JP4431404B2 - マイクロ電気機械的システム（ｍｅｍｓ）を含む外科用器具 - Google Patents

Description

（関連する出願への相互参照）
本出願は、米国仮出願第６０／３７５，４９５号および米国仮出願第６０／３７５，４９６号（両者とも２００２年４月２５日に出願された）への利益および優先権を請求しており、それらの全体の開示は本明細書に参考として援用されている。

（背景技術）
１．技術分野
本開示は、外科用器具、そしてより詳細には、機械的、電気機械的およびエネルギーベースの、外科用器具ならびにシステムに関する。

本開示は、一般に、外科用器具およびシステム、そして、より詳細には、種々の外科手順の遂行にともなう状態および／またはパラメーターを感知すること、モニターすること、制御すること、測定することおよび／または調節することのためのマイクロ電気機械的システム（ＭＥＭＳ）デバイスを有する、外科用ステープラー器具およびシステムならびにエネルギーベースの器具およびシステムに関する。

２．関連技術の背景
開放かつ最小侵襲的な手術で用いられる外科用器具は、手術を行うために重要な状態および／またはパラメーターならびに因子を感知および／または制御するそれらの能力は制限されている。例えば、従来の外科用器具は、外科用器具の端部エフェクターの組織接触表面間に位置決めされた組織の量を測定可能に検出することはできない。

マイクロ電気機械的システム（ＭＥＭＳ）は、電気的コンポーネントおよび機械的コンポーネントを組み合わせる一体型マイクロデバイスまたはシステムである。これらは、集積回路（すなわち、Ｉ．Ｃ．）バッチ処理技法を用いて製作され、そしてサイズがマクイロメーター〜ミリメートルの範囲であり得る。これらのマイクロ電気機械的システムは、マイクロスケールで感知、制御および／または作動し、そしてマクロスケールで効果を生じるために、個々にかまたは整列状態で機能する。

一般に、ＭＥＭＳデバイスは、個々が１つ以上の電気的システムおよび／または１つ以上のマイクロ機械的システムを含む、複数のシステムである。このマイクロ機械的システムは、ミニチュア化された電気回路を有し、そして可能なシリコン集積回路チップから大量生産される、多くの同じ製作技法を用いて製作される。特に、ＭＥＭＳデバイスは、マイクロ製作技法を用いることにより同じ環境（すなわち、シリコンチップ上）にあるマイクロ構造、マイクロセンサー、マイクロアクチュエーターおよび電子製品を含む。マイクロ製作技術は、個々は単純な作業を遂行するが、組み合わされて複雑な機能を達成し得る、デバイス群の製作を可能にする。

ＭＥＭＳデバイスは、多くの理由のために有利である。特に、ＭＥＭＳデバイスは、数百個が同じスペースに適合され得るほど小さく、これらは、単一の機能を遂行するマクロデバイスと比較したとき、同一または多くの異なる機能を実施する。さらに、Ｉ．Ｃ．バッチ処理技法を用い、数百〜数千のこれらＭＥＭＳデバイスが、単一のシリコンウェーハ上で製作され得る。この大量生産は、個々のデバイスの価格を大いに減少する。従って、ＭＥＭＳデバイスは、それらのマクロ世界相当物より相対的に高価ではない。さらに、代表的には、邪魔な電気的コンポーネントは、ＭＥＭＳデバイスには必要ではない。なぜなら、電子部品が、ＭＥＭＳデバイス上に直接配置され得るからである。この集積はまた、より少ない電気的ノイズしかピックアップせず、それ故、センサーの正確さ、および感度を改善するという利点をまた有している。上記で論議されるように、ＭＥＭＳデバイスは、分析機器のいくつかの機能性を提供するが、大いに減少したコスト、サイズ、および電力消費、ならびにリアルタイムのインサイチュ（ｉｎ ｓｉｔｕ）測定のための能力とともに提供する。

マイクロ電気機械的システムの例は、Ｓｈｅｎｏｙらによる米国特許第６，１２７，８１１号；Ｓｔａｒｋｗｅａｔｈｅｒらによる米国特許第６，２８８，５３４号；Ｂｉｎｎｉｇらによる米国特許第６，０９２，４２２号；１９９７年４月３０日に出願された米国特許出願第２００１／００２０１６６号；Ｐ．Ｄｅｔｅｍｐｌｅ、Ｗ．Ｅｈｒｆｅｌｄ、Ｈ．Ｆｒｅｉｍｕｔｈ、Ｒ．Ｐｏｍｍｅｒｓｈｅｒｉｍ、およびＰ．Ｗａｇｌｅｒによる、Ｍｉｃｒｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｍｏｄｅｒｎ Ｈｅａｌｔｈ Ｃａｒｅ、Ｍｅｄｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、１９９８年１１月；およびＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ（ＭＥＭＳ）：Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ：調整者Ｌｅｅ，Ａｂｒａｈａｍ、Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ、Ｌｏｓ Ａｎｇｅｌｅｓ、Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ、Ｓｈｏｒｔ Ｃｏｕｒｓｅ Ｐｒｏｇｒａｍ，Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ８２３．５３、５月１９〜２２、１９９７に開示されており、これらの各々の全体の内容は、参考として本明細書中に援用される。

従って、例えば、外科用器具の組織接触表面間の距離のような、パラメーターおよび因子の大きさを感知し得る外科用器具に対する必要性が存在する。このような外科用器具は、感知および／または測定された状態に従って、この外科用器具の組織接触表面の位置を利用し、表示し、記録し、および／または自動的に制御するか、または外科用器具の操作の前に外科医に警告する。

前述を考慮し、外科用器具およびシステムと組み合わせる、そして特に、種々の機械的手順、電気機械的手順および電気外科的手順の遂行にともなう状態および／またはパラメーターをモニターすること、制御することおよび調節することのための、ステープリング器具およびエネルギーベースの外科用器具におけるマイクロ電気機械的システムの使用に対する必要性が存在する。

（要約）
本発明は外科用器具に関し、これは、組織に係合するような形状でありかつ適合された端部エフェクター；および状態を感知すること、パラメーターを測定すること、および上記端部エフェクターに隣接する状態および／またはパラメーターを制御することの少なくとも１つのための、上記外科用器具に作動可能に連結される、少なくとも１つのマイクロ電気機械的システム（ＭＥＭＳ）を備える。この少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスは、上記端部エフェクターに作動可能に連結される。この少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスは、関連する状態および／またはパラメーターを感知すること、測定すること、および制御することの少なくとも１つのための、圧力センサー、ひずみセンサー、変位センサー、光学センサー、バイオセンサー、温度センサー、トルクセンサー、加速度計、フローセンサー、電気センサーおよび磁気センサーの少なくとも１つである。

上記外科用器具は外科用ステープラーであり、そして端部エフェクターは、ステープルカートリッジアセンブリおよびこのステープルカートリッジと作動可能に関連するアンビルを備え、このステープルカートリッジおよびアンビルは、互いに移動可能に連結され、一方を他方に対して並置する。このステープルカートリッジおよびアンビルの各々は、組織接触表面を規定し、そして上記少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスは、このステープルカートリッジの組織接触表面および上記アンビルの組織接触表面の少なくとも１つに作動可能に連結される。複数のＭＥＭＳデバイスは、上記外科用器具に連結され、このＭＥＭＳデバイスは、上記ステープルカートリッジアセンブリの組織接触表面と上記アンビルの組織接触表面との間の距離を測定するような形状でありかつ適合されている。

上記ＭＥＭＳデバイスは、上記ステープルカートリッジの組織接触表面と上記アンビルの組織接触表面との間にクランプされた組織に付与される圧力の量を測定するような形状でありかつ適合されている。このＭＥＭＳデバイスは、上記ステープルカートリッジの組織接触表面と上記アンビルの組織接触表面との間にクランプされた組織の厚さを測定するような形状でありかつ適合されている。

上記端部エフェクターは、吻合を実施するような形状でありかつ適合されることが想定される。上記外科用器具は、内視鏡による胃腸管吻合を実施するような形状でありかつ適合されている、直線状のステープラーであり得る。上記外科用器具は、端と端とを接した吻合を実施するように適合されている環状ステープラーであることがさらに企図される。

上記端部エフェクターは、細長いシャフトの遠位端に旋回可能に連結される一対のジョー部材を含むジョー機構であることが想定される。少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスは、上記一対のジョー部材の少なくとも１つの上に提供されることがさらに想定される。このＭＥＭＳデバイスは、上記一対のジョー部材の各々の近位端、遠位端およびその長さに沿っての少なくとも１つにて提供される。

上記ジョー機構は、電気外科機能を実施する形状でありかつ適合されていることが想定される。このジョー機構は、標的外科部位に電気外科用エネルギーを送達するよう形状でありかつ適合されている。

上記外科用器具は、ロボットシステムに作動可能に連結可能であり、ここで、上記端部エフェクターはこのロボットシステムによって遠隔から作動される形状でありかつ適合されていることがさらに想定される。

上記外科用器具は、近位端および遠位端を有する装填ユニットを含み得、この近位端は、上記外科用器具に選択的に除去可能に連結され、上記端部エフェクターは、この装填ユニットに作動可能に連結されかつその一部であり、そしてこの装填ユニットは上記少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスを含むことが企図される。

上記端部エフェクターは、ステープルカートリッジアセンブリ、およびこのステープルカートリッジアセンブリに作動可能に関連するアンビルを含む、外科用ステープラーであり得、上記ステープルカートリッジアセンブリおよびアンビルは、互いに対して移動可能でかつ並置可能である。このステープルカートリッジアセンブリおよびアンビルの各々は、組織接触表面を規定し、そしてここで、上記少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスは、上記ステープルカートリッジの組織接触表面および上記アンビルの組織接触表面の少なくとも１つに作動可能に連結される。

上記ＭＥＭＳデバイスは、上記ステープルカートリッジアセンブリの組織接触表面と前記アンビルの組織接触表面との間の距離を測定するような形状でありかつ適合されている。上記ＭＥＭＳデバイスは、上記ステープルカートリッジの組織接触表面と上記アンビルの組織接触表面との間にクランプされた組織に付与される圧力の量およびその厚さの少なくとも１つを測定するような形状でありかつ適合されている。

上記装填ユニットは、遠位端を有する細長いシャフトを有し、上記端部エフェクターは、細長いシャフトの遠位端に作動可能に連結され、そして上記ステープルカートリッジおよびアンビルは、この細長いシャフトに対して横方向に配向されている。

上記端部エフェクターは、吻合を実施するような形状でありかつ適合されていることが想定される。上記端部エフェクターは、上記細長いシャフトの遠位端に旋回可能に連結される一対のジョー部材を含むジョー機構であることがさらに想定される。上記少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスは、上記一対のジョー部材の少なくとも１つの上に提供される。上記ＭＥＭＳデバイスは、前記一対のジョー部材の各々の近位端、遠位端およびその長さに沿っての少なくとも１つに提供され得る。

上記ジョー機構は、電気外科機能を実施する形状でありかつ適合されていることが想定される。上記ジョー機構は、標的外科部位に電気外科用エネルギーを送達するよう形状でありかつ適合され得る。

上記複数のＭＥＭＳの各々は、ハウジングから伸びる配線ワイヤを経由してコントロールボックスに電気的に連結されることが想定される。

この外科用器具は、少なくとも１つのワイヤ配線を経由して前記複数のＭＥＭＳデバイスの各々に電気的に連結されるコントロールボックスをさらに備え得る。

本発明の別の局面によれば、外科的仕事を実施するためのロボットシステムが提供され、フレーム、このフレームに対して連結されかつ移動可能なロボットアーム、このロボットアームの作動および移動を制御するために、このロボットアームと作動可能に関連する作動アセンブリ、このロボットアームに作動可能に連結される細長いシャフトおよび該細長いシャフトの遠位端に作動可能に連結されかつ組織に係合する形状である端部エフェクターを含む装填ユニット、および状態を感知すること、パラメーターを測定すること、および該端部エフェクターに隣接する状態および／またはパラメーターを制御することの少なくとも１つのために該装填ユニットに作動可能に連結される少なくとも１つのマイクロ電気機械的システム（ＭＥＭＳ）を備える。

上記少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスは、関連する状態および／またはパラメーターを感知すること、測定すること、および制御することの少なくとも１つのために、圧力センサー、ひずみセンサー、変位センサー、光学センサー、バイオセンサー、温度センサー、トルクセンサー、加速度計、フローセンサー、電気センサーおよび磁気センサーの少なくとも１つである。

１つの実施形態では、上記端部エフェクターは、細長いシャフトの遠位端に旋回可能に連結される一対のジョー部材を含む。複数のＭＥＭＳデバイスは、上記一対のジョー部材の各々の上に提供されることが想定される。好ましくは、複数のＭＥＭＳデバイスが、上記一対のジョー部材の各々の近位端、遠位端およびその長さに沿っての少なくとも１つに提供される。

上記装填ユニットは、バイヨネットタイプ連結を経由して上記ロボットアームに連結され得る。

別の実施形態では、上記端部エフェクターは、電気外科機能を実施する形状でありかつ適合されている。好ましくは、上記端部エフェクターは、標的外科部位に電気外科用エネルギーを送達するよう形状でありかつ適合されている。

なお別の実施形態では、このロボットシステムは、上記作動アセンブリから伝達された電気信号を受けるため、および上記装填ユニットの作動および移動を制御するための、プロセッサーおよびレシーバーを含む、コントローラーをさらに備える。

上記端部エフェクターは、ファスナーアプライヤー、外科用ステープラー、脈管クリップアプライヤーまたは脈管縫合アセンブリであり得る。

外科的ステープラーとして、上記端部エフェクターは、ステープルカートリッジアセンブリ、およびこのステープルカートリッジアセンブリと作動可能に関連しかつこのステープルカートリッジアセンブリに対して並置されるアンビルを含み、そしてここで少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスが、上記ステープルカートリッジアセンブリおよびアンビルの各々に作動可能に連結される。上記ステープルカートリッジアセンブリは組織接触表面を規定し、そしてここで少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスが、このステープルカートリッジアセンブリの組織接触表面に作動可能に連結される。上記アンビルは組織接触表面を規定し、そしてここで少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスが、上記ステープルカートリッジの組織接触表面に作動可能に連結される。

上記ＭＥＭＳデバイスは、上記ステープルカートリッジアセンブリの組織接触表面と上記アンビルの組織接触表面との間の距離を測定するような形状でありかつ適合され得る。あるいは、上記ＭＥＭＳデバイスは、上記ステープルカートリッジの組織接触表面と上記アンビルの組織接触表面との間にクランプされた組織に付与される圧力の量を測定するような形状でありかつ適合され得る。

上記ステープルカートリッジアセンブリおよびアンビルは、所望により、上記細長いシャフトに対して横方向に配向されている。上記ステープルカートリッジアセンブリおよびアンビルは、上記細長いシャフトの遠位端に旋回可能に連結されることが想定される。

脈管クリップアプライヤーとして、上記端部エフェクターは、遠位端および近位端を有する本体部分であって、ここで、この近位端が、上記ロボットアームに作動可能に連結される本体部分；およびこの本体部分の遠位端に作動可能に連結されるジョーアセンブリを備え、ここで、ジョーアセンブリは、第１および第２のジョー部分を含む。上記第１および第２のジョー部分は、それらに連結される少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスを含む。

脈管縫合アセンブリとして、上記端部エフェクターは、遠位端および近位端を有する細長い本体を含み、ここで該近位端は、上記ロボットアームに作動可能に連結され、一対のニードル受容ジョーが、外科用ニードル、および関連する長さの縫合材料をそれらの間に通す形状でありかつ適合されている。好ましくは、少なくとも１つのＭＥＭＳコンポーネントが、上記一対のニードル受容ジョーの各々に作動可能に連結されている。

本発明のなお別の局面によれば、外科用器具との使用のための装填ユニットが提供され、この装填ユニットは、近位端および遠位端を有する細長い管状シャフト、この管状シャフトの遠位端に作動可能に連結される端部エフェクター、この管状シャフトの近位端を外科用器具に連結するコネクター；および状態を感知すること、パラメーターを測定すること、および該端部エフェクターに隣接する状態および／またはパラメーターを制御することの少なくとも１つのために、該装填ユニットに作動可能に連結される、少なくとも１つのマイクロ電気機械的システム（ＭＥＭＳ）デバイスを備える。

上記少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスは、上記端部エフェクターに作動可能に連結される。このＭＥＭＳデバイスは、関連する状態および／またはパラメーターを感知すること、測定すること、および制御することの少なくとも１つのために、圧力センサー、ひずみセンサー、変位センサー、光学センサー、バイオセンサー、温度センサー、トルクセンサー、加速度計、フローセンサー、電気センサーおよび磁気センサーの少なくとも１つであり得る。

上記外科用器具は、外科用ステープラーであり、そして上記端部エフェクターは、ステープルカートリッジアセンブリ、および上記ステープルカートリッジと作動可能に関連するアンビルを備え、上記ステープルカートリッジおよびアンビルは、互いに移動可能に連結され、一方を他方に対して並置することが想定される。上記ステープルカートリッジおよびアンビルの各々は、組織接触表面を規定し、そして上記少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスは、上記ステープルカートリッジの組織接触表面および該アンビルの組織接触表面の少なくとも１つに作動可能に連結される。

上記外科用器具に連結される複数のＭＥＭＳデバイスが存在し、このＭＥＭＳデバイスは、上記ステープルカートリッジアセンブリの組織接触表面と上記アンビルの組織接触表面との間の距離を測定するような形状でありかつ適合されていることが想定される。このＭＥＭＳデバイスは、上記ステープルカートリッジの組織接触表面と前記アンビルの組織接触表面との間にクランプされた組織に付与される圧力の量を測定するような形状でありかつ適合されていることがさらに想定される。このＭＥＭＳデバイスは、上記ステープルカートリッジの組織接触表面と上記アンビルの組織接触表面との間にクランプされた組織の厚さを測定するような形状でありかつ適合されていることがなおさらに想定される。

上記端部エフェクターは、吻合を実施するような形状でありかつ適合され得る。上記外科用器具は、内視鏡による胃腸管吻合を実施するような形状でありかつ適合され得る。上記外科用器具は、端と端とを接した吻合を実施するように適合されている環状ステープラーであり得る。

上記端部エフェクターは、細長いシャフトの遠位端に旋回可能に連結される一対のジョー部材を含むジョー機構であることが想定される。少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスは、上記一対のジョー部材の少なくとも１つの上に提供され得る。このＭＥＭＳデバイスは、少なくとも、上記一対のジョー部材の各々の近位端、遠位端およびその長さに沿っての１つに提供され得る。

少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスは、温度感知ＭＥＭＳデバイスであることが想定される。この温度感知ＭＥＭＳデバイスは、熱伝導性チップまたは熱伝導性エレメント上に配置されかつ／またはその中に被包され、ここで、この熱伝導性チップは、特定用途のための形状記憶合金から作製された半剛直性ワイヤであり、ここで、この伝導性チップは、上記装填ユニットに隣接する組織の温度をモニターするために、上記装填ユニットから外に、かつ上記装填ユニットに隣接する組織中に伸長可能である。

本発明の別の局面によれば、上記外科用器具に作動可能に接続可能である装填ユニットとの使用のための外科用器具であり、この装填ユニットは、外科用機能を実施するための一対の並置可能なジョーをもつ端部エフェクターを有し、この端部エフェクターは、状態を感知すること、パラメーターを測定すること、および該端部エフェクターに隣接する状態および／またはパラメーターを制御することの少なくとも１つのためにそれに作動可能に連結される、少なくとも１つのマイクロ電気機械的システム（ＭＥＭＳ）デバイスを有する。この外科用器具は、ハウジング、このハウジングから伸び、そして上記タイプの装填ユニットに作動可能に連結可能な遠位端を有する細長いシャフト、上記一対のジョーに隣接するための隣接機構、このジョーが上記外科用機能を実施するよう起動するための作動機構、および状態を感知すること、パラメーターを測定すること、および該端部エフェクターに隣接する状態および／またはパラメーターを制御することの少なくとも１つのため、かつ上記端部エフェクターの少なくとも１つのＭＥＭＳとの協働作動のために、上記外科用器具に作動可能に連結される少なくとも１つのマイクロ電気機械的システム（ＭＥＭＳ）デバイスを備える。

本開示の目的は、外科用器具の実行および作動に関連する状態およびパラメーターをモニター、測定および／または調節するために、関連したマイクロ電気機械的デバイスを有する、機械的、電気機械的およびエネルギーベースの外科用器具およびシステムを提供することである。

本開示のさらなる目的は、同様の従来の外科用器具およびシステムより、使用することがより効果的、安全および／または容易である、改良された機械的、電気機械的およびエネルギーベースの外科用器具を提供することである。

本開示の別の目的は、改良された機械的、電気機械的、およびエネルギーベースの外科用器具およびシステムを提供することであり、これは、それらが標的組織に対し、かつ患者に対して有する効果をより良好に制御する。

これらおよびその他の目的は、好ましい実施形態の図面および詳細な説明により、以下により明瞭に説明される。

添付の図面は、本明細書に援用され、かつ本明細書の一部を構成し、本開示の実施形態を説明し、以下に与えられる実施形態の詳細な説明ともに、本開示の原理を説明するために供される。

（好適な実施形態の詳細な説明）
本明細書に開示される外科用器具およびシステムの好ましい実施形態は、描写された図面を参照して詳細にここに説明され、ここで、同様の参照番号は、類似または同一のエレメントを識別する。本明細書で用いられるとき、および従来のように、用語「遠位」は、ユーザーから遠い部分をいい、その一方、用語「近位」は、ユーザーにより近い部分をいう。

本開示によれば、マイクロ電気機械的システム（ＭＥＭＳ）は、種々の機能（例えば、端部エフェクターのジョーの間の距離、および／または端部エフェクターによって付与される圧力のような、外科用器具およびシステムの種々の状態および／またはパラメーターを感知すること、モニタニグ、制御すること、影響すること、調節すること、および／または測定すること）を実施可能である、高度にミニチュア化されたＭＥＭＳデバイスおよび／またはシステムを提供するために用いられる。本開示において、「制御すること」は、影響すること、および／または調節することを含むことが意図される。上記ＭＥＭＳデバイスおよび／またはシステムはまた、外科用器具の作動の自動（遠隔または手動）制御のためのフィードバックを提供し得る。

ＭＥＭＳデバイスは、要求された非常に小さなサイズ、低電力しか必要でないこと、および標準的な電気システムと容易に一体化される能力を有する。これらの特徴は、ＭＥＭＳデハイスを、外科用器具およびシステム中および／またはその上への取り込みのために理想的にする。以下により詳細に説明されるように、ＭＥＭＳデバイスは、外科用器具およびシステムの種々の部分および構造エレメント中および／またはそれらの上に、組み合わされ、および取り込まれて利用され得る。

本開示の範囲内にあると考えられるＭＥＭＳデバイスおよび／またはシステムは、例えば、ＭＥＭＳセンサーおよび／またはセンサーデバイス、アクチュエーターＭＥＭＳデバイス（モーター、水力学物、ポンプ、超音波デバイス、など）、流体移動および混合コンポーネント、ヒーター、ならびに生理学的パラメーターおよび組織性質（流体（例えば、血液流れ）および／またはステープル止めされた組織の存在、およびその中の電気信号または圧力を測定することにより、ステープルラインの一体性または修復もしくは結合された組織の一体性）を測定するための診断ＭＥＭＳデバイスを含む。

本開示の範囲内にまたあると考えられるのは：容量性の磁性（１つ以上の磁場間の強度を測定するためのＨａｌｌ Ｅｆｆｅｃｔセンサー）、光または高周波（ＲＦ）放射／受容を含む距離を決定および／または測定するために用いられるタイプのＭＥＭＳデバイスおよび／またはシステム、および光ファイバー干渉計センサー；容量性、圧電性、圧電抵抗、共鳴、光またはＲＦ放射／受容を含む組織に付与される圧力の量を決定および／または測定するために用いられるタイプのＭＥＭＳデバイスおよび／またはシステム、および光ファイバー干渉計センサー；ならびに組織厚さを決定および／または測定するため、および圧力を決定または測定するためおよび／または圧力データを参照テーブルまたはその他のデータ構造を用いて圧力データを組織厚さに相関するプロセッサーに提供するために用いられるタイプのＭＥＭＳデバイスおよび／またはシステムである。組織厚さを知ることにより、外科医は、次に、ステープルの適切なサイズ、および／または、ステープル止め手順を実施する前に、アンビル組織接触表面とステープルカートリッジ組織接触表面との間の組織ギャップを決定し得る。

ＭＥＭＳデバイスおよび／またはシステムが好ましいが、その他のタイプのデバイスおよび／またはシステムが、種々の状態および／またはパラメーターを測定および／または決定するためのＭＥＭＳデバイスおよび／またはシステムを伴ってかまたは伴わずに用いられ得ることも、本開示の範囲内であり、そして想定される。

好ましい形態では、外科用器具は、ＲＦまたはその他のタイプの信号を生成するためのバッテリーにより出力が与えられ得る、１つ以上のトランスデューサーＭＥＭＳ送達デバイスおよび／またはシステムを含み得る。これらのトランスデューサーＭＥＭＳ送達デバイスは、生成された信号を受容し得る、トランスデューサーＭＥＭＳ受容デバイスと整列される。従って、トランスデューサーＭＥＭＳ送達デバイスとトランスデューサーＭＥＭＳ受容デバイスとの距離は、データ構造を用いて、生成されたＲＦ信号の伝播時間を距離と相関付けるプロセッサーにより測定され得る。距離を知ることにより、次いで、プロセッサーは、上記外科用器具によってクランプされ組織の厚さを算出し得る。

さらに、このトランスデューサーＭＥＭＳ送達および／または受容デバイスが、外科用器具によってクランプされた組織上に押されるとき、組織からの圧力が、このトランスデューサーＭＥＭＳ送達および／または受容デバイスおよび／またはシステムに付与される。このトランスデューサーＭＥＭＳ送達および／または受容デバイスおよび／またはシステムは、次に、付与された圧力および出力信号を決定する。

あるいは、標的から離れて反射された信号を生成および受容し得る、１つ以上のトランスデューサーＭＥＭＳ送達および／または受容コンポーネントが、ステープルカートリッジが発射されるべきか否かを決定するために、アンビルとステープルの組織接触表面間の距離を測定するために、アンビルおよび／またはステープルカートリッジ上に提供され得る。

好ましくは、ＭＥＭＳデバイスおよび／またはシステムの回路は、プログラム可能な指令のセットとして履行される従来のアルゴリズムを用いる分析のために、標準的な電気コンポーネントまたはプロセッサーに伝達される前に、上記信号を増幅する。このプロセッサーは、読み取り値を分析し、この読み取り値が、外科用器具および／または電流付与のための所望の限界内にあるか否かを決定する。このプロセッサーは、少なくとも１つのコンパレーターを用い得、決定された読み取り値の値を、記憶された所定の値と比較する。

決定された読み取り値が、外科用器具の所望の限界内にある場合、そのときは、この外科用器具は、通常のように発射（ｆｉｒｅ）され得る。しかし、この読み取り値が、所望の限界の外側である場合、外科用器具および／またはオペレーターは：（１）この読み取り値が所望の限界内にあるまで、外科用器具の発射を防ぐ；（２）必要に応じてこの読み取り値を変えるために外科用器具のコンポーネントを調節する；（３）オペレーターに警告する；および／または（４）しばらく待ち、そして次に再び読み取り値を得ることができる。

さらに、上記ＭＥＭＳデバイスおよび／またはシステムから受けた測定読み取り値はまた、外科用器具の発射を制御するために用いられ得る。例えば、組織厚さが大きい場合、外科用器具の発射は、外科用器具がすべての組織に影響するに十分な出力で発射されるために、自動的または手動によって調節され得る。組織厚さの読み取り値はまた、外科医によって、外科用器具によって付与される出力が、組織のすべてを貫通しかつ影響するに十分であるか否かを決定するために用いられ得る。

上記ＭＥＭＳデバイスおよび／またはシステムは、好ましくは、距離を測定および／または決定するために用いられるとき、対向する位置または並置される位置で位置決めされる。このＭＥＭＳデバイスはまた、好ましくは、外科用器具の１つ以上の構造コンポーネントが互いに対して移動されるとき、外科用器具の組織接触表面間の距離を測定および／または決定するために、この外科用器具の組織接触表面上に配置される。ＭＥＭＳデバイスおよび／またはシステムは、外科用器具の組織接触表面間にクランプされた組織の厚みを測定および／または決定し得ることがさらに想定される。

本開示の範囲内で用いられ得る他のタイプのＭＥＭＳデバイスおよび／またはシステムは、ひずみセンサー、光学センサー、電気化学的センサーおよびバイオセンサーを含む。血中グルコース（それゆえ血液）の存在を決定するための蛍光および吸収のための光学センサーは、ミニチュア化されるかまたはされない光検出器および／または光電子倍増管チューブへの光ファイバー連結を必要とする。バイオセンサーは、ステープル止め手順の前および／または後で組織特徴を測定するために用いられ得る。すなわち、バイオセンサーを用い、組織がステープル止めのための状態にあるか、または受容可能であるかを確実にし得るか、あるいは、ステープルが発射された後、組織が健常であることを確実にする（例えば、良好な血液流れを有する、適切に治癒されている、など）ためのチェックとして用いられ得る。

ここで、図１〜４を参照して、本開示による、ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」を含むいくつかの代表的な外科用ステープラーの詳細な実施形態が示される。図１に見られるように、本明細書の外科用ステープラーの第１の実施形態は、本開示による、横方向の吻合ステープラーは、一般に１００として示される。外科用ステープラー１００は、据え置きハンドル１１４を含むハウジング１１２、ハウジング１１２に作動可能に連結された遠位方向に伸びる本体部分１１６、および遠位方向に伸びる本体部分１１６に作動可能に連結される横方向の本体部分１１５を含む。横方向の本体部分１１５は、その遠位端において支持フレーム１１８を作動可能に受容する形状で、かつ適合されている。

外科用ステープラー１００は、第１の脚１２４または支持フレーム１１８の遠位部分に固定されかつ横方向本体部分１１５を横切って横方向に伸びる、アンビル１２０をさらに含む。外科用ステープラー１００は、横方向本体部分１１５内に作動可能に受容されるステープルカートリッジアセンブリ１２２をさらに含む。アンビル１２０およびステープルカートリッジアセンブリ１２２の各々は、並置された組織接触表面１２０ａ、１２２ａをそれぞれ含む。トリガーアクチュエーター１３４は、ハンドル１１４に作動可能に連結され、そして外科用ステープラー１００を発射するためにアンビル１２０に向かってステープルカートリッジアセンブリ１２２を遠位方向に進めるための形状でありかつ適合されている。

本開示によれば、外科用ステープラー１００は、その上の特有の位置に提供される複数のＭＥＭＳデバイス「Ｍ」を含む。特に、例示のみによって、そしてどのようにしても制限すると解釈されずに、図１に見られるように、ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、好ましくは、アビル１２０の組織接触表面１２０ａの長さに沿って、ステープルカートリッジアセンブリ１２２の組織接触表面１２２ａの長さに沿って、および／またはステープルカートリッジアセンブリ１２２および横方向本体部分１１５の上に、提供され得る。

上記のように、ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、例えば、外科用ステープラー１００の組織接触表面１２０ａと１２２ａとの間の距離、および組織接触表面１２０ａ、１２２ａ間にクランプされた組織に付与される圧力の量のような、外科用ステープラー１００の種々のパラメーターの測定を可能にする。ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、組織接触表面１２０ａ、１２２ａ間にクランプされた組織の厚さを測定および／または決定し得ることもさらに想定される。

ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、中央処理ユニット「ＣＰＵ」（例えば、図６のコントロールボックス）または作動アセンブリ６１２（図７を参照のこと）に測定および／または感知されたパラメーターのフィードバック信号を、さらなる処理のために、ワイヤ配線５６０（図６を参照のこと）または伝達ワイヤ「Ｗ」（図７を参照のこと）を経由して伝達し得る。あるいは、ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、測定および／または感知されたパラメーターを、ワイヤレス伝達を経由してＣＰＵに伝達し得る。

外科用ステープラー１００の作動のより詳細な説明には、参考としてその全体が本明細書に援用される、同一人に譲渡されたＲｏｂｅｒｔｓｏｎによる米国特許第５，９６４，３９４号への参照がなされる。

ここで、図２に戻り、ここで、外科用ステープラーの代替の実施形態である、本発明による開放胃腸管吻合ステープラーは、一般に２００として示される。外科用ステープラー２００は、カートリッジ受容半体セクション２１２、カートリッジ受容半体（ｈａｌｆ）セクション２１２に作動可能に連結されたアンビル半体セクション２１４、カートリッジ受容半体セクション２１２の遠位端内に離脱可能に取り付けられる形状かつ適合されたステープルカートリッジアセンブリ２１６、およびアンビル半体セクション２１４の遠位端に作動可能に取り付けられたアンビル２１８を含む。ステープルカートリッジアセンブリ２１６は組織接触表面２１６ａを含み、そしてアンビル２１８は、ステープルカートリッジアセンブリ２１６の組織接触表面２１６ａに並置される組織接触表面２１８ａを含む。

本開示によれば、外科用ステープラー２００は、その上の特有の位置に提供される複数のＭＥＭＳデバイス「Ｍ」を含む。特に、例示のみによって、そしてどのようにしても制限すると解釈されずに、図２に見られるように、ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、好ましくは、アンビル２１８の組織接触表面２１８ａの特定の位置に、ステープルカートリッジアセンブリ２１６の組織接触表面２１６ａの長さに沿って、カートリッジ受容半体セクション２１２およびアンビル半体セクション２１４の遠位端部分上に、その長さに沿って、または示されるように提供され得る。

上記のように、ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、例えば、外科用ステープラー２００の組織接触表面２１６ａと２１８ａとの間の距離、および外科用ステープラー２００の組織接触表面２１６ａ、２１８ａ間にクランプされた組織に付与される圧力の量のような、外科用ステープラー２００の種々のパラメーターの測定を可能にする。

外科用ステープラー２００の作動のより詳細な説明のために、参考としてその各々の全体の内容が本明細書中に援用される、同一人に譲渡されたＭｃＫｅａｎらによる米国特許第６，０４５，５６０号、Ｍａｓｔｒｉらによる米国特許第６，０３２，８４９号、およびＲｏｂｅｒｔｓｏｎによる米国特許第５，９６４，３９４号への参照がなされる。

ここで、図３および図３Ａに戻り、ここでは、外科用ステープラーのなお別の実施形態である、本開示による内視鏡胃腸管吻合ステープラーが、一般に、３００として示される。簡単に述べれば、外科用ステープラー３００は、ハンドルアセンブリ３１２および細長い本体３１４を含む。使い捨て可能な装填ユニットまたはＤＬＵ３１６は、細長い本体３１４の遠位端に離脱可能に取り付けられる。使い捨て可能な装填ユニット３１６は、複数の外科用ステープル（図示せず）を収容するステープルカートリッジアセンブリ３１８と、ステープルカートリッジアセンブリ３１８に対して移動可能に取り付けられるアンビル３２０とを有する、端部エフェクター３１７を含む。ステープルカートリッジアセンブリ３１８は、組織接触表面３１８ａを含み、そしてアンビル３２０はステープラカートリッジアセンブリ３１８の組織接触表面３１８ａに並置される組織接触表面３２０ａを含む。

ハンドルアセンブリ３１２は、静置ハンドル部材３２２、可動ハンドル部材３２４および外筒部分３２６を含む。回転可能部材３２８が、好ましくは、外筒部分も３２６の前端部上に取り付けられ、ハンドルアセンブリ３１２に対して細長い部分３１４の回転を容易にする。関節レバー３３０がまた、好ましくは、回転可能なノブ３２８に隣接する外筒部分３２６の前端部上に取り付けられ、端部エフェクター３１７の関節を容易にする。

本開示によれば、外科用ステープラー３００は、その上の特定の位置に提供される複数のＭＥＭＳデバイス「Ｍ」を含む。特に、例示のみによって、そしてどのようにしても制限すると解釈されずに、図３および３Ａに見られるように、ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、好ましくは、アンビル３２０の組織接触表面３２０ａの長さに沿って、ステープルカートリッジアセンブリ３１８の組織接触表面３１８ａの長さに沿って、使い捨て可能な装填ユニット３１６の上に、細長い本体３１４の上に、および／またはハンドルアセンブリ３１２の上に提供され得る。

上記のように、ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、例えば、外科用ステープラー３００の組織接触表面３１８ａと３２０ａとの間の距離、および外科用ステープラー３００の組織接触表面３１８ａ、３２０ａ間にクランプされた組織に付与される圧力の量のような、外科用ステープラー３００の種々のパラメーターの測定を可能にする。

図３および３Ａに示されるように、別の好適な形態では、ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、アンビル３２０の旋回点およびステープラー３００のステープルカートリッジアセンブリ３１８に近接して配置される。その他のＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、この旋回点から遠隔に位置決めされる。アンビル３２０およびステープルカートリッジアセンブリ３１８上に位置決めされるＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、レーザーダイオードから、または光ファイバー導波管から光を発し得るタイプであり得る。特に、ＭＥＭＳ光発生センサー／デバイス（例えば、バイセル（ｂｉｃｅｌｌ）または光ダイオード）の形態のＭＥＭＳデバイスが、アンビル３２０とステープルカートリッジ３１８との間の回転角度の変化の結果として受容される光の量における変化を検出するために、前記ＭＥＭＳデバイスに対向して配置される。

従って、使用において、受容される光の量が高い場合、ＭＥＭＳ光発生デバイスおよびその対応するＭＥＭＳ光検出デバイスは互いに近接している。従って、アンビル３２０とステープルカートリッジアセンブリ３１８との間の距離は小さく、そしてアンビル３２０とステープルカートリッジアセンブリ３１８との間にクランプされる任意の組織がある場合、この組織の厚さもまた小さい。受容される光の量が低い場合、このＭＥＭＳ光発生デバイスおよびそのＭＥＭＳ光検出デバイスは互いから遠い。従って、アンビル３２０とステープルカートリッジアセンブリ３１８との間との距離は大きく、そしてアンビル３２０とステープルカートリッジアセンブリ３１８との間にクランプされる任意の組織がある場合、この組織の厚さもまた大きい。

距離および組織厚さはまた、このＭＥＭＳ光検出デバイスが、一旦、上記ＭＥＭＳ光発生デバイスがオンにされ、光を感知するまでの時間を得ることによってもまた決定され得る。例えば、このＭＥＭＳ光検出デバイスが、ＭＥＭＳデバイスがオンにされた後、光を時間ｔ_０に感知する場合、そのときは、アンビル３２０およびステープルカートリッジアセンブリ３１８は、緊密に近接しているか、または触れている（小さな組織厚さ）。ＭＥＭＳ光検出デバイスが、例えば、ＭＥＭＳ光発生デバイスがオンにされた後、時間ｔ_０＋ｔ_１に光を感知する場合、そのときはアンビル３２０およびステープルカートリッジアセンブリ３１８は、互いに所定の距離にある。また、アンビル３２０とステープルカートリッジアセンブリ３１８との間にクランプされる任意の組織がある場合、そのときは、組織厚さは所定の組織厚さである。所定の距離および組織厚さは、１つ以上の参照テーブルまたはデータ構造を評価し、そして測定された時間を距離に関連付け、次いで距離を組織厚さに関連付けるプロセッサーによって決定され得る。

外科用ステープラー３００の作動のより詳細な説明には、同一人に譲渡され、その全体の内容が本明細書中に参考として援用される、Ｍｉｌｌｉｍａｎらによる米国特許第５，８６５，３６１号、同第６，３３０，９６５号および同第６，２４１，１３９号への参照がなされる。

ここで、図４に戻り、本開示による、外科用ステープラーの代替の実施形態が、一般に、４００として示される。簡単に述べれば、外科用ステープラー４００は、少なくとも１つの旋回可能な作動ハンドル部材４１４を有するハンドルアセンブリ４１２、および外科用ステープラー４００を開放および閉鎖するよう構成かつ適合された進行部材４１６を含む。外科用ステープラー４００は、ハンドルアセンブリ４１２から伸びる管状の本体部分４２０、管状の本体部分４２０の遠位端に作動可能に連結された環状のステープルカートリッジアセンブリ４２２、およびステープルカートリッジアセンブリ４２２に対向して位置決めされ、そしてシャフト４２８によって外科用ステープラー４００に連結される環状アンビル４２６をさらに含む。ステープルカートリッジアセンブリ４２２は組織接触表面４２２ａを含み、そしてアンビル４２６はステープラカートリッジアセンブリ４２２の組織接触表面４２２ａに対して並置される組織接触表面４２６ａを含む。

本開示によれば、外科用ステープラー４００は、その上の特定の位置に提供される複数のＭＥＭＳデバイス「Ｍ」を含む。特に、例示のみによって、そしてどのようにしても制限すると解釈されずに、図４に見られるように、少なくとも１つのＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、好ましくは、アンビル４２６の組織接触表面４２６ａ、ステープルカートリッジアセンブリ４２２の組織接触表面４２２ａ上に、シャフト４２８上に、および／またはハンドルアセンブリ４１２の上に提供され得る。

上記のように、ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、例えば、外科用ステープラー４００の組織接触表面４２２ａと４２６ａとの間の距離、および外科用ステープラー４００の組織接触表面４２２ａ、４２６ａ間にクランプされた組織に付与される圧力の量のような、外科用ステープラー４００の種々のパラメーターの測定を可能にする。

外科用ステープラー４００の作動のより詳細な説明には、同一人に譲渡され、その全体の内容が本明細書中に参考として援用される、Ｖｉｏｌａらによる米国特許第５，９１５，６１６号への参照がなされる。

距離および／または圧力を決定するためのＭＥＭＳデバイスは、図１〜４に示される外科用ステープラーの構造要素上の特定の別個の位置に位置決めされて示されるけれども、距離および／または圧力を決定するためのＭＥＭＳデバイスが外科用ステープラーの構造要素上のいずれの位置に位置決めされ得ることは本開示の範囲内である。

図１〜４では、ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、単に代表的な位置に位置決めされ、そしてＭＥＭＳデバイス「Ｍ」が提供され得る位置、または提供され得るＭＥＭＳデバイス「Ｍ」の数のみであることを示すことは意図されない。ステープルカートリッジを含む外科用ステープラーのステープルカートリッジ保持コンポーネントは、クランプされた組織に付与される圧力が所定の閾値を超える場合、自動的にまたは手動でアンビルから離れて移動され得ることが想定される。この外科用ステープラーはまた、ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」によって提供されるフィードバックに応答して発射されることから自動的に、または手動により防がれ得る。ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」によって提供されるフィードバックは、フィードバック信号（例えば、聴覚、視覚および／または視聴覚）ならびに／または機械的フィードバック（例えば、触覚指示）の形態であり得る。

本明細書に開示される外科用ステープラーは、異なるサイズの外科用ステープル（例えば、変化する長さの脚を有するステープル）と適合され得、そしてＭＥＭＳデバイス「Ｍ」によって得られる情報に従って、外科手順を実施するためか、または特定の外科手順のために適正なサイズのステープルを自動的に選択するよう適合され得る。

ここで、図５および５Ａに戻り、ここでは、同様の参照番号は類似または同一の要素を識別し、本開示の新規な特徴を採用する、腹腔鏡検査または内視鏡検査手順でクリップを配置するための外科用器具は、一般に、４５０として示される。

図５に見られるように、外科用器具４５０は、旋回するか、または可動ハンドル４５４および静置ハンドル４５６を有するハンドル部分４５２を含む。ハンドル４５４、４５６の操作は、ハンドル部分４５２から遠位方向に伸びる細長い本体４６０を通じ、ジョーアセンブリ４５８のようなツールアセンブリを作動する。細長い本体４６０は、好ましくは、ノブ４５９をターンすることにより、ハンドル部分４５２に対して旋回可能である。ジョーアセンブリ４５８は、第１および第２の並置されたジョー部分４６２ａ、４６２ｂをそれぞれ含み、これらは、実質的に接近する位置の間を同時に移動可能であり、そこでは、ジョー部分４６２ａおよび４６２ｂは互いに相対的に緊密な関係にあり、そして間隔を置かれた位置にあり、そこでは、ジョー部分４６２ａおよび４６２ｂは、少なくとも、それらの間に非成形外科用クリップ（図５Ａを参照のこと）を受けるに十分な距離離れている。

複数の外科用クリップ４６４が装填ユニット４６６中に貯蔵され、これは、細長い本体４６０に離脱可能に取り付けられる。好ましい実施形態では、装填ユニット４６６は、その中に貯蔵される外科用クリップ４６４の供給の枯渇の後で使い捨て可能である（すなわち、使い捨て可能な装填ユニットまたは「ＤＬＵ」の形態にある）。外科用器具４５０の残りは、脱アセンブリされ、そして外科用クリップ４６４の供給を踏む別の装填ユニットと組み合わせて再使用される。

使用において、可動ハンドル４５６の静置ハンドル４５６に向かう接近は、最も遠位にある外科用クリップ４６４のジョー部分４６２ａおよび４６２ｂの間の位置への進行をもたらす。ハンドル４５４、４５６の互いに向かうさらなる接近は、ジョー部分４６２ａおよび４６２ｂの互いに向かう接近をもたらし、それらの間に配置された外科用クリップを成形する。

本開示によれば、外科用器具４５０は、その上の特定の位置に提供される複数のＭＥＭＳデバイス「Ｍ」を含む。特に、例示のみによって、そしてどのようにしても制限すると解釈されずに、図５および５Ａに見られるように、少なくとも１つのＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、好ましくは、ジョーアセンブリ４５８のジョー部材４６２ａ、４６２ｂの各々の少なくとも１つの組織接触表面上に、装填ユニット４６６および／または本体４６０の上に、および／またはハンドル部分４５２の上に提供され得る。

上記のように、ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、例えば、ジョー部分４６２ａ、４６２ｂの組織接触表面間の距離、およびジョー部分４６２ａ、４６２ｂ間にクランプされた組織に付与される圧力の量のような、外科用器具４５０の種々のパラメーターの測定を可能にする。ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、ジョー部分４６２ａ、４６２ｂ間にクランプされた組織の厚さを測定および／または決定し得ることがさらに想定される。

外科用器具４５０の作動のより詳細な説明には、同一人に譲渡され、その全体の内容が本明細書中に参考として援用される、Ａｒａｎｙｉらによる米国特許第６，０５９，７９９号への参照がなされる。

ここで、図６および６Ａに戻り、ここでは、同様の参照番号は類似または同一の要素を識別し、本開示の新規な特徴を採用する外科用器具は、一般に、参照番号５００で指定される。

図６に見られるように、外科用器具５００は、固定されたハンドル部分５１４、可動ハンドル部分５１６、ハウジング５１２から遠位方向に伸びる細長いシャフト５１８、およびシャフト５１８の遠位端に作動可能に連結されたジョー機構５２２を有するハウジング５１２を含む。図６Ａに見られるように、ジョー機構５２２は、ジョー機構５２２の開放および閉鎖を提供するためにピン５１９の周りに旋回可能な一対のジョー部材５８０、５８２を含む。外科用器具５００は、作動において、可動ハンドル５１６の、固定されたハンドル部分５１４に対する遠位方向および近位方向の操作が、ジョー機構５２２のジョー部材５８０、５８２を開放および閉鎖させるように構成かつ適合されている。ジョー部材５８０、５８２は、例えば、凝固、焼灼術などの電気外科的機能を遂行するよう構成および適合されるとして示される。

ジョー機構５２２は、握り、ステープルし、切断し、収縮し、凝固し、および／または焼灼するよう構成され得る。上記の例は、ジョー機構５２２が達成するよう構成され得る多くの機能の小数の例示であることを単に意図し、そしていかなる様式においても、可能なジョーなどまたは旋回可能な構造のすべの排他的列挙である意図はない。

図６Ａにさらに示されるように、ジョー機構５２２は、ジョー部材５８０、５８２の表面上、その中またはそれに沿って特定の所望の位置に配置される複数の微小電気外科システム（ＭＥＭＳ）デバイス「Ｍ」が提供される。例えば、ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、ジョー部材５８０、５８２の近位端の近傍および／またはその遠位端の近傍、ならびにジョー部材５８０、５８２の長さに沿って配置され得る。

本開示の１つの好ましい実施形態では、ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、エネルギーベースの電気外科用器具、例えば、電気焼灼術外科用器具での治療の間に組織に送達されるエネルギーの量を制御するための解決を、高周波（例えば、単極または双極）、超音波、レーザー、アルゴンビームまたはその他の適切なエネルギーシステムによって提供する。電気焼灼術外科用器具では、組織切断、凝固および損傷の程度は、出力設定、電気焼灼術外科用器具のジョー機構によって組織に付与される力、電気焼灼術外科用器具のジョー機構と組織との間の接触の持続時間、ならびにその他の因子によって影響される。

従って、エネルギーを測定および／または感知し得る、ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、外科用器具５００によって組織に送達されるエネルギーの量をモニター、制御、測定および／または調節するために用いられることが企図される。ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、例えば、より一致した所望の組織効果を生成するために、電気焼灼術外科用器具内の電子製品にフィードバックを提供し得る。特に、選択されたＭＥＭＳデバイス「Ｍ」が、ジョー部材５８０、５８２によって組織に付与される圧力または握る力が感知および調節され得るような力および／または圧力感知ＭＥＭＳであるよう構成かつ適合される。

選択されたＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、外科用器具５００（すなわち、電気焼灼術器具、電気外科用ベンシルなど）の能動ブレード（図示されず）上またはその近傍の温度を測定するよう構成かつ適合され得る。これらの温度感知ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、電気焼灼術器具の能動ブレードの温度を、例えば、能動ブレードの温度が特定の閾値レベル未満に低下したときはいつでも、能動ブレードに供給される断続的バーストを有することによるか、または能動ブレードに送達される電力またはエネルギーを制御することにより、能動ブレードが特定温度に到達かつ維持し得るように、モニターおよび制御するために用いられ得る。

１つの実施形態では、これらの温度感知ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、それに隣接して位置する組織の温度を感知および／または測定するためにそれから電気的および熱的に絶縁されたプローブまたは器具上に直接配置された熱電対であり得る。それらの相対的により小さなサイズおよび感度に起因して、温度感知ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、処置プローブに隣接する組織の温度をモニターするために、プローブから、そして処置プローブに隣接する組織中に伸長され得る特定の適用のために、形状記憶合金が作製される半剛直製ワイヤ（単数ますたは複数）であり得る熱伝導性チップまたは要素上に配置および／またはその中にカプセル化され得る。

選択されたＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、能動ブレードに、そして組織中に送達される電流を調節およびモニターするための電流感知ＭＥＭＳデバイスであるように構成かつ適合されることがさらに企図される。電流の流れまたは量は、特定量のエネルギーの送達の後、または特定の電流値に到達した後に停止するよう調節されることが想定される。

さらに、選択されたＭＥＭＳデバイス「Ｍ」が、所定の処置適用の１つ以上の局面のために最適距離にジョーを維持するため、例えば、電極を有するジョーのような可動要素間の距離を検出することにより、エネルギー処置を制御するよう構成かつ適合されることが企図される。例えば、距離感知ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、例えば、プローブの先端上に直接、またはジョーの部分間の相対距離を測定するために適切な遠隔位置に配置されるような検出デバイス、バイセルまたは光ダイオードと組み合わせて、レーザーダイオードから発せられる、および／または光ファイバーを通じて案内される光ビームを用いるために採用され得る。

本開示の代替の実施形態では、ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」と関連するカンチレバーまたはチューニング要素の位置ずれによる頻度を検出する加速度計である、加速度計ＭＥＭＳデバイスであるよう構成かつ適合される。従って、外科装置が、例えば、上記に記載のジョー機構５２２を含む切断または凝固タイプのエネルギーベースの外科用器具であるとき、適切なセンサーを採用するＭＥＭＳデバイス「Ｍ」が、ジョー部材５８０、５８２の互いに関する加速および位置ずれを測定するために採用され得る。従って、加速度計ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、例えば、各ジョー５８０、５８２のような個々のコンポーネント上にそれらの相対的加速度を測定するため、例えば、全体の外科用器具５００の上、または電気外科用ペンシルのような凝固および切断機能を遂行する固定されたブレード上に、器具全体として、またはその組み合わせの加速度を測定するために配置され得る。

加速度計ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」が、２または３のオーソゴーナルアセンブリとして採用され、かつ適切に内蔵されるとき、それらは、開始の既知点および適切に構成されたコンピューターシステムが提供されるとき、二次元または三次元加速度測定デバイスまたはジャイロスコープタイプデバイスを効率的に構成する。この実施形態では、ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、ジョー間の距離、標的組織部分および処置の持続時間に対する器具の位置を辿るための受動的システムとして有利に採用され得る。

電気外科用切断または凝固デバイスのような外科用器具におけるＭＥＭＳデバイス「Ｍ」のさらなる適用は、トルク感知を含む。選択されたトルク感知ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、各ジョー部材５８０、５８２上、ジョー機構５２２上または両方の組み合わせ上に適正に位置決めされ得ることが企図される。トルク感知ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、例えば、応力センサーまたは光学的測定システムを採用するよう構成かつ適合される。トルク感知ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、上記器具の要素またはハンドルに沿って異なる点で互いに対する偏向を検出するように構成され得ることが想定される。従って、トルク感知ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」の適用の所定の点および角度における上記外科用器具の部分の偏向は、付与された力またはトルクと同等視され得る。検出システムと組み合わせた応力センサーまたは光ファイバーまたは一体型導波管構造は、上記器具の部分の距離または偏向における相対的変化をモニターすることにより、コンポーネントにより付与されるか、または奏される力の程度を検出、測定および制御するために用いられ得る。

好ましくは、図６に見られるように、ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、ハウジング５１２から伸びるワイヤ配線５６０を経由してコントロールボックス５６２に電気的に接続されている。ワイヤ配線５６０は、ハウジング５１２およびシャフト５１８を通ってＭＥＭＳデバイス「Ｍ」まで辿ることが想定される。好ましい実施形態では、ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」およびコントロール５６２ボックスは、フィードバック回路（図示せず）に電気的に接続される。このフィードバック回路は、ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」とコントロールボックス５６２との間で信号およびパラメーターを連続的にモニターし、かつ伝達し得る。

上記に記載のようなＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、個々に、または、例えば、上記器具の要素間の損失検出回路のような伝統的なセンサーシステムと組み合わせて採用され得、そして処置の有効性およびこの外科用器具の適正な性能を、例えば、測定、決定、確認および／または制御するために、この器具によって送達されるエネルギーの自動調節および制御のための所定の規準に対して報告された各フィードバックパラメーターを追跡するために、電子制御システム（例えば、コンピューター、マイクロプロセッサー、プログラム可能な論理コントローラーまたはそれらの組み合わせ）にフィードバックを提供するよう適切に構成され得る。好ましくは、この制御システムはまた、ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」によって感知された各パラメーターの入力を重み付け、そして任意のパラメーターの選択的手動操作を順応するロジックとともに構成され得る。従って、ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」のパラメーターは、単一のコンピューター化されたディスプレイシステムに統合され得るか、または、例えば、ディスプレイシステムによるか、または簡単な聴覚可能、可視化または触覚警告システムによって別個にモニターされ得る。この制御システムは、上記器具に連結された器具または別個のシステムに少なくとも部分的に統合され得る。

例示のみによって、本開示によれば、ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、圧力測定デバイス（すなわち、容量性、ピエゾ抵抗、圧電、共鳴および／または光ファイバー干渉など）、応力測定デバイス（すなわち、ピエゾ抵抗、圧電および／または周波数変調など）、位置ずれ測定デバイス（すなわち、容量性、磁気および／または光ファイバー干渉）、光学（すなわち、蛍光、吸収および／または光ファイバー干渉）、バイオセンサー（すなわち、グルコースを測定するため、神経プローブ、触覚、ｐＨ、血液ゲージ）および／または免疫センサー、温度センサー、トルクセンサー、加速度計、フローセンサーおよび電気化学および／または電磁気センサー、および上記の組み合わせを含み得る。

本開示の原理によれば、図７〜１２に見られるように、上記に記載の外科用器具は、それらの個々に取り込んだＭＥＭＳデバイス「Ｍ」とともに、ロボットシステム６００と直接またはインターフェースされて採用され得ることが想定される。例示のロボット外科用システムは、同一人に譲渡され、その全体の内容が参考として本明細書中に援用される、Ｔｏｖｅｙらによる米国特許第６，２３１，５６５号に開示されている。

一般に、ロボット外科用システムは、局所的または遠隔いずれかから出力を与えられる外科用器具またはシステムを含み、コンソール中に局在化されるか、または外科用器具またはシステム内またはそれらを通じて分配された電子制御システムを有する。外科用器具システムは、ロボットシステムから分離して出力を与えられ、かつ制御され得るか、または、代替として、出力および制御システムは、このロボットシステムと統合され得るか、またはインターフェースされ得る。

特に、図７に見られるように、ロボット外科用システム６００は、関節アセンブリ６１２、モニター６１４、ロボット６１６およびロボット６１６に離脱可能に取り付けられた装填ユニット６１８を含み、そしてそれに作動可能に連結された少なくとも１つの外科用タスクを遂行するための少なくとも１つの外科用器具６２０を有する。ロボット６１６は、ベース６２４から伸びるトランク６２２、トランク６２２を上アーム６２８に連結するショルダー６２６、上アーム６２８を下アーム６３２に連結するエルボー６３０、および下アーム６３２に取り付けられそれから取り付けフランジ６３６を伸ばすリスト６３４を含む。好ましくは、取り付けフランジ６３６は、６度の自由度で移動し得る。

本明細書で用いるとき、「装填ユニット」は、使い捨て装填ユニット（例えば、ＤＬＵ）および単一使用装填ユニット（例えば、ＳＵＬＵ）を含むことが意図される。ＳＵＬＵは、例えば、開放胃腸管吻合および横方向吻合ステープラーのための移動可能なカートリッジユニットを含み、そして例えば、シャフト３１６、カートリッジアセンブリ３１８およびアンビル３１７（例えば、本明細書の図３のものを参照のこと）を有する移動可能なユニットを含む。これらの後者の移動可能なユニットは、これは改変され得、しばしば、ＤＬＵと称される（例えば、図７中の６１８および図９中の７１８を参照のこと）。

使い捨て可能な装填ユニット６１８は、取り付けフランジ６３６を経由してロボット６１６に使い捨て可能な装填ユニット６１８を離脱可能に取り付けるため、開放外科用器具６２０と取り付けプラットホーム６４２のための電気機械アセンブリ６１９（図８を参照のこと）を収容するヘッド部分６４０をさらに含む。好ましくは、取り付けフランジ６３６は、プラットホーム６４２の突出部６３８と相互係合する２つのスロット６３５を含み、取り付けフランジ６３６に使い捨て装填ユニット６１８を連結する。スロット６３５と突出部６３８との間に電気的接続６３３（図８を参照のこと）が、電気機械的アセンブリ６１９に電力を提供するために提供されることがさらに企図される。

本明細書で企図されるような外科用器具であり得る、使い捨て可能な装填ユニット６１８は、取り付けフランジ６３６から取り外され得、そして異なる外科的手順を遂行するために、別のこのような使い捨て可能な装填ユニット、または外科用器具で置換され得る。例示のみにより、そしていかなる様式においても制限すると考えられるべきではなく、ロボットシステム６００とインターフェースされ得る可能な外科用器具は、種々のハンド器具、例えば、グラスパー、リトラクター、標本回収器具、内視鏡検査および腹腔鏡検査器具、電気的外科用器具、ステープリングまたはファスナー付与器具、コアリング器具、切断器具、孔穿孔器具、縫合器具および／またはそれらの任意の組み合わせを含む。これら器具の各々は、ユーザーにフィードバックを提供するために、少なくとも１つ、好ましくは、複数の上記のようなＭＥＭＳデバイス「Ｍ」が提供されることが想定される。ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、ロボットシステム６００が、応答、例えば、上記フィードバックに適合するため、および／またはロボットシステム６００のユーザーに通告を提供するために、ロボットシステム６００に直接フィードバックを提供し得ることがさらに企図される。複数のセンサーが取り込まれ得る、例えば、エネルギーベースの外科用器具上に提供され得ることがさらに想定され、このエネルギーベースの外科用器具はまた、ロボットシステム６００とインターフェースされ得る。従って、このエネルギーベースの外科用器具に提供されるエネルギーは、改善されたユーザーインターフェースおよびより良好なシステム統合のためにロボットシステム６００によって直接送達され、かつ制御され得る。

作動において、ユーザー（例えば、外科医、看護婦、技術者など）は、作動アセンブリ６１２を制御し、ロボット６１６および使い捨て可能な装填ユニット６１８の運動および作動を制御する。作動アセンブリ６１２上のノブ６４４の回転の量に依存して、作動アセンブリ６１２は、電気信号を、ロボット６１６に伝達し、電気機械的にロボット６１６の可動部分を作動する（例えば、垂直トランク６２２の周りにロボット６１６を回転するか、または取り付けフランジ６３６を進めるなど）。作動アセンブリ６１２は、その中に、作動命令を記憶するため、およびデジタル信号を電気機械アセンブリ６１９に伝達するためのプロセッサーを含み得る。作動アセンブリ６１２はまた、電気信号を、例えば、装填ユニット６１８を位置決めおよび作動するために、電気信号の形態で、取り付けフランジ６３６に伝達し得る。

好ましくは、作動アセンブリ６１２は、電気機械アセンブリ６１９を作動するために、装填ユニット６１８のヘッド部分６４０内に収容された電気機械アセンブリ６１９に電気信号を伝達するように適合され、これは、次に、外科用器具６２０を作動する。電気機械アセンブリ６１９は、例えば、切断器具の外科用メスを調和して振動するためのサーボモーター、または縫合器具の長軸方向ケーシングの軸上に位置決めされる縫合ニードルを旋回可能に移動するためのロッドのような、外科用ツール器具６２０を移動および作動するための機構を含む。

図８に見られるように、使い捨て可能な装填ユニット６１８は、例えば、レシーバー６２１およびプロセッサー６２３のような、作動アセンブリ６１２からデジタル信号を受容するための集積回路をさらに含み得る。レシーバー６２１およびプロセッサー６２３は、電気機械アセンブリ６１９に電気的に接続される制御手段６２５内に含められる。

例示のみにより、図９に示されるように、使い捨て装填ユニット７１８は、本明細書では以後しばしば装填ユニット７１８と称され、上記に記載の外科用ステープラー１００の端部エフェクターに類似の外科用ステープラーの端部エフェクターを含み、外科用ファスナー（例えば、ステープル）のアレイが身体組織に付与され得るように、ロボット６１６に作動可能に連結される（図７を参照のこと）。特に、装填ユニット７１８は、遠位方向に伸びる本体部分７１６、横方向本体部分７１５、および横方向本体部分７１５の遠位端に作動可能に受容される支持フレーム７１９を含む。装填ユニット７１８は、アンビル７２０、および横方向本体部分７１５内に作動可能に受容されるステープルカートリッジアセンブリ７２２をさらに含む。アンビル７２０およびステープルカートリッジアセンブリ７２２の各々は、並置された組織接触表面７２０ａ、７２２ａをそれぞれ含む。

装填ユニット７１８は、ヘッド部分７９２内に取り込まれたアクチュエーターを含み、アンビル７２０に対してステープルカートリッジアセンブリ７２２の迅速閉鎖および増加する進行を遂行することが想定される。上記のように、外科用ステープラー１００に対し、ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、アンビル７２０およびステープルカートリッジアセンブリ７２２上に提供され得、ロボット６１６にフィードバック情報を提供する。

装填ユニット７１８のＭＥＭＳデバイス「Ｍ」またはその他のＭＥＭＳデバイスから、ロボット６１６にフィードバックされ得る直接情報の例は、例えば、電気外科用器具の場合には、ステープルが発射されたか否か、または送達されたエネルギーの量を含む。ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」はまた、例えば、カートリッジからステープルを押すことに対応するアセンブリメンバーの位置を測定することによるステープル発射の対応するアセンブリ部材の位置を測定することによって、ステープル発射の状況を検出することなどの実行の間接測定をなすために用いられ得る。あるいは、ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、駆動ロッドの位置ずれ、またはスクリューロッドの回転のような随伴する部材を測定し得、ステープルが発射されたか否かを決定する。いずれの事例においても、ロボットシステム６００は、装填ユニット７１８からの情報を受け得、そしてそれ故、例えば、性能を変えること、調節をなすこと、ユーザーに通知すること、作動を改変することもしくは停止すること、またはそれらの任意の組み合わせにより応答する。

装填ユニット７１８の遠位端に作動に連結された外科用ステープラーの端部エフェクターのコンポーネントの作動および内部稼動のより詳細な説明には、同一人に譲渡され、その全体の内容が、本明細書中に参考として援用される、Ｒｏｂｅｒｔｓｏｎによる米国特許第５，９６４，３９４号への参照がなされる。

図１０に見られるように、上記の外科用器具５００に類似の、電気外科的機能を遂行し得る遠位端部分を含む装填ユニットは、一般に、８００として示される。特に、装填ユニット８００は、ロボット６１６の取り付けフランジ６３６に取り外し可能に連結されるよう構成され、かつ適合されるヘッド部分８０２、ヘッド部分８０２から遠位方向に伸びる細長いシャフト８１８、およびシャフト８１８の遠位端に作動可能に連結されるジョー機構８２２を含む。ジョー機構８２２は、ジョー機構８２２の開放および閉鎖を提供するために、ピン８１９の周りを旋回可能である一対のジョー部材８８０、８８２を含む。ジョー機構８８０、８８２は、好ましくは、例えば、凝固、焼灼などのような電気外科的機能を遂行するよう構成かつ適合される。

装填ユニット８００は、好ましくは、ロボット６１６にフィードバック情報を提供するために、各ジョー部材８８０、８８２の近位端、遠位端、ほぼ中央の近傍、および／またはそのながさに沿うすべてに配置されたＭＥＭＳデバイス「Ｍ」がさらに提供される。従って、装填ユニット８００の場合、ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、ロボット６１６および作動アセンブリ６１２に、例えば、送達されたエネルギーの量、ジョー部材８８０、８８２によって付与されるクランプ力、標的手術部位における温度などに関する情報をフィードバックし得る。

ここで図１１に戻り、例えば、脈管を閉塞するために、身体組織に外科用クリップを付与するための脈管クリップ付与端部エフェクターを含む装填ユニットが、ほぼ９００として示されている。装填ユニット９００は、ヘッド部分９０２、ヘッド部分９０２から遠位方向に伸びる本体部分９０４、および本体部分９０４内に配置された複数の外科用クリップ（図示せず）を含む。ジョーアセンブリ９０６は、本体部分９０４の遠位端部分９０８に隣接して取り付けられれる。ジョーアセンブリ９０６は、間隔を空けた位置と、互いに対して接近する位置との間を移動可能である、第１および第２のジョー部分９１０ａ、９１０ｂをそれぞれ含む。

クリッププッシャー（図示せず）が、本体部分９０４内に提供され、第１および第２のジョー部分９１０ａ、９１０ｂが間隔を空けた位置にある間、ジョーアセンブリ９０６に最も遠位にある外科用クリップを個々に遠位方向に進める。本体部分９０４内に配置されたアクチュエーター９１２は、ヘッド部分９０２内に提供される電気機械アセンブリ６１９の作動に応答して長軸方向に移動可能である。ジョー閉鎖部材９１４は、第１および第２のジョー部分９１０ａ、９１０ｂに隣接して位置決めされ、ジョー部分９１０ａ、９１０ｂを接近する位置に動かす。アクチュエーター９１２およびジョー閉鎖部材９１４は、それらの間の相互ロックを規定し、アクチュエーター９１２が、本体部分９０４の遠位端部分に隣接して位置決めされるとき、アクチュエーター９１２とジョー閉鎖部材９１４の同時移動を生じる。

好ましくは、装填ユニット９００は、第１および第２のジョー部分９１０ａ、９１０ｂの各々に作動可能に連結される少なくとも１つのＭＥＭＳデバイス「Ｍ」を含み、ロボット６１６にフィードバック情報を提供する。

装填ユニット９００の脈管クリップ付与端部エフェクターのコンポーネントの作動および内部稼動のより詳細な説明には、同一人に譲渡され、その全体の内容が、本明細書中に参考として援用される、Ａｒａｎｙｉらによる米国特許第６，０５９，７９９号への参照がなされる。

ここで、図１２に戻り、脈管組織セクションを縫合するための脈管縫合適用端部エフェクターを含む装填ユニットは、一般に９５０として示されている。装填ユニット９５０は、ヘッド部分９５２、およびそれから遠位方向に伸びる本体部分９５４を含む。一対のニードル受容ジョー９５６、９５８が、本体部分９５４の遠位端に旋回可能に取り付けられ、そして外科用ニードル９６０および関連する長さの縫合材料をそれらの間に繰り返し通過させるよう構成かつ適合されている。装填ユニット９５０は、ジョー９５６、９５８中に形成されたニードル保持凹部９６２中へ、およびそれからの往復運動のための、ジョー９５６内に取り付けられたニードル保持構造（図示せず）をさらに含む。吻合手順の間に、装填ユニット９５０は、組織にファスナーを付与するために、作動アセンブリから伝達される移動命令に有利に応答する。

好ましくは、装填ユニット９５０は、一対のニードル受容ジョー９５６、９５８の各々に作動可能に連結された少なくとも１つのＭＥＭＳデバイス「Ｍ」を含み、ロボット６１６にフィードバック情報を提供することが想定される。ＭＥＭＳデバイス「Ｍ」は、例えば、ジョー９５６、９５８の位置、ジョーニードル９６０が配置されているか否かおよびその中にある配置、およびニードル９６０上に奏される力に関する情報を提供し得ることが企図される。

装填ユニット９５０の脈管縫合適用エフェクターのコンポーネントの作動および内部稼動のより詳細な説明には、同一人に譲渡され、その全体の内容が、本明細書中に参考として援用される、Ｓｔｏｎｅらによる米国特許第５，４７８，３４４号への参照がなされる。

ロボットシステムと組み合わせてＭＥＭＳデバイスを用いる利点は、上記の記載と同様に、装填ユニットの端部エフェクター上に提供されるＭＥＭＳデバイスにより感知される状態および力が、ロボットシステムへのシステムにフィードバックされ得るか、またはユーザーインターフェースに伝達される点にある。

現在のロボットシステムは、ユーザー（すなわち、外科医）の手に到達するか、または戻される患者からの触覚情報をほとんど可能にしないか、または可能にしない。従って、本開示によるＭＥＭＳデバイスを用いることにより、フィードバックおよび制御システムと組み合わせ、端部エフェクターの患者の組織との相互作用に起因する、端部エフェクターの遠位端により経験される状態および力は、外科医により「感じられ」および／またはモニターされ得、それ故、外科医の情報をそして、それは順に、外科手順を実施する能力を大いに改善する。

本開示によれば、使い捨て装填ユニットの端部エフェクターにより実施されており、かつこの装填ユニット上に提供されるＭＥＭＳデバイスにより測定および／または感知される、外科タスクの指標である圧力および／またはその他のパラメーターによって開始される、情報、データ、信号、状態および力のフィードバックを有すること、およびこのフィードバックを制御システムに伝達することが企図される。このフィードバック制御システムは、外科タスクが遂行される前に、装填ユニットおよび関連する端部エフェクターの作動および運動を連続的にモニターして制御し得る案内、圧力、およびその他のバラメーターで、ロボットシステムがプログラムされることを可能にする。

本開示の例示の実施形態が本明細書に記載されているが、この開示は、これらの正確な実施形態に制限されないこと、しかも種々のその他の変更および改変が、本開示の範囲または思想から逸脱することなく当業者によってなされ得ることが理解される。すべのこのような変更および改変は、本開示の範囲内に含まれることが意図される。

図１は、本開示による、マイクロ電気機械システムデバイスを取り込む、外科用ステープル器具の斜視図である。 図２は、本開示による、マイクロ電気機械システムデバイスを取り込む、代替の外科用ステープル器具の部分分解斜視図である。 図３は、本開示による、マイクロ電気機械システムデバイスを取り込む、なお別の外科用ステープル器具の斜視図である。 図３Ａは、図３の外科用ステープル器具の遠位端の拡大斜視図である。 図４は、本開示による、マイクロ電気機械システムデバイスを取り込む、なお別の外科用ステープル器具の斜視図である。 図５は、本開示による、マイクロ電気機械システムデバイスを取り込む、腹腔鏡検査手順または内視鏡検査手順においてクリップを配置するための外科用器具の斜視図である。 図５Ａは、図５に描写された外科用器具の示された領域の拡大斜視図である。 図６は、本開示による、マイクロ電気機械的システムデバイスを取り込むエネルギーベースの外科用器具の斜視図である。 図６Ａは、図６に描写された外科用器具の示された領域の拡大斜視図である。 図７は、本開示による、マイクロ電気機械システムデバイスを採用する、ロボットシステムの斜視図である。 図８は、本開示による、使い捨て可能な装填ユニットのコンポーネントを示すブロックダイヤグラムである。 図９は、外科用ステープルを付与するための端部エフェクターを含む、装填ユニットに連結されるロボットシステムの一部切欠斜視図である。 図１０は、電気外科用エネルギーを付与するための端部エフェクターを含む、装填ユニットに連結されるロボットシステムの一部切欠斜視図である。 図１１は、脈管クリップを付与するための端部エフェクターを含む、装填ユニットに連結されるロボットシステムの一部切欠斜視図である。 図１２は、脈管縫合糸を付与するための端部エフェクターを含む、装填ユニットに連結されるロボットシステムの一部切欠斜視図である。

Claims (33)

1. 外科用器具であって：
   組織に係合するような形状でありかつそのように適合されている、端部エフェクター；および
   状態を感知すること、およびパラメーターを測定すること、ならびに該端部エフェクターに隣接する状態およびパラメーターの少なくとも１つを制御することの少なくとも１つのための、該外科用器具に作動可能に連結された、少なくとも１つのマイクロ電気機械的システム（ＭＥＭＳ）デバイス、を備え、
   該ＭＥＭＳデバイスがその中に一体化された電子システムを含み、該少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスが該端部エフェクターに作動可能に連結され、そして関連する状態およびパラメーターを感知すること、測定することおよび制御することの少なくとも１つのために圧力センサー、ひずみセンサー、変位センサー、光学センサー、バイオセンサー、温度センサー、トルクセンサー、加速度計、フローセンサー、電気センサーおよび磁気センサーからなる群から選択される少なくとも１つのデバイスを含み、該端部エフェクターが一対のジョー部材を含むジョー機構である、外科用器具。
2. 前記少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスが、前記端部エフェクターに作動可能に連結された、請求項１に記載の外科用器具。
3. 請求項２に記載の外科用器具であって、該外科用器具は、ロボットシステムに作動可能に連結可能であり、前記端部エフェクターが、該ロボットシステムによって遠隔から作動される形状でありかつそのように適合されている、外科用器具。
4. 請求項１に記載の外科用器具であって、近位端および遠位端を有する装填ユニットが含められており、該近位端は、該外科用器具に選択的に除去可能に連結され、前記端部エフェクターが、該装填ユニットに作動可能に連結されかつ該装填ユニットの一部であり、そして該装填ユニットは、前記少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスを含む、外科用器具。
5. 前記装填ユニットが、遠位端を有する細長いシャフトを有し、前記端部エフェクターが、該細長いシャフトの遠位端に作動可能に連結され、そして前記ステープルカートリッジおよび前記アンビルが、該細長いシャフトに対して横方向に配向されている、請求項４に記載の外科用器具。
6. 前記少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスの各々が、ハウジングから伸びる配線ワイヤを経由してコントロールボックスに電気的に連結されている、請求項２に記載の外科用器具。
7. 少なくとも１つのワイヤ配線を経由して前記少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスの各々に電気的に連結されているコントロールボックスをさらに備える、請求項２に記載の外科用器具。
8. 外科的仕事を実施するためのロボットシステムであって：
   フレーム；
   該フレームに連結されかつ該フレームに対して移動可能な、ロボットアーム；
   該細長いシャフトの遠位端に作動可能に連結されかつ組織に係合する形状である作動アセンブリ；
   該ロボットアームに作動可能に連結された細長いシャフトと、端部エフェクターとを含む、装填ユニット；ならびに
   状態を感知すること、パラメーターを測定すること、および該端部エフェクターに隣接する状態および／またはパラメーターを制御することの少なくとも１つのための、該装填ユニットに作動可能に連結されている、少なくとも１つのマイクロ電気機械的システム（ＭＥＭＳ）デバイス、を備え、該ＭＥＭＳデバイスがその中に一体化された電子システムを含み、該少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスが該端部エフェクターに作動可能に連結され、そして関連する状態およびパラメーターを感知すること、測定することおよび制御することの少なくとも１つのために圧力センサー、ひずみセンサー、変位センサー、光学センサー、バイオセンサー、温度センサー、トルクセンサー、加速度計、フローセンサー、電気センサーおよび磁気センサーからなる群から選択される少なくとも１つのデバイスを含み、該端部エフェクターが一対のジョー部材を含むジョー機構である、システム。
9. ＤＬＵが、バイヨネットタイプ連結を経由して前記ロボットアームに連結された、請求項８に記載のロボットシステム。
10. 前記端部エフェクターが、標的外科部位に電気外科用エネルギーを送達するような形状でありかつそのように適合されている、請求項８に記載のロボットシステム。
11. 請求項８に記載のシステムであって、
    前記作動アセンブリから伝達された電気信号を受けるため、および前記装填ユニットの作動および移動を制御するための、プロセッサーおよびレシーバーを含むコントローラー
    をさらに備える、システム。
12. 前記端部エフェクターが、ファスナーアプライヤー、外科用ステープラー、脈管クリップアプライヤーおよび脈管縫合アセンブリからなる群から選択される、請求項８に記載のロボットシステム。
13. 前記端部エフェクターが、外科用ステープラーであり、該外科用ステープラーは、ステープルカートリッジアセンブリと、該ステープルカートリッジアセンブリと作動可能に関連しかつ該ステープルカートリッジアセンブリに対して並置されるアンビルとを含み、ここで、少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスが、該ステープルカートリッジアセンブリおよび該アンビルの各々に作動可能に連結されている、請求項８に記載のロボットシステム。
14. 前記ステープルカートリッジアセンブリが、組織接触表面を規定し、そしてここで、少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスが、該ステープルカートリッジアセンブリの組織接触表面に作動可能に連結されている、請求項１３に記載のロボットシステム。
15. 前記アンビルが、組織接触表面を規定し、そしてここで、少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスが、前記ステープルカートリッジの組織接触表面に作動可能に連結されている、請求項１４に記載のロボットシステム。
16. 前記ステープルカートリッジアセンブリおよび前記アンビルが、前記細長いシャフトに対して横方向に配向されている、請求項１５に記載のロボットシステム。
17. 前記ステープルカートリッジアセンブリおよび前記アンビルが、前記細長いシャフトの遠位端に旋回可能に連結されている、請求項１５に記載のロボットシステム。
18. 請求項８に記載のロボットシステムであって、前記端部エフェクターが、脈管クリップアプライヤーであり、該脈管クリップアプライヤーは、
    遠位端および近位端を有する本体部分であって、該近位端は、前記ロボットアームに作動可能に連結されている、本体部分；および
    該本体部分の遠位端に作動可能に連結されている、ジョーアセンブリ
    を備え、
    ここで、該ジョーアセンブリは、第１および第２のジョー部分を含む、ロボットシステム。
19. 請求項８に記載のロボットシステムであって、前記端部エフェクターが、脈管縫合アセンブリであり、該脈管縫合アセンブリは、
    遠位端および近位端を有する細長い本体であって、ここで該近位端は、前記ロボットアームに作動可能に連結されている、細長い本体；および
    該細長い本体部分の遠位端に旋回可能に取り付けられている一対のニードル受容ジョーであって、該一対のニードル受容ジョーは、外科用ニードル、および関連する長さの縫合材料をそれらの間に通す形状でありかつそのように適合されている、一対のニードル受容ジョー、
    を備える、ロボットシステム。
20. 前記ジョーの各々に作動可能に連結された少なくとも１つのＭＥＭＳコンポーネントをさらに含む、請求項１８または１９に記載のロボットシステム。
21. 外科用器具との使用のための装填ユニットであって、
    近位端および遠位端を有する、細長い管状シャフト；
    該管状シャフトの遠位端に作動可能に連結されている、端部エフェクター；
    該管状シャフトの近位端を外科用器具に連結するための、コネクター；ならびに
    状態を感知すること、パラメーターを測定すること、および該端部エフェクターに隣接する状態および／またはパラメーターを制御することの少なくとも１つのための、該装填ユニットに作動可能に連結された、少なくとも１つのマイクロ電気機械的システム（ＭＥＭＳ）デバイス、を備え、該ＭＥＭＳデバイスがその中に一体化された電子システムを含み、該少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスが該端部エフェクターに作動可能に連結され、そして関連する状態およびパラメーターを感知すること、測定することおよび制御することの少なくとも１つのために圧力センサー、ひずみセンサー、変位センサー、光学センサー、バイオセンサー、温度センサー、トルクセンサー、加速度計、フローセンサー、電気センサーおよび磁気センサーからなる群から選択される少なくとも１つのデバイスを含み、該端部エフェクターが一対のジョー部材を含むジョー機構である、装填ユニット。
22. 前記少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスが、前記端部エフェクターに作動可能に連結されている、請求項２１に記載の装填ユニット。
23. 前記少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスが、関連する状態および／またはパラメーターを感知すること、測定すること、および制御することの少なくとも１つのための、圧力センサー、ひずみセンサー、変位センサー、光学センサー、バイオセンサー、温度センサー、トルクセンサー、加速度計、フローセンサー、電気センサーおよび磁気センサーからなる群から選択される、請求項２または２２に記載の装填ユニット。
24. 前記外科用器具が、外科用ステープラーであり、そして前記端部エフェクターが、
    ステープルカートリッジアセンブリ；および
    該ステープルカートリッジと作動可能に関連するアンビル
    を備え、
    該ステープルカートリッジおよび該アンビルは、互いに移動可能に連結されて、一方を他方に対して並置する、
    請求項２または４または２３に記載の装填ユニット。
25. 前記ステープルカートリッジおよび該アンビルの各々が、組織接触表面を規定し、そして前記少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスが、該ステープルカートリッジの組織接触表面および該アンビルの組織接触表面の少なくとも１つに作動可能に連結されている、請求項２４に記載の装填ユニット。
26. 前記外科用器具に連結された複数のＭＥＭＳデバイスが存在し、該ＭＥＭＳデバイスは、前記ステープルカートリッジアセンブリの組織接触表面と前記アンビルの組織接触表面との間の距離を測定するような形状でありかつそのように適合されている、請求項２４または１５または２５に記載の装填ユニット。
27. 前記ＭＥＭＳデバイスが、前記ステープルカートリッジの組織接触表面と前記アンビルの組織接触表面との間にクランプされた組織に付与される圧力の量および該組織の厚さの少なくとも１つを測定するような形状でありかつそのように適合されている、請求項２４または１５または２６に記載の装填ユニット。
28. 前記端部エフェクターが、前記細長いシャフトの遠位端に旋回可能に連結された一対のジョー部材を含むジョー機構である、請求項１または４または２３に記載の装填ユニット。
29. 少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスが、前記一対のジョー部材の少なくとも１つに提供される、請求項２８に記載の装填ユニット。
30. ＭＥＭＳデバイスが、前記一対のジョー部材の各々の近位端、遠位端およびその長さに沿っての少なくとも１つに提供される、請求項２９に記載の装填ユニット。
31. 前記少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスが、温度感知ＭＥＭＳデバイスである、請求項２９に記載の装填ユニット。
32. 請求項３１に記載の装填ユニットであって、前記温度感知ＭＥＭＳデバイスが、熱伝導性チップまたは熱伝導性エレメント上に配置されかつ／またはその中に被包され、ここで、該伝導性チップは、特定用途のための形状記憶合金から作製された半剛直性ワイヤであり、ここで、該伝導性チップは、前記装填ユニットに隣接する組織の温度をモニターするために、該装填ユニットから外にかつ該装填ユニットに隣接する組織中に伸長可能である、装填ユニット。
33. 装填ユニットとの使用のための外科用器具であって、該装填ユニットは、該外科用器具に作動可能に接続可能であり、該装填ユニットは、外科用機能を実施するための一対の並置可能なジョーをもつ端部エフェクターを有し、該端部エフェクターは、状態を感知すること、パラメーターを測定すること、および該端部エフェクターに隣接する状態および／またはパラメーターを制御することの少なくとも１つのために該端部エフェクターに作動可能に連結されている、少なくとも１つのマイクロ電気機械的システム（ＭＥＭＳ）デバイスを有し、該外科用器具は、
    ハウジング；
    該ハウジングから伸び、そして上記のタイプの装填ユニットに作動可能に連結可能な遠位端を有する、細長いシャフト；
    該一対のジョーに接近するための接近機構；
    該ジョーが該外科用機能を実施するよう作動するための作動機構；ならびに
    状態を感知すること、パラメーターを測定すること、および該端部エフェクターに隣接する状態および／またはパラメーターを制御することの少なくとも１つのために、該装填ユニットに作動可能に連結されている、少なくとも１つのマイクロ電気機械的システム（ＭＥＭＳ）デバイス、を備え、該ＭＥＭＳデバイスがその中に一体化された電子システムを含み、該少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスが該端部エフェクターに作動可能に連結され、そして関連する状態およびパラメーターを感知すること、測定することおよび制御することの少なくとも１つのために圧力センサー、ひずみセンサー、変位センサー、光学センサー、バイオセンサー、温度センサー、トルクセンサー、加速度計、フローセンサー、電気センサーおよび磁気センサーからなる群から選択される少なくとも１つのデバイスを含み、該端部エフェクターが一対のジョー部材を含むジョー機構である、外科用器具。

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