor 50328. O acionador do motor 50328 é acoplado em comunicação com o processador 50308 e com o motor da bomba no evacuador de fumaça 50326. O dispositivo de detecção e de controles inteligentes 50324 inclui algoritmos de sensor 50321 e algoritmos de comunicação 50322 que facilitam a comunicação entre o evacuador de fumaça 50326 e outros dispositivos para adaptarem seus programas de controle. O dispositivo de detecção e controles inteligentes 50324 é configurado para avaliar fluidos, particulados e gases extraídos através de um conduto de evacuação 50336 para melhorar a eficiência de extração de fumaça e/ou reduzir a saída de fumaça do dispositivo, por exemplo, conforme descrito adicionalmente na presente divulgação. Em certos casos, o dispositivo de detecção e controles inteligentes 50324 é acoplado em comunicação com um ou mais sensores 50327 no evacuador de fumaça 50326, um ou mais sensores internos 50330 e/ou um ou mais sensores externos 50332 do sistema eletrocirúrgico 50300.
[00106] Em certos casos, um processador pode estar situado dentro de um gabinete de evacuador de um sistema de evacuação cirúrgica. Por exemplo, com referência à Figura 6, um processador 50408 e sua memória 50410 são dispostos no interior de um gabinete de evacuador 50440 de um sistema de evacuação cirúrgica 50400. O processador 50408 está em comunicação de sinal com um acionador do motor 50428, vários sensores internos 50430, uma tela 50442, a memória 50410 e um dispositivo de comunicação 50418. O dispositivo de comunicação 50418 é similar em muitos aspectos ao dispositivo de comunicação 50318 descrito acima com referência à Figura 5. O dispositivo de comunicação 50418 pode possibilitar que o processador 50408 no sistema de evacuação cirúrgica 50400 se comunique com outros dispositivos em um sistema cirúrgico. Por exemplo, o dispositivo de comunicação 50418 pode possibilitar comunicação com fio e/ou sem fio com um ou mais sensores externos 50432, um ou mais dispositivos cirúrgicos 50444, um ou mais controladores centrais 50448, uma ou mais nuvens 50446 e/ou um ou mais sistemas e/ou ferramentas cirúrgicas adicionais. O leitor reconhecerá prontamente que o sistema de evacuação cirúrgica 50400 da Figura 6 pode, em certos casos, ser incorporado ao sistema eletrocirúrgico 50300 da Figura 5. O sistema de evacuação cirúrgica 50400 inclui também uma bomba 50450, que inclui um motor de bomba 50451, um conduto de evacuação 50436 e um escape 50452. Várias bombas, condutos de evacuação e escapes são descritos mais adiante neste documento. O sistema de evacuação cirúrgica 50400 pode incluir também um dispositivo de detecção e controles inteligentes, que pode ser similar em muitos aspectos ao dispositivo de detecção e controles inteligentes 50324, por exemplo. Por exemplo, tal dispositivo de detecção e controles inteligentes pode estar em comunicação de sinal com o processador 50408 e/ou um ou mais dos sensores 50430 e/ou os sensores externos 50432.
[00107] Osistema eletrocirúrgico 50300 (Figura 5) e/ou o sistema de evacuação cirúrgica 50400 (Figura 6) pode ser programado para monitorar um ou mais parâmetros de um sistema cirúrgico e pode executar uma função cirúrgica com base em um ou mais algoritmos armazenados em uma memória em comunicação de sinal com o processador 50308 e/ou o processador 50408. Vários aspectos exemplificadores aqui divulgados podem ser implementados por tais algoritmos, por exemplo.
[00108] Em um aspecto da presente divulgação, um processador e um sistema de sensores, como os processadores 50308 e 50408 e os respectivos sistemas de sensores em comunicação com os processadores (Figuras 5 e 6), são configurados para detectar o fluxo de ar através de uma fonte de vácuo para ajustar parâmetros do sistema de evacuação de fumaça e/ou de dispositivos e/ou sistemas externos que são usados em conjunto com o sistema de evacuação de fumaça, como um sistema eletrocirúrgico, um dispositivo de energia e/ou um gerador, por exemplo. Em um aspecto da presente divulgação, o sistema de sensores pode incluir múltiplos sensores posicionados ao longo da trajetória de fluxo de ar do sistema de evacuação cirúrgica. Os sensores podem medir um diferencial de pressão dentro do sistema de evacuação, para detectar um estado ou condição do sistema entre os sensores. Por exemplo, o sistema entre dois sensores pode ser um filtro, e o diferencial de pressão pode ser usado para aumentar a velocidade do motor da bomba à medida que o fluxo através do filtro é reduzido, de modo a manter uma vazão através do sistema. Como outro exemplo, o sistema pode ser um coletor de fluidos do sistema de evacuação, e o diferencial de pressão pode ser usado para determinar uma trajetória de fluxo de ar através do sistema de evacuação. Em ainda outro exemplo,
o sistema pode ser a entrada e a saída (ou escape) do sistema de evacuação, e o diferencial de pressão pode ser usado para determinar a carga máxima de sucção no sistema de evacuação para manter a carga máxima de sucção abaixo de um valor limite.
[00109] Em um aspecto da presente divulgação, um processador e um sistema de sensores, como os processadores 50308 e 50408 e os respectivos sistemas de sensores em comunicação com os processadores (Figuras 5 e 6), são configurados para detectar a proporção de um aerossol ou partículas carbonizadas, isto é, fumaça, no fluido extraído de um sítio cirúrgico. Por exemplo, o sistema de detecção pode incluir um sensor que detecta o tamanho e/ou a composição das partículas, e as informações são usadas para selecionar uma trajetória de fluxo de ar através do sistema de evacuação. Em tais casos, o sistema de evacuação pode incluir uma primeira trajetória de filtração, ou primeiro estado de filtração, e uma segunda trajetória de filtração, ou um segundo estado de filtração, que podem ter propriedades diferentes. Em um caso, a primeira trajetória inclui apenas um filtro de particulados, e a segunda trajetória inclui tanto um filtro para fluidos como o filtro de particulados. Em certos casos, a primeira trajetória inclui um filtro de particulados, e a segunda trajetória inclui o filtro de particulados e um filtro de particulados mais finos dispostos em série. A invenção também contempla trajetórias de filtração adicionais e/ou alternativas.
[00110] Em um aspecto da presente divulgação, um processador e um sistema de sensores, como os processadores 50308 e 50408 e os respectivos sistemas de sensores em comunicação com os processadores (Figuras 5 e 6), são configurados para realizar uma análise química sobre as partículas evacuadas da cavidade abdominal de um paciente. Por exemplo, o dispositivo de detecção e de controles inteligentes 50324 pode detectar a contagem e o tipo de partículas para ajustar o nível de potência do gerador ultrassônico a fim de induzir a lâmina ultrassônica para produzir menos fumaça. Em outro exemplo, os sistemas de sensores podem incluir sensores para detectar a contagem de partículas, a temperatura, o teor de fluido e/ou a porcentagem de contaminação do fluido evacuado, e pode comunicar a propriedade ou propriedades detectadas a um gerador para ajustar sua saída. Por exemplo, o evacuador de fumaça 50326 e/ou o dispositivo de detecção e de controles inteligentes 50324 do mesmo podem ser configurados para ajustar a vazão de evacuação e/ou a velocidade do motor da bomba e, em um nível predefinido de particulados, pode afetar operacionalmente a potência de saída ou a forma de onda do gerador para diminuir a fumaça gerada pelo atuador de extremidade.
[00111] Em um aspecto da presente divulgação, um processador e um sistema de sensores, como os processadores 50308 e 50408 e os respectivos sistemas de sensores com os processadores (Figuras 5 e 6), são configurados para avaliar a contagem de partículas e a contaminação na sala de operação mediante a avaliação de uma ou mais propriedades no ar ambiente e/ou no escape que sai do gabinete de evacuador. À contagem de partículas e/ou a qualidade do ar podem ser exibidas no sistema de evacuação de fumaça, por exemplo no gabinete de evacuador, para comunicar as informações para um médico e/ou estabelecer a eficácia do sistema de evacuação de fumaça e seu(s) filtro(s).
[00112] Em um aspecto da presente divulgação, um processador, como o processador 50308 ou o processador 50408 (Figuras 5 e 6), por exemplo, é configurado para comparar uma imagem da taxa de amostragem obtida a partir de um endoscópio com a contagem de partículas no evacuador fornecida pelo sistema de detecção (por exemplo, o dispositivo de detecção e controles inteligentes 50324) para determinar uma correlação e/ou para ajustar a velocidade da bomba em rotações por minuto (RPM). Em um caso, a ativação do gerador pode ser comunicada ao evacuador de fumaça de modo que uma taxa de evacuação de fumaça necessária estimada possa ser implementada. À ativação do gerador pode ser comunicada ao sistema de evacuação cirúrgica através de um controlador cirúrgico central, sistema de comunicação em nuvem e/ou conexão direta, por exemplo.
[00113] Em um aspecto da presente divulgação, os sistemas e algoritmos de sensores para um sistema de evacuação de fumaça (consultar, por exemplo, as Figuras 5 e 6) podem ser configurados para controlar o evacuador de fumaça, e podem adaptar parâmetros de motor do mesmo para ajustar a eficiência de filtração do evacuador de fumaça com base nas necessidades do campo cirúrgico em um dado momento. Em um caso, é fornecido um algoritmo de adaptação da velocidade da bomba de fluxo de ar para ajustar automaticamente a velocidade do motor da bomba com base na contagem de particulados detectada na entrada do evacuador de fumaça e/ou liberada na saída ou escape do evacuador de fumaça. Por exemplo, o dispositivo de detecção e de controle inteligente 50324 (Figura 5) pode incluir uma velocidade selecionável pelo usuário e uma velocidade de modo automático, por exemplo. Na velocidade do modo automático, o fluxo de ar através do sistema de evacuação pode ser dimensionável com base na fumaça que entra no sistema de evacuação e/ou na falta de partículas filtradas liberadas do sistema de evacuação de fumaça. A velocidade do modo automático pode possibilitar a detecção e a compensação automáticas para o modo laparoscópico em certos casos.
[00114] Em um aspecto da presente divulgação, o sistema de evacuação pode incluir uma arquitetura de comunicação e elétrica (consulte, por exemplo, as Figuras 5 e 6) que fornece recursos de coleta de dados e de comunicação para melhorar a interatividade com um controlador cirúrgico central e uma nuvem. Em um exemplo, um sistema de evacuação cirúrgica e/ou processador do mesmo, como o processador 50308 (Figura 5) e o processador 50408 (Figura 6), por exemplo, pode incluir um circuito de controle segmentado que é energizado em um método em estágios para verificar se há erros, curtos-circuitos e/ou verificações de segurança do sistema. O circuito de controle segmentado pode ser configurado também para ter uma porção energizada e uma porção não energizada até que a porção energizada execute uma primeira função. O circuito de controle segmentado pode incluir elementos de circuito para identificar e mostrar ao usuário as atualizações de estado dos componentes conectados. O circuito de controle segmentado inclui também elementos de circuito para funcionar o motor em um primeiro estado, no qual o motor é ativado pelo usuário, e em um segundo estado, no qual o motor não foi ativado pelo usuário, mas aciona a bomba em um modo mais silencioso e a um ritmo mais lento. Um circuito de controle segmentado pode possibilitar que o evacuador de fumaça seja energizado em estágios, por exemplo.
[00115] A arquitetura de comunicação e elétrica para o sistema de evacuação (consultar, por exemplo, as Figuras 5 e 6) pode também possibilitar a interconectividade do evacuador de fumaça com outros componentes presentes no controlador cirúrgico central tanto para interações como para a comunicação de dados com uma nuvem. À comunicação dos parâmetros do sistema de evacuação cirúrgica para um controlador cirúrgico central e/ou nuvem pode ser fornecida de modo a afetar a saída ou a operação de outros dispositivos conectados. Os parâmetros podem ser operacionais ou detectados. Os parâmetros operacionais incluem fluxo de ar, diferenciais de pressão e qualidade do ar. Os parâmetros detectados incluem concentração de particulados, porcentagem de aerossol| e análise química.
[00116] Em um aspecto da presente divulgação, o sistema de evacuação, como o sistema de evacuação cirúrgica 50400, por exemplo, pode incluir também um envoltório e componentes substituíveis, controles e uma tela. Elementos de circuito são fornecidos para comunicar a identifcação de segurança (ID) entre tais componentes substituíveis. Por exemplo, a comunicação entre um filtro e o circuito eletrônico de evacuação de fumaça pode ser fornecida para verificar a autenticidade, a vida útil restante do componente, atualizar parâmetros no componente, registrar erros e/ou limitar o número e/ou o tipo de componentes que podem ser identificados pelo sistema. Em vários casos, o circuito de comunicação pode autenticar recursos para habilitar e/ou desabilitar parâmetros de configuração. O circuito de comunicação pode usar criptografia e/ou esquemas de tratamento de erro para gerir a segurança e as relações de propriedade entre o componente e o circuito eletrônico de evacuação de fumaça. Em certos casos, são incluídos componentes descartáveis/reutilizáveis.
[00117] Em um aspecto da presente divulgação, os sistemas de evacuação podem fornecer gerenciamento de fluidos e configurações de filtros de extração e de fluxo de ar. Por exemplo, é fornecido um sistema de evacuação cirúrgica que inclui um mecanismo de captura de fluidos, sendo que o mecanismo de captura de fluidos tem um primeiro e um segundo conjuntos de recursos de extração ou de controle de fluxo de ar dispostos em série para extrair gotículas de fluido grandes e pequenas, respectivamente. Em certos casos, a trajetória de fluxo de ar pode conter um canal de recirculação ou canal de fluido secundário de retorno ao reservatório principal a jusante da porta de escape da câmara principal de gerenciamento de fluidos.
[00118] Emum aspecto da presente divulgação, um bloco avançado pode ser acoplado ao sistema eletrocirúrgico. Por exemplo, o eletrodo de aterramento 50335 do sistema eletrocirúrgico 50300 (Figura 5) pode incluir um bloco avançado dotado de detecção localizada que é integrada ao bloco enquanto mantém o acoplamento capacitivo. Por exemplo, a trajetória de retorno de acoplamento capacitivo do bloco pode ter pequenos elementos de matriz separáveis que podem ser usados para detectar sinais de controle e/ou movimento de nervos de determinados locais anatômicos, para detectar a proximidade da ponta monopolar a um feixe nervoso.
[00119] Um sistema eletrocirúrgico pode incluir um gerador de sinal, um instrumento eletrocirúrgico, um eletrodo de retorno e um sistema de evacuação cirúrgica. O gerador pode ser um gerador de ondas de RF que produz energia elétrica de RF. Conectado ao instrumento eletrocirúrgico há um conduto de utilidade. O conduto de utilidade inclui um cabo que transporta energia elétrica do gerador de sinal ao instrumento eletrocirúrgico. O conduto de utilidade inclui também uma mangueira de vácuo que transporta fumaça e/ou fluido capturado/coletado para longe de um sítio cirúrgico. Tal sistema eletrocirúrgico exemplificador 50601 é mostrado na Figura 7. Mais especificamente, o sistema eletrocirúrgico 50601 inclui um gerador 50640, um instrumento eletrocirúrgico 50630, um eletrodo de retorno 50646 e um sistema de evacuação 50600. O instrumento eletrocirúrgico 50630 inclui um cabo 50632 e uma abertura distal do conduto 50634 acoplada em comunicação fluida com uma mangueira de sucção 50636 do sistema de evacuação 50600. O instrumento eletrocirúrgico 50630 inclui também um eletrodo que é alimentado pelo gerador 50640. À primeira conexão elétrica 50642, por exemplo um fio, se estende do instrumento eletrocirúrgico 50630 ao gerador 50640. A segunda conexão elétrica 50644, por exemplo um fio, se estende do instrumento eletrocirúrgico 50630 ao eletrodo, isto é, o eletrodo de retorno 50646. Em outros casos, o instrumento eletrocirúrgico 50630 pode ser um instrumento eletrocirúrgico bipolar. A abertura distal do conduto 50634 no instrumento eletrocirúrgico 50630 é acoplada em comunicação fluida com a mangueira de sucção 50636 que se estende até uma tampa de extremidade do filtro 50603 de um filtro instalado em um gabinete de evacuador 50618 do sistema de evacuação 50600.
[00120] Em outros casos, a abertura distal do conduto 50634 do sistema de evacuação 50600 pode estar disposta em uma empunhadura ou ferramenta que é separada do instrumento eletrocirúrgico 50630. Por exemplo, o sistema de evacuação 50600 pode incluir uma ferramenta cirúrgica que não é acoplado ao gerador 50640 e/ou não inclui superfícies de energização de tecido. Em certos casos, a abertura distal do conduto 50634 do sistema de evacuação 50600 pode ser fixada de modo liberável a uma ferramenta eletrocirúrgica. Por exemplo, o sistema de evacuação 50600 pode incluir um conduto fixado por presilha ou encaixe por pressão terminando em uma abertura distal do conduto, que pode ser fixada de modo liberável a uma ferramenta cirúrgica (consulte, por exemplo, a Figura 3).
[00121] O instrumento eletrocirúrgico 50630 é configurado para fornecer a um tecido alvo de um paciente energia elétrica para cortar o tecido e/ou cauterizar vasos sanguíneos dentro do tecido alvo e/ou próximo a ele, conforme descrito aqui. Especificamente, uma descarga elétrica é fornecida ao paciente pela ponta de eletrodo 116 para causar o aquecimento da matéria celular do paciente que está em contato próximo com ou em posição adjacente à ponta de eletrodo 116. O aquecimento do tecido ocorre a uma temperatura adequadamente alta para possibilitar que o instrumento eletrocirúrgico 50630 seja usado para realizar eletrocirurgia. O eletrodo de retorno 50646 é aplicado a ou colocado em estreita proximidade com o paciente (dependendo do tipo de eletrodo de retorno), para completar o circuito e fornecer uma trajetória elétrica de retorno até o gerador 50640 para a energia que passa para o corpo do paciente.
[00122] O aquecimento da matéria celular do paciente pela ponta de eletrodo 116, ou cauterização de vasos sanguíneos para evitar sangramento, frequentemente resulta em liberação de fumaça no local onde ocorre a cauterização, conforme aqui descrito. Em tais casos, como a abertura do conduto de evacuação 50634 está perto da ponta de eletrodo, o sistema de evacuação 50600 é configurado para capturar a fumaça que é liberada durante um procedimento cirúrgico. A sucção a vácuo pode drenar a fumaça para dentro da abertura do conduto 50634, através do instrumento eletrocirúrgico 50630, e para dentro da mangueira de sucção 50636 em direção ao gabinete de evacuador 50618 do sistema de evacuação 50600.
[00123] Com referência agora à Figura 8, é mostrado o gabinete de evacuador 50618 do sistema de evacuação 50600 (Figura 7). O gabinete de evacuador 50618 inclui um soquete 50620 que é dimensionado e estruturado para receber um filtro. O gabinete de evacuador 50618 pode abranger todos ou alguns dos componentes internos do gabinete de evacuador 50618. O soquete 50620 inclui um primeiro receptáculo 50622 e um segundo receptáculo 50624. Uma superfície de transição 50626 estende-se entre o primeiro receptáculo 50622 e o segundo receptáculo 50624.
[00124] Com referência principalmente à Figura 9, o soquete 50620 é mostrado ao longo de um plano em seção transversal indicado na Figura 8. O soquete 50620 inclui uma primeira extremidade 50621 que é aberta para receber um filtro, e uma segunda extremidade 50623 em comunicação com uma trajetória de fluxo 50699 através do gabinete de evacuador 50618. Um filtto 50670 (Figuras 10 e 11) pode ser posicionado de modo removível com o soquete 50620. Por exemplo, o filtro 50670 pode ser inserido e removido da primeira extremidade 50621 do soquete 50620. O segundo receptáculo 50624 é configurado para receber um bocal de conexão do filtro 50670.
[00125] Os sistemas de evacuação cirúrgica geralmente usam filtros para remover poluentes indesejados da fumaça antes que ela seja liberada como escape. Em certos casos, os filtros podem ser substituíveis. O leitor deve considerar que o filtro 50670 mostrado nas Figuras 10 e 11 pode ser empregado em vários sistemas de evacuação aqui divulgados. O filtro 506/70 pode ser um filtro substituível e/ou descartável.
[00126] O filtro 50670 inclui uma tampa frontal 50672, uma tampa traseira 50674 e um corpo de filtro 50676 disposto entre elas. A tampa frontal 50672 inclui uma entrada de filtro 50678 que, em certos casos, é configurada para receber fumaça diretamente da mangueira de sucção 50636 (Figura 7) ou de outra fonte de fumaça. Em alguns aspectos da presente divulgação, a tampa frontal 50672 pode ser substituída por um coletor de fluidos (por exemplo, o coletor de fluidos 50760 mostrado nas Figuras 14 a 17) que direciona a fumaça diretamente a partir da fonte de fumaça, e que após a remoção de ao menos uma porção do fluido do filtro passa a fumaça parcialmente processada para dentro do corpo do filtro 50676 para processamento adicional. Por exemplo, a entrada do filtro 50678 pode ser configurada para receber fumaça por uma porta de escape de coletor de fluidos, como uma porta 50766 em um coletor de fluidos 50760 (Figuras 14 a 17) para passar a fumaça parcialmente processada para o interior do filtro 50670.
[00127] Depois de entrar no filtro 50670, a fumaça pode ser filtrada por componentes alojados dentro do corpo do filtro 50676. A fumaça filtrada pode então sair do filtro 50670 através de um escape de filtro 50680 definido na tampa traseira 50674 do filtro 50670. Quando o filtro 50670 está associado a um sistema de evacuação, a sucção gerada no gabinete de evacuador 50618 do sistema de evacuação 50600 pode ser comunicada ao filtro 50670 através do escape do filtro 50680 para puxar a fumaça através dos componentes filtrantes internos do filtro 50670. Um filtro geralmente inclui um filtro de particulados e um filtro de carvão vegetal. O filtro de particulados pode ser um filtro de ar particulado de alta eficiência (HEPA) ou um filtro de ar de penetração ultrabaixa (ULPA), por exemplo. A filtração ULPA utiliza um filtro de profundidade que é similar a um labirinto. Os particulados podem ser filtrados com o uso de ao menos um dos seguintes métodos: intercepção direta (na qual as partículas maiores que 1,0 mícron são capturadas porque são grandes demais para passar através das fibras do meio filtrante); impactação inercial (na qual as partículas entre 0,5 e 1,0 mícron colidem com as fibras e ficam ali retidas; e intercepção por difusão (na qual as partículas menores que 0,5 mícron são capturadas pelo efeito do movimento térmico aleatório Browniano à medida que "procuram" fibras e se aderem a elas).
[00128] O filtrode carvão vegetal é configurado para remover gases tóxicos e/ou odores gerados pela fumaça cirúrgica. Em vários casos, o carvão vegetal pode ser "ativado", o que significa que o carvão foi tratado com um processo de aquecimento para expor os locais de absorção ativa. O carvão vegetal pode ser de cascas de coco virgem ativadas, por exemplo.
[00129] Agora com referência à Figura 11, o filtro 50670 inclui uma camada de meio filtrante grosso 50684 seguida de uma camada filtrante de particulados finos 50686. Em outros casos, o filtro 50670 pode consistir em um único tipo de filtro. Em ainda outros casos, o filtro 50670 pode incluir mais de duas camadas filtrantes e/ou mais de dois tipos diferentes de camadas filtrantes. Após a remoção da matéria particulada pelas camadas filtrantes 50684 e 50686, a fumaça é drenada através de um reservatório de carvão 50688 no filtro 50670 para remover contaminantes gasosos na fumaça, como compostos orgânicos voláteis, por exemplo. Em vários casos, o reservatório de carvão 50688 pode compreender um filtro de carvão vegetal. A fumaça filtrada, que agora está substancialmente livre de matéria particulada e contaminantes gasosos, é drenada através do escape do filtro 50680 e para dentro do sistema de evacuação 50600 para processamento adicional e/ou eliminação.
[00130] O filtto 50670 inclui uma pluralidade de barreiras entre componentes do corpo do filtro 50676. Por exemplo, uma primeira barreira 50690 é posicionada entre a entrada do filtro 50678 (Figura 10) e um primeiro filtro de particulados, como o meio filtrante grosso 50684, por exemplo. Uma segunda barreira 50692 é posicionada entre um segundo filtro de particulados, como o filtro de particulados finos 50686, por exemplo, e o reservatório de carvão 50688. Adicionalmente, uma terceira barreira 50694 é posicionada entre o reservatório de carvão 50688 e o escape do filtro 50680. As barreiras 50690, 50692 e 50694 podem compreender uma guarnição ou anel de vedação, que é configurado para evitar o movimento dos componentes dentro do corpo do filtro 50676. Em vários casos, o tamanho e o formato das barreiras 50690, 50692 e 50694 podem ser selecionados para impedir a distensão dos componentes de filtração na direção da sucção aplicada.
[00131] O meio filttante grosso 50684 pode incluir um material filtrante de baixa resistência ao ar, como fibra de vidro, poliéster e/ou filtros pregueados que são configurados para remover a maior parte das partículas maiores que 10 um, por exemplo. Em alguns aspectos da presente divulgação, isso inclui filtros que removem pelo menos 85% das partículas maiores que 10 um, mais de 90% das partículas maiores que 10 um, mais de 95% das partículas maiores que 10 um, mais de 99% das partículas maiores que 10 um, mais de 99,9% das partículas maiores que 10 um, ou mais de 99,99% das partículas maiores que 10 um.
[00132] Adicional ou alternativamente, o meio filtrante grosso 50684 pode incluir um filtro de baixa resistência ao ar que remove a maior parte das partículas maiores que 1 um. Em alguns aspectos da presente divulgação, isso inclui filtros que removem pelo menos 85% das partículas maiores que 1 um, mais de 90% das partículas maiores que 1 um, mais de 95% das partículas maiores que 1 um, mais de 99% das partículas maiores que 1 um, mais de 99,9% das partículas maiores que 1 um, ou mais de 99,99% das partículas maiores que 1 um.
[00133] Ofiltrode particulados finos 50686 pode incluir qualquer filtro mais eficiente que o meio filtrante grosso 50684. Isso inclui, por exemplo, filtros que são capazes de filtrar uma percentagem mais alta de partículas de mesmo tamanho que o meio filtrante grosso 50684 e/ou capazes de filtrar partículas menores que o meio filtrante grosso 50684. Em alguns aspectos da presente divulgação, o filtro de particulados finos 50686 pode incluir um filtro HEPA ou um filtro ULPA. Adicional ou alternativamente, o filto de particulados finos 50686 pode ser pregueado para aumentar sua área superficial. Em alguns aspectos da presente divulgação, o meio filtrante grosso 50684 inclui um filtro pregueado HEPA e o filtro de particulados finos 50686 inclui um filtro pregueado ULPA.
[00134] Após a filtração de particulados, a fumaça entra em uma seção a jusante do filtro 50670 que inclui o reservatório de carvão
50688. O reservatório de carvão 50688 é delimitado por divisores porosos 50696 e 50698 dispostos entre a barreira intermediária e a barreira terminal 50692 e 50694, respectivamente. Em alguns aspectos da presente divulgação, os divisores porosos 50696 e 50698 são rígidos e/ou inflexíveis e definem um volume espacial constante para o reservatório de carvão 50688.
[00135] O reservatório de carvão 50688 pode incluir absorventes adicionais que agem cumulativamente com ou independentemente das partículas de carvão para remover os poluentes gasosos. Os absorventes adicionais podem incluir, por exemplo, absorventes como óxido de magnésio e/ou óxido de cobre, por exemplo, que podem agir para adsorver poluentes gasosos como monóxido de carbono, óxido de etileno e/ou ozônio, por exemplo. Em alguns aspectos da presente divulgação, os absorventes adicionais são dispersos por todo O reservatório 50688 e/ou são posicionados em camadas distintas acima, abaixo ou dentro do reservatório 50688.
[00136] Novamente com referência à Figura 4, o sistema de evacuação 50500 inclui a bomba 50506 dentro do gabinete de evacuador 50518. De modo similar, o sistema de evacuação 50600 representado na Figura 7 pode incluir uma bomba situada no gabinete de evacuador 50618, que pode gerar sucção para drenar a fumaça do sítio cirúrgico, através da mangueira de sucção 50636 e através do filtro 50670 (Figuras 10 e 11). Em funcionamento, a bomba pode criar um diferencial de pressão dentro do gabinete de evacuador 50618 que faz com que a fumaça siga para o interior do filtro 50670 e fora do mecanismo de escape (por exemplo, o mecanismo de escape 50520 na Figura 4) na saída da trajetória de fluxo. O filtro 50670 é configurado para extrair particulados nocivos, desagradáveis ou de outro modo indesejados presentes na fumaça.
[00137] Abomba pode ser disposta em linha com a trajetória de fluxo através do gabinete de evacuador 50618 de modo que o gás que flui através do gabinete de evacuador 50618 entre na bomba em uma extremidade e saia da bomba na outra extremidade. A bomba pode fornecer uma trajetória de fluxo de deslocamento positivo vedada. Em vários casos, a bomba pode produzir a trajetória de fluxo de deslocamento positivo vedada confinando (vedando) um primeiro volume de gás e diminuindo esse volume para um segundo volume menor à medida que o gás se move através da bomba. A diminuição do volume do gás aprisionado aumenta a pressão do gás. O segundo volume de gás pressurizado pode ser liberado da bomba em uma saída da bomba. Por exemplo, a bomba pode ser um compressor. Mais especificamente, a bomba pode compreender um soprador regenerativo híbrido, uma bomba de garra, um compressor de lóbulo e/ou um compressor espiral. Compressores de deslocamento positivo podem fornecer razões de compressão e pressões operacionais otimizadas e ao mesmo tempo limitar as vibrações e os ruídos gerados pelo sistema de evacuação 50600. Adicional ou alternativamente, o sistema de evacuação 50600 pode incluir um ventilador para mover fluido através do mesmo.
[00138] Um exemplo de um compressor de deslocamento positivo, por exemplo uma bomba de compressor espiral 50650, é mostrado na Figura 12. A bomba de compressor espiral 50650 inclui uma espiral de estator 50652 e uma espiral móvel 50654. A espiral de estator 50652 pode ser fixada na posição enquanto a espiral móvel 50654 executa uma órbita excêntrica. Por exemplo, a espiral móvel 50654 pode executar uma órbita excêntrica girando em torno do eixo geométrico longitudinal central da espiral de estator 50652. Conforme representado na Figura 12, os eixos longitudinais centrais da espiral de estator 50652 e da espiral móvel 50654 se estendem perpendicularmente ao plano de visualização das espirais 50652, 50654. A espiral de estator 50652 e a espiral móvel 50654 são intercaladas uma com a outra para formar câmaras de compressão vedadas distintas 50656.
[00139] Em uso, um gás pode entrar na bomba de compressor espiral 50650 em uma entrada 50658. À medida que a espiral móvel 50654 gira em torno da espiral de estator 50652, o gás na entrada é aprisionado primeiro na câmara de compressão 50656. A câmara de compressão 50656 é configurada para mover um volume de gás distinto ao longo do contorno das espirais 50652 e 50654 em direção ao centro da bomba de compressor espiral 50650. A câmara de compressão 50656 define um espaço vedado no qual o gás reside. Além disso, à medida que a espiral móvel 50654 move o gás capturado em direção ao centro da espiral de estator 50652, a câmara de compressão 50656 diminui em volume. Essa diminuição no volume aumenta a pressão do gás no interior da câmara de compressão 50656. O gás dentro da câmara de compressão vedada 50656 é aprisionado enquanto o volume diminui, pressurizando o gás. Quando o gás pressurizado atinge o centro da bomba de compressor espiral 50650, o gás pressurizado é liberado através de uma saída 50659.
[00140] Agora com referência à Figura 13, é representada uma porção de um sistema de evacuação 50700. O sistema de evacuação 50700 pode ser similar em muitos aspectos ao sistema de evacuação 50600 (Figura 7). Por exemplo, o sistema de evacuação 50700 inclui o gabinete de evacuador 50618 e a mangueira de sucção 50636. Novamente com referência à Figura 7, o sistema de evacuação 50600 é configurado para produzir sucção e assim drenar a fumaça a partir da extremidade distal da mangueira de sucção 50636 para dentro do gabinete de evacuador 50618 para processamento. Notavelmente, a mangueira de sucção 50636 não é conectada ao gabinete de evacuador 50618 através da tampa de extremidade do filtro 50603 na Figura 13. Em vez disso, a mangueira de sucção 50636 é conectada ao gabinete de evacuador 50618 através do coletor de fluidos 50760. Um filtro, similar ao filtro 50670, pode ser posicionado dentro do soquete do gabinete de evacuador 50618 atrás do coletor de fluidos 50760.
[00141] O coletor de fluidos 50760 é um primeiro ponto de processamento que extrai e retém ao menos uma porção do fluido (por exemplo líquido) da fumaça antes de redirecionar a fumaça parcialmente processada para o sistema de evacuação 50700 para processamento adicional e filtração. O sistema de evacuação 50700 é configurado para processar, filtrar e limpar de outra forma a fumaça para reduzir ou eliminar odores desagradáveis ou outros problemas associados à produção de fumaça no centro cirúrgico (ou outro ambiente de operação), conforme descrito aqui. Através da extração de gotículas de líquido e/ou aerossol da fumaça antes de ser adicionalmente processada pelo sistema de evacuação 50700, o coletor de fluidos 50760 pode, entre outras coisas, aumentar a eficiência do sistema de evacuação 50700 e/ou aumentar a vida útil dos filtros associados ao sistema, em certos casos.
[00142] Com referência principalmente às Figuras 14 a 17, o coletor de fluidos 50760 é mostrado separado do gabinete de evacuador 50618 (Figura 13). O coletor de fluidos 50760 inclui uma porta de entrada 50762 definida em uma tampa ou superfície frontal 50764 do coletor de fluidos 50760. A porta de entrada 50762 pode ser configurada para receber de modo liberável a mangueira de sucção 50636 (Figura 13). Por exemplo, uma extremidade da mangueira de sucção 50636 pode ser inserida ao menos parcialmente dentro da porta de entrada 50762 e pode ser presa com um encaixe por interferência. Em vários casos, o encaixe por interferência pode ser um encaixe estanque a fluidos e/ou hermético ao ar de modo que substancialmente toda a fumaça que passa através da mangueira de sucção 50636 seja transferida para o coletor de fluidos 50760. Em alguns casos, podem ser usados outros mecanismos para acoplar ou unir a mangueira de sucção 50636 à porta de entrada 50762, como um encaixe por compressão com trava, um anel de vedação, acoplar de maneira rosqueável a mangueira de sucção 50636 com a porta de entrada 50762, por exemplo, e/ou outros mecanismos de acoplamento.
[00143] Em vários casos, um encaixe estanque a fluidos e/ou hermético ao ar entre a mangueira de sucção 50636 e o coletor de fluidos 50760 é configurado para evitar que fluidos e/ou outros materiais na fumaça evacuada vazem na ou próximo à junção entre esses componentes. Em alguns casos, a mangueira sucção 50636 pode ser associada à porta de entrada 50762 através de um dispositivo de acoplamento intermediário, como um anel de vedação e/ou adaptador,
por exemplo para assegurar uma conexão à prova de ar e/ou de fluidos entre a mangueira de sucção 50636 e o coletor de fluidos 50760.
[00144] “Conforme discutido acima, o coletor de fluidos 50760 inclui a porta de escape 50766. A porta de escape se estende na direção oposta a uma tampa ou superfície traseira 50768 do coletor de fluidos 50760. A porta de escape 50766 define um canal aberto entre uma câmara interna 50770 do coletor de fluidos 50760 e o ambiente externo. Em alguns casos, a porta de escape 50766 é dimensionada e conformada para se associar firmemente com um sistema de evacuação cirúrgica ou seus componentes. Por exemplo, a porta de escape 50766 pode ser dimensionada e conformada para se associar a e direcionar fumaça ao menos parcialmente processada proveniente do coletor de fluidos 50760 para um filtro alojado dentro de um gabinete de evacuador 50618 (Figura 13). Em certos casos, a porta de escape 50766 pode se estender na direção oposta à placa frontal, a uma superfície de topo ou a uma superfície lateral do coletor de fluidos 50760.
[00145] Em certos casos, a porta de escape 50766 inclui uma membrana, que separa a porta de escape 50766 do gabinete de evacuador 50618. Tal membrana pode atuar de modo a evitar que água ou outro líquido coletado no coletor de fluidos 50760 passe através da porta de escape 50766 e entre no gabinete de evacuador 50618, e ao mesmo tempo possibilitar que ar, água e/ou vapor passem livremente para o interior do gabinete de evacuador 50618. Por exemplo, um politetrafluoroetileno (PTFE) microporoso de alta vazão pode ser posicionado a jusante da porta de escape 50766 e a montante de uma bomba para proteger a bomba ou outros componentes do sistema de evacuação 50700 contra danos e/ou contaminação.
[00146] O coletor de fluidos 50760 inclui também uma região de preensão 50772, que é posicionada e dimensionada para auxiliar um usuário no manuseio do coletor de fluidos 50760 e/ou na conexão do coletor de fluidos 50760 com a mangueira de sucção 50636 e/ou o gabinete de evacuador 50618. A região de preensão 50772 é mostrada como sendo uma reentrância alongada; no entanto, o leitor deve prontamente considerar que a região de preensão 50772 pode incluir ao menos uma reentrância, sulco, protuberância, pendão e/ou anel, por exemplo, que pode ser dimensionado e conformado para acomodar os dedos do usuário ou de outro modo para fornecer uma superfície de preensão.
[00147] Com referência principalmente às Figuras 16 e 17, é mostrada a câmara interna 50770 do coletor de fluidos 50760. O posicionamento relativo da porta de entrada 50762 e da porta de escape 50766 é configurado para promover a extração e a retenção de fluido extraído da fumaça à medida que passa para dentro do coletor de fluidos 50760. Em certos casos, a porta de entrada 50762 pode compreender um formato cilíndrico entalhado, que pode direcionar a fumaça e o fluido associado para um reservatório de fluido 50774 do coletor de fluidos 50760 ou de outro modo na direção oposta à porta de escape 50766. Um exemplo de tal fluxo de fluido é mostrado com setas como A, B, C, D e E na Figura 17.
[00148] Conforme mostrado, a fumaça entra no coletor de fluidos 50760 através da porta de entrada 50762 (ilustrada pela seta A) e sai do coletor de fluidos 50760 através da porta de escape 50766 (ilustrada pela seta E). Ao menos parcialmente devido à geometria da porta de entrada (por exemplo uma parede lateral superior mais longa 50761 e uma parede lateral inferior mais curta 50763), a fumaça que entra na porta de entrada 50762 é inicialmente direcionada principalmente para baixo dentro do reservatório de fluido 50774 do coletor de fluidos 50760 (ilustrado pelas setas (B). À medida que continua a ser puxada para baixo e para dentro do coletor de fluidos 50760 ao longo das setas A e B, a fumaça, que foi inicialmente direcionada para baixo, continua a descer e é direcionada lateralmente na direção oposta à sua fonte para se deslocar em uma trajetória substancialmente oposta mas paralela em direção à porção superior do coletor de fluidos 50760 e para fora da porta de escape 50766 (ilustrada pelas setas D e E).
[00149] O fluxo direcional de fumaça através do coletor de fluidos 50760 pode assegurar que os líquidos presentes na fumaça serão extraídos e retidos na porção inferior (por exemplo, o reservatório de fluido 50774) do coletor de fluidos 50760. Além disso, o posicionamento relativo da porta de escape 50766 verticalmente acima da porta de entrada 50762 quando o coletor de fluidos 50760 está em uma posição vertical é configurado para evitar o transporte acidental de líquido através da porta de escape 50766 pelo fluxo de fumaça, mas sem impedir substancialmente o fluxo de fluidos para dentro e para fora do coletor de fluidos 50760. Adicionalmente, em certos casos, a configuração da porta de entrada 50762 e da porta de saída 50766 e/ou o tamanho e o formato do próprio coletor de fluidos 50760 podem fazer com que o coletor de fluidos 50760 seja resistente a derramamento.
[00150] Em vários casos, um sistema de evacuação pode incluir uma pluralidade de sensores e controles inteligentes, conforme descrito mais adiante neste documento com referência às Figuras 5 e 6, por exemplo. Em um aspecto da presente divulgação, um sistema de evacuação pode incluir um ou mais sensores de temperatura, um ou mais sensores de detecção de fluido, um ou mais sensores de pressão, um ou mais sensores de partículas e/ou um ou mais sensores químicos. Um sensor de temperatura pode ser posicionado para detectar a temperatura de um fluido no sítio cirúrgico, que se move através de um sistema de evacuação cirúrgica, e/ou que é liberado em um centro cirúrgico a partir de um sistema de evacuação cirúrgica. Um sensor de pressão pode ser posicionado para detectar uma pressão dentro do sistema de evacuação, como dentro do gabinete de evacuador. Por exemplo, um sensor de pressão pode ser posicionado a montante do filtro, entre o filtro e a bomba e/ou a jusante da bomba. Em certos casos, um sensor de pressão pode ser posicionado para detectar uma pressão no ambiente fora do sistema de evacuação. De modo similar, um sensor de partículas pode ser posicionado para detectar partículas dentro do sistema de evacuação, como dentro do gabinete de evacuador. Um sensor de partículas pode estar a montante do filtro, entre o filtro e a bomba e/ou a jusante da bomba, por exemplo. Em vários casos, um sensor de partículas pode ser posicionado para detectar partículas no ambiente para determinar a qualidade do ar no centro cirúrgico, por exemplo.
[00151] Um gabinete de evacuador 50818 de um sistema de evacuação 50800 é representado esquematicamente na Figura 18. O gabinete de evacuador 50818 pode ser similar em muitos aspectos aos gabinetes de evacuador 50018 e/ou 50618, por exemplo, e/ou pode ser incorporado em vários sistemas de evacuação aqui divulgados. O gabinete de evacuador 50818 inclui vários sensores que são adicionalmente descritos aqui. O leitor reconhecerá que certos gabinetes de evacuador podem não incluir cada sensor representado na Figura 18 e/ou que podem incluir um ou mais sensores adicionais. De modo similar aos gabinetes de evacuador 50018 e 50618 aqui divulgados, o gabinete de evacuador 50818 da Figura 18 inclui uma entrada 50822 e uma saída 50824. Um coletor de fluidos 50860, um filtro 50870 e uma bomba 50806 são alinhados sequencialmente ao longo de uma trajetória de fluxo 50804 através do gabinete de evacuador 50818 entre a entrada 50822 e a saída 50824.
[00152] Um gabinete de evacuador pode incluir componentes modulares e/ou substituíveis, conforme descrito mais adiante neste documento. Por exemplo, um gabinete de evacuador pode incluir um soquete ou um receptáculo 50871 dimensionado para receber um coletor de fluidos modular e/ou um filtro substituível. Em certos casos, um coletor de fluidos e um filtro podem ser incorporados em um único módulo intercambiável 50859, conforme representado na Figura 18. Mais especificamente, o coletor de fluidos 50860 e o filtro 50870 formam o módulo intercambiável 50859, que pode ser modular e/ou substituível, e pode ser instalado de modo removível no receptáculo 50871 no gabinete de evacuador 50818. Em outros casos, o coletor de fluidos 50860 e o filtro 50870 podem ser componentes modulares separados e distintos, que podem ser montados juntos e/ou instalados separadamente no gabinete de evacuador 50818.
[00153] Ainda com referência ao gabinete de evacuador 50818, este inclui uma pluralidade de sensores para detectar vários parâmetros no gabinete e/ou parâmetros do ambiente. Adicional ou alternativamente, um ou mais componentes modulares instalados no gabinete de evacuador 50818 podem incluir um ou mais sensores. Por exemplo, ainda com referência à Figura 18, o módulo intercambiável 50859 inclui uma pluralidade de sensores para detectar vários parâmetros em seu interior.
[00154] Em vários casos, o gabinete de evacuador 50818 e/ou um ou mais componentes modulares compatíveis com o gabinete de evacuador 50818 podem incluir um processador, como os processadores 50308 e 50408 (Figuras 5 e 6, respectivamente), que é configurado para receber entradas de um ou mais sensores e/ou comunicar as saídas para um ou mais sistemas e/ou acionadores. Vários processadores para uso com o gabinete de evacuador 50818 descritos mais adiante no presente documento.
[00155] Em funcionamento, a fumaça proveniente de um sítio cirúrgico pode ser drenada para a entrada 50822 do gabinete de evacuador 50818 através do coletor de fluidos 50860. A trajetória de fluxo 50804 através do gabinete de evacuador 50818 na Figura 18 pode compreender um conduto ou tubo vedado 50805 que se estende entre os vários componentes em linha. Em vários casos, a fumaça pode fluir através de um sensor de detecção de fluido 50830 e de um sensor químico 50832 para uma válvula de desvio 50834, que é descrita mais adiante neste documento. Um sensor de detecção de fluido, como o sensor 50830, pode detectar partículas de fluido na fumaça. Em um caso, o sensor de detecção de fluido 50830 pode ser um sensor de continuidade. Por exemplo, o sensor de detecção de fluido 50830 pode incluir dois eletrodos espaçados e um sensor para detectar o grau de continuidade entre os mesmos. Quando não há fluido presente, a continuidade pode ser zero, ou substancialmente zero, por exemplo. O sensor químico 50832 pode detectar as propriedades químicas da fumaça.
[00156] Na válvula de desvio 50834, o fluido pode ser direcionado para dentro de um condensador 50835 do coletor de fluidos 50860 e a fumaça pode continuar em direção ao filtro 50870. Defletores 50864 são posicionados dentro do condensador 50835 para facilitar a condensação de gotículas de fluido presentes na fumaça em um reservatório no coletor de fluidos 50860. Um sensor de detecção de fluido 50836 pode assegurar que qualquer fluido no gabinete de evacuador será totalmente, ou ao menos substancialmente, capturado dentro do coletor de fluidos 50860.
[00157] Ainda com referência à Figura 18, a fumaça pode então ser direcionada para fluir para o interior do filtro 50870 do módulo intercambiável 50859. Na entrada do filtro 50870, a fumaça pode fluir através de um sensor de partículas 50838 e um sensor de pressão
50840. Em uma modalidade, o sensor de partículas 50838 pode compreender um contador de partículas a laser, conforme descrito mais adiante neste documento. A fumaça pode ser filtrada através de um filtro de ar pregueado de penetração ultrabaixa (ULPA) 50842 e um filtro de carvão vegetal 50844, como o representado na Figura 18.
[00158] Depois de sair do filtro, a fumaça filtrada pode fluir através de um sensor de pressão 50846 e pode então continuar ao longo da trajetória de fluxo 50804 dentro do gabinete de evacuador 50818 em direção à bomba 50806. Ao se mover através da bomba 50806, a fumaça filtrada pode fluir através de um sensor de partículas 50848 e de um sensor de pressão 50850 na saída para o gabinete de evacuador
50818. Em uma modalidade, o sensor de partículas 50848 pode compreender um contador de partículas a laser, conforme descrito mais adiante neste documento. O gabinete de evacuador 50818 na Figura 18 inclui também um sensor de partículas de qualidade do ar 50852 e um sensor de pressão ambiente 50854 para detectar várias propriedades do ambiente, como o ambiente dentro do centro cirúrgico. O sensor de partículas de qualidade do ar, ou sensor de partículas no ar externo/ambiente, 50852 pode compreender um contador de partículas a laser em pelo menos uma modalidade. Os vários sensores representados na Figura 18 são descritos mais adiante neste documento. Além disso, em vários casos, meios de detecção alternativos podem ser utilizados nos sistemas de evacuação de fumaça aqui divulgados. Por exemplo, sensores alternativos para contar as partículas e/ou determinar a concentração de particulados em um fluido também são aqui divulgados.
[00159] Em vários casos, o coletor de fluidos 50860 representado na Figura 18 pode ser configurado para evitar derramamento e/ou vazamento do fluido capturado. Por exemplo, a geometria do coletor de fluidos 50860 pode ser selecionada para evitar derramamento e/ou vazamento do fluido capturado. Em certos casos, o coletor de fluidos 50860 pode incluir defletores e/ou telas de respingo, como a tela 50862, para evitar que o fluido capturado respingue para fora do coletor de fluidos 50860. Em um ou mais casos, o coletor de fluidos 50860 pode incluir sensores para detectar o volume de fluido dentro do coletor de fluidos e/ou determinar se o coletor de fluidos 50860 está completamente cheio. O coletor de fluidos 50860 pode incluir uma válvula para esvaziar fluido do coletor. O leitor deve prontamente considerar que várias disposições e geometrias alternativas de coletor de fluidos podem ser empregadas para capturar o fluido drenado para o gabinete de evacuador 50818.
[00160] Em certos casos, o filtro 50870 pode incluir mais e/ou menos níveis de filtração. Por exemplo, o filtro 50870 pode incluir uma ou mais camadas filtrantes selecionadas do seguinte grupo de filtros: um filtro de meio filtrante grosso, um filtro de meio filtrante fino e um filtro à base de sorvente. O filtro de meio filtrante grosso pode ser um filtro de baixa resistência ao ar, que pode ser compreendido de fibra de vidro, poliéster e/ou filtros pregueados, por exemplo. O filtro de meio filtrante fino pode ser um filtro de ar particulado de alta eficiência (HEPA) e/ou um filtro de ar de penetração ultrabaixa (ULPA). O filtro à base de sorvente pode ser um filtro de carvão vegetal ativado, por exemplo. O leitor deverá prontamente considerar que várias disposições alternativas de filtro e geometrias podem ser usadas para filtrar fumaça drenada ao longo da trajetória de fluxo através do gabinete de evacuador 50818.
[00161] Em um ou mais casos, a bomba 50806 representada na Figura 18 pode ser substituída por e/ou usada em combinação com outro compressor e/ou bomba, como um soprador regenerativo híbrido, uma bomba de garra e/ou um compressor de lóbulo, por exemplo. O leitor deverá prontamente considerar que várias disposições de bombeamento e geometrias alternativas podem ser empregadas para gerar sucção na trajetória de fluxo 50804 para drenar fumaça para o interior do gabinete de evacuador 50818.
[00162] Os vários sensores em um sistema de evacuação, como os sensores representados na Figura 18, podem se comunicar com um processador. O processador pode ser incorporado ao sistema de evacuação e/ou pode ser um componente de um outro instrumento cirúrgico e/ou de um controlador cirúrgico central. Vários processadores são adicionalmente descritos aqui. Um processador integrado pode ser configurado para ajustar um ou mais parâmetros operacionais do sistema de evacuador (por exemplo um motor para a bomba 50806) com base nas entradas fornecidas por um ou mais sensores. Adicional ou alternativamente, um processador integrado pode ser configurado para ajustar um ou mais parâmetros operacionais de um outro dispositivo, como uma ferramenta eletrocirúrgica e/ou um dispositivo de imageamento com base nas entradas fornecidas por um ou mais sensores.
[00163] Agora com referência à Figura 19, é ilustrado outro gabinete de evacuador 50918 de um sistema de evacuação 50900. O gabinete de evacuador 50918 ilustrado na Figura 19 pode ser similar em muitos aspectos ao gabinete de evacuador 50818 mostrado na Figura 18. Por exemplo, o gabinete de evacuador 50918 define uma trajetória de fluxo 50904 entre uma entrada 50922 do gabinete de evacuador 50918 e uma saída 50924 do gabinete de evacuador 50918. Entre a entrada 50922 e a saída 50924, um coletor de fluidos 50960, um filtro 50970 e uma bomba 50906 são dispostos sequencialmente. O gabinete de evacuador 50918 pode incluir um soquete ou um receptáculo 50971 dimensionado para receber um coletor de fluidos modular e/ou um filtro substituível, similar ao receptáculo 50871, por exemplo. Em uma válvula de desvio 50934, o fluido pode ser direcionado para dentro de um condensador 50935 do coletor de fluidos 50960 e a fumaça pode continuar em direção ao filtro 50970. Em certos casos, o coletor de fluidos 50960 pode incluir defletores, como os defletores 50964, e/ou telas de respingo, como a tela 50962, por exemplo, para impedir que o fluido capturado respingue para fora do coletor de fluidos 50960. O filtro 50970 inclui um filtro de ar pregueado de penetração ultrabaixa (ULPA) 50942 e um filtro de carvão vegetal 50944. Um conduto ou tubo vedado 50905 estende-se entre os vários componentes em linha. O gabinete de evacuador 50918 inclui também os sensores 50830, 50832, 50836, 50838, 50840, 50846, 50848, 50850, 50852 e 50854 que são descritos mais adiante neste documento e mostrados nas Figura 18 e 19.
[00164] Ainda com referência à Figura 19, o gabinete de evacuador 50918 inclui também uma disposição de soprador centrífugo 50980 e uma válvula de recirculação 50990. A válvula de recirculação 50990 pode abrir e fechar seletivamente para recircular o fluido através do coletor de fluidos 50960. Por exemplo, se o sensor de detecção de fluido 50836 detectar um fluido, a válvula de recirculação 50990 pode ser aberta de modo que o fluido seja redirecionado na direção oposta do filtro 50970 e de volta para dentro do coletor de fluidos 50960. Se o sensor de detecção de fluido 50836 não detectar um fluido, a válvula 50990 pode ser fechada de modo que a fumaça seja direcionada para dentro do filtro 50970. Quando é recirculado através da válvula de recirculação 50990, o fluido pode ser drenado através de um conduto de recirculação 50982. A disposição de soprador centrífugo 50980 é engatada com o conduto de recirculação 50982 para gerar uma força de sucção de recirculação no conduto de recirculação 50982. Mais especificamente, quando a válvula de recirculação 50990 é aberta e a bomba 50906 é ativada, a força de sucção gerada pela bomba 50906 a jusante do filtro 50970 pode gerar rotação do primeiro soprador centrífugo, ou gaiola de esquilo, 50984, que pode ser transferida para o segundo soprador centrífugo, ou gaiola de esquilo, 50986, que extrai o fluido recirculado através da válvula de recirculação 50990 e para dentro do coletor de fluidos 50960.
[00165] Em vários aspectos da presente divulgação, os diagramas esquemáticos de controle das Figuras 5 e 6 podem ser utilizados com os vários sistemas de sensores e gabinetes de evacuador das Figuras 18 e 19.
Comunicação de parâmetros do sistema de evacuação de fumaça ao controlador cirúrgico central ou à nuvem para efetuar a saída ou a operação de outros dispositivos fixados END8546USNP (M-1/164469)
[00166] Durante o curso dos procedimentos cirúrgicos nos quais os instrumentos eletrocirúrgicos foram usados, parâmetros como o tipo de partículas, a concentração de partículas e o tamanho de partícula em fumaça cirúrgica não foram anteriormente monitorados. Essa falta de monitoramento de fumaça durante os procedimentos cirúrgicos implica que os dispositivos de evacuação de fumaça presentes nos sítios cirúrgicos não ajustaram a operação para evacuar cuidadosamente a fumaça para compensar o valor dos parâmetros já que os parâmetros mudam durante o curso do procedimento cirúrgico (por exemplo, maior concentração de partículas na fumaça que é evacuada, etc.).
[00167] Com referência às Figuras 20 a 22 e às Figuras 25 a 35, um sistema de evacuação de fumaça inteligente exemplificador 56100, conforme descrito aqui, é capaz de comunicar parâmetros detectados e captados para um controlador cirúrgico central 206 ou um ambiente de análise de dados por computação em nuvem 204 (a nuvem 204, deste ponto em diante), que, por sua vez, efetua a saída e operação de outros dispositivos em comunicação com o controlador cirúrgico central 206 ou a nuvem 204. Por exemplo, se uma concentração de partícula variada é detectada, esse parâmetro variado é comunicado ao controlador cirúrgico central 206 ou à nuvem 204, e o controlador cirúrgico central 206 ou a nuvem 204 pode ajustar a operação de um outro componente no sistema de evacuação de fumaça inteligente 56100, como o nível de potência aplicado ao instrumento eletrocirúrgico, para compensar o parâmetro variado.
[00168] Mediante o ajuste automático da operação de outros dispositivos devido a parâmetros detectados pelo sistema de evacuação de fumaça inteligente, a fumaça produzida pela operação de um instrumento eletrocirúrgico é removida mais eficazmente, e o risco aos médicos e outras pessoas presentes durante o procedimento cirúrgico é reduzido.
[00169] A Figura 20 ilustra um sistema de evacuação de fumaça 56100 no qual os vários módulos e dispositivos estão em comunicação uns com os outros, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. A comunicação entre os módulos e os dispositivos identificada no sistema de evacuação de fumaça 56100 pode ocorrer direta ou indiretamente por meio de uma conexão através do controlador cirúrgico central 204 e/ou a nuvem 204. O sistema de evacuação de fumaça 56100 pode ser interativamente acoplado ao controlador cirúrgico central 206 e/ou na nuvem 204 conforme descrito, por exemplo, nas Figuras 25 a 35. Dessa maneira, os parâmetros detectados ou captados por um módulo de evacuação de fumaça 226 podem afetar a funcionalidade de outros módulos, dispositivos, ou componentes em um sistema cirúrgico implementado por computador, como aqueles ilustrados nas Figuras 32 e 24. A Figura 20, por exemplo, mostra um sistema de evacuação de fumaça implementado por computador 56100 compreendendo uma nuvem 204, um controlador cirúrgico central 206, um módulo de evacuação de fumaça 226, e o módulo A 56108, o módulo B 56106, e o módulo C 56104. Os módulos de A 56108, B 56106 e C 56104 podem ser qualquer um dos módulos ou dispositivos que estão em comunicação com, ou que são uma parte do, controlador cirúrgico central 206. Por exemplo, os módulos A 56108, B 56106 e C 56104 podem ser componentes do sistema de visualização 208, componentes do sistema robótico 222, um instrumento inteligente 235, um módulo de imageamento 238, um módulo gerador 240, um módulo de sucção/irrigação 228, um módulo de comunicação 230, um módulo processador 232, uma matriz de armazenamento 234, um módulo de mapeamento da sala de operação 242, etc. Exemplos e descrições desses vários tipos de módulos e componentes podem ser encontrados, por exemplo, na discussão das Figuras 25 a 35.
[00170] O módulo de evacuação de fumaça 226 compreende ao menos um sensor. Esse sensor pode ser qualquer tipo de sensor, incluindo, por exemplo, sensores que detectam parâmetros operacionais como sensores de pressão ambiente, sensores de partícula e qualidade do ar, etc. Além disso, os sensores podem ser sensores internos como, por exemplo, um sensor de pressão, um sensor de detecção de fluidos, um sensor químico, um contador de partículas a laser, etc. Adicionalmente, mais de um sensor de pressão pode ser incluído no módulo de evacuação de fumaça 226 para determinar um diferencial de pressão através de várias porções do módulo de evacuação de fumaça 226. Uma descrição de sensores usados no contexto de um sistema de evacuação de fumaça 56100 pode ser encontrada em conexão com as Figuras 4 a 6, 18 e 19, por exemplo.
[00171] Em vários aspectos, o módulo de evacuação de fumaça 226 e os módulos A 56108, B 56106 e C 56104 podem estar em comunicação direta ou indireta com o controlador cirúrgico central 206 e/ou a nuvem 204, por exemplo. Voltando à Figura 20, o módulo de evacuação de fumaça e os módulos A 56108, B 56106 B, e C 56104 são mostrados estabelecendo comunicação bidirecional com o controlador cirúrgico central 206. Essa comunicação bidirecional é indicada por duas setas direcionais, como a seta 56112. Essa comunicação bidirecional pode ser estabelecida, por exemplo, por meio da conexão do gabinete modular do módulo de evacuação de fumaça 226 ou dos módulos A 56108, B 56106 B, e C 56104 com um painel traseiro modular compreendendo um console de conector interno. O painel traseiro modular é configurado para se conectar lateral ou verticalmente ao gabinete modular do módulo de evacuação de fumaça
226 ou dos módulos A 56108, B 56106 e C 56104 com o controlador cirúrgico central 206. Um exemplo disso é mostrado nas Figuras 27 a
31. Em um exemplo alternativo, a comunicação bidirecional pode ser estabelecida pelo gabinete do módulo de evacuação de fumaça 226 ou dos módulos A 56108, B 56106, e C 56104, sendo ele um gabinete independente que tem um conector de conexão com fio na parte traseira do dispositivo que possibilita que ele faça interface com o controlador cirúrgico central 206. Alternativamente, em um outro exemplo, o módulo de evacuação de fumaça e os módulos A 56108, B 56106, e C 56104 podem ser conectados diretamente um com o outro. Em ainda outro exemplo, o módulo de evacuação de fumaça 226 e os módulos A 56108, B 56106 e C 56104 podem compreender um módulo de comunicação sem fio para comunicação com o controlador cirúrgico central 206 e/ou com a nuvem 204, seja direta ou indiretamente. No exemplo ilustrado na Figura 20, o controlador cirúrgico central 206 é mostrado como estando em comunicação bidirecional com a nuvem 204. Alternativamente, em um outro exemplo, o módulo de evacuação de fumaça 226, conforme indicado pela linha tracejada 56110, e também qualquer um ou todos os módulos A 56108, B 56106 e C 56104, pode estar diretamente em comunicação com a nuvem 204 para receber instruções ou informações diretamente da nuvem sem prosseguir através do controlador cirúrgico central 206.
[00172] A Figura 21 mostra um diagrama de fluxo exemplificador do método 56200 da interconectividade entre o controlador cirúrgico central 206, a nuvem 204, o módulo de evacuação de fumaça 226 e/ou vários outros módulos A 56108, B56106 e C 56104, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. Embora o método exemplificador 56200 seja descrito com referência ao fluxograma ilustrado na Figura 21, será reconhecido que muitos outros métodos de execução das ações associadas ao método podem ser usados. Por exemplo, a ordem de alguns dos blocos pode ser alterada, certos blocos podem ser combinados com outros blocos, e alguns dos blocos descritos são opcionais.
[00173] Comreferência também às Figuras 25 a 35, inicialmente, um parâmetro é capturado 56202 pelo módulo de evacuação de fumaça
226. Por exemplo, um componente sensor do módulo de evacuação de fumaça 226, como o sensor de partícula e qualidade do ar, irá detectar um parâmetro. Esse parâmetro pode ser qualquer parâmetro relacionado ao ambiente do centro cirúrgico, como, por exemplo, a qualidade do ar do centro cirúrgico. Embora no presente exemplo haja apenas um parâmetro detectado, esta divulgação não deve ser limitada dessa maneira. Em um exemplo alternativo, pode haver muitos parâmetros detectados por qualquer número de sensores diferentes. À frequência com que os parâmetros são detectados, e a frequência com que o módulo de evacuação de fumaça é ativado dependem da quantidade de fumaça que é evacuada. Por exemplo, se muito pouca fumaça estiver sendo evacuada, então o módulo de evacuação de fumaça 226 pode funcionar mais lentamente e/ou detectar parâmetros com menos frequência. Alternativamente, se o módulo de evacuação de fumaça 226 estiver operando ativamente para evacuar fumaça que está sendo rapidamente produzida, pode ser útil que o módulo de evacuação de fumaça 226 funcione a uma taxa mais alta e/ou detecte parâmetros com mais frequência para assegurar que o equipamento funcione adequadamente. Isso pode proporcionar um ambiente mais seguro para todos os cirurgiões, equipe médica, e equipamentos médicos presentes no centro cirúrgico. Outros parâmetros que podem ser detectados incluem aqueles detectados por sensores internos, como, por exemplo, concentração de particulados, porcentagem de aerossol ou análise química. Alternativamente, parâmetros operacionais detectados pelos sensores no gabinete do módulo de evacuação de fumaça 226 incluem,
por exemplo, fluxo de ar, diferenciais de pressão, ou qualidade do ar. Uma descrição de sensores usados no contexto do sistema de evacuação de fumaça 56100 pode ser encontrada nas Figuras 4 a 6, 18 e 19, por exemplo.
[00174] Em seguida, o módulo de evacuação de fumaça 226 irá transmitir 56204 o valor desse parâmetro capturado para o controlador cirúrgico central 206 ou para a nuvem 204. Por exemplo, se o valor da qualidade do ar do centro cirúrgico for capturado, ele pode ser enviado pelo módulo de evacuação de fumaça 226 ao controlador cirúrgico central 206. O controlador cirúrgico central 206 pode processar o parâmetro, e/ou pode comunicar o parâmetro de qualidade do ar recebido para a nuvem 204. Isso pode ser realizado por meio de um roteador de rede 211, um controlador central de rede 207, uma chave de rede 209 ou qualquer combinação dos mesmos. Em um exemplo alternativo, o módulo de evacuação de fumaça 226 pode comunicar o parâmetro de qualidade do ar diretamente para a nuvem 204 usando técnicas de comunicação com ou sem fio.
[00175] Em seguida, o valor do parâmetro é processado 56206, e é determinado 56208 se o valor do parâmetro tem impacto sobre a maneira como o sistema de evacuação cirúrgica 56100 ou outro dispositivo modular deve operar. Este processamento pode ocorrer no controlador cirúrgico central 206, na nuvem 204, ou uma combinação do controlador cirúrgico central 206 e a nuvem 204. O processamento realizado no parâmetro detectado inclui o uso do valor do parâmetro detectado em vários algoritmos e o software de aprendizado para determinar se a operação do módulo de evacuação de fumaça 226 ou de quaisquer módulos A 56108 A, B 56106, e C 56104 deve ser automaticamente ajustada para compensar o valor do parâmetro que foi detectado. O valor do parâmetro é uma variável de evacuação de fumaça. Os algoritmos e o software de aprendizado podem ser armazenados na nuvem 204 (armazenamento 105) ou no controlador cirúrgico central 206 (armazenamento 248) antes do processamento, e podem ser remotamente atualizados conforme necessário.
[00176] Por exemplo, se o valor do parâmetro de qualidade do ar detectado indicar uma grande quantidade de partículas de fumaça no ar, a nuvem 204 pode conter algoritmos de software que podem usar o valor do parâmetro de qualidade do ar para determinar de que forma alterar a operação do módulo de evacuação de fumaça ou dos módulos A 56108, B 56106 e C 56104 para melhorar a qualidade do ar ambiente do centro cirúrgico. No exemplo, a nuvem 204 pode determinar que a operação de um instrumento inteligente 235 precisa ser modificada, e essa operação é melhor ajustada mediante o ajuste da saída do gerador que fornece formas de onda ao instrumento inteligente 235. O módulo gerador 240 converte eletricidade em formas de onda de alta frequência compreendidas de correntes elétricas oscilantes, que são transmitidas aos eletrodos para atuar sobre o tecido. Em um exemplo alternativo, a nuvem 204 pode determinar que nenhum dos módulos A 56108, B 56106, e C 56104 precisa ser ajustado, mas que a operação do módulo de evacuação de fumaça 226 precisa ser ajustada. Nesse exemplo alternativo, a nuvem 204 pode determinar que o valor do parâmetro de qualidade do ar indica que o módulo de evacuação de fumaça 226 pode proporcionar um ambiente mais seguro se a operação do módulo de evacuação de fumaça 226 for ajustada para evacuar fumaça do centro cirúrgico de forma mais rápida.
[00177] Em seguida, uma instrução é enviada 56210 ao sistema de evacuação cirúrgica 56100 ou ao dispositivo modular para ajustar a operação. Por exemplo, a nuvem 204 pode determinar que, com base no valor do parâmetro de qualidade do ar detectado, a operação do instrumento inteligente 235 precisa ser ajustada. No exemplo, foi anteriormente determinado pela nuvem 204 que isso seria melhor realizado pela modificação da saída do módulo gerador 240. Portanto, nessa etapa exemplificadora 56210, a nuvem 204 envia uma instrução para o módulo gerador 240 (por exemplo, o módulo A 56108). No exemplo, uma instrução é enviada para o módulo gerador 240 que direciona a saída do módulo gerador 240 a ser modificada para alterar a operação do instrumento inteligente 235.
[00178] Finalmente, a operação do sistema de evacuação cirúrgica 56100 ou do dispositivo modular é ajustada 56212 com base na instrução. Por exemplo, o módulo gerador 240 cumprirá a instrução que recebeu da nuvem 204, e modificará o formato da saída de forma de onda para o instrumento inteligente 235. Este ajuste faz com que o instrumento inteligente 235 atue sobre o tecido de uma maneira desejada. Em um exemplo, as instruções para os diversos módulos são pré-armazenadas na nuvem 204 ou no controlador cirúrgico central 206, mas podem ser atualizadas remotamente conforme necessário. Alternativamente, essas instruções são dinamicamente geradas pela nuvem 204 ou pelo controlador cirúrgico central 206 conforme necessário.
[00179] A Figura 22 é um sistema de evacuação de fumaça em comunicação com vários outros módulos e dispositivos, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. O exemplo ilustrado na Figura 22 divulga um exemplo alternativo do sistema cirúrgico implementado por computador mostrado na Figura 20. Com referência contínua às Figuras 25 a 35 e à Figura 22, uma nuvem 204 e um controlador cirúrgico central 206 são mostrados. Embora o exemplo ilustrado mostre uma única nuvem 204 e um único controlador cirúrgico central 206, em exemplos alternativos pode haver mais de uma nuvem 204 e/ou mais de um controlador cirúrgico central 206 no sistema cirúrgico implementado por computador.
[00180] Na Figura 22, o controlador cirúrgico central 206 pode incluir vários módulos, como um módulo de sucção/irrigação 228, um módulo de evacuação de fumaça 226 e um módulo gerador 240. O módulo de evacuação de fumaça pode conter um primeiro sensor 56302 e um segundo sensor 56304 que detectam parâmetros diferentes. Por exemplo, o primeiro sensor 56302 ser um sensor químico que realiza uma análise química na fumaça que é evacuada a partir do centro cirúrgico, e o segundo sensor 56304 pode ser um contador de partículas a laser que determina a concentração de partículas da fumaça que é evacuada a partir do centro cirúrgico. Em um exemplo alternativo, pode haver mais ou menos que dois sensores no módulo de evacuação de fumaça 226.
[00181] No exemplo, o primeiro sensor 56302 detecta um primeiro parâmetro 56306, por exemplo, o pH da fumaça que é evacuada do centro cirúrgico. O segundo sensor 56304 detecta um segundo parâmetro 56308, por exemplo, contagem de partículas (partes por milhão) da fumaça que é evacuada do centro cirúrgico. O módulo de evacuação de fumaça 226 pode ser conectado ao controlador cirúrgico central 206, ou pode ser uma parte do controlador cirúrgico central 206 e, portanto, o primeiro parâmetro 56306 e o segundo parâmetro 56308 podem ser fornecidos ao controlador cirúrgico central 206 automaticamente após serem detectados. Em um exemplo alternativo, o controlador cirúrgico central 206 pode solicitar quaisquer parâmetros detectados periodicamente a partir do módulo de evacuação de fumaça 226, ou mediante uma solicitação do usuário de informações do parâmetro detectado, e o módulo de evacuação de fumaça 226 fornecerá os valores de parâmetros detectados mediante solicitação. Alternativamente, o módulo de evacuação de fumaça 226 pode fornecer valores detectados ao controlador cirúrgico central 206 periodicamente sem solicitação.
[00182] Em um exemplo, o controlador cirúrgico central 206 pode processar, modificar, ou manipular o primeiro parâmetro 56306 e o segundo parâmetro 56308 para que se tornem um primeiro parâmetro processado 56306' e um segundo parâmetro processado 56308. Em um exemplo alternativo, o controlador cirúrgico central 206 pode não executar qualquer processamento do primeiro parâmetro 56306 e do segundo parâmetro 56308. O controlador cirúrgico central 206 pode enviar o primeiro parâmetro processado 56306' e o segundo parâmetro processado 56308' para a nuvem 204 para processamento adicional a fim de determinar se a operação dos vários módulos precisa ser ajustada com base nos valores dos parâmetros detectados. A nuvem 204 pode executar uma variedade de algoritmos para determinar se os valores do primeiro parâmetro processado 56306 e do segundo parâmetro processado 56308' indicam se qualquer um dos outros módulos e dispositivos, incluindo o módulo de evacuação de fumaça 226, precisa ajustar a operação para criar um ambiente mais ideal no centro cirúrgico. A nuvem 204 pode, nesse exemplo, determinar que os valores do primeiro parâmetro processado 56306' e do segundo parâmetro processado 56308' estão acima ou abaixo dos limites aceitáveis e que, portanto, a operação de outros módulos precisa ser ajustada para compensar os valores detectados/captados do primeiro parâmetro processado 56306' e do segundo parâmetro processado
56308.
[00183] No exemplo mostrado na Figura 22, a nuvem 204 pode determinar que a exibição do sistema de visualização 208 precisa ser ajustada para mostrar o sítio cirúrgico com exatidão. Nesse caso, a nuvem 204 pode enviar uma instrução A 56312 para o sistema de visualização 208 para ajustar sua tela do sítio cirúrgico. O sistema de visualização 208 é acoplado de modo comunicativo ao controlador cirúrgico central 206.
[00184] — Adicionalmente, no exemplo, a nuvem 204 pode determinar,
depois de executar uma variedade de algoritmos, que a operação do módulo de sucção/irrigação 228 precisa também ser ajustada com base no valor do primeiro parâmetro processado 56306' ou do segundo parâmetro processado 56308. No exemplo, uma instrução B 56310 pode ser enviada para o controlador cirúrgico central 206 a partir da nuvem 204. O controlador cirúrgico central 206 pode transmitir a instrução B 56310 para o módulo de sucção/irrigação 228. Em um exemplo alternativo, o controlador cirúrgico central 206 pode fazer com que o processador 244 situado no controlador cirúrgico central 206 ajuste a operação do módulo de sucção/irrigação 228. Em um outro exemplo alternativo, a nuvem 204 pode enviar a instrução B 56310 diretamente para o módulo de sucção/irrigação 228 sem primeiro enviar a instrução B 56310 através do controlador cirúrgico central 206.
[00185] A nuvem 204 pode determinar, depois de executar vários algoritmos, que o módulo gerador 240 pode não se beneficiar de um ajuste na operação, ou que os parâmetros detectados podem não ser eficazmente influenciados a partir de um ajuste na operação do módulo gerador 240. Portanto, no exemplo ilustrado na Figura 22, a nuvem 204 pode não enviar uma instrução para o módulo gerador 240. Alternativamente, a nuvem 204 pode enviar ao módulo gerador 240 uma indicação de que nenhuma modificação na operação é necessária. Sistema de evacuação de fumaça contendo um circuito de controle segmentado onde o circuito é energizado em um método em estágios para verificar se há erros, curtos-circuitos e realizar verificações de segurança do sistema END8546USNP1 (M-7/162220)
[00186] Senão forem detectadas falhas no sistema de evacuação de fumaça, o sistema de evacuação de fumaça pode ser inadvertidamente operado em um contexto cirúrgico quando o sistema de evacuação não estiver funcionando adequadamente. Isso pode levar a um ambiente cirúrgico inseguro no qual uma fumaça perigosa ou carcinogênica não está sendo devidamente filtrada para fora de um centro cirúrgico. Alternativamente, embora algumas porções de um sistema de evacuação de fumaça possam estar funcionando adequadamente, outras porções podem não estar funcionando adequadamente. Isso pode tornar o sistema de evacuação de fumaça geralmente perigoso para energizar e operar.
[00187] O sistema de evacuação de fumaça 56100, 56300 que compreende um módulo de evacuação de fumaça 226 acoplado ao controlador cirúrgico central 206 e/ou à nuvem 204, conforme descrito nas Figuras 20 a 22, por exemplo, pode compreender adicionalmente um circuito de controle segmentado 57100, conforme descrito na Figura
23. O circuito de controle segmentado 57100 pode ser energizado em estágios para verificar se há falhas, erros, curtos-circuitos, e pode realizar uma variedade de verificações de segurança enquanto inicializa o módulo de evacuação de fumaça 226 para ajudar a determinar se o módulo de evacuação de fumaça 226 pode ser operado com segurança.
[00188] Aoinicializar o módulo de evacuação de fumaça 226 em um método em estágios, falhas e erros podem ser identificados antes de tentar operar o módulo de evacuação de fumaça 226. Isso pode melhorar a segurança geral da operação cirúrgica visto que o sistema de evacuação de fumaça pode ser reparado ou, se necessário, substituído por um módulo de evacuação de fumaça de reposição.
[00189] Em um aspecto, o módulo de evacuação de fumaça 226 descrito nas Figuras 20 a 22 compreende um circuito de controle segmentado em que o circuito pode ser energizado em um método em estágios para verificar se há erros, curtos-circuitos e realizar verificações de segurança do sistema. A Figura 23 ilustra um aspecto de um circuito de controle segmentado 57100, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. Deve-se observar que embora certos recursos, módulos, processadores, motores, etc. sejam agrupados em vários segmentos representados na Figura 23, a divulgação não deve ser limitada a esse exemplo. Em exemplos alternativos, os segmentos podem incluir mais, menos ou componentes diferentes daqueles apresentados na Figura 23. Adicionalmente, em um outro exemplo alternativo, o número de segmentos no circuito segmentado exemplificador pode ser maior ou menor que três segmentos.
[00190] No exemplo da Figura 23, o circuito de controle segmentado 57100 inclui um primeiro segmento 57102, um segundo segmento 57104, e um terceiro segmento 57106. Em um exemplo, o primeiro segmento 57102 inclui um processador principal 57108 e um processador de segurança 57110. O processador principal 57108 pode ser diretamente ligado com fio a um botão ou chave liga/desliga 57120. Portanto, nesse exemplo, o primeiro segmento 57102, e especificamente o processador principal 57108, é o primeiro segmento 57102 e o componente 57108 a ser ativado.
[00191] O processador de segurança 57110 e/ou o processador principal 57108 pode ser configurado para interagir com um ou mais segmentos de circuito adicionais e seus componentes, como o segundo segmento 57104, que pode incluir circuito de detecção 57112 e circuito de exibição 57114, e o terceiro segmento 57106, que pode incluir um circuito de controle do motor 57116 e um motor 57118. Cada um dos segmentos de circuito e seus componentes pode ser acoplado a ou estar em comunicação com o processador de segurança 57110 e/ou o processador principal 57108. O processador principal 57108 e/ou o processador de segurança 5 7110 pode também ser acoplado a uma memória, ou incluir uma memória interna. O processador principal 57108 e/ou o processador de segurança 5 7110 pode também ser acoplado a ou estar em comunicação com fio ou sem fio com um dispositivo de comunicação que possibilitará a comunicação através de uma rede como o controlador cirúrgico central 206 e/ou a nuvem 204.
[00192] O controlador principal 57108 pode compreender uma pluralidade de entradas acopladas, por exemplo, a um ou mais segmentos de circuito, uma bateria, e/ou uma pluralidade de chaves. O circuito de controle segmentado 57100 pode ser implementado por qualquer circuito adequado, como, por exemplo, um conjunto de placa de circuito impresso (PCBA) dentro do módulo de evacuação de fumaça
226. Deve-se compreender que o termo processador, conforme usado aqui, inclui qualquer microprocessador, processador, controlador, controladores ou outro dispositivo de computação básico que incorpora as funções de uma unidade de processamento central (CPU) do computador em um circuito integrado ou no máximo alguns circuitos integrados. O controlador principal 57108 e o processador 57110 são dispositivos programáveis multiuso que aceitam dados digitais como entrada, processa-os de acordo com instruções armazenadas em sua memória e fornece resultados como saída. Este é um exemplo de lógica digital sequencial, já que ele tem memória interna. O processador de segurança 57110 pode ser configurado especificamente para aplicações críticas de segurança, dentre outras, para fornecer recursos avançados de segurança integrada enquanto fornece desempenho, conectividade e opções de memória escalonáveis.
[00193] No exemplo mostrado na Figura 23, o segundo segmento 57104 pode compreender um circuito de detecção 57112 e um circuito de exibição 57 114 ambos acoplados a ou em comunicação de sinal com o processador principal 57108. O circuito de detecção 57112 do módulo de evacuação de fumaça 226 descrito de modo geral na presente invenção inclui vários sensores, sendo que alguns são internos ao módulo de evacuação de fumaça 226 e alguns são externos e situados no gabinete do módulo de evacuação de fumaça 226. Esses sensores incluem vários sensores de pressão, sensores de fluidos, sensores químicos, contadores de partículas a laser ou outros sensores a laser, e sensores de qualidade do ar. Uma descrição de sensores usados no contexto do sistema de evacuação de fumaça 56100 pode ser encontrada nas Figuras 4 a 6, 18 e 19, por exemplo.
[00194] Em um aspecto alternativo, o circuito de detecção 57112 pode incluir um dispositivo de comunicação pois alguns sensores situados no gabinete externo do módulo de evacuação de fumaça 226 podem envolver a comunicação e/ou a conectividade com o circuito de detecção 57112, com o processador principal 57108, e/ou com o processador de segurança 57102 através do dispositivo de comunicação. O circuito de exibição 57114 pode incluir uma tela ou outro mostruário que pode exibir texto, imagens, gráficos, diagramas, etc. obtidos pelo módulo de evacuação de fumaça 226 ou por um outro dispositivo em comunicação com o módulo de evacuação de fumaça 226 ou com o controlador cirúrgico central 206. Por exemplo, o circuito de exibição 57114 pode incluir um monitor ou tela (por exemplo, a tela 210, 217 ou o monitor 135) que pode mostrar e sobrepor imagens ou dados recebidos do módulo de imageamento 238, do dispositivo/instrumento 235, e/ou de outros sistemas de visualização
208. Essa tela ou mostruário pode apresentar ao usuário o estado de cada segmento, ou o estado de cada componente em cada segmento, no circuito de controle segmentado 57100. O estado de cada segmento, ou o estado de cada componente de cada segmento, pode ser discernido pelo circuito de controle segmentado 57100 mediante a identificação de cada componente ou segmento, recebimento ou determinação de um estado de cada componente ou segmento, e exibição ao usuário do estado para cada componente ou segmento. O componente ou segmento pode ser identificado com o uso, por exemplo, de um formato de pacote de dados exclusivo, uma autenticação, uma criptografia, um número de identificação, uma senha, uma comunicação de sinal, um sinalizador, etc. Um estado de um componente ou segmento pode ser determinado com o uso de um sinalizador, uma indicação, um valor de um parâmetro detectado, uma medição, etc.
[00195] Essas funções (identificação, determinação e exibição) podem ser executadas com o uso, por exemplo, de Wi-Fi, uma conexão com fio, comunicação de sinal, Thread, Bluetooth, RFID ou NFC. Por exemplo, os componentes do circuito de controle segmentado 57100 pode incluir um dispositivo de comunicação para se comunicar através de uma rede, ou pode ser acoplado a um dispositivo de comunicação externo para comunicação através de uma rede. Os dispositivos de comunicação podem incluir um transceptor configurado para se comunicar através de fios físicos ou sem fio. O dispositivo pode adicionalmente incluir um ou mais transceptores adicionais. Os transceptores podem incluir, mas não se limitam a, modems celulares, transceptores de redes de malha sem fio, transceptores Wi-FiO, transceptores de rede remota de baixa potência (LPWA) e/ou transceptores de comunicação de campo próximo (NFC). O dispositivo de comunicação pode incluir ou ser configurado para se comunicar com o processador principal 57108, com o processador de segurança 57110, com o circuito de exibição 57114, com o controlador cirúrgico central 206, ou com a nuvem 204, que pode verificar ou receber as identidades dos componentes e de seus estados associados. Os transceptores podem ser configurados para receber do processador dados seriais de transmissão, através dos respectivos transmissores e receptores assíncronos — universais! (UARTs - "universal asynchronous receivers/transmitters"), para modular os dados seriais de transmissão em uma portadora de RF para produzir um sinal de RF de transmissão e para transmitir o sinal de RF através das respectivas antenas. Cada transceptor pode corresponder a uma implementação de um padrão e/ou protocolo de comunicação sem fio selecionado, por exemplo, o padrão IEEE 802.11 a/b/g/n for para Wi-Fi& ou o padrão IEEE 802.15.4 para redes de malha sem fio que usam roteamento Zigbee, como descrito aqui. Em aspectos alternativos, o circuito de exibição pode incluir um alto-falante pequeno para sinalização audível ou uma luz/tela pequena para indicar o estado do detector de fumaça, uma operação liga/desliga, vida útil restante do filtro, etc. A identificação de cada componente e de seu estado pode ser fornecida voluntariamente por cada componente, mediante o envio ou a transmissão de tais informações em intervalos de tempo regulares ou irregulares. Um exemplo de um intervalo de tempo irregular pode ser, por exemplo, quando um usuário direciona informações a serem enviadas. Em um exemplo alternativo, as informações de identidade e estado de cada componente ou segmento podem ser solicitadas em intervalos de tempo regulares ou irregulares. Por exemplo, uma identidade e estado do circuito de controle do motor 57116 podem ser solicitados a cada 1 minuto, 20 minutos, 40 minutos, uma hora, 3 horas, 24 horas, entre outros.
[00196] Em um aspecto alternativo, o circuito de controle segmentado 57100 possibilita a energização de um circuito de estado que permite ao módulo de evacuação de fumaça 226 consultar ou pesquisar todos os componentes conectados. O circuito de estado pode estar situado em quaisquer dos segmentos, mas para este exemplo pode estar situado no primeiro segmento 57102. Esse circuito de estado pode ser capaz de consultar/pesquisar todos os componentes, incluindo os componentes no primeiro segmento 57102, no segundo segmento 57104, no terceiro segmento 57106, bem como em quaisquer outros componentes adicionais como aqueles mostrados nas Figuras 25 a 35. A pesquisa/consulta dos componentes conectados pode ser feita para verificar a compatibilidade, que o componente ou segmento pode ser compatível com o sistema de evacuação de fumaça ou com o controlador central; a autenticidade, que o componente ou segmento pode ser o componente correto e pode ser confiável; o estado usado, ou o estado de qualquer segmento ou componente que tenha uma longevidade baseada em uso, como um filtro; e a inserção correta do segmento ou componente, como a inserção correta de um filtro antes de energizar o motor e a bomba conectada ao motor. Em um exemplo, o instrumento inteligente, como o instrumento inteligente 235, pode, ainda, ser consultado/pesquisado para verificar que os dispositivos adequados estão sendo usados e que o sistema de evacuação de fumaça é capaz de funcionar, ou sabe funcionar, com o instrumento inteligente = pesquisado/consultado. Por exemplo, o instrumento inteligente 235 pesquisado ou consultado pode ser uma Zip Penº. Saber qual Zip Penº está sendo usada pode ajudar o sistema de evacuação de fumaça a determinar como funcionar. Se um instrumento inteligente não identificado estiver sendo usado, o sistema de evacuação de fumaça pode determinar que a energização do motor é inadequada ou insegura e um erro pode ser mostrado pelo circuito de exibição 57114. Isso pode ser feito para qualguer componente do ambiente cirúrgico inteligente, e não apenas para o instrumento inteligente 235. Alternativamente, se um instrumento inteligente não identificados estiver sendo usado, o sistema de evacuação de fumaça pode determinar que o dispositivo pode ser usado em um modo de operação universalmente seguro.
[00197] A energização de um circuito de estado do, conforme observado acima, que possibilita ao módulo de evacuação de fumaça 226 consultar/pesquisar outros componentes, pode fornecer também identificação, autenticação e sequências de texto de estado proprietárias para os componentes consultados/pesquisados. Isso possibilita uma identificação controlada do módulo de evacuação de fumaça 226 e de subcomponentes do módulo de evacuação de fumaça
226 a fim de evitar que dispositivos de simulação enganem o dispositivo de segurança. Por exemplo, uma tentativa exemplificadora de enganar o sistema de segurança é construir um "skimmer" (chupa-cabra) para fazer conexões exclusivas. A fim de evitar que o sistema seja enganado, uma operação pode ser realizada para autenticar cada componente. Cada componente fixado ao sistema de evacuação de fumaça pode ser autenticado com base em dados armazenados, criptografia de segurança, autenticação, parâmetros, ou alguma combinação dos mesmos. Os dados armazenados podem incluir um número de identificação ou um outro identificador, um nome de produto, e um tipo do produto, um identificador exclusivo de dispositivo, uma marca registrada comercial, um número de série e/ou outros dados de fabricação, parâmetros de configuração, informações de uso, recursos habilitados ou desabilitados, ou um algoritmo/instrução sobre como usar o componente fixado.
[00198] No exemplo mostrado na Figura 23, o terceiro segmento 57106 pode incluir um circuito de controle do motor 57116 e um motor
57118. O circuito de controle do motor 57116 e/ou o motor 57118 pode ser acoplado a ou estar em comunicação de sinal com o processador principal 57108 e/ou com o processador de segurança 57110. O processador principal 57108 pode direcionar o circuito de controle do motor 57116 para reduzir ou aumentar a velocidade do motor 57118. Em um exemplo alternativo, o circuito de controle do motor 57116 e o motor 57118 podem ser acoplados a ou estar em comunicação de sinal com o processador de segurança 57110. O motor 57118 pode ser acoplado a uma bomba no módulo de evacuação de fumaça 226 (ver Figuras 4 e 6 a 19), e a operação do motor 57118 pode fazer a bomba funcionar. Especificamente, em um exemplo, o motor 57118 pode operar em dois estados diferentes. O primeiro estado pode ser quando o motor 57118 é ativado por um usuário. Nesse primeiro estado o motor
57118 pode operar a uma velocidade mais alta do que no segundo estado. No segundo estado, o motor 57118, o circuito de controle do motor 57116, o processador principal 57108, ou o processador de segurança 57110 pode detectar uma falta de atividade do usuário ou receber uma instrução do processador principal 57108, do processador de segurança 57110, do controlador cirúrgico central 204, da nuvem 206, ou de um outro módulo situado dentro do controlador cirúrgico central 206 (por exemplo, o módulo processador 232) para diminuir a velocidade de operação do motor 57118.
[00199] O número de diferentes estados nos quais o motor 57118 pode operar não está limitado a dois. O motor 57118 pode alterar ou escolher o seu estado de operação com base em diversos valores de parâmetros medidos. Em um outro aspecto, o motor 57118 pode determinar ou definir seu estado operacional com base nos níveis de atividade do usuário que estão dentro, acima ou abaixo dos limites específicos. Adicionalmente, esses limites podem estar relacionados ou inter-relacionados com limites de outros módulos ou componentes do módulo de evacuação de fumaça 226.
[00200] Em um exemplo alternativo, o motor 57118 pode opcionalmente ter um modo chamado modo suspenso. Nesse exemplo, o modo suspenso pode ser ativado, ou o motor 57118 pode ser colocado em um modo suspenso (modo silencioso ou modo de baixa potência), quando não estiver sendo utilizado por um período de tempo predeterminado. O período de tempo de inatividade limite antes da entrada no modo suspenso pode variar dependendo de vários fatores, incluindo o tipo de procedimento cirúrgico, o cirurgião específico que realiza o procedimento, ou outros fatores. Portanto, o período predeterminado de tempo pode ser predefinido, mas pode ser facilmente ajustado. Por exemplo, o limite a partir do chaveamento do estado ativo exemplificador para o estado em modo suspenso pode ser de dez minutos. Nesse exemplo, se um instrumento inteligente 235 não for usado por um cirurgião em mais de dez minutos, o circuito de controle do motor 57116 ou o motor 57118 pode receber uma instrução para entrar em modo suspenso. Em um exemplo alternativo, se o instrumento inteligente 235 não for usado pelo cirurgião em mais de dez minutos, o instrumento inteligente 235 pode ativar automaticamente um modo suspenso, desacelerando o motor 57118 para colocá-lo no estado de modo suspenso. Adicionalmente, quando o módulo de evacuação de fumaça 226 ou o instrumento inteligente 235 não for usado novamente ou detectar a interação do usuário, o módulo de evacuação de fumaça 226 pode passar por uma sequência de ativação para voltar a energizar o circuito segmentado 57100. Essa sequência de ativação pode ser a mesma sequência de inicialização usada para energizar o circuito segmentado 57100 durante a verificação de erros ou falhas. Alternativamente, a sequência de ativação pode ser uma versão abreviada da sequência de inicialização para voltar a energizar rapidamente o circuito segmentado 57100 quando a interação do usuário for detectada.
[00201] Oexemplo mostrado na Figura 24 divulga um método 57200 para operar uma porção do circuito de controle do módulo de evacuação de fumaça 226 de modo a energizar o circuito de controle segmentado 57100 em estágios, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. Dessa forma, várias porções do circuito de controle poderão realizar verificações de segurança antes de energizar os segmentos subsequentes, fornecendo um método de circuito elétrico de reinicialização seguro. Embora o método exemplificador 57200 seja descrito com referência ao fluxograma ilustrado na Figura 24, será reconhecido que muitos outros métodos de execução das ações associadas ao método podem ser usados. Por exemplo, a ordem de alguns dos blocos pode ser alterada, certos blocos podem ser combinados com outros blocos, e alguns dos blocos descritos são opcionais.
[00202] De acordo com o método 57200, o circuito de controle 57100 primeiro ativa 57202 um primeiro segmento 57102. Por exemplo, conforme mostrado anteriormente na Figura 23, um primeiro segmento 57102 pode incluir um processador principal 57108 e um processador de segurança 57110. Em um exemplo alternativo, outros componentes também podem ser incluídos no primeiro segmento 57102, ou o primeiro segmento 57102 pode não incluir um processador principal 57108 e/ou um processador de segurança 57110.
[00203] Em seguida, o primeiro segmento 57102 executa uma primeira função 57204. Essa primeira função, por exemplo, pode estar relacionada à verificação da segurança do circuito de controle 57100 e/ou do módulo de evacuação de fumaça 226. Por exemplo, o processador principal 57108 ou o processador de segurança 57110 pode verificar cada segmento ou os componentes dos segmentos quanto a curtos-circuitos e outros erros antes de engatar as porções de alta potência do circuito de controle segmentado 57100. O processador principal 57108 e/ou o processador de segurança 57110 pode realizar verificações de segurança em cada componente ou em cada segmento para determinar se eles estão funcionando adequadamente. Adicionalmente, em um outro exemplo, o processador principal 57108 ou o processador de segurança 57110 pode executar uma função de verificação para assegurar que os componentes no módulo de evacuação de fumaça 226 são os componentes corretos. Por exemplo, o processador principal 57108 ou o processador de segurança 57110 pode incluir um módulo de plataforma confiável TPM (TPM = "Trusted Platform Module"), ou o TPM pode ser um componente separado no circuito de controle segmentado 57110, para assegurar que os componentes do sistema de evacuação de fumaça 56100, 56300 são os componentes corretos. Essa verificação pode ser feita em uma variedade de maneiras. Por exemplo, um método exemplificador consiste em ter uma chave armazenada no TPM para cada componente ou segmento. Se os componentes conectados forem comparados e a chave para cada componente ou segmento não for encontrada dentro do TPM, o módulo de evacuação de fumaça 226 pode não habilitar ou alimentar esses módulos. Em um exemplo adicional, a chave discutida pode incorporar criptografia ou, alternativamente, pode exigir autenticação por um componente do módulo de evacuação de fumaça 226, como o processador principal 57108 ou o processador de segurança 57110.
[00204] — Adicionalmente, por exemplo, o processador principal 57108 e/ou o processador de segurança 57110 pode incluir lógica de chaveamento armazenada na memória que evita que o circuito de controle segmentado 57100 ative porções do circuito se as condições específicas de segurança não forem cumpridas. Por exemplo, pode haver uma variedade de condições armazenadas no processador de segurança 57118 associadas a uma chave lógica ou a uma pluralidade de chaves lógicas. Por exemplo, se um gabinete de proteção não estiver completamente fechado, se um módulo de filtro não estiver completa ou adequadamente inserido, se uma mangueira não estiver adequada ou completamente inserida, e se um reservatório de fluidos não estiver adequadamente cheio, uma chave lógica pode ser acionada e uma porção associada do circuito de controle segmentado 57100 ou do módulo de evacuação de fumaça 226 pode não ser ativada.
[00205] Em um exemplo alternativo, pode haver um circuito de invólucro separado para assegurar que o gabinete seja total e adequadamente fechado antes de permitir que o módulo de evacuação de fumaça 226 ou um dos vários segmentos seja ativado ou operado. Por exemplo, se o gabinete não estiver completamente fechado, o circuito pode não ser completado. Portanto, os segmentos ou componentes restantes do circuito de controle segmentado 57100 pode não ser ativado. Esse conceito de circuito de invólucro pode ser usado em um circuito à prova de violação para evitar serviço de manutenção não autorizado. Por exemplo, um circuito à prova de violação pode incluir um circuito de confirmação. Se um gabinete que não deveria ser aberto for aberto, o circuito de confirmação pode ser permanentemente danificado, seja elétrica ou mecanicamente. Esse circuito de confirmação quebrável tem uma tira de conexão interna que pode unir dois blocos de conexão elétrica rigidamente fixos, sendo que um bloco pode estar situado em um envoltório do invólucro e o outro bloco pode estar situado sobre a estrutura de base do invólucro. A conexão interna pode ter um conector elétrico inserível fixo que pode travar nos respectivos blocos de conexão com um recurso de encaixe tanto no envoltório quanto na estrutura de base. Quando ele estiver quebrado, pode ficar evidente que o gabinete foi aberto ou violado. Uma vez quebrados, os conectores elétricos podem ser facilmente removidos e trocados quando o gabinete for aberto para substituição. Em um aspecto alternativo, os blocos e recursos de encaixe podem estar situados em diferentes posições, e cada segmento pode incluir blocos e recursos de encaixe separados. Por exemplo, o primeiro segmento 57102, o segundo segmento 57104, e o terceiro segmento 57106 podem ter, cada um, um circuito de confirmação separado. Se o primeiro segmento 57102 for violado ou aberto, o circuito de confirmação pode ser rompido já que a tira de conexão interna rígida pode ser rompida e, portanto, pode ser identificado como violado e/ou o circuito de confirmação pode ser substituído. Com circuitos de confirmação separados, pode-se detectar facilmente se qualquer um dos vários segmentos ou componentes do circuito de controle segmentado 57100 foi violado.
[00206] Alternativamente, um circuito de invólucro pode ser usado como um dispositivo de segurança segmentado. Por exemplo, se uma porção do sistema exigir manutenção, um circuito de invólucro pode possibilitar a abertura e manutenção de uma porção do sistema, mas evitar o uso do circuito de controle segmentado 57100 ou do módulo de evacuação de fumaça 226 após uma porção separada não autorizada do circuito de controle segmentado 57100 poder ter sido aberta, desmontada ou modificada. Por exemplo, se o circuito de controle segmentado 57100 do sistema de evacuação de fumaça 226 tiver de ser reparado, mas apenas o circuito de exibição 57114 precisar de manutenção, pode não haver nenhum motivo para que um técnico de manutenção ou outro pessoal efetue a manutenção do terceiro segmento 57106 ou do primeiro segmento 57102. Portanto, o terceiro segmento 57106 e o primeiro segmento 57102 podem incluir circuitos de invólucro separados contendo fusíveis ou outros dispositivos eletromecânicos/mecânicos de uso único, ou versões digitais dos similares. Depois que o terceiro segmento 57106 e o primeiro segmento 57102 são abertos, modificados, ou desmontados, os fusíveis podem queimar, não possibilitando que a energia atinja o terceiro segmento 57106 e o primeiro segmento 57102.
[00207] Se um erro, curto circuito, falha, ou outra problema for detectado, o circuito de controle segmentado 57100 pode ser capaz de operar ao menos um segmento do circuito de controle segmentado 57100, enquanto não opera outros segmentos. De modo a garantir a segurança do circuito de controle segmentado 57100, porções do circuito de controle segmentado 57100, e suas conexões entre as mesmas, podem ser fisicamente dotadas de chaves, fusíveis ou disjuntores, possibilitando que as chaves, fusíveis e disjuntores disparem e impeçam a energização se uma condição insegura for detectada. Quaisquer chaves mecânicas, eletromecânicas, ou de estado sólido adequadas, podem ser empregadas para implementar a pluralidade de chaves. Por exemplo, pode haver um fusível de uso único, um fusível rearmável ou um dispositivo de chaveamento de estado sólido existente entre o processador principal 57108 e o circuito de controle do motor 57116. De modo geral, um fusível elétrico é um dispositivo de segurança elétrica que opera para fornecer proteção contra sobrecorrente de um circuito elétrico. Ele pode incluir um fio metálico ou tira que se funde quando um excesso de corrente flui através dele, interrompendo assim a corrente. De modo geral, um fusível rearmável é um dispositivo polimérico com coeficiente positivo de temperatura (PPTC = "polymeric positive temperature coefficient") que é um componente eletrônico passivo utilizado para proteger contra falhas de sobrecorrente em circuitos eletrônicos. O dispositivo pode também ser conhecido como um polifusível ou polichave. De modo geral, a chave de estado sólido funciona sob a influência de um campo magnético, como dispositivos de efeito Hall, dispositivos magnetorresistivos — (MR = "magneto-resistive"”), dispositivos magnetorresistivos gigantes (GMR - "giant magneto-resistive"), e magnetômetros, entre outros. Em outras implementações, as chaves podem ser chaves de estado sólido que operam sob a influência da luz, como sensores ópticos, sensores de infravermelho, e sensores de luz ultravioleta, dentre outros. Além disso, as chaves podem ser dispositivos de estado sólido, como transístores (por exemplo, FET, FET de junção, FET semicondutor de óxido metálico (MOSFET - "metal-oxide semiconductor-FET"), bipolares e similares). Outras chaves podem incluir chaves sem fio, chaves ultrassônicas, acelerômetros, e sensores de inércia, dentre outros.
[00208] Em seguida, um segundo segmento pode ser ativado 57206. Por exemplo, o segundo segmento 57104, incluindo o circuito de detecção 57112 e o circuito de exibição 57114, podem ser energizados. Em seguida, um terceiro segmento pode ser ativado 57208. Por exemplo, o terceiro segmento 57106, incluindo o circuito de controle do motor 57116 e o motor 57118, podem ser energizados. Embora esse aspecto exemplificador revele a ativação do primeiro segmento 57102 antes do segundo, e do segundo segmento 57104 antes do terceiro segmento 57106, a ordem de ativação de segmento pode ser modificada se for considerado adequado. Adicionalmente, em um exemplo alternativo, uma variedade de verificações de erro, verificações, etc. pode ser realizada entre a energização do segundo segmento 57104 e do terceiro segmento 57106.
[00209] O leitor deverá prontamente considerar que vários sistemas e componentes de evacuação cirúrgica aqui descritos podem ser incorporados em um sistema cirúrgico interativo implementado por computador, um controlador cirúrgico central e/ou um sistema robótico. Por exemplo, um sistema de evacuação cirúrgica pode comunicar dados para um controlador cirúrgico central, um sistema robótico e/ou um sistema cirúrgico interativo implementado por computador e/ou pode receber dados de um controlador cirúrgico central, de um sistema robótico e/ou de um sistema cirúrgico interativo implementado por computador. Vários exemplos de sistemas cirúrgicos interativos implementados por computador, sistemas robóticos e controladores cirúrgicos centrais são descritos com mais detalhes a seguir. Sistema cirúrgico interativo implementado por computador
[00210] Com referência à Figura 25, um sistema cirúrgico interativo implementado por computador 100 inclui um ou mais sistemas cirúrgicos 102 e um sistema baseado em nuvem (por exemplo, a nuvem 104 que pode incluir um servidor remoto 113 acoplado a um dispositivo de armazenamento 105). Cada sistema cirúrgico 102 inclui ao menos um controlador cirúrgico central 106 em comunicação com a nuvem 104 que pode incluir um servidor remoto 113. Em um exemplo, conforme ilustrado na Figura 25, o sistema cirúrgico 102 inclui um sistema de visualização 108, um sistema robótico 110, um instrumento cirúrgico inteligente de mão 112, que são configuradas para se comunicarem um com o outro e/ou com o controlador central 106. Em alguns aspectos, um sistema cirúrgico 102 pode incluir um número M de controladores centrais 106, um número N de sistemas de visualização 108, um número O de sistemas robóticos 110, e um número P de instrumentos cirúrgicos inteligentes de mão 112, onde M, N, O, e P são números inteiros maiores ou iguais a um.
[00211] A Figura 27 representa um exemplo de um sistema cirúrgico 102 sendo usado para executar um procedimento cirúrgico em um paciente que está deitado em uma mesa de operação 114 em uma sala de operação cirúrgica 116. Um sistema robótico 110 é usado no procedimento cirúrgico como uma parte do sistema cirúrgico 102. O sistema robótico 110 inclui um console do cirurgião 118, um carro do paciente 120 (robô cirúrgico) e um controlador cirúrgico central robótico
122. O carro do paciente 120 pode manipular ao menos uma ferramenta cirúrgica acoplada de maneira removível 117 através de uma incisão minimamente invasiva no corpo do paciente enquanto o cirurgião vê o sítio cirúrgico através do console do cirurgião 118. Uma imagem do sítio cirúrgico pode ser obtida por um dispositivo de imageamento médico 124, que pode ser manipulado pelo carro do paciente 120 para orientar o dispositivo de imageamento 124. O controlador central robótico 122 pode ser usado para processar as imagens do sítio cirúrgico para exibição subsequente para o cirurgião através do console do cirurgião
118.
[00212] Outros tipos de sistemas robóticos podem ser prontamente adaptados para uso com o sistema cirúrgico 102. Vários exemplos de sistemas robóticos e instrumentos cirúrgicos que são adequados para uso com a presente divulgação são descritos no pedido de patente provisório nº de série 62/611.339, intitulado ROBOT ASSISTED
SURGICAL PLATFORM, depositado em 28 de dezembro de 2017, cuja divulgação está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade.
[00213] Vários exemplos de análises baseadas em nuvem que são realizados pela nuvem 104, e são adequados para uso com a presente divulgação, são descritos no pedido de patente provisório US nº de série 62/611.340, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS, depositado em 28 de dezembro de 2017, cuja divulgação está aqui incorporada a título de referência, em sua totalidade.
[00214] Em vários aspectos, o dispositivo de imageamento 124 inclui ao menos um sensor de imagem e um ou mais componentes ópticos. Os sensores de imagem adequados incluem, mas não se limitam a, sensores de dispositivo acoplado a carga (CCD) e sensores semicondutores de óxido metálico complementares (CMOS).
[00215] Os componentes ópticos do dispositivo de imageamento 124 podem incluir uma ou mais fontes de iluminação e/ou uma ou mais lentes. A uma ou mais fontes de iluminação podem ser direcionadas para iluminar porções do campo cirúrgico. O um ou mais sensores de imagem podem receber luz refletida ou refratada do campo cirúrgico, incluindo a luz refletida ou refratada do tecido e/ou instrumentos cirúrgicos.
[00216] Auma ou mais fontes de iluminação podem ser configuradas para irradiar energia eletromagnética no espectro visível, bem como no espectro invisível. O espectro visível, por vezes chamado de espectro óptico ou espectro luminoso, é aquela porção do espectro eletromagnético que é visível (isto é, que pode ser detectada pelo) ao olho humano e pode ser chamada de luz visível ou simplesmente luz. Um olho humano típico responderá a comprimentos de onda no ar que são de cerca de 380 nm a cerca de 750 nm.
[00217] Oespectro invisível (isto é, o espectro não luminoso) é aquela porção do espectro eletromagnético situada abaixo e acima do espectro visível (isto é, comprimentos de onda abaixo de cerca de 380 nm e acima de cerca de 750 nm). O espectro invisível não é detectável pelo olho humano. Os comprimentos de onda maiores que cerca de 750 nm são mais longos que o espectro vermelho visível, e eles se tornam invisíveis à radiação infravermelha (IR), por micro-ondas, e eletromagnética por rádio. Os comprimentos de onda menores que cerca de 380 nm são mais curtos que o espectro ultravioleta, e eles se tornam invisíveis à radiação ultravioleta, raios x, e à radiação eletromagnética de raios gama.
[00218] Em vários aspectos, o dispositivo de imageamento 124 é configurado para uso em um procedimento minimamente invasivo. Exemplos de dispositivos de imageamento adequados para uso com a presente divulgação incluem, mas não se limitam a, um artroscópio, angioscópio, broncoscópio, coledocoscópio, colonoscópio, citoscópio, duodenoscópio, enteroscópio, esofagastro-duodenoscópio (gastroscópio), endoscópio, laringoscópio, nasofaringo-neproscópio, sigmoidoscópio, toracoscópio, e ureteroscópio.
[00219] Em um aspecto, o dispositivo de imageamento emprega monitoramento de múltiplos espectros para discriminar topografia e estruturas subjacentes. Uma imagem multiespectral captura dados de imagem dentro de faixas de comprimento de onda ao longo do espectro eletromagnético. Os comprimentos de onda podem ser separados por filtros ou mediante o uso de instrumentos que são sensíveis a comprimentos de onda específicos, incluindo a luz de frequências além da faixa de luz visível, por exemplo, IR e luz ultravioleta. O imageamento espectral pode possibilitar a extração de informações adicionais que o olho humano não consegue capturar com seus receptores para as cores vermelha, verde, e azul. O uso de imageamento multiespectral é descrito em maiores detalhes sob o título "Advanced Imaging Acquisition Module" no pedido de patente provisório US nº de série
62/611.341, intitulado INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, depositado em 28 de dezembro de 2017, cuja divulgação está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade. O monitoramento multiespectral pode ser uma ferramenta útil para a realocação de um campo cirúrgico após uma tarefa cirúrgica ser concluída para executar um ou mais dos testes anteriormente descritos no tecido tratado.
[00220] É axiomático que a esterilização estrita da sala de operação e do equipamento cirúrgico seja necessária durante qualquer cirurgia. À higiene rigorosa e as condições de esterilização necessárias em um "centro cirúrgico", isto é, uma sala de operação ou tratamento, exigem a mais alta esterilização possível de todos os dispositivos e equipamentos médicos. Parte desse processo de esterilização é a necessidade de esterilizar qualquer coisa que entre em contato com o paciente ou que penetre no campo estéril, incluindo o dispositivo de imageamento 124 e suas fixações e componentes. Será entendido que o campo estéril pode ser considerado uma área especificada, como dentro de uma bandeja ou sobre uma toalha estéril, que é considerado livre de micro-organismos, ou o campo estéril pode ser considerado uma área, imediatamente ao redor de um paciente, que foi preparado para a realização de um procedimento cirúrgico. O campo estéril pode incluir os membros da equipe devidamente assepsiados, que estão adequadamente paramentados, bem como todo o mobiliário e acessórios na área.
[00221] Em vários aspectos, o sistema de visualização 108 inclui um ou mais sensores de imageamento, uma ou mais unidades de processamento de imagem, uma ou mais matrizes de armazenamento e uma ou mais telas que são estrategicamente dispostas em relação ao campo estéril, conforme ilustrado na Figura 26. Em um aspecto, o sistema de visualização 108 inclui uma interface para HL7, PACS e EMR. Vários componentes do sistema de visualização 108 são descritos sob o título "Advanced Imaging Acquisition Module" no pedido de patente provisório US nº de série 62/611.341, intitulado INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, depositado em 28 de dezembro de 2017, cuja divulgação está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade.
[00222] “Conforme ilustrado na Figura 26, uma tela primária 119 é posicionada no campo estéril para ser visível para um operador na mesa de operação 114. Além disso, uma torre de visualização 111 é posicionada fora do campo estéril. A torre de visualização 111 inclui uma primeira tela não estéril 107 e uma segunda tela não estéril 109, que são opostas uma à outra. O sistema de visualização 108, guiado pelo controlador central 106, é configurado para utilizar as telas 107, 109, e 119 para coordenar o fluxo de informações para os operadores dentro e fora do campo estéril. Por exemplo, o controlador central 106 pode fazer com que o sistema de visualização 108 mostre um instantâneo de um sítio cirúrgico, conforme registrado por um dispositivo de imageamento 124, em uma tela não estéril 107 ou 109, enquanto se mantém uma transmissão ao vivo do sítio cirúrgico na tela principal 119. O instantâneo na tela não estéril 107 ou 109 pode possibilitar que um operador não estéril execute uma etapa diagnóstica relevante para o procedimento cirúrgico, por exemplo.
[00223] Em um aspecto, o controlador central 106 é também configurado para rotear uma entrada ou retroinformação diagnóstica por um operador não estéril na torre de visualização 111 para a tela primária 119 dentro do campo estéril, onde ele pode ser visto por um operador estéril na mesa de operação. Em um exemplo, a entrada pode estar sob a forma de uma modificação do instantâneo exibido na tela não estéril 107 ou 109, que pode ser roteada para a tela principal 119 pelo controlador central 106.
[00224] Com referência à Figura 26, um instrumento cirúrgico 112 está sendo usado no procedimento cirúrgico como parte do sistema cirúrgico 102. O controlador central 106 é também configurado para coordenar o fluxo de informações para uma tela do instrumento cirúrgico
112. Por exemplo, no pedido de patente provisório US nº de série 62/611.341, intitulado INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, depositado em 28 de dezembro de 2017, cuja divulgação está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade. Uma entrada ou retroinformação diagnóstica inserida por um operador não estéril na torre de visualização 111 pode ser roteada pelo controlador central 106 para a tela do instrumento cirúrgico 115 no campo estéril, onde pode ser vista pelo operador do instrumento cirúrgico 112. Instrumentos cirúrgicos exemplificadores que são adequados para uso com o sistema cirúrgico 102 são descritos sob o título "Surgical Instrument Hardware" e no pedido de patente provisório US nº de série 62/611.341, intitulado INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, depositado em 28 de dezembro de 2017, cuja divulgação está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade, por exemplo.
[00225] Agora com referência à Figura 27, um controlador central 106 é mostrado em comunicação com um sistema de visualização 108, um sistema robótico 110 e um instrumento cirúrgico inteligente de mão
112. O controlador central 106 inclui uma tela do controlador central 135, um módulo de imageamento 138, um módulo gerador 140, um módulo de comunicação 130, um módulo processador 132 e um conjunto de armazenamento 134. Em certos aspectos, conforme ilustrado na Figura 27, o controlador central 106 inclui adicionalmente um módulo de evacuação de fumaça 126 e/ou um módulo de sucção/irrigação 128.
[00226] Durante um procedimento cirúrgico, a aplicação de energia ao tecido, para vedação e/ou corte, está, de modo geral associada à evacuação de fumaça, sucção de excesso de fluido e/ou irrigação do tecido. O fluido, a potência, e/ou as linhas de dados de diferentes fontes são frequentemente entrelaçadas durante o procedimento cirúrgico. Um tempo valioso pode ser perdido para abordar esta questão durante um procedimento cirúrgico. Para desembaraçar as linhas pode ser necessário desconectar as linhas de seus respectivos módulos, o que pode exigir a reinicialização dos módulos. O invólucro modular do controlador central 136 oferece um ambiente unificado para gerenciar a potência, os dados e as linhas de fluido, o que reduz a frequência de entrelaçamento entre tais linhas.
[00227] Os aspectos da presente divulgação apresentam um controlador cirúrgico central para uso em um procedimento cirúrgico que envolve a aplicação de energia ao tecido em um sítio cirúrgico. O controlador cirúrgico central inclui um gabinete do controlador central e um módulo gerador combinado recebido de maneira deslizante em uma estação de acoplamento do gabinete do controlador central. A estação de acoplamento inclui contatos de dados e de potência. O módulo gerador combinado inclui dois ou mais dentre um componente gerador de energia ultrassônica, um componente gerador de energia de RF bipolar, e um componente gerador de energia de RF monopolar que estão alojados em uma única unidade. Em um aspecto, o módulo gerador combinado inclui também um componente de evacuação de fumaça, ao menos um cabo para aplicação de energia para conectar o módulo gerador combinado a um instrumento cirúrgico, ao menos um componente de evacuação de fumaça configurado para evacuar fumaça, fluido, e/ou os particulados gerados pela aplicação de energia terapêutica ao tecido, e uma linha de fluido que se estende do sítio cirúrgico remoto até o componente de evacuação de fumaça.
[00228] Em um aspecto, a linha de fluido é uma primeira linha de fluido e uma segunda linha de fluido se estende do sítio cirúrgico remoto até um módulo de sucção e irrigação recebido de maneira deslizante no gabinete do controlador central. Em um aspecto, o gabinete do controlador central compreende uma interface de fluidos.
[00229] Certos procedimentos cirúrgicos podem exigir a aplicação de mais de um tipo de energia ao tecido. Um tipo de energia pode ser mais benéfico para cortar o tecido, enquanto um outro tipo de energia diferente pode ser mais benéfico para vedar o tecido. Por exemplo, um gerador bipolar pode ser usado para vedar o tecido enquanto um gerador ultrassônico pode ser usado para cortar o tecido vedado. Aspectos da presente divulgação apresentam uma solução em que um invólucro modular do controlador central 136 é configurado para acomodar diferentes geradores e facilitar uma comunicação interativa entre os mesmos. Uma das vantagens do invólucro modular do controlador central 136 é possibilitar a rápida remoção e/ou substituição de vários módulos.
[00230] Aspectos da presente divulgação apresentam um invólucro cirúrgico modular para uso em um procedimento cirúrgico que envolve aplicação de energia ao tecido. O invólucro cirúrgico modular inclui um primeiro módulo gerador de energia, configurado para gerar uma primeira energia para aplicação ao tecido, e uma primeira estação de acoplamento que compreende uma primeira porta de acoplamento que inclui primeiros contatos de dados e energia, sendo que o primeiro módulo gerador de energia é móvel de maneira deslizante em um engate elétrico com os contatos de potência e dados e sendo que o primeiro módulo gerador de energia é móvel de maneira deslizante para fora do engate elétrico com os primeiros contatos de potência e dados.
[00231] Além do exposto acima, o invólucro cirúrgico modular também inclui um segundo módulo gerador de energia configurado para gerar uma segunda energia, diferente da primeira energia, para aplicação ao tecido, e uma segunda estação de acoplamento que compreende uma segunda porta de acoplamento que inclui segundos dados e contatos de potência sendo que o segundo módulo gerador de energia é móvel de maneira deslizante em um engate elétrico com os contatos de potência e dados, e sendo que o segundo módulo gerador de energia é móvel de maneira deslizante para fora do engate elétrico com os segundos contatos de potência e dados.
[00232] Além disso, o invólucro cirúrgico modular também inclui um barramento de comunicação entre a primeira porta de acoplamento e a segunda porta de acoplamento, configurado para facilitar a comunicação entre o primeiro módulo gerador de energia e o segundo módulo gerador de energia.
[00233] Com referência às Figuras 3 a 7, aspectos da presente divulgação são apresentados para um invólucro modular do controlador central 136 que possibilita a integração modular de um módulo gerador 140, um módulo de evacuação de fumaça 126, e um módulo de sucção/irrigação 128. O invólucro modular do controlador central 136 facilita ainda mais a comunicação interativa entre os módulos 140, 126,
128. Conforme ilustrado na Figura 29, o módulo gerador 140 pode ser um módulo gerador com componentes monopolares, bipolares e ultrassônicos integrados, suportados em uma única unidade de gabinete 139 inserível de maneira deslizante no invólucro modular do controlador central 136. Conforme ilustrado na Figura 29, o módulo gerador 140 pode ser configurado para se conectar a um dispositivo monopolar 146, a um dispositivo bipolar 147 e a um dispositivo ultrassônico 148. Alternativamente, o módulo gerador 140 pode compreender uma série de módulos geradores monopolares, bipolares e/ou ultrassônicos que interagem através do invólucro modular do controlador central 136. O invólucro modular do controlador central 136 pode ser configurado para facilitar a inserção de múltiplos geradores e a comunicação interativa entre os geradores ancorados no invólucro modular do controlador central 136 de modo que os geradores atuariam como um único gerador.
[00234] Em um aspecto, o invólucro modular do controlador central 136 compreende uma potência modular e um painel traseiro de comunicação 149 com cabeçotes de comunicação externos e sem fio para possibilitar a fixação removível dos módulos 140, 126, 128 e comunicação interativa entre os mesmos.
[00235] Em um aspecto, o invólucro modular do controlador central 136 inclui estações de acoplamento, ou gavetas, 151, aqui também chamadas de gavetas, que são configuradas para receber de maneira deslizante os módulos 140, 126, 128. A Figura 28 ilustra uma vista em perspectiva parcial de um invólucro do controlador cirúrgico central 136, e de um módulo gerador combinado 145 recebidos de maneira deslizante em uma estação de acoplamento 151 do invólucro do controlador cirúrgico central 136. Uma porta de acoplamento 152 com poder e contatos de dados em um lado posterior do módulo gerador combinado 145 é configurado para engatar uma porta de acoplamento correspondente 150 com o poder e contatos de dados de uma estação de acoplamento correspondente 151 do invólucro modular do controlador central 136 conforme o módulo gerador combinado 145 é deslizado para a posição na estação de acoplamento correspondente 151 do envoltório do módulo do controlador central 136. Em um aspecto, o módulo gerador combinado 145 inclui um módulo bipolar, ultrassônico e monopolar e um módulo de evacuação de fumaça integrados em uma única unidade de gabinete 139, conforme ilustrado na Figura 29.
[00236] Em vários aspectos, o módulo de evacuação de fumaça 126 inclui uma linha de fluidos 154 que transporta fumaça capturada/coletada de fluido para longe de um sítio cirúrgico e para, por exemplo, o módulo de evacuação de fumaça 126. A sucção a vácuo que se origina do módulo de evacuação de fumaça 126 pode puxar a fumaça para dentro de uma abertura de um conduto de utilidade no sítio cirúrgico. O conduto de utilidade, acoplado à linha de fluido, pode estar sob a forma de um tubo flexível que termina no módulo de evacuação de fumaça 126. O conduto de utilidade e a linha de fluidos definem uma trajetória de fluido que se estende em direção ao módulo de evacuação de fumaça 126 que é recebido no invólucro do controlador central 136.
[00237] Em vários aspectos, o módulo de sucção/irrigação 128 é acoplado a uma ferramenta cirúrgica compreendendo uma linha de aspiração de fluido e uma linha de sucção de fluido. Em um exemplo, as linhas de fluido de aspiração e sucção estão sob a forma de tubos flexíveis que se estendem do sítio cirúrgico em direção ao módulo de sucção/irrigação 128. Um ou mais sistemas de acionamento podem ser configurados para fazer com que a irrigação e aspiração de fluidos para e a partir do sítio cirúrgico.
[00238] Em um aspecto, a ferramenta cirúrgica inclui um eixo de acionamento que tem um atuador de extremidade em uma extremidade distal do mesmo e ao menos um tratamento de energia associado com o atuador de extremidade, um tubo de aspiração, e um tubo de irrigação. O tubo de aspiração pode ter uma porta de entrada em uma extremidade distal do mesmo e o tubo de aspiração se estende através do eixo de acionamento. De modo similar, um tubo de irrigação pode se estender através do eixo de acionamento e pode ter uma porta de entrada próxima ao implemento de aplicação de energia. O implemento de aplicação de energia é configurado para fornecer energia ultrassônica e/ou de RF ao sítio cirúrgico e é acoplado ao módulo gerador 140 por um cabo que se estende inicialmente através do eixo de acionamento.
[00239] O tubo de irrigação pode estar em comunicação fluida com uma fonte de fluido, e o tubo de aspiração pode estar em comunicação fluida com uma fonte de vácuo. A fonte de fluido e/ou a fonte de vácuo pode ser alojadas no módulo de sucção/irrigação 128. Em um exemplo, a fonte de fluido e/ou a fonte de vácuo pode ser alojada no invólucro do controlador central 136 separadamente do módulo de sucção/irrigação
128. Em tal exemplo, uma interface de fluido pode ser configurada para conectar o módulo de sucção/irrigação 128 à fonte de fluido e/ou à fonte de vácuo.
[00240] Em um aspecto, os módulos 140, 126, 128 e/ou suas estações de acoplamento correspondentes no invólucro modular do controlador central 136 podem incluir recursos de alinhamento que são configurados para alinhar as portas de acoplamento dos módulos em engate com suas contrapartes nas estações de acoplamento do invólucro modular do controlador central 136. Por exemplo, conforme ilustrado na Figura 28, o módulo gerador combinado 145 inclui suportes laterais 155 que são configurados para engatar de maneira deslizante os suportes correspondentes 156 da estação de acoplamento correspondente 151 do invólucro modular do controlador central 136. Os suportes cooperam para guiar os contatos da porta de acoplamento do módulo gerador combinado 145 em um engate elétrico com os contatos da porta de acoplamento do invólucro modular do controlador central 136.
[00241] Em alguns aspectos, as gavetas 151 do invólucro modular do controlador central 136 têm o mesmo, ou substancialmente o mesmo tamanho, e os módulos são ajustados no tamanho para ser recebidos nas gavetas 151. Por exemplo, os suportes laterais 155 e/ou 156 podem ser maiores ou menores dependendo do tamanho do módulo. Em outros aspectos, as gavetas 151 são diferentes em tamanho e são cada uma projetada para acomodar um módulo específico.
[00242] Além disso, os contatos de um módulo específico podem ser chaveados para engate com os contatos de uma gaveta específica para evitar a inserçção de um módulo em uma gaveta com desemparelhamento de contatos.
[00243] “Conforme ilustrado na Figura 28, a porta de acoplamento
150 de uma gaveta 151 pode ser acoplada à porta de acoplamento 150 de uma outra gaveta 151 através de um link de comunicação 157 para facilitar uma comunicação interativa entre os módulos alojados no invólucro modular do controlador central 136. As portas de acoplamento 150 do invólucro modular do controlador central 136 podem, alternativa ou adicionalmente, facilitar uma comunicação interativa sem fio entre os módulos alojados no invólucro modular do controlador central 136. Qualquer comunicação sem fio adequada pode ser usada, como, por exemplo, Air Titan Bluetooth.
[00244] A Figura 30 ilustra fixações de barramento de energia individuais para uma pluralidade de portas de acoplamento laterais de um gabinete modular lateral 160 configurado para receber uma pluralidade de módulos de um controlador cirúrgico central 206. O envoltório modular lateral 160 é configurado para receber e interconectar lateralmente os módulos 161. Os módulos 161 são inseridos de maneira deslizante nas estações de acoplamento 162 do gabinete modular lateral 160, o qual inclui um painel traseiro para interconexão dos módulos 161. Conforme ilustrado na Figura 30, os módulos 161 são dispostos lateralmente no gabinete modular lateral
160. Alternativamente, os módulos 161 podem ser dispostos verticalmente em um gabinete modular lateral.
[00245] A Figura 31 ilustra um gabinete modular vertical 164 configurado para receber uma pluralidade de módulos 165 do controlador cirúrgico central 106. Os módulos 165 são inseridos de maneira deslizante em estações de acoplamento, ou gavetas, 167 do gabinete modular vertical 164, o qual inclui um painel traseiro para interconexão dos módulos 165. Embora as gavetas 167 do gabinete modular vertical 164 sejam dispostas verticalmente, em certos casos, um gabinete modular vertical 164 pode incluir gavetas que são dispostas lateralmente. Além disso, os módulos 165 podem interagir um com o outro através das portas de acoplamento do gabinete modular vertical
164. No exemplo da Figura 31, uma tela 177 é fornecida para mostrar os dados relevantes para a operação dos módulos 165. Além disso, o gabinete modular vertical 164 inclui um gabinete de módulo mestre 178 que aloja uma pluralidade de submódulos que são recebidos de maneira deslizante no módulo mestre 178.
[00246] Em vários aspectos, o módulo de imageamento 138 compreende um processador de vídeo integrado e uma fonte de luz modular e é adaptado para uso com vários dispositivos de imageamento. Em um aspecto, o dispositivo de imageamento é compreendido de um gabinete modular que pode ser montado com um módulo de fonte de luz e um módulo de câmera. O gabinete pode ser um gabinete descartável. Em ao menos um exemplo, o gabinete descartável é acoplado de modo removível a um controlador reutilizável, um módulo de fonte de luz, e um módulo de câmera. O módulo de fonte de luz e/ou o módulo de câmera podem ser escolhidos de forma seletiva dependendo do tipo de procedimento cirúrgico. Em um aspecto, o módulo de câmera compreende um sensor CCD. Em um outro aspecto, o módulo de câmera compreende um sensor CMOS. Em um outro aspecto, o módulo de câmera é configurado para imageamento do feixe escaneado. De modo semelhante, o módulo de fonte de luz pode ser configurado para fornecer uma luz branca ou uma luz diferente, dependendo do procedimento cirúrgico.
[00247] Durante um procedimento cirúrgico, a remoção de um dispositivo cirúrgico do campo cirúrgico e a sua substituição por um outro dispositivo cirúrgico que inclui uma câmera Diferentes ou outra fonte luminosa pode ser ineficiente. Perder de vista temporariamente do campo cirúrgico pode levar a consequências indesejáveis. O módulo de dispositivo de imageamento da presente divulgação é configurado para permitir a substituição de um módulo de fonte de luz ou um módulo de câmera "midstream" durante um procedimento cirúrgico, sem a necessidade de remover o dispositivo de imageamento do campo cirúrgico.
[00248] Em um aspecto, o dispositivo de imageamento compreende um gabinete tubular que inclui uma pluralidade de canais. Um primeiro canal é configurado para receber de maneira deslizante o módulo da Câmera, que pode ser configurado para um encaixe do tipo snap-fit (encaixe por pressão) com o primeiro canal. Um segundo canal é configurado para receber de maneira deslizante o módulo da câmera, que pode ser configurado para um encaixe do tipo snap-fit (encaixe por pressão) com o primeiro canal. Em outro exemplo, o módulo de câmera e/ou o módulo de fonte de luz pode ser girado para uma posição final dentro de seus respectivos canais. Um engate rosqueado pode ser usado em vez do encaixe por pressão.
[00249] Em vários exemplos, múltiplos dispositivos de imageamento são colocados em diferentes posições no campo cirúrgico para fornecer múltiplas vistas. O módulo de imageamento 138 pode ser configurado para comutar entre os dispositivos de imageamento para fornecer uma vista ideal. Em vários aspectos, o módulo de imageamento 138 pode ser configurado para integrar as imagens dos diferentes dispositivos de imageamento.
[00250] Vários processadores de imagens e dispositivos de imageamento adequados para uso com a presente divulgação são descritos na patente US nº 7.995.045 intitulada COMBINED SBI AND CONVENTIONAL IMAGE PROCESSOR, concedida em 9 de agosto de 2011 que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade. Além disso, a patente US nº 7.982.776, intitulada SBI MOTION ARTIFACT REMOVAL APPARATUS AND METHOD, concedida em 19 de julho de 2011, que está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade, descreve vários sistemas para remover artefatos de movimento dos dados de imagem. Tais sistemas podem ser integrados com o módulo de imageamento 138. Além desses, a publicação do pedido de patente US nº 2011/0306840, intitulada CONTROLLABLE MAGNETIC. SOURCE TO FIXTURE INTRACORPOREAL APPARATUS, publicada em 15 de dezembro de 2011, e a publicação do pedido de patente US nº 2014/0243597, intitulada SYSTEM FOR PERFORMING A MINIMALLY INVASIVE SURGICAL PROCEDURE, publicada em 28 de agosto de 2014, que estão, cada um das quais, aqui incorporadas a título de referência em sua totalidade.
[00251] A Figura 32 ilustra uma rede de dados cirúrgicos 201 que compreende um controlador central de comunicação modular 203 configurado para conectar dispositivos modulares situados em um ou mais centros cirúrgicos de uma instalação de serviços de saúde, ou qualquer ambiente em uma instalação de serviços de saúde especialmente equipada para operações cirúrgicas, a um sistema baseado em nuvem (por exemplo, a nuvem 204 que pode incluir um servidor remoto 213 acoplado a um dispositivo de armazenamento 205). Em um aspecto, o controlador central de comunicação modular 203 compreende um controlador central de rede 207 e/ou uma chave de rede 209 em comunicação com um roteador de rede. O controlador central de comunicação modular 203 também pode ser acoplado a um sistema de computador local 210 para fornecer processamento de computador local e manipulação de dados. A rede de dados cirúrgicos 201 pode ser configurada como uma rede passiva, inteligente, ou de comutação. Uma rede de dados cirúrgicos passiva serve como um conduto para os dados, permitindo que os dados sejam transmitidos de um dispositivo (ou segmento) para um outro e para os recursos de computação em nuvem. Uma rede de dados cirúrgicos inteligente inclui recursos para possibilitar que o tráfego passe através da rede de dados cirúrgicos a serem monitorados e para configurar cada porta no controlador central de rede 207 ou a chave de rede 209. Uma rede de dados cirúrgicos inteligente pode ser chamada de um controlador central ou chave controlável. Um controlador central de chaveamento lê o endereço de destino de cada pacote e então encaminha o pacote para a porta correta.
[00252] Os dispositivos modulares 1a a 1n localizados no centro cirúrgico podem ser acoplados ao controlador central de comunicação modular 203. O controlador central de rede 207 e/ou a chave de rede 209 podem ser acoplados a um roteador de rede 211 para conectar os dispositivos 1a a 1n à nuvem 204 ou ao sistema de computador local
210. Os dados associados aos dispositivos 1a a 1n podem ser transferidos para computadores baseados em nuvem através do roteador para processamento e manipulação remota dos dados. Os dados associados aos dispositivos 1a a 1n podem também ser transferidos para o sistema de computador local 210 para processamento e manipulação dos dados locais. Os dispositivos modulares 2a a 2m situados no mesmo centro cirúrgico também podem ser acoplados a uma chave de rede 209. A chave de rede 209 pode ser acoplada ao controlador central de rede 207 e/ou ao roteador de rede 211 para conectar os dispositivos 2a a 2m à nuvem 204. Os dados associados aos dispositivos 2a a 2n podem ser transferidos para a nuvem 204 através do roteador de rede 211 para o processamento e manipulação dos dados. Os dados associados aos dispositivos 2a a 2m podem também ser transferidos para o sistema de computador local 210 para processamento e manipulação dos dados locais.
[00253] Será entendido que a rede de dados cirúrgicos 201 pode ser expandida pela interconexão dos múltiplos controladores centrais de rede 207 e/ou das múltiplas chaves de rede 209 com múltiplos roteadores de rede 211. O controlador central de comunicação modular 203 pode estar contido em uma torra de controle modular configurada para receber múltiplos dispositivos 1a a 1n/2a a 2m. O sistema de computador local 210 também pode estar contido em uma torre de controle modular. O controlador central de comunicação modular 203 é conectado a uma tela 212 para mostrar as imagens obtidas por alguns dos dispositivos 1a a 1n/2a a 2m, por exemplo, durante os procedimentos cirúrgicos. Em vários aspectos, os dispositivos 1a a 1n/2a a 2m podem incluir, por exemplo, vários módulos como um módulo de imageamento 138 acoplado a um endoscópio, um módulo gerador 140 acoplado a um dispositivo cirúrgico com base em energia, um módulo de evacuação de fumaça 126, um módulo de sucção/irrigação 128, um módulo de comunicação 130, um módulo de processador 132, uma matriz de armazenamento 134, um dispositivo cirúrgico acoplado a uma tela, e/ou um módulo de sensor sem contato, entre outros dispositivos modulares que podem ser conectados ao controlador central de comunicação modular 203 da rede de dados cirúrgicos 201.
[00254] Em um aspecto, a rede de dados cirúrgicos 201 pode compreender uma combinação de controlador (es) central (centrais) de rede, chaves de rede, e roteadores de rede que conectam os dispositivos 1a a 1n/2a a 2m à nuvem. Qualquer um ou todos os dispositivos 1a a 1n/2a a 2m acoplados ao controlador central de rede ou à chave de rede podem coletar dados em tempo real e transferir os dados para computadores em nuvem para processamento e manipulação de dados. Será entendido que a computação em nuvem depende do compartilhamento dos recursos de computação em vez de ter servidores locais ou dispositivos pessoais para lidar com aplicações de software. A palavra "nuvem" pode ser usada como uma metáfora para "a Internet", embora o termo não seja limitado como tal. Consequentemente, o termo "computação em nuvem" pode ser usado aqui para se referir a "um tipo de computação baseada na Internet", em que diferentes serviços — como servidores, armazenamento e aplicativos — são liberados ao controlador central de comunicação modular 203 e/ou ao sistema de computador 210 situados no centro cirúrgico (por exemplo, uma sala ou espaço fixo, móvel, temporário, ou de campo cirúrgico) e aos dispositivos conectados ao controlador central de comunicação modular 203 e/ou ao sistema de computador 210 através da Internet. A infraestrutura de nuvem pode ser mantida por um fornecedor de serviços em nuvem. Neste contexto, o fornecedor de serviços em nuvem pode ser a entidade que coordena o uso e controle dos dispositivos 1a a 1n/2a a 2m localizados em um ou mais centros cirúrgicos. Os serviços de computação em nuvem podem realizar um grande número de cálculos com base nos dados coletados por instrumentos cirúrgicos inteligentes, robôs, e outros dispositivos computadorizados localizados no centro cirúrgico. O hardware do controlador central possibilita que múltiplos dispositivos ou conexões sejam conectados a um computador que se comunica com os recursos de computação e armazenamento em nuvem.
[00255] A aplicação de técnicas de processamento de dados de computador em nuvem nos dados coletados pelos dispositivos 1a a 1n/2a a 2m, a rede de dados cirúrgicos fornece melhor resultados cirúrgicos, custos reduzidos, e melhor satisfação do paciente. Ao menos alguns dos dispositivos 1a a 1n/2a a 2m podem ser usados para visualizar os estados do tecido para avaliar a ocorrência de vazamentos ou perfusão de tecido vedado após um procedimento de vedação e corte do tecido. Ao menos alguns dos dispositivos 1a a 1n/2a a 2m podem ser usados para identificar a patologia, como os efeitos de doenças, com o uso da computação baseada em nuvem para examinar dados incluindo imagens de amostras de tecido corporal para fins de diagnóstico. Isso inclui confirmação da localização e margem do tecido e fenótipos. Ao menos alguns dos dispositivos 1a a 1hn/2a a 2m pode ser usado para identificar estruturas anatômicas do corpo com o uso de uma variedade de sensores integrados com dispositivos de imageamento e técnicas como a sobreposição de imagens capturadas por múltiplos dispositivos de imageamento. Os dados colhidos pelos dispositivos 1a a 1n/2a a 2m, incluindo os dados de imagem, podem ser transferidos para a nuvem 204 ou o sistema de computador local 210 ou ambos para processamento e manipulação de dados incluindo processamento e manipulação de imagem. Os dados podem ser analisados para melhorar os resultados do procedimento cirúrgico por determinação de se tratamento adicional, como aplicação de intervenção endoscópica, tecnologias emergentes, uma radiação direcionada, intervenção direcionada, robóticas precisas a sítios e condições específicas de tecido, podem ser seguidas. Essa análise de dados pode usar adicionalmente processamento analítico dos resultados, e com o uso de abordagens padronizadas podem fornecer retroinformação padronizado benéfico tanto para confirmar tratamentos cirúrgicos e o comportamento do cirurgião ou sugerir modificações aos tratamentos cirúrgicos e o comportamento do cirurgião.
[00256] Em uma implementação, os dispositivos 1a a 1n do centro cirúrgico podem ser conectados ao controlador central de comunicação modular 203 através de um canal com fio ou sem fio dependendo da configuração dos dispositivos 1a a 1h em um controlador central de rede. O controlador central de rede 207 pode ser implementado, em um aspecto, como um dispositivo de transmissão de rede local que atua sobre a camada física do modelo OS! ("open system interconnection", interconexão de sistemas abertos). O controlador central de rede fornece conectividade aos dispositivos 1a a 1n situados na mesma rede de centro cirúrgico. O controlador central de rede 207 coleta dados sob a forma de pacotes e os envia para o roteador em modo "half duplex". O controlador central de rede 207 não armazena qualquer controle de acesso de mídia/protocolo da Internet (MAC/IP) para transferir os dados do dispositivo. Apenas um dos dispositivos 1a a 1h por vez pode enviar dados através do controlador central de rede 207. O controlador central de rede 207 não tem tabelas de roteamento ou inteligência acerca de para onde enviar informações e transmite todos os dados da rede através de cada conexão e a um servidor remoto 213 (Figura 33) na nuvem 204. O controlador central de rede 207 pode detectar erros básicos de rede, como colisões, mas ter todas (admitir que) as informações transmitidas para múltiplas portas de entrada pode representar um risco à segurança e provocar estrangulamentos.
[00257] Em uma outra implementação, os dispositivos de centro cirúrgico 2a a 2 m podem ser conectados a uma chave de rede 209 através de um canal com ou sem fio. A chave de rede 209 funciona na camada de conexão de dados do modelo OSI. A chave de rede 209 é um dispositivo multicast para conectar os dispositivos 2a a 2m localizados no mesmo centro de operação à rede. A chave de rede 209 envia dados sob a forma de quadros para o roteador de rede 211 e funciona em modo duplex completo. Múltiplos dispositivos 2a a 2m podem enviar dados ao mesmo tempo através da chave de rede 209. À chave de rede 209 armazena e usa endereços MAC dos dispositivos 2a a 2m para transferir dados.
[00258] O controlador central de rede 207 e/ou a chave de rede 209 são acoplados ao roteador de rede 211 para uma conexão com a nuvem
204. O roteador de rede 211 funciona na camada de rede do modelo OSI. O roteador de rede 211 cria uma rota para transmitir pacotes de dados recebidos do controlador central de rede 207 e/ou da chave de rede 211 para um computador com recursos em nuvem para futuro processamento e manipulação dos dados coletados por qualquer um ou todos os dispositivos 1a a 1hn/ 2a a 2m. O roteador de rede 211 pode ser usado para conectar duas ou mais redes diferentes situadas em locais diferentes, como, por exemplo, diferentes centros cirúrgicos da mesma instalação de serviços de saúde ou diferentes redes localizadas em diferentes centros cirúrgicos das diferentes instalações de serviços de saúde. O roteador de rede 211 envia dados sob a forma de pacotes para a nuvem 204 e funciona em modo duplex completo. Múltiplos dispositivos podem enviar dados ao mesmo tempo. O roteador de rede 211 usa endereços |P para transferir dados.
[00259] Em um exemplo, o controlador central de rede 207 pode ser implementado como um controlador central de USB, o que permite que múltiplos dispositivos USB sejam conectados a um computador hospedeiro. O controlador central de USB pode expandir uma única porta USB em vários níveis de modo que há mais portas disponíveis para conectar os dispositivos ao computador hospedeiro do sistema. O controlador central de rede 207 pode incluir recursos com fio ou sem fio para receber informações sobre um canal com fio ou um canal sem fio. Em um aspecto, um protocolo sem fio de comunicação de rádio sem fio, de banda larga e de curto alcance USB sem fio pode ser usado para comunicação entre os dispositivos 1a a 1n e os dispositivos 2a a 2m situados no centro cirúrgico.
[00260] Em outros exemplos, os dispositivos 1a a 1n/2a a 2m do centro cirúrgico podem se comunicar com ao controlador central de comunicação modular 203 através de tecnologia Bluetooth sem fio padrão para troca de dados ao longo de curtas distâncias (com o uso de ondas de rádio UHF de comprimento de onda curta na banda ISM de 2,4 a 2,485 GHz) de dispositivos fixos e móveis e construir redes de área pessoal (PANs, "personal area networks"). Em outros aspectos, os dispositivos da 1a a 1n/2a a 2m de centro cirúrgico podem se comunicar com o controlador central de comunicação modular 203 através de um número de padrões ou protocolos de comunicação sem fio e com fio, incluindo, mas não se limitando a, Wi-Fi (família IEEE 802.11), WiMAX
(família IEEE 802.16), IEEE 802.20, evolução de longo prazo (LTE, "long-term evolution"), e Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, e derivados de Ethernet dos mesmos, bem como quaisquer outros protocolos sem fio e com fio que são designados como 3G, 4G, 5G, e além. O módulo de computação pode incluir uma pluralidade de módulos de comunicação. Por exemplo, um primeiro módulo de comunicação pode ser dedicado a comunicações sem fio de curto alcance como Wi-Fi e Bluetooth, e um segundo módulo de comunicação pode ser dedicado a comunicações sem fio de alcance mais longo como GPS, EDGE, GPRS, CDMA, WiMAX, LTE, Ev-DO, e outros.
[00261] O controlador central de comunicação modular 203 pode servir como uma conexão central para um ou todos os dispositivos 1a a 1n/2a a 2m de centro cirúrgico e lida com um tipo de dados conhecido como quadros. Os quadros transportam os dados gerados pelos dispositivos 1a a 1n/2a a 2m. Quando um quadro é recebido pelo controlador central de comunicação modular 203, ele é amplificado e transmitido para o roteador de rede 211, que transfere os dados para os recursos de computação em nuvem com o uso de uma série de padrões ou protocolos de comunicação sem fio ou com fio, conforme descrito na presente invenção.
[00262] O controlador central de comunicação modular 203 pode ser usado como um dispositivo independente ou ser conectado a controladores centrais de rede compatíveis e chaves de rede para formar uma rede maior. O controlador central de comunicação modular 203 é, de modo geral, fácil de instalar, configurar e manter, fazendo dele uma boa opção para a rede dos dispositivos 1a a 1hn/2a a 2m do centro cirúrgico.
[00263] A Figura 33 ilustra um sistema cirúrgico interativo, implementado por computador 200. O sistema cirúrgico interativo implementado por computador 200 é similar em muitos aspectos ao sistema cirúrgico interativo, implementado por computador 100. Por exemplo, o sistema cirúrgico, interativo, implementado por computador 200 inclui um ou mais sistemas cirúrgicos 202, que são similares em muitos aspectos aos sistemas cirúrgicos 102. Cada sistema cirúrgico 202 inclui ao menos um controlador cirúrgico central 206 em comunicação com uma nuvem 204 que pode incluir um servidor remoto
213. Em um aspecto, o sistema cirúrgico interativo implementado por computador 200 compreende uma torre de controle modular 236 conectada a múltiplos dispositivos de centro cirúrgico como, por exemplo, instrumentos cirúrgicos inteligentes, robôs e outros dispositivos computadorizados situados no centro cirúrgico. Conforme mostrado na Figura 34, a torre de controle modular 236 compreende um controlador central de comunicação modular 203 acoplado a um sistema de computador 210. Conforme ilustrado no exemplo da Figura 33, a torre de controle modular 236 é acoplada a um módulo de imageamento 238 que é acoplado a um endoscópio 239, um módulo gerador 240 que é acoplado a um dispositivo de energia 241, um módulo de evacuação de fumaça 226, um módulo de sucção/irrigação 228, um módulo de comunicação 230, um módulo processador 232, uma matriz de armazenamento 234, um dispositivo/instrumento inteligente 235 opcionalmente acoplado a uma tela 237 e um módulo de sensor sem contato 242. Os dispositivos do centro cirúrgico estão acoplados aos recursos de computação em nuvem e ao armazenamento de dados através da torre de controle modular 236. O controlador central robótico 222 também pode ser conectado à torre de controle modular 236 e aos recursos de computação em nuvem. Os dispositivos/Instrumentos 235, sistemas de visualização 208, entre outros, podem ser acoplados à torre de controle modular 236 por meio de padrões ou protocoles de comunicação com fio ou sem fio,
conforme descrito na presente invenção. A torre de controle modular 236 pode ser acoplada a uma tela do controlador central 215 (por exemplo, monitor, tela) para mostrar e sobrepor imagens recebidas do módulo de imageamento, tela do dispositivo/instrumento e/ou outros sistemas de visualização 208. A tela do controlador central também pode mostrar os dados recebidos dos dispositivos conectados à torre de controle modular em conjunto com imagens e imagens sobrepostas.
[00264] A Figura 34 ilustra um controlador cirúrgico central 206 que compreende uma pluralidade de módulos acoplados à torre de controle modular 236. A torre de controle modular 236 compreende um controlador central de comunicação modular 203, por exemplo, um dispositivo de conectividade de rede, e um sistema de computador 210 para fornecer processamento, visualização, e da imageamento locais, por exemplo. Conforme mostrado na Figura 34, o controlador central de comunicação modular 203 pode ser conectado em uma configuração em camadas para expandir o número de módulos (por exemplo, dispositivos) que podem ser conectados ao controlador central de comunicação modular 203 e transferir dados associados com os módulos ao sistema de computador 210, recursos de computação em nuvem, ou ambos. Conforme mostrado na Figura 34, cada um dos controladores centrais/chaves de rede no controlador central de comunicação modular 203 inclui três portas a jusante e uma porta a montante. O controlador central/chave de rede a montante é conectado a um processador para fornecer uma conexão de comunicação com a recursos de computação em nuvem e uma tela local 217. À comunicação com a nuvem 204 pode ser feita através de um canal de comunicação com fio ou sem fio.
[00265] O controlador cirúrgico central 206 emprega um módulo de sensor sem contato 242 para medir as dimensões do centro cirúrgico e gerar um mapa do centro cirúrgico com o uso de dispositivos de medição sem contato do tipo laser ou ultrassônico. Um módulo de sensor sem contato baseado em ultrassom escaneia o centro cirúrgico transmitindo uma rajada de ultrassom e recebendo o eco quando este ricocheteia nas paredes circundantes de um centro cirúrgico, conforme descrito sob o título "Surgical Hub Spatial Awareness Within an Operating Room" no pedido de patente provisório US nº de série 62/611.341, intitulado INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, depositado em 28 de dezembro 2017, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade, no qual o módulo de sensor é configurado para determinar o tamanho do centro cirúrgico e ajustar os limites da distância de emparelhamento com Bluetooth. Um módulo de sensor sem contato baseado em laser escaneia o centro cirúrgico transmitindo pulsos de luz laser, recebendo pulsos de luz laser que saltam das paredes do perímetro do centro cirúrgico, e comparando a fase do pulso transmitido ao pulso recebido para determinar o tamanho do centro cirúrgico e para ajustar os limites de distância de emparelhamento com Bluetooth, por exemplo.
[00266] Osistema de computador 210 compreende um processador 244 e uma interface de rede 245. O processador 244 é acoplado a um módulo de comunicação 247, armazenamento 248, memória 249, memória não volátil 250, e interface de entrada/ saída 251 através de um barramento de sistema. O barramento do sistema pode ser qualquer um dos vários tipos de estruturas de barramento, incluindo o barramento de memória ou controlador de memória, um barramento periférico ou barramento externo, e/ou barramento local que usa qualquer variedade de arquiteturas de barramento disponíveis incluindo, mas não se limitando a, barramento de 9 bits, arquitetura de padrão industrial (ISA), Micro-Charmel Architecture (MSA), ISA extendida (EISA), Eletrônica de drives inteligentes (IDE), barramento local VESA (VLB), Interconexão de componentes periféricos (PCI), USB, porta gráfica acelerada (AGP),
barramento de PCMCIA (Associação internacional de cartões de memória para computadores pessoais, "Personal Computer Memory Card International Association"), Interface de sistemas para pequenos computadores (SCSI), ou qualquer outro barramento proprietário.
[00267] O processador 244 pode ser qualquer processador de núcleo único ou de múltiplos núcleos, como aqueles conhecidos sob o nome comercial de ARM Cortex disponível junto à Texas Instruments. Em um aspecto, o processador pode ser um núcleo processador Cortex-M4F LM4F230H5QR ARM, disponível junto à Texas Instruments, por exemplo, que compreende uma memória integrada de memória flash de ciclo único de 256 KB, ou outra memória não volátil, até 40 MHz, um buffer de pré-busca para otimizar o desempenho acima de 40 MHz, uma memória de acesso aleatório serial de ciclo único de 32 KB (SRAM), uma memória somente de leitura interna (ROM) carregada com o programa StellarisWareGO, memória somente de leitura programável e apagável eletricamente (EEPROM) de 2 KB, um ou mais módulos de modulação por largura de pulso (PWM), um ou mais análogos de entradas de codificador de quadratura (QEI), um ou mais conversores analógico-digitais (ADC) de 12 bits com 12 canais de entrada analógica, cujos detalhes estão disponíveis na folha de dados do produto.
[00268] Em um aspecto, o processador 244 pode compreender um controlador de segurança que compreende duas famílias com base em controlador, como TMS570 e RM4x, conhecidas sob o nome comercial de Hercules ARM Cortex R4, também pela Texas Instruments. O controlador de segurança pode ser configurado especificamente para as aplicações críticas de segurança IEC 61508 e ISO 26262, dentre outras, para fornecer recursos avançados de segurança integrada enquanto fornece desempenho, conectividade e opções de memória escalonáveis.
[00269] A memória de sistema inclui memória volátil e memória não volátil. O sistema básico de entrada/saída (BIOS), contendo as rotinas básicas para transferir informações entre elementos dentro do sistema de computador, como durante a partida, é armazenado em memória não volátil. Por exemplo, a memória não volátil pode incluir ROM, ROM programável (PROM), ROM eletricamente programável (EPROM), EEPROM ou memória flash. A memória volátil inclui memória de acesso aleatório (RAM), que atua como memória cache externo. Além disso, a RAM está disponível em muitas formas como SRAM, RAM dinâmica (DRAM), DRAM síncrona (SDRAM), SDRAM taxa de dados dobrada (DDR SDRAM), SDRAM aperfeiçoada (ESDRAM), Synchlink DRAM (SLDRAM), e RAM direta Rambus RAM (DRRAM).
[00270] O sistema de computador 210 inclui também mídia de armazenamento de computador removível/não removível, volátil/não voláti, como, por exemplo, armazenamento de disco O armazenamento de disco inclui, mas não se limita a, dispositivos como uma unidade de disco magnético, unidade de disco flexível, acionador de fita, acionador Jaz, acionador Zip, acionador LS-60, cartão de memória flash ou memória stick (pen-drive). Além disso, o disco de armazenamento pode incluir mídias de armazenamento separadamente ou em combinação com outras mídias de armazenamento incluindo, mas não se limitam a, uma unidade de disco óptico como um dispositivo ROM de disco compacto (CD-ROM) unidade de disco compacto gravável (CD-R Drive), unidade de disco compacto regravável (CD-RW drive), ou uma unidade ROM de disco digital versátil (DVD-ROM). Para facilitar a conexão dos dispositivos de armazenamento de disco com o barramento de sistema, uma interface removível ou não removível pode ser usada.
[00271] É para ser entendido que o sistema de computador 210 inclui um software que age como intermediário entre os usuários e os recursos básicos do computador descritos em um ambiente operacional adequado. Tal software inclui um sistema operacional. O sistema operacional, que pode ser armazenado no armazenamento de disco, atua para controlar e alocar recursos do sistema de computador. As aplicações de sistemas se beneficiam dos recursos de gerenciamento pelo sistema operacional através de módulos de programa e “dados de programa armazenadas na memória do sistema ou no disco de armazenamento. É para ser entendido que vários componentes descritos na presente invenção podem ser implementados com vários sistemas operacionais ou combinações de sistemas operacionais.
[00272] Um usuário insere comandos ou informações no sistema de computador 210 através do(s) dispositivo(s) de entrada acoplado(s) à interface 1I/O 251. Os dispositivos de entrada incluem, mas não se limitam a, um dispositivo apontador como um mouse, trackball, stylus, touchpad, teclado, microfone, joystick, bloco de jogo, placa de satélite, escâner, cartão sintonizador de TV, câmera digital, câmera de vídeo digital, câmera de web, e similares. Esses e outros dispositivos de entrada se conectam ao processador através do barramento de sistema através da(s) porta(s) de interface. As portas de interface incluem, por exemplo, uma porta em série, uma porta paralela, uma porta de jogo e um USB. Os dispositivos de saída usam alguns dos mesmos tipos de portas que os dispositivos de entrada. Dessa forma, por exemplo, uma porta USB pode ser usada para fornecer entrada ao sistema de computador e para fornecer informações do sistema de computador para um dispositivo de saída. Um adaptador de saída é fornecido para ilustrar que existem alguns dispositivos de saída como monitores, telas, alto-falantes, e impressoras, entre outros dispositivos de saída, que precisam de adaptadores especiais. Os adaptadores de saída incluem, a título de Ilustração e não de limitação, cartões de vídeo e som que fornecem um meio de conexão entre o dispositivo de saída e o barramento de sistema. Deve ser observado que outros dispositivos e/ou sistemas de dispositivos, como computadores remotos, fornecem capacidades de entrada e de saída.
[00273] Osistema de computador 210 pode operar em um ambiente em rede com o uso de conexões lógicas com um ou mais computadores remotos, como os computadores em nuvem, ou os computadores locais. Os computadores remotos em nuvem podem ser um computador pessoal, servidor, roteador, computador pessoal de rede, estação de trabalho, aparelho baseado em microprocessador, dispositivo de pares, ou outro nó de rede comum, e similares, e tipicamente incluem muitos ou todos os elementos descritos em relação ao sistema de computador. Para fins de brevidade, apenas um dispositivo de armazenamento de memória é ilustrado com o computador remoto. Os computadores remotos são logicamente conectados ao sistema de computador através de uma interface de rede e então fisicamente conectados através de uma conexão de comunicação. A interface de rede abrange redes de comunicação como redes de áreas locais (LANs) e redes de áreas amplas (WANs). As tecnologias LAN incluem interface de dados distribuída por fibra (FDDI), interface de dados distribuídos por cobre (CDDI), Ethernet/IEEE 802,3, anel de Token/IEEE 802,5 e similares. As tecnologias WAN incluem, mas não se limitam a, links de ponto a ponto, redes de comutação de circuito como redes digitais de serviços integrados (ISDN) e variações nos mesmos, redes de comutação de pacotes e linhas digitas de assinante (DSL).
[00274] Em vários aspectos, o sistema de computador 210 da Figura 34, o módulo de imageamento 238 e/ou o sistema de visualização 208, e/ou o módulo processador 232 das Figuras 9 e 10, podem compreender um processador de imagem, motor de processamento de imagem, processador de mídia, ou qualquer processador de sinal digital (PSD) especializado usado para o processamento de imagens digitais. O processador de imagem pode empregar computação paralela com tecnologias de instrução única de múltiplos dados (SIMD) ou de múltiplas instruções de múltiplos dados (MIMD) para aumentar a velocidade e a eficiência. O motor de processamento de imagem digital pode executar uma série de tarefas. O processador de imagem pode ser um sistema em um circuito integrado com arquitetura de processador de múltiplos núcleos.
[00275] As conexões de comunicação referem-se ao hardware/software usado para conectar a interface de rede ao barramento. Embora a conexão de comunicação seja mostrada para clareza ilustrativa dentro do sistema de computador, ela também pode ser externa ao sistema de computador 210. O hardware/software necessário para a ligação à interface de rede inclui, apenas para fins ilustrativos, tecnologias internas e externas como modems, incluindo modems de série de telefone regulares, modems de cabo e modems DSL, adaptadores de ISDN e cartões Ethernet.
[00276] A Figura 35 ilustra um diagrama de blocos funcionais de um aspecto de um dispositivo de controlador central de rede USB 300, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. No aspecto ilustrado, o dispositivo de controlador central de rede USB 300 usa um controlador central de circuito integrado TUSB2036 disponível junto à Texas Instrumentos. O controlador central de rede USB 300 é um dispositivo CMOS que fornece uma porta de transceptor USB a montante 302? e até três portas de transceptor USB a jusante 304, 306, 308 em conformidade com a especificação USB 2,0. A porta de transceptor USB a montante 302 é uma porta-raiz de dados diferenciais que compreende uma entrada de dados diferenciais "menos" (DMO) emparelhada com uma entrada de dados diferenciais "mais" (DPO). As três portas do transceptor USB a jusante 304, 306, 308 são portas de dados diferenciais, sendo que cada porta inclui saídas de dados diferenciais "mais" (DP1-DP3) emparelhadas com saídas de dados diferenciais "menos" (DM1-DM3).
[00277] O dispositivo de controlador central de rede USB 300 é implementado com uma máquina de estado digital em vez de um microcontrolador, e nenhuma programação de firmware é necessária. Transceptores USB totalmente maleáveis são integrados ao circuito para a porta do transceptor USB a montante 302 e a todas as portas de transceptor USB a jusante 304, 306, 308. As portas de transceptor USB a jusante 304, 306, 308 suportam tanto os dispositivos de velocidade total como de baixa velocidade mediante a configuração automática da taxa de varredura de acordo com a velocidade do dispositivo fixado às portas. O dispositivo de controlador central de rede USB 300 pode ser configurado em modo alimentado por barramento ou autoalimentado e inclui uma lógica de energia central 312 para gerenciar a potência.
[00278] O dispositivo de controlador central de rede USB 300 inclui um motor de interface serial 310 (SIE). O SIE 310 é a extremidade frontal do hardware do controlador central de rede USB 300 e processa a maior parte do protocolo descrito no capítulo 8 da especificação USB. O SIE 310 tipicamente compreende a sinalização até o nível da transação. As funções que ele maneja poderiam incluir: reconhecimento de pacote, sequenciamento de transação, detecção/geração de sinais SOP, EOP, RESET, e RESUME, separação de clock/dados, codificação/descodificação de dados não retorno ao zero invertido (NRZI), geração e verificação de CRC (token e dados), geração e verificação/descodificação de pacote ID (PID), e/ou conversão serial- paralelo/paralelo-serial. O 310 recebe uma entrada de clock 314 e é acoplado a um circuito lógico de suspensão/retomada e de temporizador de quadro 316 e a um circuito repetidor do controlador central 318 para controlar a comunicação entre a porta do transceptor USB a montante 302 e as portas do transceptor USB a jusante 304, 306, 308 através dos circuitos lógicos das portas 320, 322, 324. O SIE 310 é acoplado a um decodificador de comando 326 através da interface lógica para controlar os comandos de uma EEPROM serial através de uma interface de EEPROM serial 330.
[00279] Em vários aspectos, o controlador central de rede USB 300 pode conectar 127 as funções configuradas em até seis camadas (níveis) lógicas a um único computador. Além disso, o controlador central de rede USB 300 pode conectar todos os periféricos com o uso de um cabo de quatro fios padronizado que fornece tanto comunicação como distribuição de potência. As configurações de potência são modos alimentados por barramento e autoalimentados. O controlador central de rede USB 300 pode ser configurado para suportar quatro modos de gerenciamento de potência: um controlador central alimentado por barramento, com gerenciamento de potência de porta individual ou gerenciamento de potência de portas agrupadas, e o controlador central autoalimentado, com gerenciamento de potência de porta individual ou gerenciamento de potência de portas agrupadas. Em um aspecto, com o uso de um cabo USB, o controlador central de rede de USB 300, a porta de transceptor USB a montante 302 é plugada em um controlador hospedeiro USB, e as portas de transceptor USB a jusante 304, 306, 308 são expostas para conectar dispositivos compatíveis com USB, e assim por diante. Hardware do instrumento cirúrgico
[00280] A Figura 36 ilustra um diagrama lógico de um sistema de controle 470 de um instrumento ou ferramenta cirúrgica, de acordo com um ou mais aspectos da presente divulgação. O sistema 470 compreende um circuito de controle. O circuito de controle inclui um microcontrolador 461 que compreende um processador 462 e uma memória 468. Um ou mais dos sensores 472, 474, 476, por exemplo, fornecem retroinformação em tempo real para o processador 462. Um motor 482, acionado por um acionador do motor 492, acopla operacionalmente um membro de deslocamento longitudinalmente móvel para acionar o elemento de faca da viga com perfil em |. Um sistema de rastreamento 480 é configurado para determinar a posição do membro de deslocamento longitudinalmente móvel. As informações de posição são fornecidas ao processador 462, que pode ser programado ou configurado para determinar a posição do membro de acionamento longitudinalmente móvel, bem como a posição de um membro de disparo, uma barra de disparo e um elemento de faca de viga com perfil em |. Motores adicionais podem ser fornecidos na interface do acionador de instrumento para controlar o disparo da viga com perfil em |, o deslocamento do tubo de fechamento, a rotação do eixo de acionamento e a articulação. Uma tela 473 exibe uma variedade de condições de operação dos instrumentos e pode incluir funcionalidade de tela sensível ao toque para entrada de dados. As informações mostradas na tela 473 podem ser sobrepostas com imagens capturadas através de módulos de imageamento endoscópicos.
[00281] Em um aspecto, o microcontrolador 461 pode ser qualquer processador de núcleo único ou de múltiplos núcleos, como aqueles conhecidos sob o nome comercial de ARM Cortex disponível junto à Texas Instruments. Em um aspecto, o microcontrolador principal 461 pode ser um núcleo processador LM4F230H5QR ARM Cortex-M4F, disponível junto à Texas Instruments, por exemplo, que compreende uma memória integrada de memória flash de ciclo único de 256 KB, ou outra memória não volátil, de até 40 MHz, um buffer de pré-busca para otimizar o desempenho acima de 40 MHz, uma memória de acesso aleatório serial de ciclo único de 32 KB (SRAM), uma memória somente de leitura interna (ROM) carregada com o programa StellarisWareO, memória somente de leitura programável e apagável eletricamente (EEPROM) de 2 KB, um ou mais módulos de modulação por largura de pulso (PWM), um ou mais análogos de entradas de codificador de quadratura (QEI), e/ou um ou mais conversores analógico-digitais (ADC) de 12 bits com 12 canais de entrada analógica, cujos detalhes estão disponíveis na folha de dados do produto.
[00282] Em um aspecto, o microcontrolador 461 pode compreender um controlador de segurança que compreende duas famílias baseadas em controlador, como TMS570 e RM4x, conhecidas sob o nome comercial de Hercules ARM Cortex R4, também disponíveis junto à Texas Instruments. O controlador de segurança pode ser configurado especificamente para as aplicações críticas de segurança IEC 61508 e ISO 26262, entre outras, para fornecer recursos integrados avançados de segurança enquanto fornece desempenho, conectividade e opções de memória escalonáveis.
[00283] O microcontrolador 461 pode ser programado para realizar várias funções, como o controle preciso da velocidade e da posição dos sistemas de articulação e faca. Em um aspecto, o microcontrolador 461 inclui um processador 462 e uma memória 468. O motor elétrico 482 pode ser um motor de corrente contínua (CC) com escovas com uma caixa de câmbio e conexões mecânicas com um sistema de articulação ou faca. Em um aspecto, um acionador de motor 492 pode ser um A3941 disponível junto à Allegro Microsystems, Inc. Outros acionadores de motor podem ser prontamente substituídos para uso no sistema de rastreamento 480 que compreende um sistema de posicionamento absoluto. Uma descrição detalhada de um sistema de posicionamento absoluto é feita na publicação de pedido de patente US nº 2017/0296213, intitulada
SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT, publicada em 19 de outubro de 2017, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade.
[00284] O microcontrolador 461 pode ser programado para fornecer controle preciso da velocidade e da posição dos membros de deslocamento e dos sistemas de articulação. O microcontrolador 461 pode ser configurado para computar uma resposta no software do microcontrolador 461. A resposta computada é comparada a uma resposta medida do sistema real para obter uma resposta "observada", que é usada para as decisões reais baseadas em retroalimentação. À resposta observada é um valor favorável e ajustado, que equilibra a natureza uniforme e contínua da resposta simulada com a resposta medida, o que pode detectar influências externas no sistema.
[00285] Em um aspecto, o motor 482 pode ser controlado pelo acionador de motor 492 e pode ser usado pelo sistema de disparo do instrumento ou ferramenta cirúrgica. Em várias formas, o motor 482 pode ser um motor de acionamento de corrente contínua com escovas, com uma velocidade de rotação máxima de aproximadamente 25.000 RPM. Em outras disposições, o motor 482 pode incluir um motor sem escovas, um motor sem fio, um motor síncrono, um motor de passo ou qualquer outro tipo de motor elétrico adequado. O acionador de motor 492 pode compreender um acionador de ponte H que compreende transístores de efeito de campo (FETs), por exemplo. O motor 482 pode ser alimentado por um conjunto de potência montado de modo liberável no conjunto de empunhadura ou no gabinete de ferramentas para fornecer energia de controle para o instrumento ou a ferramenta cirúrgica. O conjunto de potência pode compreender uma bateria que pode incluir várias células de bateria conectadas em série, que podem ser usadas como a fonte de potência para energizar o instrumento ou ferramenta cirúrgica. Em determinadas circunstâncias, as células de bateria do conjunto de alimentação podem ser substituíveis e/ou recarregáveis. Em ao menos um exemplo, as células de bateria podem ser baterias de íons de lítio que podem ser acopláveis e separáveis do conjunto de potência.
[00286] O acionador de motor 492 pode ser um A3941, disponível junto à Allegro Microsystems, Inc. O acionador 492 A3941 é um controlador em ponte completa para uso com transístores de efeito de campo de óxido de metal semicondutor (MOSFETs) de potência externa de canal N, especificamente projetados para cargas indutivas, como motores de corrente contínua com escovas. O acionador 492 compreende um regulador de bomba de carga exclusivo que fornece acionamento de porta completo (>10 V) para baterias com tensão de até 7 V e possibilita que o A3941 opere com um acionamento de porta reduzido, de até 5,5 V. Um capacitor de comando de entrada pode ser empregado para fornecer a tensão de suprimento de bateria acima necessária para os MOSFETs de canal N. Uma bomba de carga interna para o acionamento do lado de cima possibilita a operação em corrente contínua (100% ciclo de trabalho). A ponte completa pode ser acionada nos modos de queda rápida ou lenta usando diodos ou retificação sincronizada. No modo de queda lenta, a recirculação da corrente pode se dar por meio de FETs do lado de cima ou do lado de baixo. Os FETs de potência são protegidos do efeito shoot-through através de tempo ocioso ajustável pelo resistor. Os diagnósticos integrados fornecem indicação de subtensão, sobretemperatura e falhas na ponte de potência, podendo ser configurados para proteger os MOSFETs de potência na maioria das condições de curto-circuito. Outros acionadores de motor podem ser prontamente substituídos para uso no sistema de rastreamento 480 compreendendo um sistema de posicionamento absoluto.
[00287] Osistema de rastreamento 480 compreende uma disposição de circuito de acionamento de motor controlado que compreende um sensor de posição 472 de acordo com um aspecto da presente divulgação. O sensor de posição 472 para um sistema de posicionamento absoluto fornece um sinal de posição exclusivo que corresponde ao local de um membro de deslocamento.
Em um aspecto, o membro de deslocamento representa um membro de acionamento longitudinalmente móvel que compreende uma cremalheira de dentes de acionamento para engate engrenado com uma engrenagem de acionamento correspondente de um conjunto redutor de engrenagem.
Em outros aspectos, o membro de deslocamento representa o membro de disparo, que poderia ser adaptado e configurado para incluir uma cremalheira de dentes de acionamento.
Em ainda outro aspecto, o membro de deslocamento representa a barra de disparo ou a viga com perfil em |, cada uma das quais pode ser adaptada e configurada para incluir uma cremalheira de dentes de acionamento.
Consequentemente, como usado na presente invenção, o termo "membro de deslocamento" é usado genericamente para se referir a qualquer membro móvel da ferramenta ou instrumento cirúrgico, como o membro de acionamento, o membro de disparo, a barra de disparo, a viga com perfil em | ou qualquer elemento que possa ser deslocado.
Em um aspecto, o membro de acionamento longitudinalmente móvel é acoplado ao membro de disparo, à barra de disparo e à viga com perfil em |. Consequentemente, o sistema de posicionamento absoluto pode, com efeito, rastrear o deslocamento da viga com perfil em | mediante o rastreamento do deslocamento linear do membro de acionamento longitudinalmente móvel.
Em vários outros aspectos, o membro de deslocamento pode ser acoplado a qualquer sensor de posição 472 adequado para medir o deslocamento linear.
Dessa forma, o membro de acionamento longitudinalmente móvel, o membro de disparo, a barra de disparo ou a viga com perfil em |, ou combinações dos mesmos, podem ser acoplados a qualquer sensor de deslocamento linear adequado.
Os sensores de deslocamento linear podem incluir sensores de deslocamento de contato ou sem contato.
Sensores de deslocamento linear podem compreender transformadores lineares diferenciais variáveis (LVDT), transdutores diferenciais de relutância variável (DVRT), um potenciômetro deslizante, um sistema de detecção magnética que compreende um magneto móvel e uma série de sensores de efeito Hall linearmente dispostos, um sistema de detecção magnética que compreende um magneto fixo e uma série de sensores de efeito Hall móveis, dispostos linearmente, um sistema de detecção óptica que compreende uma fonte de luz móvel e uma série de fotodiodos ou fotodetectores linearmente dispostos, um sistema de detecção óptica que compreende uma fonte de luz fixa e uma série de fotodiodos ou fotodetectores móveis linearmente dispostos, ou qualquer combinação dos mesmos.
[00288] O motor elétrico 482 pode incluir um eixo de acionamento giratório, que faz interface de modo operacional com um conjunto de engrenagem, que está montado em engate de acoplamento com um conjunto ou cremalheira de dentes de acionamento no membro de acionamento. Um elemento sensor pode ser operacionalmente acoplado a um conjunto de engrenagem de modo que uma única revolução do elemento sensor de posição 472 corresponda à alguma translação longitudinal linear do membro de deslocamento. Uma disposição de engrenagens e sensores pode ser conectada ao atuador linear por meio de uma disposição de cremalheira e pinhão, ou de um atuador giratório, por meio de uma roda dentada ou outra conexão. Uma fonte de alimentação fornece energia para o sistema de posicionamento absoluto e um indicador de saída pode mostrar a saída do sistema de posicionamento absoluto. O membro de acionamento representa o membro de acionamento longitudinalmente móvel que compreende uma cremalheira de dentes de acionamento formada no mesmo para engate engrenado com uma engrenagem de acionamento correspondente do conjunto redutor de engrenagem. O membro de deslocamento representa o membro de disparo longitudinalmente móvel, a barra de disparo, a viga com perfil em | ou combinações dos mesmos.
[00289] Uma única revolução do elemento sensor associada ao sensor de posição 472 é equivalente a um deslocamento linear longitudinal d1 do membro de deslocamento, onde d1i representa a distância linear longitudinal pela qual o membro de deslocamento se move a partir do ponto "a" até o ponto "b" após uma única revolução do elemento sensor acoplado ao membro de deslocamento. A disposição do sensor pode ser conectada por meio de uma redução de engrenagem que resulta no sensor de posição 472 completando uma ou mais revoluções para o curso completo do membro de deslocamento. O sensor de posição 472 pode completar múltiplas revoluções para o curso completo do membro de deslocamento.
[00290] Uma série de chaves, onde n é um número inteiro maior que um, pode ser usada sozinha ou em combinação com uma redução de engrenagem para fornecer um sinal de posição exclusivo para mais de uma revolução do sensor de posição 472. O estado das chaves é transmitido de volta ao microcontrolador 461 que aplica uma lógica para determinar um sinal de posição exclusivo correspondente ao deslocamento linear longitudinal di + d2 + ... do do membro de deslocamento. A saída do sensor de posição 472 é fornecida ao microcontrolador 461. O sensor de posição 472 da disposição de sensor pode compreender um sensor magnético, um sensor giratório analógico, como um potenciômetro, ou uma série de elementos de efeito Hall analógicos, que emitem uma combinação única de sinais ou valores de posição.
[00291] O sensor de posição 472 pode compreender qualquer número de elementos de detecção magnética, como, por exemplo, sensores magnéticos classificados de acordo com sua medição do campo magnético total ou dos componentes vetoriais do campo magnético. As técnicas usadas para produzir ambos os tipos de sensores magnéticos abrangem muitos aspectos da física e da eletrônica. As tecnologias usadas para a detecção de campo magnético incluem fluxômetro, fluxo saturado, bombeamento óptico, precessão nuclear, SQUID, efeito Halli/ magnetorresistência anisotrópica, magnetorresistência — gigante, junções de túnel magnético, magnetoimpedância gigante, compostos magnetostritivos/piezoelétricos, magnetodiodo, transístor magnético, fibra óptica, magneto-óptica e sensores magnéticos baseados em sistemas microeletromecânicos, dentre outros.
[00292] Em um aspecto, o sensor de posição 472 para o sistema de rastreamento 480 que compreende um sistema de posicionamento absoluto compreende um sistema de posicionamento absoluto giratório magnético. O sensor de posição 472 pode ser implementado como um sensor de posição giratório, magnético, de circuito integrado único, ASSOSSEQFT, disponível junto à Austria Microsystems, AG. O sensor de posição 472 faz interface com o microcontrolador 461 para fornecer um sistema de posicionamento absoluto. O sensor de posição 472 é um componente de baixa tensão e baixa potência e inclui quatro elementos de efeito Hall em uma área do sensor de posição 472 localizada acima de um magneto. Um ADC de alta resolução e um controlador inteligente de gerenciamento de potência são também fornecidos no circuito integrado. Um processador CORDIC (computador digital para rotação de coordenadas), também conhecido como o método dígito por dígito e algoritmo de Volder, é fornecido para implementar um algoritmo simples e eficiente para calcular funções hiperbólicas e trigonométricas que exigem apenas operações de adição, subtração, deslocamento de bits e de pesquisa em tabela. A posição do ângulo, os bits de alarme e as informações de campo magnético são transmitidos através de uma interface de comunicação serial padrão, como uma interface periférica serial (SPI), para o microcontrolador 461. O sensor de posição 472 fornece 12 ou 14 bits de resolução. O sensor de posição 472 pode ser um circuito integrado ASS055 fornecido em uma pequena embalagem QFN de 16 pinos cuja medida corresponde a 4x4x0,85 mm.
[00293] Osistema de rastreamento 480 que compreende um sistema de posicionamento absoluto pode compreender e/ou ser programado para implementar um controlador de retroinformação, como um PID, retroinformação de estado, e controlador adaptável. Uma fonte de alimentação converte o sinal do controlador de retroinformação em uma entrada física para o sistema, nesse caso a tensão. Outros exemplos incluem uma PWM de tensão, corrente e força. Outro (s) sensor (es) podem ser fornecidos para medir os parâmetros do sistema físico além da posição medida pelo sensor de posição 472. Em alguns aspectos, o (s) outro (s) sensor (es) podem incluir disposições de sensor conforme aquelas descritas na patente US nº 9.345.481 intitulada STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM, concedida em 24 de maio de 2016, que está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade; publicação do pedido de patente US nº de série 2014/0263552, intitulado STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM, publicado em 18 de setembro de 2014, que está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade; e o pedido de patente US nº de série 15/628.175, intitulado TECHNIQUES FOR
ADAPTIVE CONTROL OF MOTOR VELOCITY OF A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT, depositado em 20 de junho de 2017, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade. Em um sistema de processamento de sinal digital, um sistema de posicionamento absoluto é acoplado a um sistema de captura de dados digitais onde a saída do sistema de posicionamento absoluto terá uma resolução e frequência de amostragem finitas. O sistema de posicionamento absoluto pode compreender um circuito de comparação e combinação para combinar uma resposta computada com uma resposta medida através do uso de algoritmos, como uma média ponderada e um laço de controle teórico, que acionam a resposta computada em direção à resposta medida. A resposta computada do sistema físico considera as propriedades como massa, inércia, atrito viscoso, resistência à indutância, etc., para prever, pelo conhecimento da entrada, quais serão os estados e saídas do sistema físico.
[00294] Osistema de posicionamento absoluto fornece uma posição absoluta do membro de deslocamento mediante a energização do instrumento sem retrair ou avançar o membro de deslocamento para uma posição de reinicialização (zero ou inicial), como pode ser necessário com codificadores giratórios convencionais que meramente contam o número de passos progressivos ou regressivos que o motor 482 percorreu para inferir a posição de um atuador de dispositivo, uma barra de acionamento, uma faca ou similares.
[00295] “Um sensor 474, como, por exemplo, um medidor de esforço ou um medidor de microesforço, é configurado para medir um ou mais parâmetros do atuador de extremidade, como, por exemplo, a amplitude do esforço exercido sobre a bigorna durante uma operação de preensão, que pode ser indicativa das forças de compressão aplicadas à bigorna. O esforço medido é convertido em um sinal digital e fornecido ao processador 462. Alternativamente, ou além do sensor 474, um sensor 476, como, por exemplo, um sensor de carga, pode medir a força de fechamento aplicada pelo sistema de acionamento de fechamento à bigorna. O sensor 476, como, por exemplo, um sensor de carga, pode medir a força de disparo aplicada a uma viga com perfil em | em um curso de disparo do instrumento ou ferramenta cirúrgica. A viga com perfil em | é configurada para engatar um deslizador em cunha, que é configurado para mover para cima os acionadores de grampos para forçar os grampos a se deformarem em contato com uma bigorna. À viga com perfil em | inclui um gume cortante afiado que pode ser utilizado para separar tecido, à medida que a viga com perfil em | é avançada distalmente pela barra de disparo. Alternativamente, um sensor de corrente 478 pode ser utilizado para medir a corrente drenada pelo motor 482. A força necessária para avançar o membro de disparo pode corresponder à corrente drenada pelo motor 482, por exemplo. A força medida é convertida em um sinal digital e fornecida ao processador 462.
[00296] Em uma forma, um sensor do medidor de esforço 474 pode ser usado para medir a força aplicada ao tecido pelo atuador de extremidade. Um medidor de esforço pode ser acoplado ao atuador de extremidade para medir a força aplicada ao tecido que está sendo tratado pelo atuador de extremidade. Um sistema para medir as forças aplicadas ao tecido preso pelo atuador de extremidade compreende um sensor do medidor de esforço 474, como, por exemplo, um medidor de microesforço, que é configurado para medir um ou mais parâmetros do atuador de extremidade, por exemplo. Em um aspecto, o sensor de medidor de esforço 474 pode medir a amplitude ou a magnitude do esforço exercido sobre um membro de garra de um atuador de extremidade durante uma operação de preensão, que pode ser indicativa da compressão do tecido. O esforço medido é convertido em um sinal digital e fornecido ao processador 462 de um microcontrolador
461. Um sensor de carga 476 pode medir a força usada para operar o elemento de faca, por exemplo, para cortar o tecido capturado entre a bigorna e o cartucho de grampos. Um sensor de campo magnético pode ser usado para medir a espessura do tecido capturado. A medição do sensor de campo magnético também pode ser convertida em um sinal digital e fornecida ao processador 462.
[00297] As medições de compressão do tecido, da espessura do tecido e/ou da força necessária para fechar o atuador de extremidade no tecido, conforme respectivamente medido pelos sensores 474, 476, podem ser usadas pelo microcontrolador 461 para caracterizar a posição selecionada do membro de disparo e/ou o valor correspondente da velocidade do membro de disparo. Em um caso, uma memória 468 pode armazenar uma técnica, uma equação e/ou uma tabela de consulta que pode ser usada pelo microcontrolador 461 na avaliação.
[00298] O sistema de controle 470 do instrumento ou ferramenta cirúrgica também pode compreender circuitos de comunicação com fio ou sem fio para comunicação com o controlador central de comunicação modular mostrado nas Figuras 8 a 11.
[00299] A Figura 37 ilustra um circuito de controle 500 configurado para controlar aspectos do instrumento ou ferramenta cirúrgica de acordo com um aspecto da presente divulgação. O circuito de controle 500 pode ser configurado para implementar vários processos aqui descritos. O circuito de controle 500 pode compreender um microcontrolador que compreende um ou mais processadores 502 (por exemplo, microprocessador, microcontrolador) acoplados a ao menos um circuito de memória 504. O circuito de memória 504 armazena instruções executáveis em máquina que, quando executadas pelo processador 502, fazem com que o processador 502 execute instruções de máquina para implementar vários processos aqui descritos. O processador 502 pode ser qualquer um dentre vários processadores de núcleo único ou de múltiplos núcleos conhecidos na técnica. O circuito de memória 504 pode compreender mídias de armazenamento voláteis e não voláteis. O processador 502 pode incluir uma unidade de processamento de instruções 506 e uma unidade aritmética 508. A unidade de processamento de instruções pode ser configurada para receber instruções a partir do circuito de memória 504 da presente divulgação.
[00300] A Figura 38 ilustra um circuito lógico combinacional 510 configurado para controlar aspectos do instrumento ou da ferramenta cirúrgica de acordo com um aspecto da presente divulgação. O circuito lógico combinacional 510 pode ser configurado para implementar vários processos aqui descritos. O circuito lógico combinacional 510 pode compreender uma máquina de estado finito que compreende uma lógica combinacional 512 configurada para receber dados associados ao instrumento ou ferramenta cirúrgica em uma entrada 514, processar os dados pela lógica combinacional 512 e fornecer uma saída 516.
[00301] A Figura 39 ilustra um circuito lógico sequencial 520 configurado para controlar aspectos do instrumento ou da ferramenta cirúrgica de acordo com um aspecto da presente divulgação. O circuito lógico sequencial 520 ou a lógica combinacional 522 pode ser configurado para implementar o processo aqui descrito. O circuito lógico sequencial 520 pode compreender uma máquina de estados finitos. O circuito lógico sequencial 520 pode compreender uma lógica combinacional 522, ao menos um circuito de memória 524 e um clock 529, por exemplo. O ao menos um circuito de memória 524 pode armazenar um estado atual da máquina de estados finitos. Em certos casos, o circuito lógico sequencial 520 pode ser síncrono ou assíncrono. A lógica combinacional 522 é configurada para receber dados associados ao instrumento ou ferramenta cirúrgica a partir de uma entrada 526, processar os dados pela lógica combinacional 522, e fornecer uma saída 528. Em outros aspectos, o circuito pode compreender uma combinação de um processador (por exemplo, processador 502, Figura 37) e uma máquina de estados finitos para implementar vários processos da presente invenção. Em outros aspectos, a máquina de estados finitos pode compreender uma combinação de um circuito lógico combinacional (por exemplo, um circuito lógico combinacional 510, Figura 38) e do circuito lógico sequencial 520.
[00302] A Figura 40 ilustra um instrumento ou ferramenta cirúrgica que compreende uma pluralidade de motores que podem ser ativados para executar várias funções. Em certos casos, um primeiro motor pode ser ativado para executar uma primeira função, um segundo motor pode ser ativado para executar uma segunda função, um terceiro motor pode ser ativado para executar uma terceira função, um quarto motor pode ser ativado para executar uma quarta função, e assim por diante. Em certos casos, a pluralidade de motores do instrumento cirúrgico robótico 600 pode ser individualmente ativada para causar movimentos de disparo, fechamento, e/ou articulação no atuador de extremidade. Os movimentos de disparo, fechamento e/ou articulação podem ser transmitidos ao atuador de extremidade através de um conjunto de eixo de acionamento, por exemplo.
[00303] Em certos casos, o sistema de instrumento ou ferramenta cirúrgica pode incluir um motor de disparo 602. O motor de disparo 602 pode ser operacionalmente acoplado a um conjunto de acionamento do motor de disparo 604, o qual pode ser configurado para transmitir movimentos de disparo, gerados pelo motor 602 ao atuador de extremidade, particularmente para deslocar o elemento de viga com perfil em |. Em certos casos, os movimentos de disparo gerados pelo motor 602 podem fazer com que os grampos sejam implantados a partir do cartucho de grampos no tecido capturado pelo atuador de extremidade e/ou o gume cortante do elemento de viga com perfil em | seja avançado para cortar o tecido capturado, por exemplo. O elemento de viga com perfil em | pode ser retraído invertendo-se a direção do motor 602.
[00304] Em certos casos, o instrumento ou ferramenta cirúrgica pode incluir um motor de fechamento 603. O motor de fechamento 603 pode ser operacionalmente acoplado a um conjunto de acionamento do motor de fechamento 605 que pode ser configurado para transmitir movimentos de fechamento, gerados pelo motor 603 ao atuador de extremidade, particularmente para deslocar um tubo de fechamento para fechar a bigorna e comprimir o tecido entre a bigorna e o cartucho de grampos. Os movimentos de fechamento podem levar o atuador de extremidade a fazer a transição de uma configuração aberta para uma configuração aproximada para capturar o tecido, por exemplo. O atuador de extremidade pode ser transicionado para uma posição aberta invertendo-se a direção do motor 603.
[00305] Em certos casos, o instrumento ou ferramenta cirúrgica pode incluir um ou mais motores de articulação 606a, 606b, por exemplo. Os motores 606a, 606b podem ser operacionalmente acoplados aos conjuntos de acionamento do motor de articulação 608a, 608b, que podem ser configurados para transmitir movimentos de articulação gerados pelos motores 606a, 606b ao atuador de extremidade. Em certos casos, os movimentos de articulação podem fazer com que o atuador de extremidade seja articulado em relação ao eixo de acionamento, por exemplo.
[00306] Conforme descrito acima, o instrumento ou ferramenta cirúrgica pode incluir uma pluralidade de motores que podem ser configurados para executar várias funções independentes. Em certos casos, a pluralidade de motores do instrumento ou ferramenta cirúrgica pode ser ativada individual ou separadamente para executar uma ou mais funções, enquanto outros motores permanecem inativos. Por exemplo, os motores de articulação 606a, 606b podem ser ativados para fazer com que o atuador de extremidade seja articulado, enquanto o motor de disparo 602 permanece inativo. Alternativamente, o motor de disparo 602 pode ser ativado para disparar a pluralidade de grampos, e/ou avançar o gume cortante, enquanto o motor de articulação 606 permanece inativo. Além disso, o motor de fechamento 603 pode ser ativado simultaneamente com o motor de disparo 602 para fazer com que o tubo de fechamento e o elemento de viga com perfil em | avancem distalmente, conforme descrito em mais detalhes mais adiante neste documento.
[00307] Em certos casos, o instrumento ou ferramenta cirúrgica pode incluir um módulo de controle comum 610 que pode ser usado com uma pluralidade de motores do instrumento ou ferramenta cirúrgica. Em certos casos, o módulo de controle comum 610 pode acomodar um dentre a pluralidade de motores de cada vez. Por exemplo, o módulo de controle comum 610 pode ser acoplável à e separável da pluralidade de motores do instrumento cirúrgico robótico individualmente. Em certos casos, uma pluralidade dos motores do instrumento ou ferramenta cirúrgica pode compartilhar um ou mais módulos de controle comuns, como o módulo de controle comum 610. Em certos casos, uma pluralidade de motores do instrumento ou ferramenta cirúrgica pode ser individualmente e seletivamente engatada ao módulo de controle comum 610. Em certos casos, o módulo de controle comum 610 pode ser seletivamente chaveado entre fazer interface com um dentre uma pluralidade de motores do instrumento ou ferramenta cirúrgica para fazer interface com um outro dentre a pluralidade de motores do instrumento ou ferramenta cirúrgica.
[00308] Emaomenos um exemplo, o módulo de controle comum 610 pode ser seletivamente chaveado entre o engate operacional com os motores de articulação 606a, 606B, e o engate operacional com o motor de disparo 602 ou o motor de fechamento 603. Em ao menos um exemplo, conforme ilustrado na Figura 40, uma chave 614 pode ser movida ou transicionada entre uma pluralidade de posições e/ou estados. Na primeira posição 616, a chave 614 pode acoplar eletricamente o módulo de controle comum 610 ao motor de disparo 602; em uma segunda posição 617, a chave 614 pode acoplar eletricamente o módulo de controle 610 ao motor de fechamento 603;
em uma terceira posição 618a, a chave 614 pode acoplar eletricamente o módulo de controle comum 610 ao primeiro motor de articulação 606a; e em uma quarta posição 618b, a chave 614 pode acoplar eletricamente o módulo de controle comum 610 ao segundo motor de articulação 606b, por exemplo. Em certos casos, módulos de controle comum 610 separados podem ser acoplados eletricamente ao motor de disparo 602, ao motor de fechamento 603, e aos motores de articulação 606a, 606b ao mesmo tempo. Em certos casos, a chave 614 pode ser uma chave mecânica, uma chave eletromecânica, uma chave em estado sólido ou qualquer mecanismo de chaveamento adequado.
[00309] Cada um dentre os motores 602, 603, 606a, 606b pode compreender um sensor de torque para medir o torque de saída no eixo de acionamento do motor. A força em um atuador de extremidade pode ser detectada de qualquer maneira convencional, como por meio de sensores de força nos lados exteriores das garras ou por um sensor de torque do motor que aciona as garras.
[00310] Em vários casos, conforme ilustrado na Figura 40, o módulo de controle comum 610 pode compreender um acionador de motor 626 que pode compreender um ou mais FETs H-Bridge. O acionador do motor 626 pode modular a energia transmitida a partir de uma fonte de alimentação 628 a um motor acoplado ao módulo de controle comum 610, com base em uma entrada proveniente de um microcontrolador 620 (o "controlador"), por exemplo. Em certos casos, o microcontrolador 620 pode ser usado para determinar a corrente drenada pelo motor, por exemplo, enquanto o motor está acoplado ao módulo de controle comum 610, conforme descrito acima.
[00311] Em certos exemplos, o microcontrolador 620 pode incluir um microprocessador 622 (o "processador") e uma ou mais mídias não transitórias legíveis por computador ou unidades de memória 624 (a "memória"). Em certos casos, a memória 624 pode armazenar várias instruções de programa que, quando executadas, podem fazer com que o processador 622 execute uma pluralidade de funções e/ou cálculos aqui descritos. Em certos casos, uma ou mais dentre as unidades de memória 624 podem ser acopladas ao processador 622, por exemplo.
[00312] Em certos casos, a fonte de alimentação 628 pode ser usada para fornecer energia ao microcontrolador 620, por exemplo. Em certos casos, a fonte de energia 628 pode compreender uma bateria (ou "pacote de bateria" ou "fonte de energia"), como uma bateria de íons de Li, por exemplo. Em certos casos, o pacote de bateria pode ser configurado para ser montado de modo liberável à empunhadura para fornecer energia ao instrumento cirúrgico 600. Várias células de bateria conectadas em série podem ser usadas como a fonte de energia 628. Em certos casos, a fonte de energia 628 pode ser substituível e/ou recarregável, por exemplo.
[00313] Em vários casos, o processador 622 pode controlar o acionador do motor 626 para controlar a posição, a direção de rotação e/ou a velocidade de um motor que está acoplado ao módulo de controle comum 610. Em certos casos, o processador 622 pode sinalizar ao acionador do motor 626 para parar e/ou desativar um motor que esteja acoplado ao módulo de controle comum 610. Deve-se compreender que o termo "processador", conforme usado aqui, inclui qualquer microprocessador, microcontrolador ou outro dispositivo de computação básica adequado que incorpora as funções de uma unidade de processamento central de computador (CPU) em um circuito integrado ou, no máximo, alguns circuitos integrados. O processador é um dispositivo programável multiuso que aceita dados digitais como entrada, que os processa de acordo com instruções armazenadas na sua memória, e fornece resultados como saída. Este é um exemplo de lógica digital sequencial, já que ele tem memória interna. Os processadores operam com base em números e símbolos representados no sistema binário de numerais.
[00314] Em um exemplo, o processador 622 pode ser qualquer processador de núcleo único ou de múltiplos núcleos, como aqueles conhecidos pelo nome comercial de ARM Cortex da Texas Instruments. Em certos casos, o microcontrolador 620 pode ser um LM 4F230H50QR, disponível junto à Texas Instruments, por exemplo. Em ao menos um exemplo, o LM4F230H5QR é um núcleo processador ARM Cortex-M4F, disponível junto à Texas Instruments, que compreende uma memória integrada de memória flash de ciclo único de 256 KB, ou outra memória não volátil, de até 40 MHz, um buffer de pré-busca para otimizar o desempenho acima de 40 MHz, uma memória de acesso aleatório serial de ciclo único de 32 KB (SRAM), uma memória somente de leitura interna (ROM) carregada com o programa StellarisWareO, memória somente de leitura programável e apagável eletricamente (EEPROM) de 2 KB, um ou mais módulos de modulação por largura de pulso (PWM), um ou mais análogos de entradas de codificador de quadratura (QEI), e/ou um ou mais conversores analógico-digitais (ADC) de 12 bits com 12 canais de entrada analógica, entre outros recursos, que estão prontamente disponíveis na folha de dados do produto. Outros microcontroladores podem ser prontamente substituídos para uso com o módulo 4410. Consequentemente, a presente divulgação não deve ser limitada nesse contexto.
[00315] Em certos casos, a memória 624 pode incluir instruções de programa para controlar cada um dos motores do instrumento cirúrgico 600 que são acopláveis ao módulo de controle comum 610. Por exemplo, a memória 624 pode incluir instruções de programa para controlar o motor de disparo 602, o motor de fechamento 603 e os motores de articulação 606a, 606b. Tais instruções de programa podem fazer com que o processador 622 controle as funções de disparo,
fechamento e articulação de acordo com as entradas a partir dos algoritmos ou programas de controle do instrumento ou ferramenta cirúrgica.
[00316] Em certos casos, um ou mais mecanismos e/ou sensores como, por exemplo, sensores 630, podem ser empregados para alertar o processador 622 quanto às instruções de programa que devem ser usadas em uma configuração específica. Por exemplo, os sensores 630 podem alertar o processador 622 para usar as instruções de programa associadas ao disparo, fechamento e articulação do atuador de extremidade. Em certos casos, os sensores 630 podem compreender sensores de posição que podem ser empregados para detectar a posição da chave 614, por exemplo. Consequentemente, o processador 622 pode usar as instruções de programa associadas ao disparo da viga com perfil em | do atuador de extremidade mediante a detecção, através dos sensores 630, por exemplo, de que a chave 614 está na primeira posição 616; o processador 622 pode usar as instruções de programa associadas ao fechamento da bigorna mediante detecção, através dos sensores 630, por exemplo, de que a chave 614 está na segunda posição 617; e o processador 622 pode usar as instruções de programa associadas com a articulação do atuador de extremidade mediante a detecção através dos sensores 630, por exemplo, de que a chave 614 está na terceira ou quarta posição 618a, 618b.
[00317] A Figura41 é um diagrama esquemático de um instrumento cirúrgico robótico 700 configurado para operar uma ferramenta cirúrgica descrita aqui, de acordo com um aspecto da presente divulgação. O instrumento cirúrgico robótico 700 pode ser programado ou configurado para controlar a translação distal/proximal de um membro de deslocamento, o deslocamento distal/proximal de um tubo de fechamento, a rotação do eixo de acionamento, e articulação, quer com um único ou com múltiplos enlaces de acionamento de articulação. Em um aspecto, o instrumento cirúrgico 700 pode ser programado ou configurado para controlar individualmente um membro de disparo, um membro de fechamento, um membro de eixo de acionamento e/ou um ou mais membros de articulação. O instrumento cirúrgico 700 compreende um circuito de controle 710 configurado para controlar membros de disparo acionados por motor, membros de fechamento, membros de eixo de acionamento e/ou um ou mais membros de articulação.
[00318] Em um aspecto, o instrumento cirúrgico robótico 700 compreende um circuito de controle 710 configurado para controlar uma bigorna 716 e uma porção de viga com perfil em | 714 (incluindo um gume cortante afiado) de um atuador de extremidade 702, um cartucho de grampos 718 removível, um eixo de acionamento 740 e um ou mais membros de articulação 742a, 742b através de uma pluralidade de motores 704a a 704e. Um sensor de posição 734 pode ser configurado para fornecer retroinformação de posição da viga com perfil em 1714 ao circuito de controle 710. Outros sensores 738 podem ser configurados para fornecer retroinformação ao circuito de controle 710. Um temporizador/contador 731 fornece informações de temporização e contagem ao circuito de controle 710. Uma fonte de energia 712 pode ser fornecida para operar os motores 704a a 704e e um sensor de corrente 736 fornece retroinformação de corrente do motor ao circuito de controle 710. Os motores 704a a 704e podem ser operados individualmente pelo circuito de controle 710 em um controle de retroinformação de circuito aberto ou circuito fechado.
[00319] Em um aspecto, o circuito de controle 710 pode compreender um ou mais microcontroladores, microprocessadores ou outros processadores adequados para executar instruções que fazem com que o processador ou processadores executem uma ou mais tarefas. Em um aspecto, um temporizador/contador 731 fornece um sinal de saída, como o tempo decorrido ou uma contagem digital, ao circuito de controle 710 para correlacionar a posição da viga com perfil em | 714, conforme determinado pelo sensor de posição 734, com a saída do temporizador/contador 731 de modo que o circuito de controle 710 possa determinar a posição da viga com perfil em | 714 em um momento específico (t) em relação a uma posição inicial ou o tempo (t) quando a viga com perfil em | 714 estiver em uma posição específica em relação a uma posição inicial. O temporizador/contador 731 pode ser configurado para medir o tempo decorrido, contar eventos externos, ou temporizar eventos externos.
[00320] Em um aspecto, o circuito de controle 710 pode ser programado para controlar funções do atuador de extremidade 702 com base em uma ou mais condições do tecido. O circuito de controle 710 pode ser programado para detectar direta ou indiretamente as condições do tecido, como espessura, conforme descrito aqui. O circuito de controle 710 pode ser programado para selecionar um programa de controle de disparo ou programa de controle de fechamento com base nas condições do tecido. Um programa de controle de disparo pode descrever o movimento distal do membro de deslocamento. Diferentes programas de controle de disparo podem ser selecionados para melhor tratar as diferentes condições do tecido. Por exemplo, quando um tecido mais espesso está presente, o circuito de controle 710 pode ser programado para transladar o membro de deslocamento a uma velocidade mais baixa e/ou com menor potência. Quando um tecido mais fino está presente, o circuito de controle 710 pode ser programado para transladar o membro de deslocamento a uma velocidade mais alta e/ou com maior potência. Um programa de controle de fechamento pode controlar a força de fechamento aplicada ao tecido pela bigorna 716. Outros programas de controle controlam a rotação do eixo de acionamento 740 e dos membros de articulação 742a, 742b.
[00321] Em um aspecto, o circuito de controle 710 pode gerar sinais de ponto de ajuste do motor. Os sinais de ponto de ajuste do motor podem ser fornecidos para vários controladores de motor 708a a 708e. Os controladores de motor 708a a 708e podem compreender um ou mais circuitos configurados para fornecer sinais de acionamento do motor para os motores 704a a 704e de modo a acionar os motores 704a a 704e, conforme descrito aqui. Em alguns exemplos, o motor 704a a 704e pode ser motores elétricos de corrente contínua com escovas. Por exemplo, a velocidade dos motores 704a a 704e pode ser proporcional aos respectivos sinais de acionamento do motor. Em alguns exemplos, os motores 704a a 704e podem ser motores elétricos CC sem escovas, e os respectivos sinais de acionamento do motor podem compreender um sinal PWM fornecido para um ou mais enrolamentos de estator dos motores 704a a 704e. Além disso, em alguns exemplos, os controladores de motor 708a a 708e podem ser omitidos e o circuito de controle 710 pode gerar diretamente os sinais de acionamento do motor.
[00322] Em um aspecto, o circuito de controle 710 pode operar inicialmente cada um dentre os motores /704a a 704e em uma configuração de circuito aberto para uma primeira porção de circuito aberto do curso do membro de deslocamento. Com base na resposta do instrumento cirúrgico robótico 700 durante a porção de circuito aberto do curso, o circuito de controle 710 pode selecionar um programa de controle de disparo em uma configuração de circuito fechado. À resposta do instrumento pode incluir uma tradução da distância do membro de deslocamento durante a porção de circuito aberto, um tempo decorrido durante a porção de circuito aberto, a energia fornecida a um dos motores 704a a 704e durante a porção de circuito aberto, uma soma de larguras de pulso de um sinal de acionamento de motor, etc. Após a porção de circuito aberto, o circuito de controle 710 pode implementar o programa de controle de disparo selecionado para uma segunda porção do curso do membro de deslocamento. Por exemplo, durante uma porção do curso de circuito fechado, o circuito de controle 710 pode modular um dos motores 704a a 704e com base na translação dos dados que descrevem uma posição do membro de deslocamento em circuito fechado para transladar o membro de deslocamento a uma velocidade constante.
[00323] Em um aspecto, os motores 704a a 704e podem receber energia de uma fonte de energia 712. A fonte de energia 712 pode ser uma fonte de energia CC acionada por uma fonte de alimentação de corrente principal alternada, uma bateria, um super capacitor, ou qualquer outra fonte de energia adequada. Os motores 704a a 704e podem ser mecanicamente acoplados a elementos mecânicos individuais móveis como a viga com perfil em | 714, a bigorna 716, o eixo de acionamento 740, a articulação 742a e a articulação 742b, através das respectivas transmissões 706a a 706e. As transmissões 706a a 706e podem incluir uma ou mais engrenagens ou outros componentes de ligação para acoplar os motores 704a a 704e aos elementos mecânicos móveis. Um sensor de posição 734 pode detectar uma posição da viga com perfil em | 714. O sensor de posição 734 pode ser ou pode incluir qualquer tipo de sensor que seja capaz de gerar dados de posição que indiquem uma posição da viga com perfil em |
714. Em alguns exemplos, o sensor de posição 734 pode incluir um codificador configurado para fornecer uma série de pulsos ao circuito de controle 710 conforme a viga com perfil em | 714 é transladada distal e proximalmente. O circuito de controle 710 pode rastrear os pulsos para determinar a posição da viga com perfil em | 714. Outros sensores de posição adequados podem ser usados, incluindo, por exemplo, um sensor de proximidade. Outros tipos de sensores de posição podem fornecer outros sinais que indiquem o movimento da viga com perfil em 1 714. Além disso, em alguns exemplos, o sensor de posição 734 pode ser omitido. Quando qualquer um dentre os motores 704a a 704e é um motor de passo, o circuito de controle 710 pode rastrear a posição do membro de fechamento 714 ao agregar o número e a orientação das etapas que o motor 704 foi instruído a executar. O sensor de posição 734 pode estar situado no atuador de extremidade 702 ou em qualquer outra porção do instrumento. As saídas de cada um dos motores 704a a 704e incluem um sensor de torque 744a a 744e para detectar força e possuem um codificador para detectar a rotação do eixo de acionamento.
[00324] Emum aspecto, o circuito de controle 710 é configurado para acionar um membro de disparo como a porção da viga com perfil em | 714 do atuador de extremidade 702. O circuito de controle 710 fornece um ponto de ajuste do motor para um controle do motor 708a, que fornece um sinal de acionamento para o motor 704a. O eixo de acionamento de saída do motor 704a é acoplado a um sensor de torque 744a. O sensor de torque 744a é acoplado a uma transmissão 706a que é acoplada à viga com perfil em 1 714. A transmissão 706a compreende elementos mecânicos móveis, como elementos rotativos, e um membro de disparo para controlar distal e proximalmente o movimento da viga com perfil em | 714 ao longo de um eixo geométrico longitudinal do atuador de extremidade 702. Em um aspecto, o motor 704a pode ser acoplado ao conjunto de engrenagem de faca, que inclui um conjunto de redução de engrenagem de faca que inclui uma primeira engrenagem de acionamento de faca e uma segunda engrenagem de acionamento de faca. Um sensor de torque 744a fornece um sinal de retroinformação da força de disparo para o circuito de controle 710. O sinal de força de disparo representa a força necessária para disparar ou deslocar a viga com perfil em | 714. Um sensor de posição 734 pode ser configurado para fornecer a posição da viga com perfil em 1714 ao longo do curso de disparo ou da posição do membro de disparo como um sinal de retroinformação ao circuito de controle 710. O atuador de extremidade 702 pode incluir sensores adicionais 738 configurados para fornecer sinais de retroinformação para o circuito de controle 710. Quando pronto para uso, o circuito de controle 710 pode fornecer um sinal de disparo ao controle do motor 708a. Em resposta ao sinal de disparo, o motor 704a pode acionar o membro de disparo distalmente ao longo do eixo geométrico longitudinal do atuador de extremidade 702 a partir de uma posição proximal inicial do curso para uma posição distal terminal do curso em relação à posição inicial de curso. À medida que o membro de disparo translada distalmente, uma viga com perfil em | 714, com um elemento de corte posicionado em uma extremidade distal, avança distalmente para cortar o tecido situado entre o cartucho de grampos 718 e a bigorna 716.
[00325] Emum aspecto, o circuito de controle 710 é configurado para acionar um membro de fechamento, como a porção da bigorna 716 do atuador de extremidade 702. O circuito de controle 710 fornece um ponto de ajuste do motor para um controle do motor 708b, que fornece um sinal de acionamento para o motor 704b. O eixo de acionamento de saída do motor 704b é acoplado a um sensor de torque 744b. O sensor de torque 744b é acoplado a uma transmissão 706b que é acoplada à bigorna 716. A transmissão 706b compreende elementos mecânicos móveis, como elementos rotativos e um membro de fechamento, para controlar o movimento da bigorna 716 entre as posições aberta e fechada. Em um aspecto, o motor 704b é acoplado a um conjunto de engrenagem de fechamento, que inclui um conjunto de engrenagem de redução de fechamento que é suportado em engate engrenado com a roda dentada de fechamento. O sensor de torque 744b fornece um sinal de retroinformação de força de fechamento para o circuito de controle
710. O sinal de retroinformação de força de fechamento representa a força de fechamento aplicada à bigorna 716. O sensor de posição 734 pode ser configurado para fornecer a posição do membro de fechamento como um sinal de retroinformação para o circuito de controle 710. Sensores adicionais 738 no atuador de extremidade 702 podem fornecer o sinal de retroinformação de força de fechamento para o circuito de controle 710. Uma bigorna pivotante 716 está posicionada na direção oposta ao cartucho de grampos 718. Quando pronto para uso, o circuito de controle 710 pode fornecer um sinal de fechamento ao controle do motor 708b. Em resposta ao sinal de fechamento, o motor 704b avança um membro de fechamento para prender o tecido entre a bigorna 716 e o cartucho de grampos 718.
[00326] Emum aspecto, o circuito de controle 710 é configurado para girar um membro de eixo de acionamento, como o eixo de acionamento 740, para girar o atuador de extremidade 702. O circuito de controle 710 fornece um ponto de ajuste do motor para um controle do motor 708c, que fornece um sinal de acionamento para o motor 704c. O eixo de acionamento de saída do motor 704c é acoplado a um sensor de torque 744c. O sensor de torque 744c é acoplado a uma transmissão 706c que é acoplada ao eixo de acionamento 740. A transmissão 706c compreende elementos mecânicos móveis, como elementos rotativos, para controlar a rotação do eixo de acionamento 740 no sentido horário ou no sentido anti-horário até e acima de 360º. Em um aspecto, o motor 704c é acoplado ao conjunto de transmissão giratório, que inclui um segmento de engrenagem de tubo que é formado sobre (ou fixado a) a extremidade proximal do tubo de fechamento proximal para engate operável por um conjunto de engrenagem rotacional que é operacionalmente suportado na placa de montagem de ferramenta. O sensor de torque 744c fornece um sinal de retroinformação de força de rotação para o circuito de controle 710. O sinal de retroinformação de força de fechamento representa a força de rotação aplicada ao eixo de acionamento 740. O sensor de posição 734 pode ser configurado para fornecer a posição do membro de fechamento como um sinal de retroinformação para o circuito de controle 710. Sensores adicionais 738, como um codificador de eixo de acionamento, podem fornecer a posição rotacional do eixo de acionamento 740 para o circuito de controle 710.
[00327] Emum aspecto, o circuito de controle 710 é configurado para articular o atuador de extremidade 702. O circuito de controle 710 fornece um ponto de ajuste do motor para um controle do motor 708d, que fornece um sinal de acionamento para o motor 704d. O eixo de acionamento de saída do motor 704d é acoplado a um sensor de torque 744d. O sensor de torque 744d é acoplado a uma transmissão 706d que é acoplada a um membro de articulação 742a. A transmissão 706d compreende elementos mecânicos móveis, como elementos de articulação, para controlar a articulação do atuador de extremidade 702 + 65º. Em um aspecto, o motor 704d é acoplada a uma porca de articulação, que é assentada de modo giratório sobre a porção de extremidade proximal da porção de coluna central distal e é acionada de modo giratória na mesma por um conjunto de engrenagem de articulação. O sensor de torque 744d fornece um sinal de retroinformação da força de articulação para o circuito de controle 710. O sinal de retroinformação da força de articulação representa a força de articulação aplicada ao atuador de extremidade 702. Os sensores 738, como um codificador de articulação, pode fornecer a posição de articulação do atuador de extremidade 702 para o circuito de controle
710.
[00328] Em um outro aspecto, a função de articulação do sistema cirúrgico robótico 700 pode compreender dois membros de articulação, ou ligações, 742a, 742b. Esses membros de articulação 742a, 742b são acionados por discos separados na interface do robô (a cremalheira), que são acionados pelos dois motores 708d, 708e. Quando o motor de disparo separado 704a é fornecido, cada ligação de articulação 742a, 742b pode ser antagonicamente acionada em relação à outra ligação para fornecer um movimento de retenção resistivo e uma carga à cabeça quando ela não está se movendo e para fornecer um movimento de articulação quando a cabeça é articulada. Os membros de articulação 742a, 742b se fixam à cabeça em um raio fixo quando a cabeça é girada. Consequentemente, a vantagem mecânica do link de empurrar e puxar se altera quando a cabeça é girada. Esta alteração na vantagem mecânica pode ser mais pronunciada com outros sistemas de acionamento da ligação de articulação.
[00329] Em um aspecto, o um ou mais motores 704a a 704e podem compreender um motor CC com escovas com uma caixa de câmbio e ligações mecânicas a um membro de disparo, membro de fechamento ou membro de articulação. Um outro exemplo inclui motores elétricos 704a a 704e que operam os elementos mecânicos móveis como o membro de deslocamento, os elos de articulação, o tubo de fechamento e o eixo de acionamento. Uma influência externa é uma influência desmedida e imprevisível de coisas como tecido, corpos circundantes, e atrito no sistema físico. Essa influência externa pode ser chamada de arrasto, que age em oposição a um dos motores elétricos 704a a 704e. A influência externa, como o arrasto, pode fazer com que o funcionamento do sistema físico se desvie de uma operação desejada do sistema físico.
[00330] Em um aspecto, o sensor de posição 734 pode ser implementado como um sistema de posicionamento absoluto. Em um aspecto, o sensor de posição 734 pode compreender um sistema de posicionamento magnético giratório absoluto implementado como um sensor de posição magnético giratório de circuito integrado único, ASSOSSEQFT, disponível junto à Austria Microsystems, AG. O sensor de posição 734 pode interfacear com o circuito de controle 710 para fornecer um sistema de posicionamento absoluto. A posição pode incluir elementos de efeito Hall múltiplos situados acima de um magneto e acoplados a um processador CORDIC, também conhecido como o método dígito por dígito e algoritmo de Volder, que é fornecido para implementar um algoritmo simples e eficiente para calcular funções hiperbólicas e trigonométricas que exigem apenas operações de adição, subtração, deslocamento de bits e de pesquisa em tabela.
[00331] Em um aspecto, o circuito de controle 710 pode estar em comunicação com um ou mais sensores 738. Os sensores 738 podem ser posicionados no atuador de extremidade 702 e adaptados para funcionar com o instrumento cirúrgico robótico 700 para medir os vários parâmetros derivados, como distância de vão versus tempo, compressão do tecido versus tempo e esforço da bigorna versus tempo. Os sensores 738 podem compreender um sensor magnético, um sensor de campo magnético, um medidor de esforço, uma célula de carga, um sensor de pressão, um sensor de força, um sensor de carga, um sensor indutivo como um sensor de correntes parasitas, um sensor resistivo, um sensor capacitivo, um sensor óptico e/ou qualquer outro sensor adequado para medição de um ou mais parâmetros do atuador de extremidade 702. Os sensores 738 podem incluir um ou mais sensores. Os sensores 738 podem estar situados na plataforma do cartucho de grampos 718 para determinar a localização do tecido com o uso de eletrodos segmentados. Os sensores de torque 744a a 744e podem ser configurados para detectar força como força de disparo, força de fechamento, e/ou força de articulação, entre outros. Consequentemente, o circuito de controle 710 pode detectar (1) a carga de fechamento experimentada pelo tubo de fechamento distal e sua posição, (2) o membro de disparo na cremalheira e sua posição, (3) qual porção do cartucho de grampos 718 tem tecido na mesma e (4) a carga e a posição em ambas as hastes de articulação.
[00332] Em um aspecto, o um ou mais sensores 738 pode compreender um medidor de esforço, como um medidor de microesforço, configurado para medir a magnitude da tensão na bigorna 716 durante uma condição de preensão. O medidor de esforço fornece um sinal elétrico cuja amplitude varia com a magnitude do esforço. Os sensores 738 podem compreender um sensor de pressão configurado para detectar uma pressão gerada pela presença de tecido comprimido entre a bigorna 716 e o cartucho de grampos 718. Os sensores 738 podem ser configurados para detectar a impedância de uma seção de tecido situada entre a bigorna 716 e o cartucho de grampos 718 que é indicativa da espessura e/ou da completude do tecido situado entre os mesmos.
[00333] Emum aspecto, os sensores 738 podem ser implementadas como uma ou mais chaves de limite, dispositivos eletromecânicos, chaves de estado sólido, dispositivos de efeito Hall, dispositivos magnetorresistivos (MR) dispositivos magnetorresistivos gigantes (GMR), magnetômetros, entre outros. Em outras implementações, os sensores 738 podem ser implementados como chaves de estado sólido que operam sob a influência da luz, como os sensores ópticos, sensores de infravermelho, sensores de ultravioleta, dentre outros. Além disso, as chaves podem ser dispositivos de estado sólido como transístores (por exemplo, FET, FET de junção, MOSFET, bipolar, e similares). Em outras implementações, os sensores 738 podem incluir chaves elétricas sem condutor, chaves ultrassônicas, acelerômetros, sensores de inércia, entre outros.
[00334] Em um aspecto, os sensores 738 podem ser configurados para medir forças exercidas sobre a bigorna 716 pelo sistema de acionamento de fechamento. Por exemplo, um ou mais sensores 738 podem estar em um ponto de interação entre um tubo de fechamento e a bigorna 716 para detectar as forças de fechamento aplicadas pelo tubo de fechamento à bigorna 716. As forças exercidas sobre a bigorna 716 podem ser representativas da compressão do tecido experimentada pela seção de tecido capturada entre a bigorna 716 e o cartucho de grampos 718. O um ou mais sensores 738 podem ser posicionados em vários pontos de interação ao longo do sistema de acionamento de fechamento para detectar as forças de fechamento aplicadas à bigorna 716 pelo sistema de acionamento de fechamento. O um ou mais sensores 738 podem ser amostrados em tempo real durante uma operação de preensão pelo processador do circuito de controle 710. O circuito de controle 710 recebe medições de amostra em tempo real para fornecer e analisar informações baseadas em tempo e avaliar, em tempo real, as forças de fechamento aplicadas à bigorna 716.
[00335] Em um aspecto, um sensor de corrente 736 pode ser usado para medir a corrente drenada por cada um dos motores 704a a 704e. A força necessária para avançar qualquer dos elementos mecânicos móveis, como a viga com perfil em | 714, corresponde à corrente drenada por um dos motores 704a a 704e. A força é convertida em um sinal digital e fornecida ao circuito de controle 710. O circuito de controle 710 pode ser configurado para simular a resposta do sistema real do instrumento no software do controlador. Um membro de deslocamento pode ser atuado para mover uma viga com perfil em | 714 no atuador de extremidade 702 na ou próximo a uma velocidade alvo. O instrumento cirúrgico robótico 700 pode incluir um controlador de retroinformação, que pode ser um dentre qualquer dos controladores de retroinformação, incluindo, mas não se limitando a, um controlador PID, uma retroinformação de estado, um linear-quadrático (LQR) e/ou, um controlador adaptável, por exemplo. O instrumento robótico cirúrgico 700 pode incluir uma fonte de energia para converter o sinal do controlador de retroinformação em uma entrada física como tensão da carcaça, tensão PWM, tensão modulada por frequência, corrente,
torque e/ou força, por exemplo. Detalhes adicionais são divulgados no pedido de patente US nº de série 15/636.829, intitulado CLOSED LOOP
VELOCITY CONTROL TECHNIQUES FOR ROBOTIC SURGICAL INSTRUMENT, depositado em 29 de junho de 2017, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade.
[00336] A Figura 42 ilustra um diagrama de bloco de um instrumento cirúrgico 750 programado para controlar a translação distal de um membro de deslocamento de acordo com um aspecto da presente divulgação. Em um aspecto, o instrumento cirúrgico 750 é programado para controlar a translação distal de um membro de deslocamento, como a viga com perfil em | 764. O instrumento cirúrgico 750 compreende um atuador de extremidade 752 que pode compreender uma bigorna 766, uma viga com perfil em | 764 (incluindo um gume cortante afiado) e um cartucho de grampos removível 768.
[00337] A posição, movimento, o deslocamento, e/ou a translação de um membro de deslocamento linear, como a viga com perfil em | 764, podem ser medidas por um sistema de posicionamento absoluto, disposição de sensor, e um sensor de posição 784. Devido ao fato de que a viga com perfil em | 764 é acoplada ao membro de acionamento longitudinalmente móvel, a posição da viga com perfil em | 764 pode ser determinada mediante a medição da posição do membro de acionamento longitudinalmente móvel que utiliza o sensor de posição
784. Consequentemente, na descrição a seguir, a posição, O deslocamento e/ou a translação da viga com perfil em | 764 podem ser obtidos pelo sensor de posição 784, conforme descrito na presente invenção. Um circuito de controle 760 pode ser programado para controlar a translação do membro de deslocamento, como a viga com perfil em | 764. O circuito de controle 760, em alguns exemplos, pode compreender um ou mais microcontroladores, microprocessadores ou outros processadores adequados para executar as instruções que fazem com que o processador ou processadores controlem o membro de deslocamento, por exemplo, a viga com perfil em | 764, da maneira descrita. Em um aspecto, um temporizador/contador 781 fornece um sinal de saída, como o tempo decorrido ou uma contagem digital, ao circuito de controle 760 para correlacionar a posição da viga com perfil em | 764, conforme determinado pelo sensor de posição 784 com a saída do temporizador/contador 781, de modo que o circuito de controle 760 possa determinar a posição da viga com perfil em | 764 em um momento específico (t) em relação a uma posição inicial. O temporizador/contador 781 pode ser configurado para medir o tempo decorrido, contar eventos externos, ou temporizar eventos eternos.
[00338] O circuito de controle 760 pode gerar um sinal de ponto de ajuste do motor 772. O sinal de ponto de ajuste do motor 772 pode ser fornecido a um controlador do motor 758. O controlador do motor 758 pode compreender um ou mais circuitos configurados para fornecer um sinal de acionamento do motor 774 ao motor 754 para acionar o motor 754, conforme descrito na presente invenção. Em alguns exemplos, o motor 754 pode ser um motor CC com motor elétrico CC com escovas. Por exemplo, a velocidade do motor 754 pode ser proporcional ao sinal de acionamento do motor 774. Em alguns exemplos, o motor 754 pode ser um motor elétrico CC sem escovas e o sinal de acionamento do motor 774 pode compreender um sinal PWM fornecido para um ou mais enrolamentos de estator do motor 754. Além disso, em alguns exemplos, o controlador do motor 758 pode ser omitido, e o circuito de controle 760 pode gerar o sinal de acionamento de motor 774 diretamente.
[00339] O motor 754 pode receber energia de uma fonte de energia
762. A fonte de energia 762 pode ser ou incluir uma bateria, um supercapacitor ou qualquer outra fonte de energia adequada. O motor 754 pode ser mecanicamente acoplado à viga com perfil em | 764 por meio de uma transmissão 756. A transmissão 756 pode incluir uma ou mais engrenagens ou outros componentes de ligação para acoplar o motor 754 à viga com perfil em | 764. Um sensor de posição 784 pode detectar uma posição da viga com perfil em | 764. O sensor de posição 784 pode ser ou pode incluir qualquer tipo de sensor que seja capaz de gerar dados de posição que indiquem uma posição da viga com perfil em | 764. Em alguns exemplos, o sensor de posição 784 pode incluir um codificador configurado para fornecer uma série de pulsos ao circuito de controle 760 conforme a viga com perfil em | 764 é transladada distal e proximalmente. O circuito de controle 760 pode rastrear os pulsos para determinar a posição da viga com perfil em | 764. Outros sensores de posição adequados podem ser usados, incluindo, por exemplo, um sensor de proximidade. Outros tipos de sensores de posição podem fornecer outros sinais que indiquem o movimento da viga com perfil em | 764. Além disso, em alguns exemplos, o sensor de posição 784 pode ser omitido. Quando o motor 754 for um motor de passo, o circuito de controle 760 pode rastrear a posição da viga com perfil em | 764 ao agregar o número e a direção das etapas que o motor 754 foi instruído a executar. O sensor de posição 784 pode estar situado no atuador de extremidade 752 ou em qualquer outra porção do instrumento.
[00340] O circuito de controle 760 pode estar em comunicação com um ou mais sensores 788. Os sensores 788 podem ser posicionados no atuador de extremidade 752 e adaptados para funcionar com o instrumento cirúrgico 750 para medir os vários parâmetros derivados, como distância de vão versus tempo, compressão do tecido versus tempo e esforço da bigorna versus tempo. Os sensores 788 podem compreender um sensor magnético, um sensor de campo magnético, um medidor de esforço, um sensor de pressão, um sensor de força, um sensor indutivo como um sensor de correntes parasitas, um sensor resistivo, um sensor capacitivo, um sensor óptico e/ou quaisquer outros sensores adequados para medição de um ou mais parâmetros do atuador de extremidade 752. Os sensores 788 podem incluir um ou mais sensores.
[00341] O um ou mais sensores 788 podem compreender um medidor de esforço, como um medidor de microesforço, configurado para medir a magnitude da tensão na bigorna 766 durante uma condição de preensão. O medidor de esforço fornece um sinal elétrico cuja amplitude varia com a magnitude do esforço. Os sensores 788 podem compreender um sensor de pressão configurado para detectar uma pressão gerada pela presença de tecido comprimido entre a bigorna 766 e o cartucho de grampos 768. Os sensores 788 podem ser configurados para detectar a impedância de uma seção de tecido situada entre a bigorna 766 e o cartucho de grampos 768 que é indicativa da espessura e/ou da completude do tecido situado entre os mesmos.
[00342] Os sensores 788 podem ser configurados para medir as forças exercidas sobre a bigorna 766 por um sistema de acionamento de fechamento. Por exemplo, um ou mais sensores 788 podem estar em um ponto de interação entre um tubo de fechamento e a bigorna 766 para detectar as forças de fechamento aplicadas por um tubo de fechamento à bigorna 766. As forças exercidas sobre a bigorna 766 podem ser representativas da compressão do tecido experimentada pela seção de tecido capturada entre a bigorna 766 e o cartucho de grampos 768. O um ou mais sensores 788 podem ser posicionados em vários pontos de interação ao longo do sistema de acionamento de fechamento para detectar as forças de fechamento aplicadas à bigorna 766 pelo sistema de acionamento de fechamento. O um ou mais sensores 788 podem ser amostrados em tempo real durante uma operação de preensão por um processador do circuito de controle 760. O circuito de controle 760 recebe medições de amostra em tempo real para fornecer e analisar informações baseadas em tempo e avaliar, em tempo real, as forças de fechamento aplicadas à bigorna 766.
[00343] “Um sensor de corrente 786 pode ser empregado para medir a corrente drenada pelo motor 754. A força necessária para avançar a viga com perfil em | 764 corresponde à corrente drenada pelo motor
754. A força é convertida em um sinal digital e fornecida ao circuito de controle 760.
[00344] O circuito de controle 760 pode ser configurado para simular a resposta do sistema real do instrumento no software do controlador. Um membro de deslocamento pode ser atuado para mover uma viga com perfil em | 764 no atuador de extremidade 752 na ou próximo a uma velocidade alvo. O instrumento cirúrgico 750 pode incluir um controlador de retroinformação, que pode ser um ou qualquer dos controladores de retroinformação, incluindo, mas não se limitando a, um controlador PID, uma retroinformação de estado, LOR, e/ou um controlador adaptável, por exemplo. O instrumento cirúrgico 750 pode incluir uma fonte de energia para converter o sinal do controlador de retroinformação em uma entrada física como tensão da carcaça, tensão PWM, tensão modulada por frequência, corrente, torque e/ou força, por exemplo.
[00345] Osistema de acionamento real do instrumento cirúrgico 750 é configurado para acionar o membro de deslocamento, o membro de corte ou a haste com perfil em | 764, por um motor CC com escovas com caixa de câmbio e ligações mecânicas a um sistema de articulação e/ou faca. Um outro exemplo é o motor elétrico 754 que opera o membro de deslocamento e o acionador de articulação, por exemplo, de um conjunto de eixo de acionamento intercambiável. Uma influência externa é uma influência desmedida e imprevisível de coisas como tecido, corpos circundantes, e atrito no sistema físico. Essa influência externa pode ser chamada de arrasto, que age em oposição ao motor elétrico 754. A influência externa, como o arrasto, pode fazer com que o funcionamento do sistema físico se desvie de uma operação desejada do sistema físico.
[00346] Vários aspectos exemplificadores são direcionados a um instrumento cirúrgico 750 que compreende um atuador de extremidade 752 com implementos cirúrgicos de grampeamento e corte acionados por motor. Por exemplo, um motor 754 pode acionar um membro de deslocamento distal e proximalmente ao longo de um eixo geométrico longitudinal do atuador de extremidade 752. O atuador de extremidade 752 pode compreender uma bigorna pivotante 766 e, quando configurado para uso, uma lâmina ultrassônica 768 posicionada no lado oposto da bigorna 766. Um médico pode segurar o tecido entre a bigorna 766 e o cartucho de grampos 768, conforme descrito na presente invenção. Quando pronto para usar o instrumento 750, o médico pode fornecer um sinal de disparo, por exemplo, pressionando um gatilho do instrumento 750. Em resposta ao sinal de disparo, o motor 754 pode acionar o membro de deslocamento distalmente ao longo do eixo geométrico longitudinal do atuador de extremidade 752 a partir de uma posição proximal de início de curso para uma posição distal de fim de curso da posição de início de curso. À medida que o membro de deslocamento translada distalmente, a viga com perfil em | 764 com um elemento de corte posicionado em uma extremidade distal, pode cortar o tecido entre o cartucho de grampos 768 e a bigorna 766.
[00347] Em vários exemplos, o instrumento cirúrgico 750 pode compreender um circuito de controle 760 programado para controlar a translação distal do membro de deslocamento, como a viga com perfil em | 764, por exemplo, com base em uma ou mais condições do tecido. O circuito de controle 760 pode ser programado para detectar direta ou indiretamente as condições do tecido, como espessura, conforme descrito aqui. O circuito de controle 760 pode ser programado para selecionar um programa de controle baseado nas condições do tecido. Um programa de controle de disparo pode descrever o movimento distal do membro de deslocamento. Diferentes programas de controle de disparo podem ser selecionados para melhor tratar as diferentes condições do tecido. Por exemplo, quando um tecido mais espesso está presente, o circuito de controle 760 pode ser programado para transladar o membro de deslocamento a uma velocidade mais baixa e/ou com menor potência. Quando um tecido mais fino está presente, o circuito de controle 760 pode ser programado para transladar o membro de deslocamento a uma velocidade mais alta e/ou com maior potência.
[00348] Em alguns exemplos, o circuito de controle 760 pode, inicialmente, operar o motor 754 em uma configuração de circuito aberto para uma primeira porção de circuito aberto de um curso do membro de deslocamento. Com base em uma resposta do instrumento 750 durante a porção de circuito aberto do curso, o circuito de controle 760 pode selecionar um programa de controle de disparo. A resposta do instrumento pode incluir uma distância de translação do membro de deslocamento durante a porção de circuito aberto, um tempo decorrido durante a porção de circuito aberto, a energia fornecida ao motor 754 durante a porção de circuito aberto, uma soma de larguras de pulso de um sinal de acionamento de motor, etc. Após a porção de circuito aberto, o circuito de controle 760 pode implementar o programa de controle de disparo selecionado para uma segunda porção do curso do membro de deslocamento. Por exemplo, durante a porção de circuito fechado do curso, o circuito de controle 760 pode modular o motor 754 com base nos dados de translação que descrevem uma posição do membro de deslocamento em uma maneira de circuito fechado para transladar o membro de deslocamento em uma velocidade constante. Detalhes adicionais são divulgados no pedido de patente US nº de série 15/720.852, intitulado SYSTEM AND METHODS FOR CONTROLLING A DISPLAY OF A SURGICAL INSTRUMENT, depositado em 29 de setembro de 2017, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade.
[00349] A Figura 43 é um diagrama esquemático de um instrumento cirúrgico 790 configurado para controlar várias funções de acordo com um aspecto da presente divulgação. Em um aspecto, o instrumento cirúrgico 790 é programado para controlar a translação distal de um membro de deslocamento, como a haste com perfil em | 764. O instrumento cirúrgico 790 compreende um atuador de extremidade 792 que pode compreender uma bigorna 766, uma haste com perfil em | 764 e um cartucho de grampos removível 768 que pode ser intercambiado com um cartucho de RF 796 (mostrado em linha tracejada).
[00350] Em um aspecto, os sensores 788 podem ser implementados como uma chave limite, dispositivo eletromecânico, chaves de estado sólido, dispositivos de efeito Hall, dispositivos de RM, dispositivos GMR, magnetômetros, entre outros. Em outras implementações, os sensores 638 podem ser chaves de estado sólido que operam sob a influência da luz, como os sensores ópticos, sensores de infravermelho, sensores de ultravioleta, dentre outros. Além disso, as chaves podem ser dispositivos de estado sólido como transístores (por exemplo, FET, FET de junção, MOSFET, bipolar, e similares). Em outras implementações, os sensores 788 podem incluir chaves elétricas sem condutor, chaves ultrassônicas, acelerômetros, sensores de inércia, entre outros.
[00351] Em um aspecto, o sensor de posição 784 pode ser implementado como um sistema de posicionamento absoluto, que compreende um sistema de posicionamento absoluto magnético giratório implementado como um sensor de posição magnético giratório, de circuito integrado único ASSOSSEQFT, disponível junto à Austria Microsystems, AG. O sensor de posição 784 pode interfacear com o circuito de controle 760 para fornecer um sistema de posicionamento absoluto. A posição pode incluir elementos de efeito Hall múltiplos situados acima de um magneto e acoplados a um processador
CORDIC, também conhecido como o método dígito por dígito e algoritmo de Volder, que é fornecido para implementar um algoritmo simples e eficiente para calcular funções hiperbólicas e trigonométricas que exigem apenas operações de adição, subtração, deslocamento de bits e de pesquisa em tabela.
[00352] Em um aspecto, a viga com perfil em | 764 pode ser implementada como um membro de faca que compreende um corpo de faca que suporta operacionalmente uma lâmina de corte de tecido no mesmo e pode incluir adicionalmente abas ou recursos de engate de bigorna e recursos de engate de canal ou uma base. Em um aspecto, o cartucho de grampos 768 pode ser implementado como um cartucho de prendedores cirúrgicos (mecânicos) padrão. Em um aspecto, o cartucho de RF 796 pode ser implementado como um cartucho de RF. Estas e outras disposições de sensores são descritas no pedido de patente US de propriedade comum nº de série 15/628.175, intitulado TECHNIQUES
FOR ADAPTIVE CONTROL OF MOTOR VELOCITY OF A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT, depositado em 20 de junho de 2017, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade.
[00353] A posição, movimento, o deslocamento, e/ou a translação de um membro de deslocamento linear, como a viga com perfil em | 764, podem ser medidos por um sistema de posicionamento absoluto, disposição de sensor, e um sensor de posição 784. Devido ao fato de que a viga com perfil em | 764 é acoplada ao membro de acionamento longitudinalmente móvel, a posição da viga com perfil em | 764 pode ser determinada mediante a medição da posição do membro de acionamento longitudinalmente móvel que utiliza o sensor de posição
784. Consequentemente, na descrição a seguir, a posição, o deslocamento e/ou a translação da viga com perfil em | 764 podem ser obtidos pelo sensor de posição 784, conforme descrito na presente invenção. Um circuito de controle 760 pode ser programado para controlar a translação do membro de deslocamento, como a viga com perfil em | 764, conforme descrito no presente documento. O circuito de controle 760, em alguns exemplos, pode compreender um ou mais microcontroladores, microprocessadores ou outros processadores adequados para executar as instruções que fazem com que o processador ou processadores controlem o membro de deslocamento, por exemplo, a viga com perfil em | 764, da maneira descrita. Em um aspecto, um temporizador/contador 781 fornece um sinal de saída, como o tempo decorrido ou uma contagem digital, ao circuito de controle 760 para correlacionar a posição da viga com perfil em | 764, conforme determinado pelo sensor de posição 784 com a saída do temporizador/contador 781, de modo que o circuito de controle 760 possa determinar a posição da viga com perfil em | 764 em um momento específico (t) em relação a uma posição inicial. O temporizador/contador 781 pode ser configurado para medir o tempo decorrido, contar eventos externos, ou temporizar eventos eternos.
[00354] O circuito de controle 760 pode gerar um sinal de ponto de ajuste do motor 772. O sinal de ponto de ajuste do motor 772 pode ser fornecido a um controlador do motor 758. O controlador do motor 758 pode compreender um ou mais circuitos configurados para fornecer um sinal de acionamento do motor 774 ao motor 754 para acionar o motor 754, conforme descrito na presente invenção. Em alguns exemplos, o motor 754 pode ser um motor CC com motor elétrico CC com escovas. Por exemplo, a velocidade do motor 754 pode ser proporcional ao sinal de acionamento do motor 774. Em alguns exemplos, o motor 754 pode ser um motor elétrico CC sem escovas e o sinal de acionamento do motor 774 pode compreender um sinal PWM fornecido para um ou mais enrolamentos de estator do motor 754. Além disso, em alguns exemplos, o controlador do motor 758 pode ser omitido, e o circuito de controle 760 pode gerar o sinal de acionamento de motor 774 diretamente.
[00355] O motor 754 pode receber energia de uma fonte de energia
762. A fonte de energia 762 pode ser ou incluir uma bateria, um supercapacitor ou qualquer outra fonte de energia adequada. O motor 754 pode ser mecanicamente acoplado à viga com perfil em | 764 por meio de uma transmissão 756. A transmissão 756 pode incluir uma ou mais engrenagens ou outros componentes de ligação para acoplar o motor 754 à viga com perfil em | 764. Um sensor de posição 784 pode detectar uma posição da viga com perfil em | 764. O sensor de posição 784 pode ser ou pode incluir qualquer tipo de sensor que seja capaz de gerar dados de posição que indiquem uma posição da viga com perfil em | 764. Em alguns exemplos, o sensor de posição 784 pode incluir um codificador configurado para fornecer uma série de pulsos ao circuito de controle 760 conforme a viga com perfil em | 764 é transladada distal e proximalmente. O circuito de controle 760 pode rastrear os pulsos para determinar a posição da viga com perfil em | 764. Outros sensores de posição adequados podem ser usados, incluindo, por exemplo, um sensor de proximidade. Outros tipos de sensores de posição podem fornecer outros sinais que indiquem o movimento da viga com perfil em | 764. Além disso, em alguns exemplos, o sensor de posição 784 pode ser omitido. Quando o motor 754 for um motor de passo, o circuito de controle 760 pode rastrear a posição da viga com perfil em | 764 agregando o número e a direção das etapas que o motor foi instruído a executar. O sensor de posição 784 pode estar situado no atuador de extremidade 792 ou em qualquer outra porção do instrumento.
[00356] O circuito de controle 760 pode estar em comunicação com um ou mais sensores 788. Os sensores 788 podem ser posicionados no atuador de extremidade 792 e adaptados para funcionar com o instrumento cirúrgico 790 para medir os vários parâmetros derivados,
como distância de vão versus tempo, compressão do tecido versus tempo e esforço da bigorna versus tempo. Os sensores 788 podem compreender um sensor magnético, um sensor de campo magnético, um medidor de esforço, um sensor de pressão, um sensor de força, um sensor indutivo como um sensor de correntes parasitas, um sensor resistivo, um sensor capacitivo, um sensor óptico e/ou quaisquer outros sensores adequados para medição de um ou mais parâmetros do atuador de extremidade 792. Os sensores 788 podem incluir um ou mais sensores.
[00357] O um ou mais sensores 788 podem compreender um medidor de esforço, como um medidor de microesforço, configurado para medir a magnitude da tensão na bigorna 766 durante uma condição de preensão. O medidor de esforço fornece um sinal elétrico cuja amplitude varia com a magnitude do esforço. Os sensores 788 podem compreender um sensor de pressão configurado para detectar uma pressão gerada pela presença de tecido comprimido entre a bigorna 766 e o cartucho de grampos 768. Os sensores 788 podem ser configurados para detectar a impedância de uma seção de tecido situada entre a bigorna 766 e o cartucho de grampos 768 que é indicativa da espessura e/ou da completude do tecido situado entre os mesmos.
[00358] Os sensores 788 podem ser configurados para medir as forças exercidas sobre a bigorna 766 pelo sistema de acionamento de fechamento. Por exemplo, um ou mais sensores 788 podem estar em um ponto de interação entre um tubo de fechamento e a bigorna 766 para detectar as forças de fechamento aplicadas por um tubo de fechamento à bigorna 766. As forças exercidas sobre a bigorna 766 podem ser representativas da compressão do tecido experimentada pela seção de tecido capturada entre a bigorna 766 e o cartucho de grampos 768. O um ou mais sensores 788 podem ser posicionados em vários pontos de interação ao longo do sistema de acionamento de fechamento para detectar as forças de fechamento aplicadas à bigorna 766 pelo sistema de acionamento de fechamento. O um ou mais sensores 788 podem ser amostrados em tempo real durante uma operação de preensão por uma porção de processador do circuito de controle 760. O circuito de controle 760 recebe medições de amostra em tempo real para fornecer e analisar informações baseadas em tempo e avaliar, em tempo real, as forças de fechamento aplicadas à bigorna
766.
[00359] “Um sensor de corrente 786 pode ser empregado para medir a corrente drenada pelo motor 754. A força necessária para avançar a viga com perfil em | 764 corresponde à corrente drenada pelo motor
754. A força é convertida em um sinal digital e fornecida ao circuito de controle 760.
[00360] Uma fonte de energia de RF 794 é acoplada ao atuador de extremidade 792 e é aplicada ao cartucho de RF 796 quando o cartucho de RF 796 é carregado no atuador de extremidade 792 no lugar do cartucho de grampos 768. O circuito de controle 760 controla o fornecimento da energia de RF para o cartucho de RF 796.
[00361] Detalhes adicionais são divulgados no pedido de patente US nº de série 15/636.096, intitulado SURGICAL SYSTEM COUPLABLE WITH STAPLE CARTRIDGE AND RADIO FREQUENCY CARTRIDGE, AND METHOD OF USING SAME, depositado em 28 de junho de 2017, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade. Hardware do gerador
[00362] A Figura 44 é um diagrama de blocos simplificado de um gerador 800 configurado para fornecer ajuste sem indutor, entre outros benefícios. Detalhes adicionais do gerador 800 são descritos na patente US nº 9.060.775, intitulada SURGICAL GENERATOR FOR ULTRASONIC AND ELECTROSURGICAL DEVICES, concedida em 23 junho de 2015, que está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade. O gerador 800 pode compreender um estágio isolado do paciente 802 em comunicação com um estágio não isolado 804 através de um transformador de potência 806. Um enrolamento secundário 808 do transformador de potência 806 está contido no estágio isolado 802 e pode compreender uma configuração com derivação (por exemplo, uma configuração com derivação central ou com derivação não central) para definir as saídas de sinal de acionamento 810a, 810b, 810c, para entregar sinais de acionamento a instrumentos cirúrgicos diferentes, por exemplo um instrumento cirúrgico ultrassônico, um instrumento eletrocirúrgico de RF e um instrumento cirúrgico multifuncional que inclui modos de energia ultrassônica e de RF que podem ser entregues sozinhos ou simultaneamente. Em particular, as saídas do sinal de acionamento 810a podem emitir um sinal de acionamento ultrassônico (por exemplo, um sinal de acionamento de 420 V RMS ("root-mean- square" - raiz quadrada média) para um instrumento cirúrgico ultrassônico 241, e as saídas do sinal de acionamento 810b, 810c podem emitir um sinal de acionamento eletrocirúrgico de RF (por exemplo, um sinal de acionamento de 100 V RMS) para um instrumento eletrocirúrgico de RF, com a saída de sinal de acionamento 810b correspondendo ao à derivação central do transformador de potência
806.
[00363] Em certas formas, os sinais de acionamento ultrassônicos e eletrocirúrgicos podem ser fornecidos simultaneamente a instrumentos cirúrgicos distintos e/ou para um único instrumento cirúrgico, como o instrumento cirúrgico de múltiplas funções, com a capacidade de entregar tanto energia ultrassônica quanto eletrocirúrgica ao tecido. Será observado que o sinal eletrocirúrgico fornecido tanto para um instrumento eletrocirúrgico dedicado como para um instrumento eletrocirúrgico/ultrassônico multifuncional combinado pode ser tanto um sinal de nível terapêutico quanto subterapêutico, sendo que o sinal subterapêutico pode ser usado, por exemplo, para monitorar as condições do tecido ou do instrumento e fornecer retroinformação ao gerador. Por exemplo, os sinais de RF e ultrassônico podem ser entregues separada ou simultaneamente a partir de um gerador com uma única porta de saída a fim de fornecer o sinal de saída desejado ao instrumento cirúrgico, conforme será discutido em maiores detalhes abaixo. Consequentemente, o gerador pode combinar as energias eletrocirúrgica de RF e ultrassônica e entregar as energias combinadas ao instrumento eletrocirúrgico/ultrassônico multifuncional. Eletrodos bipolares podem ser colocados em uma ou em ambas as garras do atuador de extremidade. Uma garra pode ser acionada por energia ultrassônica em adição à energia eletrocirúrgica de RF, funcionando simultaneamente. A energia ultrassônica pode ser empregada para dissecar tecido enquanto a energia eletrocirúrgica de RF pode ser utilizada para cauterização de vasos.
[00364] O estágio não isolado 804 pode compreender um amplificador de potência 812 que tem uma saída conectada a um enrolamento primário 814 do transformador de potência 806. Em certas formas o amplificador de potência 812 pode compreender um amplificador do tipo empurrar e puxar. Por exemplo, o estágio não isolado 804 pode compreender adicionalmente um dispositivo lógico 816 para fornecer uma saída digital a um circuito de conversor digital- analógico (DAC) 818 que, por sua vez, fornece um sinal analógico correspondente a uma entrada do amplificador de potência 812. Em certas formas, o dispositivo lógico 816 pode compreender uma matriz de portas programável ("PGA" - programmable gate array), uma FPGA ("FPGA" - field-programmable gate array), um dispositivo lógico programável ("PLD" - programmable logic device), entre outros circuitos lógicos, por exemplo. O dispositivo lógico 816, pelo fato de controlar a entrada do amplificador de potência 812 através do circuito DAC 818 pode, portanto, controlar qualquer um dentre vários parâmetros (por exemplo, frequência, formato de forma de onda, amplitude da forma de onda) de sinais de acionamento que surgem nas saídas de sinal de acionamento 810a, 810b e 810c. Em certas formas e conforme discutido abaixo, o dispositivo lógico 816, em conjunto com um processador (por exemplo, o PSD discutido abaixo), pode implementar vários algoritmos de controle baseados em processamento de sinal digital "PSD" - digital signal processing) e/ou outros algoritmos de controle para controlar parâmetros dos sinais de acionamento emitidos pelo gerador 800.
[00365] A potência pode ser fornecida a um trilho de alimentação do amplificador de potência 812 por um regulador de modo de chave 820, como, por exemplo, um conversor de potência. Em certas formas, o regulador de modo de chave 820 pode compreender um regulador buck ajustável, por exemplo. O estágio não isolado 804 pode compreender, ainda, um primeiro processador 822 que, em uma forma, pode compreender um processador de PSD como um dispositivo analógico ADSP-21469 SHARC PSD, disponível junto à Analog Devices, Norwood, MA, EUA, por exemplo, embora em várias formas, qualquer processador adequado pode ser utilizado. Em certas formas, o processador de PSD 822 pode controlar a operação do regulador de modo de chave 820 responsivo a dados de retroinformação de tensão a partir do amplificador de potência 812 pelo processador de PSD 822 através de um circuito ADC 824. Em uma forma, por exemplo, o processador de PSD 822 pode receber como entrada, através do circuito de conversor A-D 824, sendo que o envelope de forma de onda de um sinal (por exemplo, um sinal de RF) é amplificado pelo amplificador de potência 812. O processador de PSD 822 pode, então, controlar o regulador de modo de chave 820 (por exemplo, através de uma saída PWM de modo que a tensão de trilho fornecida ao amplificador de potência 812 rastreie o envelope de forma de onda do sinal amplificado. Pela modulação dinâmica da tensão do trilho do amplificador de potência 812 com base no envelope de forma de onda, a eficiência do amplificador de potência 812 pode ser significativamente aprimorada em relação a um esquema de amplificador com tensão de trilho fixa.
[00366] Em certas formas, o dispositivo lógico 816, em conjunto com o processador de PSD 822, pode implementar um circuito de síntese digital como um esquema de controle com sintetizador digital direto para controlar a forma de onda, a frequência e/ou a amplitude dos sinais de acionamento emitidos pelo gerador 800. Em uma forma, por exemplo, o dispositivo lógico 816 pode implementar um algoritmo de controle de DDS mediante a recuperação de amostras de forma de onda armazenadas em uma tabela de pesquisa (LUT, "look-up table") atualizada dinamicamente, como uma RAM LUT que pode ser integrada em um FPGA. Esse algoritmo de controle é particularmente útil para aplicações ultrassônicas nas quais um transdutor ultrassônico, como um transdutor ultrassônico, pode ser acionado por uma corrente senoidal limpa em sua frequência de ressonância. Como outras frequências podem excitar ressonâncias parasíticas, a minimização ou redução da distorção total da corrente da ramificação de movimento pode correspondentemente minimizar ou reduzir os efeitos indesejáveis da ressonância. Como o formato de forma de onda de uma saída de sinal de acionamento pelo gerador 800 sofre o impacto de várias fontes de distorção presentes no circuito de acionamento de saída (por exemplo, o transformador de potência 806, o amplificador de potência 812), dados de retroinformação de tensão e corrente com base no sinal de acionamento podem ser inseridos em um algoritmo, como um algoritmo para controle de erros implementado pelo processador 822, que compensa a distorção mediante a adequada pré- distorção ou modificação das amostras de forma de onda armazenadas na LUT de maneira dinâmica e contínua (por exemplo, em tempo real). Em uma forma, a quantidade ou o grau de pré-distorção aplicada às amostras da LUT pode ser baseada no erro entre uma corrente da ramificação de movimento computadorizada e um formato de forma de onda de corrente desejada, sendo que o erro é determinado em uma base de amostra por amostra. Dessa maneira, as amostras da LUT pré-distorcidas, quando processadas através do circuito de acionamento, podem resultar em um sinal de acionamento da ramificação de movimento que tem o formato de forma de onda desejado (por exemplo, senoidal) para acionar de maneira ideal o transdutor ultrassônico. Em tais aspectos, as amostras de forma de onda da LUT não irão, portanto, representar o formato de forma de onda desejado do sinal de acionamento, mas sim o formato de forma de onda que é necessário para produzir, por fim, o formato de forma de onda desejado do sinal de acionamento da ramificação de movimento, quando são levados em conta os efeitos de distorção.
[00367] O «estágio não isolado 804 pode compreender adicionalmente um primeiro circuito ADC 826 e um segundo circuito ADC 828 acoplados à saída do transformador de potência 806 por meio dos respectivos transformadores de isolamento, 830 e 832, para respectivamente amostrar a tensão e a corrente de sinais de acionamento emitidos pelo gerador 800. Em certas formas, os circuitos ADC 826, 828 podem ser configurados para amostragem em altas velocidades (por exemplo (por exemplo, amostras de 80 mega por segundo (MSPS)) para possibilitar a sobreamostragem dos sinais de acionamento. Em uma forma, por exemplo, a velocidade de amostragem dos circuitos ADC 826, 828 pode possibilitar uma sobreamostragem de aproximadamente 200x (dependendo da frequência de acionamento) dos sinais de acionamento. Em certas formas, as operações de amostragem do circuito ADC 826 e 828 podem ser realizadas por um único circuito ADC recebendo sinais de entrada de tensão e corrente por meio de um multiplexador bidirecional. O uso de amostragem em alta velocidade nas formas do gerador 800 pode permitir, entre outras coisas, o cálculo da corrente complexa que flui através da ramificação de movimento (que pode ser usada em certas formas para implementar o controle de forma de onda baseado em DDS descrito acima), a filtragem digital acurada dos sinais amostrados e o cálculo do consumo real de energia com alto grau de precisão. A saída de dados de retroinformação de tensão e corrente pelos circuitos 826, 828 pode ser recebida e processada (por exemplo, ) buffering tipo FIFO, multiplexador) pelo dispositivo lógico 816 e armazenada em memória de dados para subsequente recuperação, por exemplo, processador de PSD 822. Conforme observado acima, os dados de retroinformação sobre tensão e corrente podem ser usados como entrada para um algoritmo para pré-distorção ou modificação de amostras de formato de onda na LUT, de maneira dinâmica e contínua. Em certas formas, isso pode requerer que cada par de dados de retroinformação de tensão e corrente armazenado seja indexado com base em, ou de outro modo associado a, amostra de LUT correspondente que foi emitida pelo dispositivo lógico 816 quando o par de dados de retroinformação sobre tensão e corrente foi capturado. A sincronização das amostras da LUT com os dados de retroinformação sobre tensão e corrente dessa maneira contribui para a correta temporização e estabilidade do algoritmo pré-distorção.
[00368] Em certasformas,os dados de retroinformação sobre tensão e corrente podem ser usados para controlar a frequência e/ou a amplitude (por exemplo, amplitude de corrente) dos sinais de acionamento. Em uma forma, por exemplo, os dados de retroinformação sobre tensão e corrente podem ser usados para determinar a fase da impedância. A frequência do sinal de acionamento pode, então, ser controlada para minimizar ou reduzir a diferença entre a fase da impedância determinada e um ponto de ajuste da fase da impedância
(por exemplo, 0º), minimizando ou reduzindo assim os efeitos da distorção harmônica e, correspondentemente, acentuando a acurácia da medição de fase da impedância. A determinação da impedância de fase e um sinal de controle de frequência podem ser implementados no processador de PSD 822, por exemplo, com o sinal de controle da frequência sendo fornecido como entrada a um algoritmo de controle de DDS implementado pelo dispositivo lógico programável 816.
[00369] Em uma outra forma, por exemplo, os dados de retroinformação de corrente podem ser monitorados de modo a manter a amplitude de corrente do sinal de acionamento em um ponto de ajuste de amplitude de corrente. O ponto de ajuste de amplitude de corrente pode ser especificado diretamente ou determinado indiretamente com base nos pontos de ajuste especificados para amplitude de tensão e potência. Em certas formas, o controle da amplitude de corrente pode ser implementado pelo algoritmo de controle, como por exemplo um algoritmo de controle proporcional- integral-derivativo (PID), no processador de PSD 822. As variáveis controladas pelo algoritmo de controle para controlar adequadamente a amplitude de corrente do sinal de acionamento podem incluir, por exemplo, o escalonamento das amostras de forma de onda da LUT armazenadas no dispositivo lógico 816 e/ou a tensão de saída em escala total do DAC 818 (que fornece a entrada ao amplificador de potência 812) por meio de um circuito de DAC 834.
[00370] O «estágio não isolado 804 pode compreender adicionalmente um segundo processador 836 para fornecer, entre outras coisas, a funcionalidade da interface de usuário (UI). Em uma forma, o processador 836 pode compreender um processador Atmel AT91SAM9263 com um núcleo ARM 926EJ-S, disponível junto à Atmel Corporation, de San Jose, Califórnia, EUA, por exemplo. Exemplos de funcionalidade de UI suportados pelo processador 836 podem incluir retroinformação audível e visual do usuário, comunicação com dispositivos periféricos (por exemplo, através de uma interface USB), comunicação com a chave de pedal, comunicação com um dispositivo de entrada de dados (por exemplo, uma tela sensível ao toque) e comunicação com um dispositivo de saída (por exemplo, um alto- falante). O processador de UI 836 pode se comunicar com o processador de PSD 822 e o dispositivo lógico 816 (por exemplo, através de barramentos de interface serial para periféricos ("SPI" - serial peripheral interface)) Embora o processador de UI 836 possa primariamente suportar a funcionalidade de UI, ele pode também coordenar-se com o processador de PSD 822 para implementar a mitigação de riscos em certas formas. Por exemplo, o processador UI 836 pode ser programado para monitorar vários aspectos de ações do usuário e/ou outras ações (por exemplo, sinais da tela sensível ao toque, sinais da chave de pedal, sinais do sensor de temperatura) e pode desabilitar a saída de acionamento do gerador 800 quando uma condição de erro for detectada.
[00371] Em certas formas, tanto o processador de PSD 822 como o processador de UI 836 podem, por exemplo, determinar e monitorar o estado operacional do gerador 800. Para o processador de PSD 822, o estado operacional do gerador 800 pode determinar, por exemplo, quais processos de controle e/ou diagnóstico são implementados pelo processador de PSD 822. Para o processador de UI 836, o estado operacional do gerador 800 pode determinar, por exemplo, que elementos de uma UI (por exemplo, telas de monitor, sons) são apresentados a um usuário. Os respectivos processadores de PSD e UI 822 e 836 podem manter independentemente o estado operacional atual do gerador 800, bem como reconhecer e avaliar possíveis transições para fora do estado operacional atual. O processador de PSD 822 pode funcionar como o mestre nessa relação, e determinar quando devem ocorrer as transições entre estados operacionais. O processador de UI 836 pode estar ciente das transições válidas entre estados operacionais, e pode confirmar se uma determinada transição é adequada. Por exemplo, quando o processador de PSD 822 instrui o processador de UI 1900 a fazer a transição para um estado específico, o processador de UI 836 pode verificar se a transição solicitada é válida. Caso uma transição solicitada entre estados seja determinada como inválida pelo processador de UI 836, o processador de UI 836 pode fazer com que o gerador 800 entre em um modo de falha.
[00372] O estágio não isolado 804 pode compreender, ainda, um controlador 838 (Figuras 24, 25B) para monitorar os dispositivos de entrada (por exemplo, um sensor de toque capacitivo usado para ligar e desligar o gerador 800, uma tela capacitiva sensível ao toque). Em certas formas, o controlador 838 pode compreender pelo menos um processador e/ou outro dispositivo controlador em comunicação com o processador de UI 836. Em uma forma, por exemplo, o controlador 838 pode compreender um processador (por exemplo, um controlador Meg168 de 8 bits disponível junto à Atmel) configurado para monitorar a ação do usuário através de um ou mais sensores de toque caparcitivos. Em uma forma, o controlador 838 pode compreender um controlador de tela sensível ao toque (por exemplo, um controlador de tela sensível ao toque QT5480 disponível junto à Atmel) para controlar e gerenciar a captura de dados de toque a partir de uma tela capacitiva sensível ao toque.
[00373] Em certas formas, quando o gerador 800 está em um estado "desligado", o controlador 838 pode continuar a receber energia operacional (por exemplo, através de uma linha de uma fonte de alimentação do gerador 800, como a fonte de alimentação 854 discutida abaixo). Dessa maneira, o controlador 838 pode continuar a monitorar um dispositivo de entrada (por exemplo, um sensor de toque capacitivo situado sobre um painel frontal do gerador 800) para ligar e desligar o gerador 800. Quando o gerador 800 está no estado desligado, o controlador 838 pode ativar a fonte de alimentação (por exemplo, possibilitar o funcionamento de um ou mais conversores de tensão CC/CC 856 da fonte de alimentação 854), se for detectada a ativação do dispositivo de entrada "liga/desliga" por um usuário. O controlador 838 pode, portanto, iniciar uma sequência para fazer a transição do gerador 800 para um estado "ligado". Por outro lado, o controlador 838 pode iniciar uma sequência para fazer a transição do gerador 800 para o estado desligado se for detectada a ativação do dispositivo de entrada "liga/desliga", quando o gerador 800 estiver no estado ligado. Em certas formas, por exemplo, o controlador 838 pode relatar a ativação do dispositivo de entrada "liga/desliga" ao processador de UI 836 que, por sua vez, implementa a sequência de processo necessária para fazer a transição do gerador 800 para o estado desligado. Em tais formas, o controlador 838 pode não ter qualquer capacidade independente para causar a remoção da potência do gerador 800 após seu estado ligado ter sido estabelecido.
[00374] Em certas formas, o controlador 838 pode fazer com que o gerador 800 forneça retroinformação audível ou outra retroinformação sensorial para alertar o usuário de que foi iniciada uma sequência de ligar ou desligar. Esse tipo de alerta pode ser fornecido no início de uma sequência de ligar ou desligar, e antes do início de outros processos associados à sequência.
[00375] Em certas formas, o estágio isolado 802 pode compreender um circuito de interface de instrumento 840 para, por exemplo, fornecer uma interface de comunicação entre um circuito de controle de um instrumento cirúrgico (por exemplo, um circuito de controle que compreende chaves de empunhadura) e componentes do estágio não isolado 804, como, por exemplo, o dispositivo lógico 816, o processador de PSD 822, e/ou o processador de UI 836. O circuito de interface de instrumento 840 pode trocar informações com componentes do estágio não isolado 804 por meio de um link de comunicação que mantém um grau adequado de isolamento elétrico entre os estágios isolados e não isolados 802 e 804 como, por exemplo, um link de comunicação baseado em infravermelho ("IR" - infrared). A potência pode ser fornecida ao circuito de interface do instrumento 840 com o uso de, por exemplo, um regulador de tensão de baixa queda alimentado por um transformador de isolamento acionado a partir do estágio não isolado
804.
[00376] Em uma forma, o circuito de interface de instrumento 840 pode compreender um circuito lógico 842 (por exemplo, um circuito lógico, um circuito lógico programável, PGA, FPGA, PLD) em comunicação com um circuito condicionador de sinal 844. O circuito de condicionamento de sinal 844 pode ser configurado para receber um sinal periódico do circuito lógico 842 (por exemplo, uma onda quadrada de 2 kHz) para gerar um sinal de interrogação bipolar que tem uma frequência idêntica. O sinal de interrogação pode ser gerado, por exemplo, com o uso de uma fonte de corrente bipolar alimentada por um amplificador diferencial. O sinal de interrogação pode ser transmitido para um circuito de controle do instrumento cirúrgico (por exemplo, mediante o uso de um par condutor em um cabo que conecta o gerador 800 ao instrumento cirúrgico) e monitorado para determinar um estado ou configuração do circuito de controle. O circuito de controle pode compreender inúmeras chaves, resistores e/ou diodos para modificar uma ou mais características (por exemplo, amplitude, retificação) do sinal de interrogação de modo que um estado ou configuração do circuito de controle seja discernível, de modo inequívoco, com base nessa uma ou mais características. Em uma forma, por exemplo, o circuito condicionador de sinal 844 pode compreender um circuito ADC para gerar amostras de um sinal de tensão que surgem entre entradas do circuito de controle, resultante da passagem do sinal de interrogação através dele. O circuito lógico 842 (ou um componente do estágio não isolado 804) pode, então, determinar o estado ou a configuração do circuito de controle com base nas amostras do circuito ADC.
[00377] Em uma forma, o circuito de interface de instrumento 840 pode compreender uma primeira interface de circuito de dados 846 para possibilitar a troca de informações entre o circuito lógico 842 (ou outro elemento do circuito de interface de instrumento 840) e um primeiro circuito de dados disposto em um instrumento cirúrgico ou de outro modo associado ao mesmo. Em certas formas, por exemplo, um primeiro circuito de dados pode estar disposto em um fio integralmente fixado a uma empunhadura do instrumento cirúrgico, ou em um adaptador para fazer a interface entre um tipo ou modelo específico de instrumento cirúrgico e o gerador 800. O primeiro circuito de dados pode ser implantado de qualquer maneira adequada e pode se comunicar com o gerador de acordo com qualquer protocolo adequado, incluindo, por exemplo, conforme descrito aqui com relação ao primeiro circuito de dados. Em certas formas, o primeiro circuito de dados pode compreender um dispositivo de armazenamento não volátil, como um dispositivo EEPROM. Em certas formas, a primeira interface de circuito de dados 846 pode ser implementada separadamente do circuito lógico 842 e compreende um conjunto de circuitos adequado (por exemplo, dispositivos lógicos distintos, um processador) para permitir a comunicação entre o circuito lógico 842 e o primeiro circuito de dados. Em outras formas, a primeira interface de circuito de dados 846 pode ser integral ao circuito lógico 842.
[00378] Em certas formas, o primeiro circuito de dados pode armazenar informações relacionadas ao instrumento cirúrgico específico com o qual está associado. Essas informações podem incluir,
por exemplo, um número de modelo, um número de série, um número de operações nas quais o instrumento cirúrgico foi usado, e/ou quaisquer outros tipos de informações. Essas informações podem ser lidas pelo circuito de interface do instrumento 840 (por exemplo pelo circuito lógico 842), transferidas para um componente do estágio não isolado 804 (por exemplo, para o dispositivo lógico 816, o processador de PSD 822 e/ou o processador de UI 836) para apresentação a um usuário por meio de um dispositivo de saída e/ou para controlar uma função ou operação do gerador 800. Adicionalmente, qualquer tipo de informação pode ser transmitida para o primeiro circuito de dados para armazenamento no mesmo através da primeira interface de circuito de dados 846 (por exemplo, com o uso do circuito lógico 842). Essas informações podem compreender, por exemplo, um número atualizado de operações nas quais o instrumento cirúrgico foi usado e/ou datas e/ou horários de seu uso.
[00379] Conforme discutido anteriormente, um instrumento cirúrgico pode ser removível de uma empunhadura (por exemplo, o instrumento cirúrgico multifuncional pode ser removível da empunhadura) para promover a intercambiabilidade e/ou a descartabilidade do instrumento. Nesses casos, geradores convencionais podem ser limitados em sua capacidade de reconhecer configurações de instrumento específicas sendo usadas, bem como de otimizar os processos de controle e diagnóstico conforme necessário. Porém, a adição de circuitos de dados legíveis a instrumentos cirúrgicos para resolver essa questão é problemática de um ponto de vista de compatibilidade. Por exemplo, pode ser pouco prático projetar um instrumento cirúrgico para que permaneça “compatível com versões anteriores de geradores desprovidos da indispensável funcionalidade de leitura de dados devido, por exemplo, a diferentes esquemas de sinalização, complexidade do design, e custo. As formas de instrumentos aqui discutidas contemplam essas preocupações mediante o uso de circuitos de dados que podem ser implementados em instrumentos cirúrgicos existentes, de forma econômica e com mínimas alterações de design para preservar a compatibilidade dos instrumentos cirúrgicos com as plataformas de gerador atuais.
[00380] Adicionalmente, as formas do gerador 800 podem possibilitar a comunicação com circuitos de dados baseados em instrumentos. Por exemplo, o gerador 800 pode ser configurado para se comunicar com um segundo circuito de dados contido em um instrumento (por exemplo, o instrumento cirúrgico multifuncional). Em algumas formas, o segundo circuito de dados pode ser implementado de maneira similar àquela do primeiro circuito de dados aqui descrito. O circuito de interface de instrumento 840 pode compreender uma segunda interface de circuito de dados 848 para possibilitar essa comunicação. Em uma forma, a segunda interface de circuito de dados 848 pode compreender uma interface digital de três estados, embora possam ser também usadas outras interfaces. Em certas formas, o segundo circuito de dados pode ser geralmente qualquer circuito para transmissão e/ou recepção de dados. Em uma forma, por exemplo, o segundo circuito de dados pode armazenar informações relacionadas ao instrumento cirúrgico específico com o qual está associado. Essas informações podem incluir, por exemplo, um número de modelo, um número de série, um número de operações nas quais o instrumento cirúrgico foi usado, e/ou quaisquer outros tipos de informações.
[00381] Em algumas formas, o segundo circuito de dados pode armazenar informações sobre as propriedades ultrassônicas e/ou elétricas de um transdutor ultrassônico associado, atuador de extremidade ou sistema de acionamento ultrassônico. Por exemplo, o primeiro circuito de dados pode indicar um coeficiente angular de frequência de inicialização, conforme descrito aqui. Adicional ou alternativamente, qualquer tipo de informação pode ser comunicado ao segundo circuito de dados para armazenamento no mesmo através da segunda interface de circuito de dados 848 (por exemplo, mediante o uso do circuito lógico 842). Essas informações podem compreender, por exemplo, um número atualizado de operações nas quais o instrumento cirúrgico foi usado e/ou a datas e/ou horários de seu uso. Em certas formas, o segundo circuito de dados pode transmitir dados capturados por um ou mais sensores (por exemplo, um sensor de temperatura baseado em instrumento). Em certas formas, o segundo circuito de dados pode receber dados a partir do gerador 800 e fornecer uma indicação a um usuário (por exemplo, uma indicação por diodo emissor de luz ou outra indicação visível) com base nos dados recebidos.
[00382] Em certas formas, o segundo circuito de dados e a segunda interface de circuito de dados 848 podem ser configurados de modo que a comunicação entre o circuito lógico 842 e o segundo circuito de dados possa ser efetuada sem a necessidade de fornecer condutores adicionais para esse propósito (por exemplo, condutores dedicados de um cabo conectando uma empunhadura ao gerador 800). Em uma modalidade, por exemplo, as informações podem ser comunicadas de e para o segundo circuito de dados com o uso de um esquema de comunicação por barramento de um fio, implementado na fiação existente, como um dos condutores utilizados transmitindo sinais de interrogação a partir do circuito condicionador de sinal 844 para um circuito de controle em uma empunhadura. Dessa maneira, são minimizadas ou reduzidas as alterações ou modificações ao design do dispositivo cirúrgico que possam, de outro modo, ser necessárias. Além disso, devido ao fato de que diferentes tipos de comunicações implementados em um canal físico comum podem ser separados com base em frequência, a presença de um segundo circuito de dados pode ser "invisível" a geradores que não têm a indispensável funcionalidade de leitura de dados, o que, portanto, permite a retrocompatibilidade do instrumento cirúrgico.
[00383] Em certas formas, o estágio isolado 802 pode compreender ao menos um capacitor de bloqueio 850-1 conectado à saída do sinal de acionamento 810b para impedir a passagem de corrente contínua para um paciente. Um único capacitor de bloqueio pode ser necessário para estar de acordo com os regulamentos e padrões médicos, por exemplo. Embora falhas em designs com um só capacitor sejam relativamente incomuns, esse tipo de falha pode, ainda assim, ter consequências negativas. Em uma forma, um segundo capacitor de bloqueio 850-2 pode ser fornecido em série com o capacitor de bloqueio 850-1, com fuga de corrente de um ponto entre os capacitores de bloqueio 850-1 e 850-2 sendo monitorados, por exemplo, por um circuito de ADC 852 para amostragem de uma tensão induzida por corrente de fuga. As amostras podem ser recebidas, por exemplo, pelo circuito lógico 842. Com base nas mudanças na corrente de fuga (conforme indicado pelas amostras de tensão), o gerador 800 pode determinar quando pelo menos um dos capacitores de bloqueio 850-1, 850-2 falhou, fornecendo, assim, um benefício em relação a projetos com um único capacitor que têm um único ponto de falha.
[00384] Em certas modalidades, o estágio não isolado 804 pode compreender uma fonte de alimentação 854 para entregar potência de corrente contínua com tensão e corrente adequadas. A fonte de alimentação pode compreender, por exemplo, uma fonte de alimentação de 400 W para entregar uma tensão do sistema de 48 VDC. A fonte de alimentação 854 pode compreender adicionalmente um ou mais conversores de tensão CC/CC 856 para receber a saída da fonte de alimentação para gerar saídas de CC nas tensões e correntes exigidas pelos vários componentes do gerador 800. Conforme discutido acima em relação ao controlador 838, um ou mais dentre os conversores de tensão CC/CC 856 podem receber uma entrada do controlador 838 quando a ativação do dispositivo de entrada "liga/desliga" por um usuário é detectada pelo controlador 838, para possibilitar o funcionamento ou o despertar dos conversores de tensão CC/CC 856.
[00385] A Figura 45 ilustra um exemplo de um gerador 900, que é uma forma do gerador 800 (Figura 44). O gerador 900 é configurado para fornecer múltiplas modalidades de energia a um instrumento cirúrgico. O gerador 900 fornece sinais ultrassônicos e de RF para fornecer energia a um instrumento cirúrgico, independentemente ou simultaneamente. Os sinais ultrassônicos e de RF podem ser fornecidos sozinhos ou em combinação e podem ser fornecidos simultaneamente. Conforme indicado acima, ao menos uma saída de gerador pode fornecer múltiplas modalidades de energia (por exemplo, ultrassônica, bipolar ou monopolar de RF, de eletroporação irreversível e/ou reversível, e/ou energia de micro-ondas, entre outras) através de uma única porta, e esses sinais podem ser fornecidos separadamente ou simultaneamente ao atuador de extremidade para tratar tecido.
[00386] O gerador 900 compreende um processador 902 acoplado a um gerador de forma de onda 904. O processador 902 e o gerador de forma de onda 904 são configurados para gerar diversas formas de onda de sinal com base em informações armazenadas em uma memória acoplada ao processador 902, não mostrada a título de clareza da divulgação. As informações digitais associadas a uma forma de onda são fornecidas ao gerador de forma de onda 904 que inclui um ou mais circuitos DAC para converter a entrada digital em uma saída analógica. A saída analógica é alimentada a um amplificador 1106 para condicionamento e amplificação de sinal. A saída condicionada e amplificada do amplificador 906 é acoplada a um transformador de potência 908. Os sinais são acoplados pelo transformador de potência
908 ao lado secundário, que está no lado de isolamento de paciente. Um primeiro sinal de uma primeira modalidade de energia é fornecido ao instrumento cirúrgico entre os terminais identificados como ENERGIAI e RETORNO. Um segundo sinal de uma segunda modalidade de energia é acoplado por um capacitor 910 e é fornecido ao instrumento cirúrgico entre os terminais identificados como ENERGIA? e RETORNO. Será reconhecido que mais do que duas modalidades de energia podem ser emitidas e, portanto, o subscrito "n" pode ser usado para designar que até n terminais ENERGIAn podem ser fornecidos, em que n é um número inteiro positivo maior que 1. Também será reconhecido que até "n" trajetórias de retorno, RETORNOn podem ser fornecidas sem que se afaste do escopo da presente divulgação.
[00387] Um primeiro circuito de detecção de tensão 912 é acoplado através dos terminais identificados como ENERGIA e trajetória de RETORNO para medir a tensão de saída entre eles. Um segundo circuito de detecção de tensão 924 é acoplado através dos terminais identificados como ENERGIA? e a trajetória de RETORNO para medir a tensão de saída entre eles. Um circuito de detecção de corrente 914 está disposto em série com a perna de RETORNO do lado secundário do transformador de potência 908 conforme mostrado para medir a corrente de saída para qualquer modalidade de energia. Se diferentes trajetórias de retorno são fornecidas para cada modalidade de energia, então um circuito de detecção de corrente separado seria fornecido em cada perna de retorno. As saídas do primeiro e do segundo circuitos de detecção de tensão 912, 924 são fornecidas aos respectivos transformadores de isolamento 916, 922 e a saída do circuito de detecção de corrente 914 é fornecida a um outro transformador de isolamento 918. As saídas dos transformadores de isolamento 916, 928, 922 no lado primário do transformador de potência 908 (lado não isolado do paciente) são fornecidas a um ou mais circuitos ADC 926. A saída digitalizada do circuito ADC 926 é fornecida para o processador 902 para processamento adicional e computação. As tensões de saída e as informações de realimentação de corrente de saída podem ser empregadas para ajustar a tensão de saída e a corrente fornecida para o instrumento cirúrgico, e para computar a impedância de saída, entre outros parâmetros. As comunicações de entrada/saída entre o processador 902 e os circuitos isolados do paciente são fornecidas através de um circuito de interface 920. Os sensores podem, também, estar em comunicação elétrica com o processador 902 por meio do circuito de interface 920.
[00388] Em um aspecto, a impedância pode ser determinada pelo processador 902 dividindo-se a saída do primeiro circuito de detecção de tensão 912 acoplado através dos terminais identificados como ENERGIA1/RETORNO ou do segundo circuito de detecção de tensão 924 acoplado através dos terminais identificados como ENERGIA2/RETORNO, pela saída do circuito de detecção de corrente 914 disposto em série com a perna de RETORNO do lado secundário do transformador de potência 908. As saídas do primeiro e segundo circuitos de detecção de tensão 912, 924 são fornecidas para separar os isolamentos transformadores 916, 922 e a saída do circuito de detecção de corrente 914 é fornecida para um outro transformador de isolamento 916. As medições de detecção de tensão e corrente digitalizados do circuito ADC 926 são fornecidas ao processador 902 para computar a impedância. Como um exemplo, a primeira modalidade de energia ENERGIA1 pode ser a energia ultrassônica e a segunda modalidade de energia ENERGIA2 pode ser a energia de RF. No entanto, além das modalidades de energia de RF ultrassônica e bipolar ou monopolar, outras modalidades de energia incluem eletroporação irreversível e/ou reversível e/ou energia de micro-ondas, entre outras.
Além disso, embora o exemplo ilustrado na Figura 45 mostre uma única trajetória de retorno RETORNO pode ser fornecido para duas ou mais modalidades de energia, em outros aspectos, múltiplas trajetórias de retorno RETORNOn podem ser fornecidas para cada modalidade de energia ENERGIAn. Assim, como aqui descrito, a impedância do transdutor ultrassônico pode ser medida dividindo a saída do primeiro circuito de detecção de tensão 912 pelo circuito de detecção de corrente 914 e a impedância de tecido pode ser medida dividindo a saída do segundo circuito de detecção de tensão 924 pelo circuito de detecção de corrente 914.
[00389] “Conforme mostrado na Figura 45, o gerador 900 compreendendo ao menos uma porta de saída pode incluir um transformador de potência 908 com uma única saída e com múltiplas derivações para fornecer potência sob a forma de uma ou mais modalidades de energia, como ultrassônica, RF bipolar ou monopolar, eletroporação irreversível e/ou reversível, e/ou energia de micro-ondas, entre outros, por exemplo ao atuador de extremidade dependendo do tipo de tratamento de tecido que estiver sendo executado. Por exemplo, o gerador 900 pode fornecer energia com maior tensão e menor corrente para conduzir um transdutor ultrassônico, com menor tensão e maior corrente para conduzir eletrodos de RF para vedar o tecido ou com uma forma de onda de coagulação para coagulação pontual usando eletrodos eletrocirúrgicos RF monopolar ou bipolar. A forma de onda de saída do gerador 900 pode ser orientada, chaveada ou filtrada para fornecer a frequência ao atuador de extremidade do instrumento cirúrgico. A conexão de um transdutor ultrassônico à saída do gerador 900 estaria, de preferência, situada entre a saída identificada como ENERGIA1 e o RETORNO, conforme mostrado na Figura 45. Em um exemplo, uma conexão de eletrodos bipolares de RF à saída do gerador 900 estaria preferencialmente situada entre a saída identificada como
ENERGIA?2 e o RETORNO. No caso de saída monopolar, as conexões preferenciais seriam eletrodo ativo (por exemplo, feixe luminoso ou outra sonda) para a saída ENERGIAZ e um bloco de retorno adequado conectada à saída RETORNO.
[00390] Detalhes adicionais são divulgados na publicação de pedido de patente US nº 2017/0086914 intitulada TECHNIQUES FOR OPERATING
GENERATOR FOR DIGITALLY GENERATING ELECTRICAL SIGNAL WAVEFORMS AND SURGICAL INSTRUMENTS, que foi publicada em 30 de março de 2017, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade.
[00391] “Conforme usado ao longo desta descrição, o termo "sem fio" e seus derivados podem ser usados para descrever circuitos, dispositivos, sistemas, métodos, técnicas, canais de comunicação etc., que podem comunicar dados através do uso de radiação eletromagnética modulada através de um meio não sólido. O termo não implica que os dispositivos associados não contêm quaisquer fios, embora em alguns aspectos eles podem não ter. O módulo de comunicação pode implementar qualquer de uma série de padrões ou protocolos de comunicação sem fio e com fio, incluindo, mas não se limitando a, Wi-Fi (família IEXEE 802.11), WiMAX (família IEEE 802.16), IEEE 802.20, evolução de longo prazo (LTE, "long-term evolution"), Ev- DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, Bluetooth, derivados de Ethernet dos mesmos, bem como quaisquer outros protocolos sem fio e com fio que são designados como 3G, 4G, 5G, e além. O módulo de computação pode incluir uma pluralidade de módulos de comunicação. Por exemplo, um primeiro módulo de comunicação pode ser dedicado a comunicações sem fio de curto alcance como Wi-Fi e Bluetooth, e um segundo módulo de comunicação pode ser dedicado a comunicações sem fio de alcance mais longo como GPS, EDGE, GPRS, CDMA, WiMAX, LTE, Ev-DO, e outros.
[00392] Como usado na presente invenção um processador ou unidade de processamento é um circuito eletrônico que executa operações em alguma fonte de dados externa, geralmente a memória ou algum outro fluxo de dados. O termo é usado na presente invenção para se referir ao processador central (unidade de processamento central) em um sistema ou sistemas de computador (especificamente sistemas em um chip (SoCs)) que combinam vários "processadores" especializados.
[00393] Como usado aqui, um sistema em um chip ou sistema no chip (SoC ou SOC) é um circuito integrado (também conhecido como um "IC" ou "chip") que integra todos os componentes de um computador ou outros sistemas eletrônicos. Pode conter funções digitais, analógicas, misturadas e frequentemente de radiofrequência — todos sobre um único substrato. Um SoC integra um microcontrolador (ou microprocessador) com periféricos avançados como unidade de processamento gráfico (GPU), módulo i-Fi, ou coprocessador. Um SoC pode ou não conter memória interna.
[00394] “Como usado aqui, um microcontrolador ou controlador é um sistema que integra um microprocessador com circuitos periféricos e memória. Um microcontrolador (ou MCU para unidade do microcontrolador) pode ser implementado como um computador pequeno em um único circuito Integrado. Pode ser similar a um SoC; um SoC pode incluir um microcontrolador como um de seus componentes. Um microcontrolador pode conter uma ou mais unidades de processamento de núcleo (CPUs) juntamente com memória e periféricos de entrada/saída programáveis. A memória do programa na forma de RAM ferroelétrica, NOR flash ou ROM OTP também é muitas vezes incluída no chip, bem como uma pequena quantidade de RAM. Os microcontroladores podem ser usados para aplicações integradas,
em contraste com os microprocessadores usados em computadores pessoais ou outras aplicações de propósitos gerais que consiste em vários circuitos integrados distintos.
[00395] “Como usado na presente invenção, o termo controlador ou microcontrolador pode ser um dispositivo de chip ou IC (circuito integrado) independente que faz interface com um dispositivo periférico. Essa pode ser uma ligação entre duas partes de um computador ou um controlador em um dispositivo externo que gerencia a operação de (e conexão com) daquele dispositivo.
[00396] Qualquer dos processadores ou microcontrolador na presente invenção pode ser qualquer implementado por qualquer processador de núcleo único ou de múltiplos núcleos, como aqueles conhecidos sob o nome comercial de ARM Cortex pela Texas Instruments. Em um aspecto, o processador pode ser um núcleo processador Cortex-M4F LM4F230H5QR ARM, disponível junto à Texas Instruments, por exemplo, que compreende uma memória integrada de memória flash de ciclo único de 256 KB, ou outra memória não volátil, até 40 MHz, um buffer de pré-busca para otimizar o desempenho acima de 40 MHz, uma memória de acesso aleatório serial de ciclo único de 32 KB (SRAM), uma memória somente de leitura interna (ROM) carregada com o programa StellarisWare6, memória somente de leitura programável e apagável eletricamente (EEPROM) de 2 KB, um ou mais módulos de modulação por largura de pulso (PWM), um ou mais análogos de entradas de codificador de quadratura (QEI), um ou mais conversores analógico-digitais (ADC) de 12 bits com 12 canais de entrada analógica, cujos detalhes estão disponíveis na folha de dados do produto.
[00397] Em um aspecto, o processador pode compreender um controlador de segurança que compreende duas famílias com base em controlador, como TMS570 e RM4x, conhecidas sob o nome comercial de Hercules ARM Cortex R4, também pela Texas Instruments. O controlador de segurança pode ser configurado especificamente para as aplicações críticas de segurança IEC 61508 e ISO 26262, dentre outras, para fornecer recursos avançados de segurança integrada enquanto fornece desempenho, conectividade e opções de memória escalonáveis.
[00398] Os dispositivos modulares incluem os módulos (conforme descrito em conexão com Figuras 3 e 9, por exemplo) que são recebíveis dentro de um controlador cirúrgico central e os dispositivos ou instrumentos cirúrgicos que podem ser conectados aos vários módulos a fim de conectar ou emparelhar com o controlador cirúrgico central correspondente. Os dispositivos modulares incluem, por exemplo, instrumentos cirúrgicos inteligentes, dispositivos de imageamento médicos, dispositivos de sucção/irrigação, evacuadores de fumaça, geradores de energia, ventiladores, insufladores e exibições. Os dispositivos modulares aqui descritos podem ser controlados por algoritmos de controle. Os algoritmos de controle podem ser executados no dispositivo modular em si, no controlador cirúrgico central ao qual o dispositivo modular específico está emparelhado, ou tanto no dispositivo modular quanto no controlador cirúrgico central (por exemplo, através de uma arquitetura de computação distribuída). Em algumas exemplificações, os algoritmos de controle dos dispositivos modulares controlam os dispositivos com base nos dados detectados pelo próprio dispositivo modular (isto é, por sensores em, sobre ou conectados ao dispositivo modular). Esses dados podem ser relacionados ao paciente sendo operado (por exemplo, propriedades de tecido ou pressão de insuflação) ou ao dispositivo modular em si (por exemplo, a taxa na qual uma faca está sendo avançada, a corrente do motor, ou os níveis de energia). Por exemplo, um algoritmo de controle para um instrumento de grampeamento e corte cirúrgico pode controlar a taxa na qual o motor do instrumento aciona sua faca através do tecido de acordo com a resistência encontrada pela faca à medida que avança. Reconhecimento situacional
[00399] “Reconhecimento situacional é a capacidade de alguns aspectos de um sistema cirúrgico de determinar ou inferir informações relacionadas a um procedimento cirúrgico a partir de dados recebidos de bases de dados e/ou instrumentos. As informações podem incluir o tipo de procedimento sendo realizado, o tipo de tecido sendo operado ou a cavidade corporal que é o objeto do procedimento. Com as informações contextuais relacionadas ao procedimento cirúrgico, o sistema cirúrgico pode, por exemplo, melhorar a maneira na qual ele controla os dispositivos modulares (por exemplo um braço robótico e/ou uma ferramenta cirúrgica robótica) que são conectados a ele e fornecem informações ou sugestões contextualizadas ao cirurgião durante o curso do procedimento cirúrgico.
[00400] — Agora com referência à Figura 46, é mostrada uma linha de tempo 5200 representando o reconhecimento situacional de um controlador central, como o controlador cirúrgico central 106 ou 206, por exemplo. A linha de tempo 5200 é um procedimento cirúrgico ilustrativo e as informações contextuais que o controlador cirúrgico central 106, 206 pode derivar dos dados recebidos das fontes de dados em cada etapa no procedimento cirúrgico. A linha de tempo 5200 mostra as etapas típicas que seriam tomadas pelos enfermeiros, cirurgiões, e outro pessoal médico durante o curso de um procedimento de segmentectomia pulmonar, começando com a configuração do centro cirúrgico e terminando com a transferência do paciente para uma sala de recuperação de pós-operatório.
[00401] O reconhecimento situacional de um controlador cirúrgico central 106, 206 recebe dados das fontes de dados durante todo o curso do procedimento cirúrgico, incluindo os dados gerados cada vez que a equipe médica utiliza um dispositivo modular que está emparelhado com o centro cirúrgico 106, 206. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode receber estes dados dos dispositivos modulares emparelhados e de outras fontes de dados e continuamente derivar inferências (isto é, informações contextuais) sobre o procedimento em curso conforme novos dados são recebidos, como qual etapa do procedimento está sendo realizada em qualquer dado momento. O sistema de reconhecimento situacional do controlador cirúrgico central 106, 206 é capaz de, por exemplo, registrar dados referentes ao procedimento para gerar relatórios, verificar as medidas tomadas pela equipe médica, fornecer dados ou avisos (por exemplo, através de uma tela de exibição) que pode ser pertinente para a etapa específica do procedimento, ajustar os dispositivos modulares com base no contexto (por exemplo, ativar monitores, ajustar o campo de visão (FOV) do dispositivo de imageamento médico, ou alterar o nível de energia de um instrumento cirúrgico ultrassônico ou do instrumento eletrocirúrgico de RF), e tomar qualquer outra medida descrita acima.
[00402] Na primeira etapa 5202, neste procedimento ilustrativo, os membros da equipe hospital recuperam o prontuário eletrônico do paciente (PEP) a partir da base de dados do PEP do hospital. Com base nos dados de seleção do paciente no PEP, o controlador cirúrgico central 106, 206 determina que o procedimento a ser realizado é um procedimento torácico.
[00403] Na segunda etapa 5204, os membros da equipe escaneiam a entrada dos suprimentos médicos para o procedimento. O controlador cirúrgico central 106, 206 cruza as referências dos suprimentos escaneados com uma lista de suprimentos que são utilizados em vários tipos de procedimentos e confirma que a combinação dos suprimentos corresponde a um procedimento torácico. Adicionalmente, o controlador cirúrgico central 106, 206 também é capaz de determinar que o procedimento não é um procedimento de cunha (porque os suprimentos de entrada ou carecem de certos suprimentos que são necessários para um procedimento de cunha torácico ou, caso contrário, que os suprimentos de entrada não correspondem a um procedimento de cunha torácico).
[00404] Na terceira etapa 5206, a equipe médica escaneia a banda do paciente com um escâner que é conectado de maneira comunicável ao controlador cirúrgico central 106, 206. O controlador cirúrgico 106, 206 pode então confirmar a identidade do paciente com base nos dados escaneados.
[00405] Na quarta etapa 5208, o pessoal médico liga o equipamento auxiliar. Os equipamentos auxiliares sendo utilizados podem variar de acordo com o tipo de procedimento cirúrgico e as técnicas a serem usadas pelo cirurgião, mas neste caso ilustrativo eles incluem um evacuador de fumaça, um insuflador e um dispositivo de imageamento médico. Quando ativados, os equipamentos auxiliares que são dispositivos modulares podem se emparelhar automaticamente com o controlador cirúrgico central 106, 206 que está situado dentro de uma vizinhança específica dos dispositivos modulares como parte de seu processo de inicialização. O controlador cirúrgico 106, 206 pode então derivar informações contextuais sobre o procedimento cirúrgico mediante a detecção dos tipos de dispositivos modulares emparelhados com o mesmo durante essa fase pré-operatória ou de inicialização. Neste exemplo em particular, o controlador cirúrgico central 106, 206 determina que o procedimento cirúrgico é um procedimento VATS (cirurgia torácica vídeo-assistida) baseado nesta combinação específica de dispositivos modulares emparelhados. Com base na combinação dos dados do prontuário eletrônico do paciente (PEP), na lista de suprimentos médicos a serem usados no procedimento, e no tipo de dispositivos modulares que se conectam ao controlador central, ao controlador cirúrgico central 106, 206 pode, em geral, inferir o procedimento específico que a equipe cirúrgica irá realizar. Depois que o controlador cirúrgico central 106, 206 reconhece que procedimento específico está sendo realizado, o controlador cirúrgico central 106, 206 pode então recuperar as etapas desse processo a partir de uma memória ou a partir da nuvem e então cruzar os dados que subsequentemente recebe das fontes de dados conectadas (por exemplo, dispositivos modulares e dispositivos de monitoramento do paciente) para inferir que etapa do procedimento cirúrgico a equipe cirúrgica está realizando.
[00406] Na quinta etapa 5210, os membros da equipe fixam os eletrodos do eletrocardiograma (ECG) e outros dispositivos de monitoramento de paciente no paciente. Os eletrodos do ECG e outros dispositivos de monitoramento de paciente são capazes de emparelhar com o controlador cirúrgico central 106, 206. Conforme o controlador cirúrgico central 106, 206 começa a receber dados dos dispositivos de monitoramento do paciente, o controlador cirúrgico central 106, 206 dessa forma confirma que o paciente está no centro cirúrgico.
[00407] Na sexta etapa 5212, o pessoal médico induzi a anestesia no paciente. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode inferir que o paciente está sob anestesia com base nos dados dos dispositivos modulares e/ou dos dispositivos de monitoramento de paciente, incluindo os dados de ECG, dados de pressão sanguínea, dados do ventilador, ou combinações dos mesmos, por exemplo. Após a conclusão da sexta etapa 5212, a porção do pré-operatório do procedimento de segmentectomia do pulmão é concluído e a porção operatória se inicia.
[00408] Na sétima etapa 5214, o pulmão do paciente que está sendo operado é retraído (enquanto a ventilação é chaveada para o pulmão contralateral). O controlador cirúrgico central 106, 206 pode inferir a partir dos dados de ventilador que o pulmão do paciente foi retraído, por exemplo. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode inferir que a porção operatória do procedimento foi iniciada já que ele pode comparar a detecção de retração do pulmão do paciente às etapas esperadas do procedimento “(que podem ser acessadas ou recuperadas anteriormente) e assim determinar que a retração do pulmão é a primeira etapa operatória nesse procedimento específico.
[00409] Naoitava etapa 5216, o dispositivo de imageamento médico (por exemplo, um endoscópio) é inserido e o vídeo a partir do dispositivo de imageamento médico é iniciado. O controlador cirúrgico central 106, 206 recebe os dados do dispositivo de imageamento médico (isto é, os dados de vídeo ou imagens) através de sua conexão com o dispositivo de imageamento médico. Após o recebimento dos dados do dispositivo de imageamento médico, o controlador cirúrgico central 106, 206 pode determinar que a porção do procedimento cirúrgico laparoscópico foi iniciada. Adicionalmente, o controlador cirúrgico central 106, 206 pode determinar que o procedimento específico em curso é uma segmentectomia, em vez de uma lobectomia (note que um procedimento de cunha já foi descartado pelo controlador cirúrgico central 106, 206 com base nos dados recebidos na segunda etapa 5204 do procedimento). Os dados do dispositivo de imageamento médico 124 (Figura 26) podem ser utilizados para determinar informações contextuais sobre o tipo de procedimento em curso em várias maneiras diferentes, incluindo a determinação do ângulo no qual o dispositivo de imageamento médico é orientado em relação à visualização da anatomia do paciente, monitoramento do número ou dispositivos de imageamento médico em uso (isto é, que são ativados e emparelhados com o controlador cirúrgico central 106, 206), e monitoramento dos tipos de dispositivos de visualização utilizados. Por exemplo, uma técnica para realizar uma lobectomia VATS coloca a câmera no canto anterior inferior da cavidade torácica do paciente acima do diafragma, enquanto uma técnica para executar uma segmentectomia VATS coloca a câmera em uma posição intercostal anterior em relação à fissura do segmento. Com o uso de técnicas padrão de reconhecimento ou de aprendizado de máquina, por exemplo, o sistema de reconhecimento situacional pode ser treinado para reconhecer o posicionamento do dispositivo de imageamento médico de acordo com a visualização da anatomia do paciente. Como um outro exemplo, uma técnica para realizar uma lobectomia VATS utiliza um único dispositivo de imageamento médico, enquanto que uma outra técnica para executar uma segmentectomia VATS utiliza múltiplas câmeras. Como ainda um outro exemplo, uma técnica para executar uma segmentectomia VATS utiliza uma fonte de luz infravermelha (que pode ser acoplada de maneira comunicável ao controlador cirúrgico central como parte do sistema de visualização) para visualizar a fissura segmentar, que não é utilizada em uma lobectomia VATS. Através do rastreamento de qualquer um ou de todos dentre esses dados do dispositivo de imageamento médico, o controlador cirúrgico central 106, 206 pode assim determinar o tipo específico de procedimento cirúrgico em curso e/ou a técnica em uso para um tipo específico de procedimento cirúrgico.
[00410] Na nona etapa 5218 do procedimento, a equipe cirúrgica inicia a etapa de dissecção. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode inferir que o cirurgião está no processo de dissecação para mobilizar o pulmão do paciente porque ele recebe dados do gerador de RF ou ultrassônico que indicam que um instrumento de energia está sendo disparado. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode cruzar os dados recebidos com as etapas recuperadas do procedimento cirúrgico para determinar que um instrumento de energia sendo disparado nesse ponto no processo (isto é, após a conclusão das etapas anteriormente discutidas do procedimento) corresponde à etapa de dissecção. Em certos casos, o instrumento de energia pode ser uma ferramenta de energia montada em um braço robótico de um sistema cirúrgico robótico.
[00411] Na décima etapa 5220 do procedimento, a equipe cirúrgica prossegue até a etapa de ligação. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode inferir que o cirurgião está ligando as artérias e veias porque ele recebe os dados do instrumento de grampeamento e corte cirúrgico indicando que o instrumento está sendo disparado. De modo similar à etapa anterior, o controlador cirúrgico central 106, 206 pode derivar essa inferência ao cruzar os dados recebidos do instrumento de grampeamento e corte cirúrgico com as etapas recuperadas no processo. Em certos casos, o instrumento cirúrgico pode ser uma ferramenta cirúrgico montado em um braço robótico de um sistema cirúrgico robótico.
[00412] Na décima primeira etapa 5222, a porção de segmentectomia do procedimento é realizada. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode inferir que o cirurgião está fazendo a transeção do parênquima com base nos dados do instrumento de grampeamento e corte cirúrgico, incluindo os dados de seu cartucho. Os dados do cartucho podem corresponder ao tamanho ou tipo de grampo sendo disparo pelo instrumento, por exemplo. Como diferentes tipos de grampos são utilizados para diferentes tipos de tecidos, os dados do cartucho podem dessa forma indicar o tipo de tecido que está sendo grampeado e/ou transectado. Neste caso, o tipo de grampo que é disparado é utilizado para o parênquima (ou outros tipos similares de tecido), que possibilita ao controlador cirúrgico central 106, 206 inferir que porção do procedimento de segmentectomia está sendo realizada.
[00413] “Nadécima segunda etapa 5224, a etapa de dissecção do nó é então realizada. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode inferir que a equipe cirúrgica está dissecando o nó e realizando um teste de vazamento com base nos dados recebidos do gerador que indica que instrumento ultrassônico ou de RF está sendo disparado. Para esse procedimento específico, um instrumento de RF ou ultrassônico sendo utilizado depois que o parênquima foi transectado corresponde à etapa de dissecção do nó, que possibilita que o controlador cirúrgico central 106, 206 faça essa inferência. Deve ser observado que os cirurgiões regularmente alternam entre os instrumentos de grampeamento cirúrgico/corte e os instrumentos de energia cirúrgica (isto é, de RF ou ultrassônica) dependendo da etapa específica no procedimento porque diferentes instrumentos são melhor adaptados para tarefas específicas. Portanto, a sequência específica na qual os instrumentos de corte/grampeamento e os instrumentos de energia cirúrgica são usados pode indicar qual etapa do procedimento o cirurgião está realizada. Além disso, em certos casos, ferramentas robóticas podem ser utilizadas para uma ou mais etapas em um procedimento cirúrgico e/ou Instrumentos cirúrgico de mão podem ser utilizados para uma ou mais etapas no procedimento cirúrgico. O cirurgião pode alternar entre ferramentas robóticas e instrumentos cirúrgicos de mão e/ou pode usar os dispositivos simultaneamente, por exemplo. Após a conclusão da décima segunda etapa 5224, as incisões são fechadas e a porção do pós-operatório do processo se inicia.
[00414] Na décima terceira etapa 5226, a anestesia do paciente é revertida. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode inferir que o paciente está saindo da anestesia com base nos dados de ventilador (isto é, a frequência respiratória do paciente começa a aumentar), por exemplo.
[00415] Finalmente, na décima quarta etapa 5228 é que o pessoal médico remove os vários dispositivos de monitoramento de paciente do paciente. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode, dessa forma, inferir que o paciente está sendo transferido para uma sala de recuperação quando o controlador central perde os dados de ECG, pressão sanguínea e outros dados dos dispositivos de monitoramento de paciente. Como pode ser visto a partir da descrição deste procedimento ilustrativo, o controlador cirúrgico central 106, 206 pode determinar ou inferir quando cada etapa de um dado procedimento cirúrgico está ocorrendo de acordo com os dados recebidos das várias fontes de dados que estão acopladas de modo comunicável ao controlador cirúrgico central 106, 206.
[00416] O reconhecimento situacional é adicionalmente descrito no pedido de patente provisório US nº de série 62/611.341, intitulado INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, depositado em 28 de dezembro de 2017, cujo conteúdo está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade. Em certos casos, a operação de um sistema cirúrgico robótico, incluindo os vários sistemas cirúrgicos robóticos aqui divulgados, por exemplo, pode ser controlada pelo controlador central 106, 206 com base em seu reconhecimento situacional e/ou retroinformação dos componentes do mesmo e/ou com base nas informações da nuvem 104. Exemplos
[00417] Vários aspectos da matéria descrita no presente documento são definidos nos exemplos numerados a seguir.
[00418] Exemplo 1. Controlador cirúrgico central compreendendo: um circuito de controle, sendo que o circuito de controle inclui uma pluralidade de segmentos; sendo que a pluralidade de segmentos inclui um primeiro, um segundo e um terceiro segmentos; o primeiro segmento inclui um processador principal e um processador de segurança, sendo que o processador principal é acoplado a uma memória, e a memória armazena instruções executáveis pelo processador principal para energizar o primeiro segmento antes do segundo e do terceiro segmentos, energizando o segundo e o terceiro segmentos após o primeiro segmento executar uma primeira função; o segundo segmento inclui um circuito de detecção e um circuito de exibição; e o terceiro segmento inclui um circuito de controle do motor e um motor.
[00419] Exemplo 2. Controlador cirúrgico central, de acordo com o Exemplo 1, sendo que a primeira função é a de verificar o primeiro, o segundo e o terceiro segmentos para determinar se eles contêm ao menos um dentre um curto-circuito e um erro.
[00420] Exemplo 3. Controlador cirúrgico central, de acordo com os Exemplos 1 e 2, sendo que a primeira função é a de executar uma verificação de segurança no primeiro, no segundo e no terceiro segmentos.
[00421] Exemplo 4. Controlador cirúrgico central, de acordo com os Exemplos 1 a 3, sendo que a primeira função é a de verificar se o circuito de detecção, o circuito de exibição, o circuito de controle do motor e o motor são os componentes corretos.
[00422] Exemplo 5. Controlador cirúrgico central, de acordo com qualquer um dos Exemplos 1 a 4, sendo que o circuito de controle identifica o processador principal, o processador de segurança, o circuito de detecção, o circuito de exibição, o circuito de controle do motor e o motor, e mostra em um dispositivo de exibição um estado do processador principal, do processador de segurança, do circuito de detecção, do circuito de exibição, do circuito de controle do motor, e do motor.
[00423] Exemplo 6. Controlador cirúrgico central, de acordo com os Exemplos 1 a 5, sendo que o circuito de controle identifica o primeiro, o segundo e o terceiro segmentos, e mostrar em um dispositivo de exibição, a um usuário, um estado do primeiro, do segundo e do terceiro segmentos.
[00424] “Exemplo 7. Controlador cirúrgico central, de acordo com os Exemplos 1 a 6, que compreende adicionalmente uma bomba acoplada ao motor.
[00425] Exemplo 8. Controlador cirúrgico central, de acordo com qualquer um dos Exemplos 1 a 7, sendo que o motor opera em um primeiro ou em um segundo estado.
[00426] Exemplo 9. Controlador cirúrgico central, de acordo com os Exemplos 1 a 8, sendo que o primeiro estado é ativado por um usuário, e o motor faz com que a bomba opere em uma primeira velocidade.
[00427] Exemplo 10. Controlador cirúrgico central, de acordo com qualquer um dos Exemplos 1 a 9, sendo que o motor faz com que a bomba opere em uma segunda velocidade no segundo estado.
[00428] Exemplo 11.Método de operação de um circuito de controle segmentado em um sistema de evacuação cirúrgica, que compreende: ativar um primeiro segmento, sendo que o primeiro segmento inclui um processador principal e um processador de segurança; fazer com que o primeiro segmento execute uma primeira função; ativar um segundo segmento, sendo que o segundo segmento inclui um circuito de detecção e um circuito de exibição; e ativar um terceiro segmento, sendo que o terceiro segmento inclui um circuito de controle de motor e um motor.
[00429] Exemplo 12. Método de operação do circuito de controle segmentado, do Exemplo 11, sendo que a primeira função é a de verificar o primeiro, o segundo e o terceiro segmentos para determinar se eles contêm ao menos um dentre um curto-circuito e um erro.
[00430] Exemplo 13. Método de operação do circuito de controle segmentado, de acordo com os Exemplos 11 e 12, sendo que a primeira função é a de fazer uma verificação de segurança no primeiro, no segundo e no terceiro segmentos.
[00431] Exemplo 14. Método de operação do circuito de controle segmentado, de acordo com qualquer um dos Exemplos 11 a 13, sendo que a primeira função é a de verificar se o circuito de detecção, o circuito de exibição, o circuito de controle do motor e o motor são os componentes corretos.
[00432] Exemplo 15. Método de operação do circuito de controle segmentado, de acordo com qualquer um dos Exemplos 11 a 14, sendo que compreende adicionalmente: identificar, através do circuito de controle, o processador central, o processador de segurança, o circuito de detecção, o circuito de exibição, o circuito de controle do motor e o motor são os componentes corretos. e mostrar em um dispositivo de exibição um estado do processador principal, do processador de segurança, do circuito de detecção, do circuito de exibição, do circuito de controle do motor e do motor.
[00433] Exemplo 16. Método de operação do circuito de controle segmentado, de acordo com qualquer um dos Exemplos 11 a 15, que compreende adicionalmente: identificar, através do circuito de controle, o primeiro segmento, o segundo segmento, e o terceiro segmento; e mostrar em um dispositivo de exibição um estado do primeiro, do segundo e do terceiro segmentos.
[00434] Exemplo 17. Método de operação do circuito de controle segmentado, de acordo com qualquer um dos Exemplos 11 a 16, que compreende adicionalmente: operar o motor em um primeiro estado ou um segundo estado.
[00435] Exemplo 18. Método de operação do circuito de controle segmentado, de acordo com qualquer um dos Exemplos 11 a 17, sendo que o primeiro estado é ativado por um usuário, sendo que o motor faz com que a bomba opere em uma primeira velocidade.
[00436] Exemplo 19. Método de operação do circuito de controle segmentado, de acordo com qualquer um dos Exemplos 11 a 18, sendo que o motor faz com que a bomba opere em uma segunda velocidade no segundo estado.
[00437] Exemplo 20. Mídia não transitória legível por computador que armazena instruções legíveis por computador que, quando executadas, fazem com que uma máquina: ative um primeiro segmento, sendo que o primeiro segmento inclui um processador principal e um processador de segurança; faça com que o primeiro segmento execute uma primeira função; ative um segundo segmento, sendo que o segundo segmento inclui um circuito de detecção e um circuito de exibição; e ative um terceiro segmento, sendo que o terceiro segmento inclui um circuito de controle do motor e um motor.
[00438] Exemplo 21. Sistema de evacuação cirúrgica que compreende um circuito de controle, sendo que o circuito de controle inclui uma pluralidade de segmentos; sendo que a pluralidade de segmentos inclui um primeiro, um segundo e um terceiro segmentos; o primeiro segmento inclui um processador principal e um processador de segurança, sendo que o processador principal é acoplado a uma memória, e a memória armazena instruções executáveis pelo processador principal para energizar o primeiro segmento antes do segundo e do terceiro segmentos, energizando o segundo e o terceiro segmentos após o primeiro segmento executar uma primeira função; o segundo segmento inclui um circuito de detecção e um circuito de exibição; e o terceiro segmento inclui um circuito de controle do motor e um motor.
[00439] Exemplo 22. Sistema de evacuação cirúrgica, de acordo com o Exemplo 21, sendo que a primeira função é a de verificar o primeiro, o segundo e o terceiro segmentos para determinar se eles contêm ao menos um dentre um curto-circuito e um erro.
[00440] “Exemplo 23.Sistema de evacuação cirúrgica, de acordo com qualquer um dos Exemplos 21 e 22, sendo que a primeira função é a de executar uma verificação de segurança no primeiro, no segundo e no terceiro segmentos.
[00441] Exemplo 24. Sistema de evacuação cirúrgica, de acordo com qualquer um dos Exemplos 21 a 23, sendo que a primeira função é a de verificar se o circuito de detecção, o circuito de exibição, o circuito de controle do motor e o motor são os componentes corretos.
[00442] “Exemplo 25. Sistema de evacuação cirúrgica, de acordo com qualquer um dos Exemplos 21 a 24, sendo que o circuito de controle identificar o processador principal, o processador de segurança, Oo circuito de detecção, o circuito de exibição, o circuito de controle do motor e o motor, e mostra em um dispositivo de exibição um estado do processador principal, do processador de segurança, do circuito de detecção, do circuito de exibição, do circuito de controle do motor e do motor.
[00443] Exemplo 26. Sistema de evacuação cirúrgica, de acordo com qualquer um dos Exemplos 21 a 25, sendo que o circuito de controle identifica o primeiro, o segundo e o terceiro segmentos, e mostra em um dispositivo de exibição, a um usuário, um estado do primeiro, do segundo e do terceiro segmentos.
[00444] “Exemplo 27. Sistema de evacuação cirúrgica, de acordo com qualquer um dos Exemplos 21 a 26, que compreende adicionalmente uma bomba acoplada ao motor.
[00445] “Exemplo 28. Sistema de evacuação cirúrgica, de acordo com qualquer um dos Exemplos 21 a 27, sendo que o motor opera em um primeiro ou em um segundo estados.
[00446] Exemplo 29. Sistema de evacuação cirúrgica, de acordo com o Exemplo 28, sendo que o primeiro estado é ativado por um usuário, e o motor faz com que a bomba opere em uma velocidade alta.
[00447] “Exemplo 30. Sistema de evacuação cirúrgica, de acordo com qualquer um dos Exemplos 28 e 29, sendo que o segundo estado é um estado lento, no qual o motor faz com que a bomba opere em uma velocidade mais baixa.
[00448] Exemplo 31.Método de operação de um circuito de controle segmentado em um sistema de evacuação cirúrgica, que compreende ativar um primeiro segmento, sendo que o primeiro segmento inclui um processador principal e um processador de segurança; fazer com que o primeiro segmento execute uma primeira função; ativar um segundo segmento, sendo que o segundo segmento inclui um circuito de detecção e um circuito de exibição; e ativar um terceiro segmento, sendo que o terceiro segmento inclui um circuito de controle de motor e um motor.
[00449] Exemplo 32. Método de operação do circuito de controle segmentado, de acordo com o Exemplo 31, sendo que a primeira função é a de verificar o primeiro, o segundo e o terceiro segmentos para determinar se eles contêm ao menos um dentre um curto-circuito e um erro.
[00450] Exemplo 33. Método de operação do circuito de controle segmentado, de acordo com qualquer um dos Exemplos 31 e 12, sendo que a primeira função é a de fazer uma verificação de segurança no primeiro, no segundo e no terceiro segmentos.
[00451] Exemplo 34. Método de operação do circuito de controle segmentado, de acordo com qualquer um dos Exemplos 31 a 33, sendo que a primeira função é a de verificar se o circuito de detecção, o circuito de exibição, o circuito de controle do motor e o motor são os componentes corretos.
[00452] “Exemplo 35. Método de operação do circuito de controle segmentado, de acordo com qualquer um dos Exemplos 31 a 34, que compreende adicionalmente: identificar, através do circuito de controle, o processador central, o processador de segurança, o circuito de detecção, o circuito de exibição, o circuito de controle do motor e o motor; e mostrar em um dispositivo de exibição um estado do processador principal, do processador de segurança, do circuito de detecção, do circuito de exibição, do circuito de controle do motor e do motor.
[00453] Exemplo 36. Método de operação do circuito de controle segmentado, de acordo com qualquer um dos Exemplos 11 a 15, que compreende adicionalmente identificar, através do circuito de controle, o primeiro segmento, o segundo segmento, e o terceiro segmento; e mostrar em um dispositivo de exibição um estado do primeiro, do segundo e do terceiro segmentos.
[00454] Exemplo 37. Método de operação do circuito de controle segmentado, de acordo com qualquer um dos Exemplos 31 a 36, sendo que uma bomba é acoplada ao motor.
[00455] Exemplo 38. Método de operação do circuito de controle segmentado, de acordo com o Exemplo 37, que compreende adicionalmente operar o motor em um primeiro estado ou um segundo estado.
[00456] Exemplo 39. Método de operação do circuito de controle segmentado, de acordo com o Exemplo 38, sendo que o primeiro estado é ativado por um usuário, sendo que o motor faz com que a bomba opere em uma primeira velocidade.
[00457] Exemplo 40. Método de operação do circuito de controle segmentado, de acordo com qualquer um dos Exemplos 38 e 39, sendo que o segundo estado é um estado lento, sendo que o motor faz com que a bomba opere em uma velocidade mais lenta.
[00458] Exemplo 41. Controlador cirúrgico central que compreende um processador e uma memória acoplada ao processador, sendo que a memória armazena instruções executáveis pelo processador para executar o método conforme descrito em qualquer um dos Exemplos 31 a 40.
[00459] “Exemplo 42. Mídia não transitória legível por computador que armazena instruções legíveis por computador que, quando executadas, fazem com que uma máquina execute o método descrito em qualquer um dos Exemplos 31 a 40.
[00460] Exemplo 43. Método de operação do circuito de controle segmentado, de acordo com o Exemplo 38, sendo que o primeiro estado é ativado por um usuário, sendo que o motor faz com que a bomba opere em uma primeira velocidade.
[00461] Exemplo 44. Método de operação do circuito de controle segmentado, de acordo com o Exemplo 38, sendo que o motor faz com que a bomba opere em uma segunda velocidade no segundo estado.
[00462] Exemplo 45. Mídia não transitória legível por computador que armazena instruções legíveis por computador que, quando executadas, fazem com que uma máquina: ative um primeiro segmento, sendo que o primeiro segmento inclui um processador principal e um processador de segurança; faça com que o primeiro segmento execute uma primeira função; ative um segundo segmento, sendo que o segundo segmento inclui um circuito de detecção e um circuito de exibição; e ative um terceiro segmento, sendo que o terceiro segmento inclui um circuito de controle do motor e um motor.
[00463] Embora várias formas tenham sido ilustradas e descritas, não é intenção do requerente restringir ou limitar o escopo das reivindicações anexadas a tal detalhe. Numerosas modificações, variações, alterações, substituições, combinações e equivalentes destas formas podem ser implementadas e ocorrerão aos versados na técnica sem se que afaste do escopo da presente divulgação. Além disso, a estrutura de cada elemento associado com a forma pode ser alternativamente descrita como um meio para fornecer a função realizada pelo elemento. Além disso, onde forem divulgados materiais para determinados componentes, outros materiais podem ser usados. Deve-se compreender, portanto, que a descrição precedente e as reivindicações em anexo pretendem cobrir todas essas modificações, combinações e variações abrangidas pelo escopo das modalidades apresentadas. As reivindicações em anexo se destinam a cobrir todas essas modificações, variações, alterações, substituições, modificações e equivalentes.
[00464] A descrição detalhada precedente apresentou várias formas dos dispositivos e/ou processos por meio do uso de diagramas de blocos, fluxogramas e/ou exemplos. Embora esses diagramas de bloco, fluxogramas e/ou exemplos contenham uma ou mais funções e/ou operações, será compreendido pelos versados na técnica que cada função e/ou operação dentro desses diagramas de bloco, fluxogramas e/ou exemplos pode ser implementada, individual e/ou coletivamente, através de uma ampla gama de hardware, software, firmware ou praticamente qualquer combinação destes. Os versados na técnica reconhecerão, contudo, que alguns aspectos dos aspectos aqui divulgados, no todo ou em parte, podem ser implementados de modo equivalente em circuitos integrados, como um ou mais programas de computador executados em um ou mais computadores (por exemplo, como um ou mais programas executados em um ou mais sistemas de computador), como um ou mais programas executados em um ou mais processadores (por exemplo, como um ou mais programas executados em um ou mais microprocessadores), como firmware, ou virtualmente como qualquer combinação dos mesmos, e que projetar o conjunto de circuitos e/ou escrever o código para o software e firmware estaria dentro do âmbito de prática do versado na técnica, à luz desta divulgação. Além disso, os versados na técnica entenderão que os mecanismos do assunto aqui descrito podem ser distribuídos como um ou mais produtos de programa em uma variedade de formas e que uma forma ilustratixra do assunto aqui descrito é aplicável independentemente do tipo específico de meio de transmissão de sinais utilizado para efetivamente realizar a distribuição.
[00465] Asinstruções usadas para programar a lógica para executar vários aspectos divulgados podem ser armazenadas em uma memória no sistema, como memória de acesso aleatório dinâmica (DRAM), cache, memória flash ou outro armazenamento. Além disso, as instruções podem ser distribuídas através de uma rede ou por meio de outras mídias legíveis por computador. Dessa forma uma mídia legível por máquina pode incluir qualquer mecanismo para armazenar ou transmitir informações em uma forma legível por uma máquina (por exemplo, um computador), mas não se limita a, disquetes, discos ópticos, disco compacto de memória só de leitura (CD-ROMs), e discos óptico-dínamos discos, memória só de leitura (ROM), memória de acesso aleatório (RAM), memória só de leitura programável apagável (EPROM), memória só de leitura programável apagável eletricamente (EEPROM), cartões magnéticos ou ópticos, memória flash, ou uma mídia tangível de armazenamento legíveis por máquina usada na transmissão de informações pela Internet através de um cabo elétrico, óptico, acústico ou outras formas de sinais de propagados (por exemplo, ondas portadoras, sinal de infravermelho, sinais digitais, etc.) Consequentemente, a mídia não transitória legível por computador inclui qualquer tipo de mídia legível por máquina adequada para armazenar ou transmitir instruções ou informações eletrônicas em uma forma legível por uma máquina (por exemplo, um computador).
[00466] “Como usado em qualquer aspecto da presente invenção, o termo "circuito de controle" pode se referir a, por exemplo, a um circuito com fio, circuito programável (por exemplo, um processador de computador que compreende um ou mais núcleos de processamento de instrução individuais, uma unidade de processamento, um processador, um microcontrolador, uma unidade do microcontrolador, um controlador, um processador de sinal digital (PSD), um dispositivo lógico programável (PLD), uma matriz lógica programável (PLA), ou uma matriz de portas programável em campo (FPGA)), circuitos de máquinas de estado, um firmware que armazena instruções executadas pelo circuito programável, e qualquer combinação dos mesmos. O circuito de controle pode, coletiva ou individualmente, ser incorporado como circuito elétrico que é parte de um sistema maior, por exemplo, um circuito integrado (IC), um circuito integrado específico de aplicação (ASIC), um sistema on-chip (SoC), computadores desktop, computadores laptop, computadores tablet, servidores, fones inteligentes, etc. Consequentemente, como usado na presente invenção, "circuito de controle" inclui, mas não se limita a, circuitos elétricos que tenham ao menos um circuito elétrico discreto, circuitos elétricos que tenham ao menos um circuito integrado, circuitos elétricos que tenham ao menos um circuito integrado para aplicação específica, circuitos elétricos que formem um dispositivo de computação para finalidades gerais configurado por um programa de computador (por exemplo, um computador para finalidades gerais configurado por um programa de computador que ao menos parcialmente execute processos e/ou dispositivos aqui descritos, ou um microprocessador configurado por um programa de computador que ao menos parcialmente execute os processos e/ou dispositivos aqui descritos), circuitos elétricos que formem um dispositivo de memória (por exemplo, formas de memória de acesso aleatório), e/ou circuitos elétricos que formem um dispositivo de comunicações (por exemplo, um modem, chave de comunicação, ou equipamento óptico- elétrico). Os versados na técnica reconhecerão que o assunto aqui descrito pode ser implementado de modo analógico ou digital, ou em alguma combinação destes.
[00467] “Como usado em qualquer aspecto da presente invenção, o termo "lógico" pode se referir a um aplicativo, software, firmware e/ou circuito configurado para executar qualquer das operações anteriormente mencionadas. O software pode ser incorporado como um pacote de software, um código, instruções, conjuntos de instruções e/ou dados registados na mídia de armazenamento não transitório legível por computador. O firmware pode ser incorporado como código, instruções ou conjuntos de instruções e/ou dados que são codificados rigidamente (por exemplo, não voláteis) em dispositivos de memória.
[00468] “Como usado em qualquer aspecto da presente invenção, os termos "componente", "sistema", "módulo" e similares podem se referir a uma entidade relacionada a computador, seja hardware, uma combinação de hardware e software, software ou software em execução.
[00469] “Como aqui usado em um aspecto na presente invenção, um "algoritmo" se refere à sequência autoconsistente de etapas que levam ao resultado desejado, onde uma "etapa" se refere à manipulação de quantidades físicas e/ou estados lógicos que podem, embora não necessariamente precisem, assumir a forma de sinais elétricos ou magnéticos que possam ser armazenados, transferidos, combinados, comparados e manipulados de qualquer outra forma. É uso comum chamar esses sinais de bits, valores, elementos, símbolos, caracteres, termos, números ou congêneres. Esses termos e termos similares podem estar associados às grandezas físicas apropriadas e são identificações meramente convenientes aplicadas a essas quantidades e/ou estados.
[00470] Uma rede pode incluir uma rede comutada de pacotes. Os dispositivos de comunicação podem ser capazes de se comunicar uns com os outros com o uso de um protocolo de comunicações de rede comutada de pacotes selecionado. Um protocolo de comunicações exemplificador pode incluir um protocolo de comunicações Ethernet que pode ser capaz de permitir a comunicação com o uso de um protocolo de controle de transmissão/protocolo de Internet (TCP/IP). O protocolo Ethernet pode se conformar ou ser compatível com o padrão Ethernet publicado pelo Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) intitulado "EEE 802.3 Standard", publicado em dezembro de 2008 e/ou versões posteriores deste padrão. Alternativamente ou adicionalmente, os dispositivos de comunicação podem ser capazes de se comunicar uns com os outros com o uso de um protocolo de comunicações X.25. O protocolo de comunicações X.25 pode se conformar ou ser compatível! com um padrão promulgado pelo International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector (ITU-T). Alternativamente ou adicionalmente, os dispositivos de comunicação podem ser capazes de se comunicar uns com os outros com o uso de um protocolo de comunicações frame-relay. O protocolo de comunicações frame-relay pode se conformar ou ser compatível com um padrão promulgado pelo Consultative Committee for International Telegraph and Telephone (CCITT) e/ou the American National Standards Institute (ANSI). Alternativamente ou adicionalmente, os transceptores podem ser capazes de se comunicar uns com os outros com o uso de um protocolo de comunicação ATM ("asynchronous transfer mode", modo de transferência assíncrono). O protocolo de comunicação ATM pode se conformar ou ser compatível com um padrão ATM publicado pelo fórum ATM intitulado "ATM-MPLS Network Interworking 2.0" publicado em agosto de 2001, e/ou versões posteriores desse padrão. Obviamente, protocolos de comunicação de rede orientados por conexão diferentes e/ou pós-desenvolvidos são igualmente contemplados na presente invenção.
[00471] Salvo afirmação expressa em contrário, conforme fica evidente a partir da divulgação precedente, é entendido que, ao longo da divulgação precedente, as discussões que usam termos como "processamento", ou "computação", ou "cálculo", ou "determinação", ou "exibição", ou similares, se referem à ação e aos processos de um computador, ou dispositivo de computação eletrônica similar, que manipule e transforme os dados representados sob a forma de grandezas físicas (eletrônicas) nos registros e nas memórias do computador em outros dados representados de modo similar sob a forma de grandezas físicas nas memórias ou nos registros do computador, ou em outros dispositivos similares de armazenamento, transmissão ou exibição de informações.
[00472] Um ou mais componentes podem ser chamados na presente invenção de "configurado para", "configurável para", "operável/operacional para", "adaptado/adaptável para", "capaz de", "conformável/conformado para", etc. Os versados na técnica reconhecerão que "configurado para" pode, de modo geral, abranger componentes em estado ativo e/ou componentes em estado inativo e/ou componentes em estado de espera, exceto quando o contexto determinar o contrário.
[00473] Os termos "proximal" e "distal" são usados na presente invenção com referência a um médico que manipula a porção de cabo do instrumento cirúrgico. O termo "proximal" se refere à porção mais próxima ao médico, e o termo "distal" se refere à porção situada na direção oposta ao médico. Também será entendido que, por uma questão de conveniência e clareza, termos espaciais como "vertical", "horizontal", "para cima" e "para baixo" podem ser usados na presente invenção com relação aos desenhos. Entretanto, instrumentos cirúrgicos podem ser usados em muitas orientações e posições, e esses termos não se destinam a ser limitadores e/ou absolutos.
[00474] As pessoas versadas na técnica reconhecerão que, em geral, os termos usados aqui, e principalmente nas reivindicações em anexo (por exemplo, corpos das reivindicações em anexo) destinam-se geralmente como termos "abertos" (por exemplo, o termo "incluindo" deve ser interpretado como "incluindo, mas não se limitando a", o termo "tendo" deve ser interpretado como "tendo, ao menos", o termo "inclui" deve ser interpretado como "inclui, mas não se limita a", etc.). Será ainda entendido pelos versados na técnica que, quando um número específico de uma menção de reivindicação introduzida for pretendido, tal intenção será expressamente mencionada na reivindicação e, na ausência de tal menção, nenhuma intenção estará presente. Por exemplo, como uma ajuda para a compreensão, as seguintes reivindicações em anexo podem conter o uso das frases introdutórias "ao menos um" e "um ou mais" para introduzir menções de reivindicação. Entretanto, o uso de tais frases não deve ser interpretado como implicando que a introdução de uma menção da reivindicação pelos artigos indefinidos "um, uns" ou "uma, umas" limita qualquer reivindicação específica contendo a menção da reivindicação introduzida a reivindicações que contêm apenas uma tal menção, mesmo quando a mesma reivindicação inclui as frases introdutórias "um ou mais" ou "ao menos um" e artigos indefinidos, como "um, uns" ou "uma, umas" (por exemplo, "um, uns" e/ou "uma, umas" deve tipicamente ser interpretado como significando "ao menos um" ou "um ou mais"); o mesmo vale para o uso de artigos definidos usados para introduzir as menções de reivindicação.
[00475] Além disso, mesmo se um número específico de uma menção de reivindicação introduzida for explicitamente mencionado, os versados na técnica reconhecerão que essa menção precisa ser tipicamente interpretada como significando ao menos o número mencionado (por exemplo, a mera menção de "duas menções", sem outros modificadores, tipicamente significa ao menos duas menções, ou duas ou mais menções). Além disso, em casos onde é usada uma convenção análoga a "pelo menos um dentre A, B e C, etc.", em geral essa construção se destina a ter o sentido no qual a convenção seria entendida por (por exemplo, "um sistema que tem ao menos um dentre A, B e C" incluiria, mas não se limitaria a, sistemas que têm A sozinho, B sozinho, C sozinho, A e B juntos, A e C juntos, B e C juntos, e/ou A, B e C juntos, etc.). Em casos nos quais é usada uma convenção análoga a "pelo menos um dentre A, B ou C, etc.", em geral essa construção se destina a ter o sentido no qual a convenção seria entendida por (por exemplo, "um sistema que tem ao menos um dentre A, B e C" incluiria, mas não se limitaria a, sistemas que têm A sozinho, B sozinho, C sozinho, A e B juntos, A e C juntos, B e C juntos, e/ou A, B e C juntos, etc.). Será adicionalmente entendido pelos versados na técnica que tipicamente uma palavra e/ou uma frase disjuntiva apresentando dois ou mais termos alternativos, quer na descrição, nas reivindicações ou nos desenhos, deve ser entendida como contemplando a possibilidade de incluir um dos termos, qualquer um dos termos ou ambos os termos, exceto quando o contexto determinar indicar algo diferente. Por exemplo, a frase "A ou B" será tipicamente entendida como incluindo as possibilidades de "A" ou "B"ou"AeB".
[00476] Com respeito às reivindicações em anexo, os versados na técnica entenderão que as operações mencionadas nas mesmas podem, de modo geral, ser executadas em qualquer ordem. Além disso, embora vários diagramas de fluxos operacionais sejam apresentados em uma ou mais sequências, deve-se compreender que as várias operações podem ser executadas em outras ordens diferentes daquelas que estão ilustradas, ou podem ser executadas simultaneamente. Exemplos dessas ordenações alternativas podem incluir ordenações sobrepostas, intercaladas, interrompidas, reordenadas, incrementais, preparatórias, suplementares, simultâneas, inversas ou outras ordenações variantes, exceto quando o contexto determinar em contrário. Ademais, termos como "responsivo a", "relacionado a" ou outros particípios adjetivos não pretendem de modo geral excluir essas variantes, exceto quando o contexto determinar em contrário.
[00477] Vale notar que qualquer referência a "um (1) aspecto", "um aspecto", "uma exemplificação" ou "uma (1) exemplificação", e similares significa que um determinado recurso, estrutura ou característica descrito em conexão com o aspecto está incluído em ao menos um aspecto. Dessa forma, o uso de expressões como "em um (1) aspecto", "em um aspecto", "em uma exemplificação", "em uma (1) exemplificação", em vários locais ao longo deste relatório descritivo não se refere necessariamente ao mesmo aspecto. Além disso, os recursos, estruturas ou características específicos podem ser combinados de qualquer maneira adequada em um ou mais aspectos.
[00478] Qualquer pedido de patente, patente, publicação não de patente ou outro material de descrição mencionado neste relatório descritivo e/ou mencionado em qualquer folha de dados de pedido está aqui incorporado a título de referência, até o ponto em que os materiais incorporados não são inconsistentes com isso. Desse modo, e na medida do necessário, a divulgação como explicitamente aqui apresentada substitui qualquer material conflitante incorporado à presente invenção a título de referência. Qualquer material, ou porção do mesmo, tido como aqui incorporado a título de referência, mas que entre em conflito com as definições, declarações, ou outros materiais de divulgação existentes aqui apresentados estará aqui incorporado apenas até o ponto em que não haja conflito entre o material incorporado e o material de divulgação existente.
[00479] Em suma, foram descritos numerosos benefícios que resultam do emprego dos conceitos descritos no presente documento. A descrição anteriormente mencionada de uma ou mais modalidades foi apresentada para propósitos de ilustração e descrição. Essa descrição não pretende ser exaustiva nem limitar a invenção à forma precisa divulgada. Modificações ou variações são possíveis à luz dos ensinamentos acima. Uma ou mais modalidades foram escolhidas e descritas com a finalidade de ilustrar os princípios e a aplicação prática para, assim, permitir que o versado na técnica use as várias modalidades e com várias modificações, conforme sejam convenientes ao uso específico contemplado.
Pretende-se que as reivindicações apresentadas em anexo definam o escopo global.

Claims (20)

REIVINDICAÇÕES
1. Controlador cirúrgico central, caracterizado por compreender: um circuito de controle, sendo que o circuito de controle inclui uma pluralidade de segmentos; sendo que a pluralidade de segmentos inclui um primeiro, um segundo e um terceiro segmentos; o primeiro segmento inclui um processador principal e um processador de segurança, sendo que o processador principal é acoplado a uma memória, e a memória armazena instruções executáveis pelo processador principal para energizar o primeiro segmento antes do segundo e do terceiro segmentos, energizando o segundo e o terceiro segmentos após o primeiro segmento executar uma primeira função; o segundo segmento inclui um circuito de detecção e um circuito de exibição; e o terceiro segmento inclui um circuito de controle do motor e um motor.
2. Controlador cirúrgico central de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a primeira função ser a de verificar o primeiro, o segundo e o terceiro segmentos para determinar se eles contêm ao menos um dentre um curto-circuito e um erro.
3. Controlador cirúrgico central de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a primeira função ser a de executar uma verificação de segurança no primeiro, no segundo e no terceiro segmentos.
4. Controlador cirúrgico central de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a primeira função ser a de verificar se o circuito de detecção, o circuito de exibição, o circuito de controle do motor e o motor são os componentes corretos.
5. Controlador cirúrgico central, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o circuito de controle identificar o processador principal, o processador de segurança, o circuito de detecção, o circuito de exibição, o circuito de controle de motor e o motor, e mostrar em um dispositivo de exibição um estado do processador principal, do processador de segurança, do circuito de detecção, do circuito de exibição, do circuito de controle do motor e do motor.
6. Controlador cirúrgico central de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o circuito de controle identificar o primeiro, o segundo e o terceiro segmentos, e mostrar em um dispositivo de exibição, a um usuário, um estado do primeiro, do segundo e do terceiro segmentos.
7. Controlador cirúrgico central, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente uma bomba acoplada ao motor.
8. Controlador cirúrgico central de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o motor operar em um primeiro ou em um segundo estado.
9. Controlador cirúrgico central de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o primeiro estado ser ativado por um usuário, e o motor fazer com que a bomba opere em uma primeira velocidade.
10. Controlador cirúrgico central, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o motor fazer com que a bomba opere em uma segunda velocidade no segundo estado.
11. Método para operação de um circuito de controle segmentado em um sistema de evacuação cirúrgica, caracterizado por compreender: ativar um primeiro segmento, sendo que o primeiro segmento inclui um processador principal e um processador de segurança; fazer com que o primeiro segmento execute uma primeira função; ativar um segundo segmento, sendo que o segundo segmento inclui um circuito de detecção e um circuito de exibição; e ativar um terceiro segmento, sendo que o terceiro segmento inclui um circuito de controle de motor e um motor.
12. Método de operação do circuito de controle segmentado, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por a primeira função ser a de verificar o primeiro, o segundo e o terceiro segmentos para determinar se eles contêm ao menos um dentre um curto-circuito e um erro.
13. Método de operação do circuito de controle segmentado, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por a primeira função ser a de fazer uma verificação de segurança no primeiro, no segundo e no terceiro segmentos.
14. Método de operação do circuito de controle segmentado, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por a primeira função ser a de verificar se o circuito de detecção, o circuito de exibição, o circuito de controle do motor e o motor são os componentes corretos.
15. Método de operação do circuito de controle segmentado, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por compreender adicionalmente: identificar, pelo circuito de controle, o processador principal, o processador de segurança, o circuito de detecção, o circuito de exibição, o circuito de controle do motor e o motor; e mostrar em um dispositivo de exibição um estado do processador principal, do processador de segurança, do circuito de detecção, do circuito de exibição, do circuito de controle do motor e do motor.
16. Método de operação do circuito de controle segmentado, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por compreender adicionalmente: identificar, pelo circuito de controle, o primeiro, o segundo e o terceiro segmentos; e mostrar em um dispositivo de exibição um estado do primeiro, do segundo e do terceiro segmentos.
17. Método de operação do circuito de controle segmentado, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por compreender adicionalmente: operar o motor em um primeiro ou em um segundo estado.
18. Método de operação do circuito de controle segmentado, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por o primeiro estado ser ativado por um usuário, sendo que o motor faz com que a bomba opere em uma primeira velocidade.
19. Método de operação do circuito de controle segmentado, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por o motor fazer com que a bomba opere em uma segunda velocidade no segundo estado.
20. Mídia não transitória legível por computador, caracterizada por armazenar instruções legíveis por computador que, quando executadas, fazem uma máquina: ativar um primeiro segmento, sendo que o primeiro segmento inclui um processador principal e um processador de segurança; fazer com que o primeiro segmento execute uma primeira função; ativar um segundo segmento, sendo que o segundo segmento inclui um circuito de detecção e um circuito de exibição; e ativar um terceiro segmento, sendo que o terceiro segmento inclui um circuito de controle de motor e um motor.
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