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JP7399867B2 - 温度制御を備える超音波封止アルゴリズム - Google Patents

温度制御を備える超音波封止アルゴリズム Download PDF

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JP7399867B2 JP2020547003A JP2020547003A JP7399867B2 JP 7399867 B2 JP7399867 B2 JP 7399867B2 JP 2020547003 A JP2020547003 A JP 2020547003A JP 2020547003 A JP2020547003 A JP 2020547003A JP 7399867 B2 JP7399867 B2 JP 7399867B2
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Description

（関連出願の相互参照）
本願は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年９月２７日に出願された「ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＳＥＡＬＩＮＧ ＡＬＧＯＲＩＴＨＭ ＷＩＴＨ ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ ＣＯＮＴＲＯＬ」と題する米国特許非仮出願第１６／１４４，３４５号に対する優先権の利益を主張する。
本出願はまた、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＩＮ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＤＥＶＩＣＥ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＹＳＴＥＭ ＴＨＥＲＥＦＯＲ」と題する２０１８年３月８日に出願された米国仮特許出願第６２／６４０，４１７号、及び「ＥＳＴＩＭＡＴＩＮＧ ＳＴＡＴＥ ＯＦ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＹＳＴＥＭ ＴＨＥＲＥＦＯＲ」と題する２０１８年３月８日に出願された米国仮特許出願第６２／６４０，４１５号の優先権の利益を主張する。
外科環境では、スマートエネルギーアーキテクチャ環境内のスマートエネルギー装置が必要とされる場合がある。超音波メスなどの超音波外科用装置は、これらの固有の性能特性のために、外科処置においてますます広範な用途を見出されている。特定の装置構成及び動作パラメータにより、超音波外科用装置は組織の実質的に同時の横切開及び凝固による止血を提供することができ、望ましくは患者の外傷を最小化する。超音波外科用装置は、超音波トランスデューサを含むハンドピースと、組織を切断及び封止するために、遠位に取り付けられたエンドエフェクタ（例えば、ブレード先端部）を有する超音波トランスデューサに連結された器具とを含み得る。一部の場合では、器具は、ハンドピースに恒久的に取り付けることができる。他の場合では、使い捨て器具又は交換式器具の場合に当てはまるように、器具は、ハンドピースから取り外し可能であることができる。エンドエフェクタは、エンドエフェクタと接触する組織に超音波エネルギーを伝達し、切断及び封止作用を実現する。このような超音波外科用装置は、ロボット支援手術を含む、切開外科用途用、腹腔鏡手術用、又は内視鏡手術用に構成することができる。
超音波エネルギーは、電気外科処置において使用されるものよりも低い温度を使用して組織を切断及び凝固し、ハンドピースと通信する超音波発生器によってエンドエフェクタに伝達され得る。超音波ブレードは、高周波（例えば、毎秒５５，５００サイクル）で振動して、組織中のタンパク質を変性させて粘着性の凝塊を形成する。ブレード表面によって組織に対して圧力をかけると血管が潰れ、凝塊が止血シールを形成することを可能にする。外科医は、エンドエフェクタが組織に印加する力、力を印加する時間、及び選択されるエンドエフェクタのエクスカーションレベルによって、切断速度及び凝固を制御することができる。
超音波トランスデューサは、静電容量を有する第１ブランチと、共振器の電気機械特性を規定する、直列接続された、インダクタンス、抵抗、及び容量を有する第２「動作」ブランチとを含む等価の回路としてモデル化され得る。既知の超音波発生器は、発生器駆動信号電流の実質的に全部が動作ブランチ内に流れるように、ある共振周波数において静電容量をチューンアウトするための調整インダクタを含み得る。したがって、調整インダクタを使用することにより、発生器の駆動信号電流は、動作ブランチ電流を表し、したがって発生器はその駆動信号を制御して超音波トランスデューサの共振周波数を維持することができる。調整インダクタはまた、発生器の周波数固定能力を改善するために、超音波トランスデューサのインピーダンスの位相のプロットを変換することができる。しかしながら、調整インダクタは、動作共振周波数において、超音波トランスデューサの特定の静電容量と適合しなくてはならない。換言すると、異なる静電容量を有する異なる超音波トランスデューサは、異なる調整インダクタを必要とする。
加えて、いくつかの超音波発生器構造において、発生器駆動信号は、インピーダンスの大きさ及び位相測定を複雑化する非対称高調波歪みを呈する。例えば、インピーダンスの位相測定値の正確性は、電流信号及び電圧信号の高調波歪みにより低減し得る。
その上、ノイズの多い環境における電磁干渉が、超音波トランスデューサの共振周波数の固定を維持する発生器の能力を低減し、無効な制御アルゴリズム入力の可能性を増加させる。
組織を処置かつ／又は破壊するために、組織に電気エネルギーを印加するための電気外科用装置はまた、外科手技において、ますます広範な用途が見出されている。電気外科用装置は、ハンドピースと、遠位側に取り付けられたエンドエフェクタ（例えば、１つ以上の電極）を有する器具とを含み得る。エンドエフェクタは、電流が組織内に導入されるように、組織に押し当てられて配置することができる。電気外科用装置は、双極又は単極動作用に構成することができる。双極動作中、電流はそれぞれ、エンドエフェクタの作動電極によって組織に導入され、エンドエフェクタの戻り電極によって組織から戻される。単極動作中、電流は、エンドエフェクタの作動電極によって組織に導入され、患者の体に別個に位置する戻り電極（例えば、接地パッド）を介して戻される。組織を流れる電流によって生成される熱は、組織内及び／又は組織間の止血封止を形成してもよく、したがって、例えば、血管を封止するために特に有用であってもよい。電気外科用装置のエンドエフェクタはまた、組織に対して可動である切断部材、及び組織を横切開するための電極を含み得る。
電気外科用装置によって印加される電気エネルギーは、ハンドピースと通信する発生器によって器具へと伝達され得る。電気エネルギーは、高周波（ＲＦ）エネルギーの形態であってもよい。ＲＦエネルギーは、ＥＮ６０６０１－２－２：２００９＋Ａ１１：２０１１，Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ２０１．３．２１８－ＨＩＧＨ ＦＲＥＱＵＥＮＣＹで説明されているように、３００ｋＨｚ～１ＭＨｚの周波数範囲内であり得る電気エネルギーの形態である。例えば、単極ＲＦ用途における周波数は、典型的には、５ＭＨｚ未満に制限される。しかしながら、双極ＲＦ用途においては、周波数は、ほぼどのような値であってもよい。２００ｋＨｚ超の周波数は、典型的には、低周波数の電流の使用から生じる神経及び筋肉の不必要な刺激を避けるために、単極用途に使用される。リスク分析が、神経筋刺激の可能性が許容可能なレベルにまで緩和されたと示す場合は、より低い周波数を双極技術に使用することができる。高周波数の漏洩電流に関連する問題を最小限に抑えるために、５ＭＨｚ超の周波数は、通常使用されない。一般に、１０ｍＡが、組織への熱効果の下側閾値であると認識されている。
その動作中に、電気外科用装置は組織を通して低い周波数のＲＦエネルギーを伝達することができ、これによってイオン性攪拌又は摩擦、つまりは抵抗加熱が引き起こされ、組織の温度が上昇する。処置される組織とその周囲組織との間にはっきりとした境界が形成され得るため、外科医は隣接する非対象組織を犠牲にすることなく、高レベルの精度及び制御で手術をすることができる。ＲＦエネルギーの低い動作温度は、軟組織を除去、収縮、又は彫刻しつつ同時に血管を封止する上で有用であり得る。ＲＦエネルギーは、主にコラーゲンから構成されて熱と接触すると収縮する結合組織に特によく作用し得る。
超音波及び電気外科用装置は、それぞれ固有の駆動信号、感知、及びフィードバックを必要とするため、一般的に、互いに異なる発生器を必要とした。加えて、器具が使い捨てであるか又はそのハンドピースに関して互換可能である場合、超音波発生器及び電気外科用発生器は、使用される特定の器具構成を認識し、それによって制御及び診断プロセスを最適化するそれらの能力を制限される。更に、発生器の非絶縁回路と患者絶縁回路との間の容量結合は、特により高い電圧及び周波数が使用される場合において、患者を許容不可能なレベルの漏れ電流に曝露する結果となり得る。
更に、超音波及び電気外科用装置は、それぞれ固有の駆動信号、感知、及びフィードバックを必要とするため、一般的に、互いに異なる発生器のために、互いに異なるユーザインターフェースを必要としてきた。こうした従来の超音波及び電気外科用装置では、１つのユーザインターフェースが超音波器具と共に使用するように構成され、一方で、別のユーザインターフェースが電気外科用器具と共に使用するように構成されている場合がある。こうしたユーザインターフェースとしては、手起動式スイッチ及び／又は足起動式スイッチなどの、手及び／又は足起動式ユーザインターフェースが挙げられる。超音波及び電気外科用器具の両方と共に使用するための組み合わせられた発生器の様々な態様が、後続の開示で想到されるため、超音波及び／又は電気外科用器具発生器の両方と共に動作するように構成された追加のユーザインターフェースもまた検討される。
超音波及び／又は電気外科用器具のいずれかの動作モード又は状態を示すフィードバックを提供するために、ユーザ又はその他の機械のいずれかにフィードバックを提供するための追加のユーザインターフェースが、後続の開示内で検討される。超音波及び／又は電気外科用器具の組み合わせを操作するためのユーザ及び／又は機械フィードバックを提供することは、ユーザに感覚フィードバックを提供すること、及び機械に電気的／機械的／電気機械的フィードバックを提供することを必要とする。組み合わせられた超音波及び／又は電気外科用器具で使用するために、視覚フィードバック装置（例えば、ＬＣＤディスプレイスクリーン、ＬＥＤインジケータ）、可聴フィードバック装置（例えば、スピーカ、ブザー）、又は触覚フィードバック装置（例えば、触覚アクチュエータ）を組み込むフィードバック装置が、後続の開示内で検討される。
他の電気外科用器具として、限定はしないが、とりわけ、不可逆性及び／若しくは可逆性電気穿孔法、並びに／又はマイクロ波技術が挙げられる。したがって、本明細書で開示する技術は、とりわけ、超音波、双極若しくは単極のＲＦ（電気外科的）、不可逆性及び／若しくは可逆性電気穿孔、並びに／又はマイクロ波に基づく外科用器具に適用可能である。
温度制御を伴う超音波封止方法の一態様では、その方法は、超音波ブレード温度感知を起動することと、超音波導波管を介して超音波ブレードに連結された超音波トランスデューサを備える超音波電気機械システムの、第１の共振周波数を測定することと、測定された第１の共振周波数と、超音波ブレードの第１の所定の温度に対応する第１の所定の共振周波数との間の第１の比較を行うことと、第１の比較に基づいて、超音波トランスデューサに印加される電力レベルを調節することと、を含む。
本方法の一態様では、測定された第１の共振周波数と、第１の所定の温度に対応する第１の所定の共振周波数との間の第１の比較を行うことが、測定された第１の共振周波数と、最適な組織凝固温度に対応する第１の所定の共振周波数との間の第１の比較を行うことを含み得る。
一態様では、方法は、組織封止プロセスの完了を判定することを更に含み得る。
一態様では、本方法は、超音波電気機械システムの第２の共振周波数を測定することと、測定された第２の共振周波数と、超音波ブレードの第２の所定の温度に対応する第２の所定の共振周波数との間の第２の比較を行うことと、第２の比較に基づいて、超音波トランスデューサに印加される電力レベルを調節することと、を更に含み得る。
本方法の一態様では、測定された第２の共振周波数と、第２の所定の温度に対応する第２の所定の共振周波数との間の第２の比較を行うことが、測定された第２の共振周波数と、クランプアームパッドの融点温度に対応する第２の所定の共振周波数との間の第２の比較を行うことを含む。
一態様では、本方法は、超音波封止が完了するまで、超音波トランスデューサに印加される電力レベルを増加させることを更に含み得る。
一態様では、超音波外科用器具は、超音波導波管を介して超音波ブレードに連結された超音波トランスデューサから構成されている超音波電気機械システムと、クランプアームパッドと、発生器とを含み得る。発生器は、超音波トランスデューサに電力を供給するように構成されてもよく、かつ発生器は、超音波ブレード温度感知を起動させ、超音波電気機械システムの第１の共振周波数を測定し、測定された第１の共振周波数と、超音波ブレードの第１の所定の温度に対応する第１の所定の共振周波数との間の第１の比較を行い、比較に基づいて、超音波トランスデューサに印加される電力レベルを調節する、ように構成された制御回路を含み得る。
超音波外科用器具の一態様では、超音波ブレードの第１の所定の温度は、最適な組織凝固温度に対応し得る。
超音波外科用器具の一態様では、制御回路は、組織封止プロセスの完了を判定するように更に構成され得る。
超音波外科用器具の一態様では、制御回路は、超音波電気機械システムの第２の共振周波数を測定し、測定された第２の共振周波数と、超音波ブレードの第２の所定の温度に対応する第２の所定の共振周波数との間の第２の比較を行い、第２の比較に基づいて、超音波トランスデューサに印加される電力レベルを調節する、ように更に構成され得る。
超音波外科用器具の一態様では、超音波ブレードの第２の所定の温度が、クランプアームパッドの融点に対応し得る。
超音波外科用器具の一態様では、制御回路が、超音波封止が完了するまで、超音波トランスデューサに印加される電力レベルを増加させるように更に構成され得る。
一態様では、超音波外科用器具用の発生器は、制御回路を含み得るが、その制御回路が、超音波ブレード温度感知を起動させ、超音波電気機械システムの第１の共振周波数を測定し、測定された第１の共振周波数と、超音波ブレードの第１の所定の温度に対応する第１の所定の共振周波数との間の第１の比較を行い、第１の比較に基づいて、超音波トランスデューサに印加される電力レベルを調節する、ように構成されている。
発生器の一態様では、超音波ブレードの第１の所定の温度は、最適な組織凝固温度に対応し得る。
発生器の一態様では、制御回路は、組織封止プロセスの完了を判定するように更に構成され得る。
発生器の一態様では、制御回路は、超音波電気機械システムの第２の共振周波数を測定し、測定された第２の共振周波数と、超音波ブレードの第２の所定の温度に対応する第２の所定の共振周波数との間の第２の比較を行い、第２の比較に基づいて、超音波トランスデューサに印加される電力レベルを調節する、ように更に構成され得る。
発生器の一態様では、超音波ブレードの第２の所定の温度が、クランプアームパッドの融点に対応し得る。
発生器の一態様では、制御回路が、超音波封止が完了するまで、超音波トランスデューサに印加される電力レベルを増加させるように更に構成されている。
一態様では、超音波外科用システムが、プロセッサ及び非一過性メモリを備え得るが、非一過性メモリが、プロセッサによって実行されると、プロセッサに、超音波ブレード温度感知を起動させ、超音波電気機械システムの第１の共振周波数を測定させ、測定された第１の共振周波数と、超音波ブレードの第１の所定の温度に対応する第１の所定の共振周波数との間の第１の比較を行わせ、第１の比較に基づいて、超音波トランスデューサに印加される電力レベルを調節させ、超音波電気機械システムの第２の共振周波数を測定させ、測定された第２の共振周波数と、超音波ブレードの第２の所定の温度に対応する第２の所定の共振周波数との間の比較を行わせ、第２の比較に基づいて、超音波トランスデューサに印加される電力レベルを調節させる、指示を含む。
様々な態様の特徴が、添付された特許請求の範囲で詳細に説明される。ただし、機構、及び動作の方法の両方についての様々な態様は、それらの更なる目的及び利点と共に、以降の添付図面と併せて、以下の説明を参照することにより最もよく理解することができる。
本開示の少なくとも１つの態様による、モジュール式通信ハブを備える外科用データネットワーク内で適応型超音波ブレード制御アルゴリズムを実行するように構成されたシステムである。 本開示の少なくとも１つの態様による、発生器の一例を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、発生器及び発生器と共に使用可能な様々な外科用器具を備える外科システムである。 本開示の少なくとも１つの態様によるエンドエフェクタである。 本開示の少なくとも１つの態様による、図３の外科システムの図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、動作ブランチ電流を示すモデルである。 本開示の少なくとも１つの態様による、発生器のアーキテクチャの構造図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、発生器のアーキテクチャの機能図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、発生器のアーキテクチャの機能図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、発生器のアーキテクチャの機能図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、発生器の構造的態様及び機能的態様である。 本開示の少なくとも１つの態様による、発生器の構造的態様及び機能的態様である。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された制御回路を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された組合せ論理回路を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された順序論理回路を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具で使用するための電気信号波形のための複数の波形を生成するように構成された、直接デジタル合成（ＤＤＳ）回路などのデジタル合成回路の基本的アーキテクチャの一態様を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具で使用するための電気信号波形の複数の波形を生成するように構成された直接デジタル合成（ＤＤＳ）回路の一態様を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、アナログ波形の本開示の少なくとも１つの態様による、離散時間デジタル電気信号波形の１サイクル（比較目的のために離散時間デジタル電気信号波形に重ね合わされて示される）を示す。 本開示の一態様による、制御システムの概略図である。 本開示の１つの態様による、比例積分微分（ＰＩＤ）コントローラフィードバック制御システムを例示する図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、超音波電気機械システムの周波数を制御し、そのインピーダンスを検出するための代替的システムである。 本開示の少なくとも１つの態様による、低温及び高温超音波ブレードを備える同じ超音波装置の複素インピーダンススペクトルである。低温（実線）及び高温（破線）超音波ブレードを備える同じ超音波装置の共振周波数の関数としてのインピーダンス位相角のグラフ図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、低温及び高温超音波ブレードを備える同じ超音波装置の複素インピーダンススペクトルである。低温（実線）及び高温（破線）超音波ブレードを備える同じ超音波装置の共振周波数の関数としてのインピーダンスの大きさのグラフ図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、様々な周波数で測定された、超音波トランスデューサにわたるインピーダンスに基づいて、温度推定器及び状態空間モデルを改善するカルマンフィルタの図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、推定を最大限に高めるために、図２０に示すカルマンフィルタの状態推定器によって用いられる３つの確率分布である。 ４９０℃の最高温度に到達する温度制御を有しない超音波装置の温度対時間のグラフ図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、温度制御が３２０℃の最高温度に到達する超音波装置の温度対時間のグラフ図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、初期周波数と、約３４０℃の温度を達成するために必要な周波数変化との間の関係のグラフ図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、超音波トランスデューサの周波数（ｆ）が所定の閾値よりも下がることを防ぐために超音波電気機械システムの超音波トランスデューサに印加される電流（ｉ）設定値を調節する、超音波発生器を備えるフィードバック制御システムを示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、エンドエフェクタパッドを保護するための、制御された熱管理プロセスの制御プログラム又は論理構成を示すプロセスの論理フロー図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、超音波ブレードの所望の温度を、スマート超音波ブレードの温度及び従来の超音波ブレードの温度と比較する、温度対時間のグラフ図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、温度制御を伴う超音波封止を提供するための制御プログラム又は論理構成を示すプロセスの論理フロー図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、時間の関数としての超音波トランスデューサ電流及び超音波ブレード温度のグラフ図を示す。
本願の出願人は、同時に出願された以下の米国仮特許出願を所有しており、これらの全内容は、参照により本明細書に組み込まれる：
・「ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ ＩＮ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＤＥＶＩＣＥ」と題する米国特許仮出願、代理人整理番号ＥＮＤ８５６０ＵＳＮＰ１／１８０１０６－１Ｍ、
・「ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＳＭＡＲＴ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＢＬＡＤＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ」と題する米国特許仮出願、代理人整理番号ＥＮＤ８５６０ＵＳＮＰ４／１８０１０６－４、
・「ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＡＤＶＡＮＣＥＤ ＴＩＳＳＵＥ ＴＲＥＡＴＭＥＮＴ ＰＡＤ ＳＡＶＥＲ ＭＯＤＥ」と題する米国特許仮出願、代理人整理番号ＥＮＤ８５６０ＵＳＮＰ５／１８０１０６－５、
・「ＳＭＡＲＴ ＢＬＡＤＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＴＯ ＣＯＮＴＲＯＬ ＢＬＡＤＥ ＩＮＳＴＡＢＩＬＩＴＹ」と題する米国特許仮出願、代理人整理番号ＥＮＤ８５６０ＵＳＮＰ６／１８０１０６－６、及び
・「ＳＴＡＲＴ ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ ＯＦ ＢＬＡＤＥ」と題する米国特許仮出願、代理人整理番号ＥＮＤ８５６０ＵＳＮＰ７／１８０１０６－７。
本願の出願人は、同時に出願された以下の米国仮特許出願を所有しており、これらの全内容は、参照により本明細書に組み込まれる：
・「ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＥＳＴＩＭＡＴＩＮＧ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ ＳＴＡＴＥ ＯＦ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ」と題する米国特許仮出願、代理人整理番号ＥＮＤ８５３６ＵＳＮＰ１／１８０１０７－１Ｍ、
・「ＩＮ－ＴＨＥ－ＪＡＷ ＣＬＡＳＳＩＦＩＥＲ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＭＯＤＥＬ」と題する米国特許仮出願、代理人整理番号ＥＮＤ８５３６ＵＳＮＰ３／１８０１０７－３、
・「ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＳＭＡＲＴ ＢＬＡＤＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ」と題する米国特許仮出願、代理人整理番号ＥＮＤ８５３６ＵＳＮＰ４／１８０１０７－４、
・「ＳＭＡＲＴ ＢＬＡＤＥ ＡＮＤ ＰＯＷＥＲ ＰＵＬＳＩＮＧ」と題する米国特許仮出願、代理人整理番号第ＥＮＤ８５３６ＵＳＮＰ５／１８０１０７－５、
・「ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴ ＯＦ ＣＯＭＰＬＥＸ ＩＭＰＥＤＡＮＣＥ ＴＯ ＣＯＭＰＥＮＳＡＴＥ ＦＯＲ ＬＯＳＴ ＰＯＷＥＲ ＩＮ ＡＮ ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＩＮＧ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＤＥＶＩＣＥ」と題する米国特許仮出願、代理人整理番号ＥＮＤ８５３６ＵＳＮＰ６／１８０１０７－６、
・「ＵＳＩＮＧ ＳＰＥＣＴＲＯＳＣＯＰＹ ＴＯ ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ ＤＥＶＩＣＥ ＵＳＥ ＳＴＡＴＥ ＩＮ ＣＯＭＢＯ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」と題する米国特許仮出願、代理人整理番号ＥＮＤ８５３６ＵＳＮＰ７／１８０１０７－７、
・「ＶＥＳＳＥＬ ＳＥＮＳＩＮＧ ＦＯＲ ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＡＤＶＡＮＣＥＤ ＨＥＭＯＳＴＡＳＩＳ」と題する米国特許仮出願、代理人整理番号ＥＮＤ８５３６ＵＳＮＰ８／１８０１０７－８、
・「ＣＡＬＣＩＦＩＥＤ ＶＥＳＳＥＬ ＩＤＥＮＴＩＦＩＣＡＴＩＯＮ」と題する米国特許仮出願、代理人整理番号ＥＮＤ８５３６ＵＳＮＰ９／１８０１０７－９、
・「ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ ＯＦ ＬＡＲＧＥ ＶＥＳＳＥＬＳ ＤＵＲＩＮＧ ＰＡＲＥＮＣＨＹＭＡＬ ＤＩＳＳＥＣＴＩＯＮ ＵＳＩＮＧ Ａ ＳＭＡＲＴ ＢＬＡＤＥ」と題する米国特許仮出願、代理人整理番号ＥＮＤ８５３６ＵＳＮＰ１０／１８０１０７－１０、
・「ＳＭＡＲＴ ＢＬＡＤＥ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ ＦＯＲ ＲＥＵＳＡＢＬＥ ＡＮＤ ＤＩＳＰＯＳＡＢＬＥ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国特許仮出願、代理人整理番号ＥＮＤ８５３６ＵＳＮＰ１１／１８０１０７－１１、
・「ＬＩＶＥ ＴＩＭＥ ＴＩＳＳＵＥ ＣＬＡＳＳＩＦＩＣＡＴＩＯＮ ＵＳＩＮＧ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ」と題する米国特許仮出願、代理人整理番号ＥＮＤ８５３６ＵＳＮＰ１２／１８０１０７－１２、及び
・「ＦＩＮＥ ＤＩＳＳＥＣＴＩＯＮ ＭＯＤＥ ＦＯＲ ＴＩＳＳＵＥ ＣＬＡＳＳＩＦＩＣＡＴＩＯＮ」と題する米国特許仮出願、代理人整理番号ＥＮＤ８５３６ＵＳＮＰ１３／１８０１０７－１３。
本願の出願人は、各開示の全内容が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年９月１０日出願の以下の米国特許出願を所有する：
・「ＡＵＴＯＭＡＴＥＤ ＤＡＴＡ ＳＣＡＬＩＮＧ，ＡＬＩＧＮＭＥＮＴ，ＡＮＤ ＯＲＧＡＮＩＺＩＮＧ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＰＲＥＤＥＦＩＮＥＤ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ ＷＩＴＨＩＮ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＮＥＴＷＯＲＫ ＢＥＦＯＲＥ ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ」と題する米国特許仮出願第６２／７２９，１７７号、
・「ＳＥＮＳＩＮＧ ＴＨＥ ＰＡＴＩＥＮＴ ＰＯＳＩＴＩＯＮ ＡＮＤ ＣＯＮＴＡＣＴ ＵＴＩＬＩＺＩＮＧ ＴＨＥ ＭＯＮＯ－ＰＯＬＡＲ ＲＥＴＵＲＮ ＰＡＤ ＥＬＥＣＴＲＯＤＥ ＴＯ ＰＲＯＶＩＤＥ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＴＯ ＴＨＥ ＨＵＢ」と題する米国特許仮出願第６２／７２９，１８２号、
・「ＰＯＷＥＲＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＴＯＯＬ ＷＩＴＨ Ａ ＰＲＥＤＥＦＩＮＥＤ ＡＤＪＵＳＴＡＢＬＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＡＬＧＯＲＩＴＨＭ ＦＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ ＡＴ ＬＥＡＳＴ ＯＮＥ ＥＮＤ－ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ ＡＮＤ Ａ ＭＥＡＮＳ ＦＯＲ ＬＩＭＩＴＩＮＧ ＴＨＥ ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴ」と題する米国特許仮出願第６２／７２９，１８４号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＮＥＴＷＯＲＫ ＲＥＣＯＭＭＥＮＤＡＴＩＯＮＳ ＦＲＯＭ ＲＥＡＬ ＴＩＭＥ ＡＮＡＬＹＳＩＳ ＯＦ ＰＲＯＣＥＤＵＲＥ ＶＡＲＩＡＢＬＥＳ ＡＧＡＩＮＳＴ Ａ ＢＡＳＥＬＩＮＥ ＨＩＧＨＬＩＧＨＴＩＮＧ ＤＩＦＦＥＲＥＮＣＥＳ ＦＲＯＭ ＴＨＥ ＯＰＴＩＭＡＬ ＳＯＬＵＴＩＯＮ」と題する米国特許仮出願第６２／７２９，１８３号、
・「Ａ ＣＯＮＴＲＯＬ ＦＯＲ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＮＥＴＷＯＲＫ ＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＮＥＴＷＯＲＫ ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ ＤＥＶＩＣＥ ＴＨＡＴ ＡＤＪＵＳＴＳ ＩＴＳ ＦＵＮＣＴＩＯＮ ＢＡＳＥＤ ＯＮ Ａ ＳＥＮＳＥＤ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮ ＯＲ ＵＳＡＧＥ」と題する米国特許仮出願第６２／７２９，１９１号、
・「ＩＮＤＩＲＥＣＴ ＣＯＭＭＡＮＤ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＯＦ Ａ ＦＩＲＳＴ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＲＯＯＭ ＳＹＳＴＥＭ ＴＨＲＯＵＧＨ ＴＨＥ ＵＳＥ ＯＦ Ａ ＳＥＣＯＮＤ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＲＯＯＭ ＳＹＳＴＥＭ ＷＩＴＨＩＮ Ａ ＳＴＥＲＩＬＥ ＦＩＥＬＤ ＷＨＥＲＥ ＴＨＥ ＳＥＣＯＮＤ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＲＯＯＭ ＳＹＳＴＥＭ ＨＡＳ ＰＲＩＭＡＲＹ ＡＮＤ ＳＥＣＯＮＤＡＲＹ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＭＯＤＥＳ」と題する米国特許仮出願第６２／７２９，１７６号、
・「ＷＩＲＥＬＥＳＳ ＰＡＩＲＩＮＧ ＯＦ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥ ＷＩＴＨ ＡＮＯＴＨＥＲ ＤＥＶＩＣＥ ＷＩＴＨＩＮ Ａ ＳＴＥＲＩＬＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＦＩＥＬＤ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＴＨＥ ＵＳＡＧＥ ＡＮＤ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＯＦ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国特許仮出願第６２／７２９，１８６号、及び
・「ＰＯＷＥＲＥＤ ＳＴＡＰＬＩＮＧ ＤＥＶＩＣＥ ＴＨＡＴ ＩＳ ＣＡＰＡＢＬＥ ＯＦ ＡＤＪＵＳＴＩＮＧ ＦＯＲＣＥ，ＡＤＶＡＮＣＥＭＥＮＴ ＳＰＥＥＤ，ＡＮＤ ＯＶＥＲＡＬＬ ＳＴＲＯＫＥ ＯＦ ＣＵＴＴＩＮＧ ＭＥＭＢＥＲ ＯＦ ＴＨＥ ＤＥＶＩＣＥ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＳＥＮＳＥＤ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ ＯＦ ＦＩＲＩＮＧ ＯＲ ＣＬＡＭＰＩＮＧ」と題する米国特許仮出願第６２／７２９，１８５号。
本願の出願人は、各開示の全内容が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年８月２８日出願の以下の米国特許出願を所有する：
・「ＥＳＴＩＭＡＴＩＮＧ ＳＴＡＴＥ ＯＦ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＹＳＴＥＭ ＴＨＥＲＥＦＯＲ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２１４号、
・「ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＯＦ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＹＳＴＥＭ ＴＨＥＲＥＦＯＲ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２０５号、
・「ＲＡＤＩＯ ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＥＮＥＲＧＹ ＤＥＶＩＣＥ ＦＯＲ ＤＥＬＩＶＥＲＩＮＧ ＣＯＭＢＩＮＥＤ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＳＩＧＮＡＬＳ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２３３号、
・「ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ ＡＮ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＡＣＣＯＲＤＩＮＧ ＴＯ ＴＩＳＳＵＥ ＬＯＣＡＴＩＯＮ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２０８号、
・「ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ ＡＣＴＩＶＡＴＩＯＮ ＯＦ ＡＮ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＡＣＣＯＲＤＩＮＧ ＴＯ ＴＨＥ ＰＲＥＳＥＮＣＥ ＯＦ ＴＩＳＳＵＥ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２２０号、
・「ＤＥＴＥＲＭＩＮＩＮＧ ＴＩＳＳＵＥ ＣＯＭＰＯＳＩＴＩＯＮ ＶＩＡ ＡＮ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＳＹＳＴＥＭ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２３２号、
・「ＤＥＴＥＲＭＩＮＩＮＧ ＴＨＥ ＳＴＡＴＥ ＯＦ ＡＮ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＥＬＥＣＴＲＯＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ ＡＣＣＯＲＤＩＮＧ ＴＯ ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＳＨＩＦＴ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２３９号、
・「ＤＥＴＥＲＭＩＮＩＮＧ ＴＨＥ ＳＴＡＴＥ ＯＦ ＡＮ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２４７号、
・「ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＯＦ ＥＬＥＣＴＲＯＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２１１号、
・「ＭＥＣＨＡＮＩＳＭＳ ＦＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ ＤＩＦＦＥＲＥＮＴ ＥＬＥＣＴＲＯＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＯＦ ＡＮ ＥＬＥＣＴＲＯＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２２６号、
・「ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ ＯＦ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＥＭＥＲＳＩＯＮ ＩＮ ＬＩＱＵＩＤ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２４０号、
・「ＩＮＴＥＲＲＵＰＴＩＯＮ ＯＦ ＥＮＥＲＧＹ ＤＵＥ ＴＯ ＩＮＡＤＶＥＲＴＥＮＴ ＣＡＰＡＣＩＴＩＶＥ ＣＯＵＰＬＩＮＧ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２４９号、
・「ＩＮＣＲＥＡＳＩＮＧ ＲＡＤＩＯ ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＴＯ ＣＲＥＡＴＥ ＰＡＤ－ＬＥＳＳ ＭＯＮＯＰＯＬＡＲ ＬＯＯＰ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２５６号、
・「ＢＩＰＯＬＡＲ ＣＯＭＢＩＮＡＴＩＯＮ ＤＥＶＩＣＥ ＴＨＡＴ ＡＵＴＯＭＡＴＩＣＡＬＬＹ ＡＤＪＵＳＴＳ ＰＲＥＳＳＵＲＥ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＥＮＥＲＧＹ ＭＯＤＡＬＩＴＹ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２２３号、及び
・「ＡＣＴＩＶＡＴＩＯＮ ＯＦ ＥＮＥＲＧＹ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２３８号。
本願の出願人は、各開示の全内容が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年８月２３日出願の以下の米国特許出願を所有する：
・「ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ ＡＮ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＡＣＣＯＲＤＩＮＧ ＴＯ ＴＩＳＳＵＥ ＬＯＣＡＴＩＯＮ」と題する米国仮特許出願第６２／７２１，９９５号、
・「ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＯＦ ＥＬＥＣＴＲＯＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国仮特許出願第６２／７２１，９９８号、
・「ＩＮＴＥＲＲＵＰＴＩＯＮ ＯＦ ＥＮＥＲＧＹ ＤＵＥ ＴＯ ＩＮＡＤＶＥＲＴＥＮＴ ＣＡＰＡＣＩＴＩＶＥ ＣＯＵＰＬＩＮＧ」と題する米国仮特許出願第６２／７２１，９９９号、
・「ＢＩＰＯＬＡＲ ＣＯＭＢＩＮＡＴＩＯＮ ＤＥＶＩＣＥ ＴＨＡＴ ＡＵＴＯＭＡＴＩＣＡＬＬＹ ＡＤＪＵＳＴＳ ＰＲＥＳＳＵＲＥ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＥＮＥＲＧＹ ＭＯＤＡＬＩＴＹ」と題する米国仮特許出願第６２／７２１，９９４号、及び
・「ＲＡＤＩＯ ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＥＮＥＲＧＹ ＤＥＶＩＣＥ ＦＯＲ ＤＥＬＩＶＥＲＩＮＧ ＣＯＭＢＩＮＥＤ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＳＩＧＮＡＬＳ」と題する米国仮特許出願第６２／７２１，９９６号。
本願の出願人は、各開示の全内容が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年６月３０日出願の以下の米国特許出願を所有する：
・「ＳＭＡＲＴ ＡＣＴＩＶＡＴＩＯＮ ＯＦ ＡＮ ＥＮＥＲＧＹ ＤＥＶＩＣＥ ＢＹ ＡＮＯＴＨＥＲ ＤＥＶＩＣＥ」と題する米国仮特許出願第６２／６９２，７４７号、
・「ＳＭＡＲＴ ＥＮＥＲＧＹ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ」と題する米国仮特許出願第６２／６９２，７４８号、及び
・「ＳＭＡＲＴ ＥＮＥＲＧＹ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６９２，７６８号。
本願の出願人は、各開示の全内容が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年６月２９日出願の以下の米国特許出願を所有する：
・「ＣＡＰＡＣＩＴＩＶＥ ＣＯＵＰＬＥＤ ＲＥＴＵＲＮ ＰＡＴＨ ＰＡＤ ＷＩＴＨ ＳＥＰＡＲＡＢＬＥ ＡＲＲＡＹ ＥＬＥＭＥＮＴＳ」と題する米国特許出願第１６／０２４，０９０号、
・「ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＡＣＣＯＲＤＩＮＧ ＴＯ ＳＥＮＳＥＤ ＣＬＯＳＵＲＥ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ」と題する米国特許出願第１６／０２４，０５７号、
・「ＳＹＳＴＥＭＳ ＦＯＲ ＡＤＪＵＳＴＩＮＧ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＰＥＲＩＯＰＥＲＡＴＩＶＥ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ」と題する米国特許出願第１６／０２４，０６７号、
・「ＳＡＦＥＴＹ ＳＹＳＴＥＭＳ ＦＯＲ ＳＭＡＲＴ ＰＯＷＥＲＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＴＡＰＬＩＮＧ」と題する米国特許出願第１６／０２４，０７５号、
・「ＳＡＦＥＴＹ ＳＹＳＴＥＭＳ ＦＯＲ ＳＭＡＲＴ ＰＯＷＥＲＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＴＡＰＬＩＮＧ」と題する米国特許出願第１６／０２４，０８３号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＦＯＲ ＤＥＴＥＣＴＩＮＧ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＴＩＳＳＵＥ ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＩＯＮ ＩＲＲＥＧＵＬＡＲＩＴＩＥＳ」と題する米国特許出願第１６／０２４，０９４号、
・「ＳＹＳＴＥＭＳ ＦＯＲ ＤＥＴＥＣＴＩＮＧ ＰＲＯＸＩＭＩＴＹ ＯＦ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＴＯ ＣＡＮＣＥＲＯＵＳ ＴＩＳＳＵＥ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１３８号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＳＥＮＳＯＲ ＡＳＳＥＭＢＬＩＥＳ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１５０号、
・「ＶＡＲＩＡＢＬＥ ＯＵＴＰＵＴ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＳＥＮＳＯＲ ＡＳＳＥＭＢＬＹ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１６０号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＨＡＶＩＮＧ Ａ ＦＬＥＸＩＢＬＥ ＥＬＥＣＴＲＯＤＥ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１２４号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＨＡＶＩＮＧ Ａ ＦＬＥＸＩＢＬＥ ＣＩＲＣＵＩＴ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１３２号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ Ａ ＴＩＳＳＵＥ ＭＡＲＫＩＮＧ ＡＳＳＥＭＢＬＹ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１４１号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＷＩＴＨ ＰＲＩＯＲＩＴＩＺＥＤ ＤＡＴＡ ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１６２号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＮＤ ＭＯＴＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬ」と題する米国特許出願第１６／０２４，０６６号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＥＮＳＯＲ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ」と題する米国特許出願第１６／０２４，０９６号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＦＬＯＷ ＰＡＴＨＳ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１１６号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＮＤ ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１４９号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＮＤ ＤＩＳＰＬＡＹ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１８０号、
・「ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ ＴＯ ＨＵＢ ＯＲ ＣＬＯＵＤ ＩＮ ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＭＯＤＵＬＥ ＦＯＲ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する米国特許出願第１６／０２４，２４５号、
・「ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＩＮＣＬＵＤＩＮＧ Ａ ＳＥＧＭＥＮＴＥＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＣＩＲＣＵＩＴ ＦＯＲ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する米国特許出願第１６／０２４，２５８号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＷＩＴＨ Ａ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＣＩＲＣＵＩＴ ＦＯＲ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＢＥＴＷＥＥＮ Ａ ＦＩＬＴＥＲ ＡＮＤ Ａ ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＤＥＶＩＣＥ」と題する米国特許出願第１６／０２４，２６５号、及び
・「ＤＵＡＬ ＩＮ－ＳＥＲＩＥＳ ＬＡＲＧＥ ＡＮＤ ＳＭＡＬＬ ＤＲＯＰＬＥＴ ＦＩＬＴＥＲＳ」と題する米国特許出願第１６／０２４，２７３号。
本願の出願人は、各開示の全内容が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年６月２８日出願の以下の米国仮特許出願を所有する：
・「Ａ ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＵＳＩＮＧ ＲＥＩＮＦＯＲＣＥＤ ＦＬＥＸ ＣＩＲＣＵＩＴＳ ＷＩＴＨ ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＳＥＮＳＯＲＳ ＷＩＴＨ ＥＬＥＣＴＲＯＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６９１，２２８号、
・「ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＡＣＣＯＲＤＩＮＧ ＴＯ ＳＥＮＳＥＤ ＣＬＯＳＵＲＥ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６９１，２２７号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＨＡＶＩＮＧ Ａ ＦＬＥＸＩＢＬＥ ＥＬＥＣＴＲＯＤＥ」と題する米国仮特許出願第６２／６９１，２３０号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＮＤ ＭＯＴＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬ」と題する米国仮特許出願第６２／６９１，２１９号、
・「ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ ＴＯ ＨＵＢ ＯＲ ＣＬＯＵＤ ＩＮ ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＭＯＤＵＬＥ ＦＯＲ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する米国仮特許出願第６２／６９１，２５７号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＷＩＴＨ Ａ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＣＩＲＣＵＩＴ ＦＯＲ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＢＥＴＷＥＥＮ Ａ ＦＩＬＴＥＲ ＡＮＤ Ａ ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＤＥＶＩＣＥ」と題する米国仮特許出願第６２／６９１，２６２号、及び
・「ＤＵＡＬ ＩＮ－ＳＥＲＩＥＳ ＬＡＲＧＥ ＡＮＤ ＳＭＡＬＬ ＤＲＯＰＬＥＴ ＦＩＬＴＥＲＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６９１，２５１号。
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年４月１９日出願の以下の米国仮特許出願を所有する：
・「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＨＵＢ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ」と題する米国仮特許出願第６２／６５９，９００号。
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年３月３０日出願の以下の米国仮特許出願を所有する：
・「ＣＡＰＡＣＩＴＩＶＥ ＣＯＵＰＬＥＤ ＲＥＴＵＲＮ ＰＡＴＨ ＰＡＤ ＷＩＴＨ ＳＥＰＡＲＡＢＬＥ ＡＲＲＡＹ ＥＬＥＭＥＮＴＳ」と題する２０１８年３月３０日出願の米国仮特許出願第６２／６５０，８９８号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＷＩＴＨ ＯＰＴＩＭＩＺＥＤ ＳＥＮＳＩＮＧ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６５０，８８７号、
・「ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＭＯＤＵＬＥ ＦＯＲ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する米国仮特許出願第６２／６５０，８８２号、及び
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６５０，８７７号。
本願の出願人は、各開示の全内容が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年３月２９日出願の以下の米国特許出願を所有する：
・「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＷＩＴＨ ＥＮＣＲＹＰＴＥＤ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６４１号、
・「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＷＩＴＨ ＣＯＮＤＩＴＩＯＮ ＨＡＮＤＬＩＮＧ ＯＦ ＤＥＶＩＣＥＳ ＡＮＤ ＤＡＴＡ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６４８号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＣＯＯＲＤＩＮＡＴＩＯＮ ＯＦ ＣＯＮＴＲＯＬ ＡＮＤ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＲＯＯＭ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６５６号、
・「ＳＰＡＴＩＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＯＦ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢＳ ＩＮ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＲＯＯＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６６６号、
・「ＣＯＯＰＥＲＡＴＩＶＥ ＵＴＩＬＩＺＡＴＩＯＮ ＯＦ ＤＡＴＡ ＤＥＲＩＶＥＤ ＦＲＯＭ ＳＥＣＯＮＤＡＲＹ ＳＯＵＲＣＥＳ ＢＹ ＩＮＴＥＬＬＩＧＥＮＴ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６７０号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＣＯＮＴＲＯＬ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６７７号、
・「ＤＡＴＡ ＳＴＲＩＰＰＩＮＧ ＭＥＴＨＯＤ ＴＯ ＩＮＴＥＲＲＯＧＡＴＥ ＰＡＴＩＥＮＴ ＲＥＣＯＲＤＳ ＡＮＤ ＣＲＥＡＴＥ ＡＮＯＮＹＭＩＺＥＤ ＲＥＣＯＲＤ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６３２号、
・「ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＨＵＢ ＡＮＤ ＳＴＯＲＡＧＥ ＤＥＶＩＣＥ ＦＯＲ ＳＴＯＲＩＮＧ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ ＡＮＤ ＳＴＡＴＵＳ ＯＦ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥ ＴＯ ＢＥ ＳＨＡＲＥＤ ＷＩＴＨ ＣＬＯＵＤ ＢＡＳＥＤ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６４０号、
・「ＳＥＬＦ ＤＥＳＣＲＩＢＩＮＧ ＤＡＴＡ ＰＡＣＫＥＴＳ ＧＥＮＥＲＡＴＥＤ ＡＴ ＡＮ ＩＳＳＵＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６４５号、
・「ＤＡＴＡ ＰＡＩＲＩＮＧ ＴＯ ＩＮＴＥＲＣＯＮＮＥＣＴ Ａ ＤＥＶＩＣＥ ＭＥＡＳＵＲＥＤ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ ＷＩＴＨ ＡＮ ＯＵＴＣＯＭＥ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６４９号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６５４号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＥＤ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６６３号、
・「ＡＧＧＲＥＧＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＲＥＰＯＲＴＩＮＧ ＯＦ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＤＡＴＡ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６６８号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＳＰＡＴＩＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＴＯ ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ ＤＥＶＩＣＥＳ ＩＮ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＴＨＥＡＴＥＲ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６７１号、
・「ＤＩＳＰＬＡＹ ＯＦ ＡＬＩＧＮＭＥＮＴ ＯＦ ＳＴＡＰＬＥ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＴＯ ＰＲＩＯＲ ＬＩＮＥＡＲ ＳＴＡＰＬＥ ＬＩＮＥ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６８６号、
・「ＳＴＥＲＩＬＥ ＦＩＥＬＤ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＤＩＳＰＬＡＹＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，７００号、
・「ＣＯＭＰＵＴＥＲ ＩＭＰＬＥＭＥＮＴＥＤ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６２９号、
・「ＵＳＥ ＯＦ ＬＡＳＥＲ ＬＩＧＨＴ ＡＮＤ ＲＥＤ－ＧＲＥＥＮ－ＢＬＵＥ ＣＯＬＯＲＡＴＩＯＮ ＴＯ ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ ＯＦ ＢＡＣＫ ＳＣＡＴＴＥＲＥＤ ＬＩＧＨＴ」と題する米国特許出願第１５／９４０，７０４号、
・「ＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＺＡＴＩＯＮ ＯＦ ＴＩＳＳＵＥ ＩＲＲＥＧＵＬＡＲＩＴＩＥＳ ＴＨＲＯＵＧＨ ＴＨＥ ＵＳＥ ＯＦ ＭＯＮＯ－ＣＨＲＯＭＡＴＩＣ ＬＩＧＨＴ ＲＥＦＲＡＣＴＩＶＩＴＹ」と題する米国特許出願第１５／９４０，７２２号、及び
・「ＤＵＡＬ ＣＭＯＳ ＡＲＲＡＹ ＩＭＡＧＩＮＧ」と題する米国特許出願第１５／９４０，７４２号。
・「ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＲＯＧＲＡＭ ＵＰＤＡＴＥＳ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６３６号、
・「ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＲＯＧＲＡＭ ＵＰＤＡＴＥＳ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６５３号、
・「ＣＬＯＵＤ－ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＣＵＳＴＯＭＩＺＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＲＥＣＯＭＭＥＮＤＡＴＩＯＮＳ ＴＯ Ａ ＵＳＥＲ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６６０号、
・「ＣＬＯＵＤ－ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＬＩＮＫＩＮＧ ＯＦ ＬＯＣＡＬ ＵＳＡＧＥ ＴＲＥＮＤＳ ＷＩＴＨ ＴＨＥ ＲＥＳＯＵＲＣＥ ＡＣＱＵＩＳＩＴＩＯＮ ＢＥＨＡＶＩＯＲＳ ＯＦ ＬＡＲＧＥＲ ＤＡＴＡ ＳＥＴ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６７９号、
・「ＣＬＯＵＤ－ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＭＥＤＩＣＡＬ ＦＡＣＩＬＩＴＹ ＳＥＧＭＥＮＴＥＤ ＩＮＤＩＶＩＤＵＡＬＩＺＡＴＩＯＮ ＯＦ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＦＵＮＣＴＩＯＮ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６９４号、
・「ＣＬＯＵＤ－ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＳＥＣＵＲＩＴＹ ＡＮＤ ＡＵＴＨＥＮＴＩＣＡＴＩＯＮ ＴＲＥＮＤＳ ＡＮＤ ＲＥＡＣＴＩＶＥ ＭＥＡＳＵＲＥＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６３４号、
・「ＤＡＴＡ ＨＡＮＤＬＩＮＧ ＡＮＤ ＰＲＩＯＲＩＴＩＺＡＴＩＯＮ ＩＮ Ａ ＣＬＯＵＤ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＮＥＴＷＯＲＫ」と題する米国特許出願第１５／９４０，７０６号、及び
・「ＣＬＯＵＤ ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ ＦＯＲ ＣＯＵＰＬＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６７５号。
・「ＤＲＩＶＥ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６２７号、
・「ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６３７号、
・「ＣＯＮＴＲＯＬＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６４２号、
・「ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ ＴＯＯＬ ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６７６号、
・「ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＲＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６８０号、
・「ＣＯＯＰＥＲＡＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＡＣＴＩＯＮＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６８３号、
・「ＤＩＳＰＬＡＹ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６９０号、及び
・「ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，７１１号。
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年３月２８日出願の以下の米国仮特許出願を所有する：
・「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＷＩＴＨ ＥＮＣＲＹＰＴＥＤ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３０２号、
・「ＤＡＴＡ ＳＴＲＩＰＰＩＮＧ ＭＥＴＨＯＤ ＴＯ ＩＮＴＥＲＲＯＧＡＴＥ ＰＡＴＩＥＮＴ ＲＥＣＯＲＤＳ ＡＮＤ ＣＲＥＡＴＥ ＡＮＯＮＹＭＩＺＥＤ ＲＥＣＯＲＤ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，２９４号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３００号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＳＰＡＴＩＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＴＯ ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ ＤＥＶＩＣＥＳ ＩＮ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＴＨＥＡＴＥＲ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３０９号、
・「ＣＯＭＰＵＴＥＲ ＩＭＰＬＥＭＥＮＴＥＤ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３１０号、
・「ＵＳＥ ＯＦ ＬＡＳＥＲ ＬＩＧＨＴ ＡＮＤ ＲＥＤ－ＧＲＥＥＮ－ＢＬＵＥ ＣＯＬＯＲＡＴＩＯＮ ＴＯ ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ ＯＦ ＢＡＣＫ ＳＣＡＴＴＥＲＥＤ ＬＩＧＨＴ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，２９１号、
・「ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＲＯＧＲＡＭ ＵＰＤＡＴＥＳ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，２９６号、
・「ＣＬＯＵＤ－ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＣＵＳＴＯＭＩＺＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＲＥＣＯＭＭＥＮＤＡＴＩＯＮＳ ＴＯ Ａ ＵＳＥＲ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３３３号、
・「ＣＬＯＵＤ－ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＳＥＣＵＲＩＴＹ ＡＮＤ ＡＵＴＨＥＮＴＩＣＡＴＩＯＮ ＴＲＥＮＤＳ ＡＮＤ ＲＥＡＣＴＩＶＥ ＭＥＡＳＵＲＥＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３２７号、
・「ＤＡＴＡ ＨＡＮＤＬＩＮＧ ＡＮＤ ＰＲＩＯＲＩＴＩＺＡＴＩＯＮ ＩＮ Ａ ＣＬＯＵＤ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＮＥＴＷＯＲＫ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３１５号、
・「ＣＬＯＵＤ ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ ＦＯＲ ＣＯＵＰＬＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３１３号、
・「ＤＲＩＶＥ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３２０号、
・「ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ ＴＯＯＬ ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３０７号、及び
・「ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３２３号。
本願の出願人は、２０１７年１２月２８日に出願された以下の米国仮特許出願を所有しており、これらの各々の開示の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
・「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する米国仮特許出願第６２／６１１，３４１号、
・「ＣＬＯＵＤ－ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６１１，３４０号、及び
・「ＲＯＢＯＴ ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する米国仮特許出願第６２／６１１，３３９号。
外科用装置及び発生器の様々な態様を詳細に説明する前に、例示される実施例は、適用又は用途において、添付の図面及び説明で示される部品の構造及び構成の詳細に限定されないことに留意されたい。例示的な実施例は、他の態様、変形形態、及び修正で実施されるか、又はそれらに組み込まれてよく、様々な方法で実施又は実行され得る。更に、特に明記しない限り、本明細書で用いられる用語及び表現は、読者の便宜のために例示的な実施例を説明する目的で選択されたものであり、それらを限定するためのものではない。更に、以下に記述される態様、態様の具現、及び／又は実施例のうちの１つ以上を、以下に記述されるその他の態様、態様の具現、及び／又は実施例のうちの任意の１つ以上と組み合わせることができることが理解されよう。
様々な態様が、改善された超音波外科用装置、電気外科用装置、及びこれと共に使用するための発生器を対象とする。超音波外科用装置の態様は、例えば、外科処置中に組織を横切開及び／又は凝固するように構成され得る。電気外科用装置の態様は、例えば、外科処置中に、組織を横切開、凝固、スケーリング、溶接及び／又は乾燥させるように構成され得る。
適応型超音波ブレード制御アルゴリズム
様々な態様では、スマート超音波エネルギー装置は、超音波ブレードの動作を制御するための適応アルゴリズムを含んでもよい。一態様では、超音波ブレード適応制御アルゴリズムは、組織の種類を特定し、装置パラメータを調節するように構成されている。一態様では、超音波ブレード制御アルゴリズムは、組織の種類をパラメータ化するように構成されている。超音波ブレードの遠位先端の振幅を調整するために組織のコラーゲン／エラスチン比を検出するためのアルゴリズムが、本開示の以下の項で説明される。スマート超音波エネルギー装置の様々な態様が、例えば図１～図２に関連して本明細書で説明される。したがって、適応型超音波ブレード制御アルゴリズムの以下の説明は、図１～図２及びこれらに関連する説明と併せて読まれるべきである。
特定の外科処置では、適応型超音波ブレード制御アルゴリズムを用いることが望ましい。一態様では、超音波ブレードと接触する組織の種類に基づいて、超音波装置のパラメータを調節するために、適応型超音波ブレード制御アルゴリズムを用いてもよい。一態様では、超音波装置のパラメータは、超音波エンドエフェクタのジョー内の組織の位置、例えば、クランプアームと超音波ブレードとの間の組織の位置に基づいて調節されてもよい。超音波トランスデューサのインピーダンスは、組織のどの割合がエンドエフェクタの遠位端又は近位端に位置するかを識別するために用いられてもよい。超音波装置の反応は、組織の種類又は組織の圧縮率に基づき得る。別の態様では、超音波装置のパラメータは、識別された組織の種類又はパラメータ化に基づいて調節されてもよい。例えば、超音波ブレードの遠位先端の機械的変位振幅は、組織識別手順中に検出されたエラスチン組織に対するコラーゲンの比に基づいて調整されてもよい。コラーゲンとエラスチン組織との比は、赤外線（ＩＲ）表面反射率及び放射率を含む様々な技術を使用して検出され得る。クランプアーム及び／又はクランプアームのストロークによって組織に加えられて間隙及び圧縮を生じさせる力。電極を備えたジョー全体の電気的導通を用いて、ジョーのどの割合が組織で覆われているかを判定することができる。
図１は、本開示の少なくとも１つの態様による、モジュール式通信ハブを備える外科用データネットワーク内で適応型超音波ブレード制御アルゴリズムを実行するように構成されたシステム８００である。一態様では、発生器モジュール２４０が、本明細書に記載される適応型超音波ブレード制御アルゴリズム（複数可）８０２を実行するように構成されている。別の態様では、装置／器具２３５が、図２５～図３４を参照して本明細書に記載される適応型超音波ブレード制御アルゴリズム（複数可）８０４を実行するように構成されている。別の態様では、装置／器具２３５及び装置／器具２３５の両方が、図１３～図１８を参照して本明細書に記載される適応型超音波ブレード制御アルゴリズム８０２、８０４を実行するように構成されている。
発生器モジュール２４０は、電力変圧器を介して非絶縁段階と通信する患者絶縁段階を備えてもよい。電力変圧器の二次巻線は、絶縁段階内に収容され、例えば、超音波外科用器具、ＲＦ電気外科用器具、並びに単独又は同時に送達可能な超音波及びＲＦエネルギーモードを含む多機能型外科用器具などの様々な外科用器具に駆動信号を送達するために駆動信号出力部を画定するためのタップ構成（例えば、センタタップ又は非センタタップ構成）を備え得る。具体的には、駆動信号出力部は、超音波駆動信号（例えば、４２０Ｖの二乗平均平方根（ＲＭＳ）駆動信号）を超音波外科用器具２４１に出力することができ、駆動信号出力部は、ＲＦ電気外科駆動信号（例えば、１００ＶのＲＭＳ駆動信号）をＲＦ電気外科用器具２４１に出力することができる。発生器モジュール２４０の態様は、図７～図１２を参照して本明細書で説明される。
発生器モジュール２４０、若しくは装置／器具２３５、又はその両方は、例えば、インテリジェント外科用器具、ロボット、及び手術室内に位置する他のコンピュータ化装置などの複数の手術室装置に接続されたモジュール式制御タワー２３６に連結されている。一部の態様では、外科用データネットワークが、モジュール式通信ハブを備え得るが、そのモジュール式通信ハブは、医療施設の１つ以上の手術現場、又は外科処置のための専門設備を備えた医療施設内の任意の部屋に配置されたモジュール式装置をクラウドベースのシステム（例えば、記憶装置に連結されたリモートサーバ２１３を含み得るクラウド２０４）に接続するように構成されたものであり得る。
手術現場に配置されたモジュール式装置は、モジュール式通信ハブに連結されてもよい。ネットワークハブ及び／又はネットワークスイッチは、ネットワークルータに連結されて、装置をクラウド２０４又はローカルコンピュータシステムに接続することができる。装置に関連付けられたデータは、遠隔データ処理及び操作のためにルータを介してクラウドベースのコンピュータに転送され得る。装置に関連付けられたデータはまた、ローカルでのデータ処理及び操作のためにローカルコンピュータシステムに転送されてもよい。同じ手術現場に位置するモジュール式装置もまた、ネットワークスイッチに連結されてよい。ネットワークスイッチは、ネットワークハブ及び／又はネットワークルータに連結されて、装置をクラウド２０４に接続してもよい。装置に関連付けられたデータは、データ処理及び操作のためにネットワークルータを介してクラウド２０４に転送され得る。装置に関連付けられたデータはまた、ローカルでのデータ処理及び操作のためにローカルコンピュータシステムに転送されてもよい。
クラウドコンピューティングは、ソフトウェアアプリケーションを取り扱うために、ローカルサーバ又はパーソナル装置を有するのではなく、共有コンピューティングリソースに依存することが理解されるであろう。「クラウド」という用語は、「インターネット」の隠喩として使用され得るが、この用語は、そのように限定はされない。したがって、「クラウドコンピューティング」という用語は、本明細書では「インターネットベースのコンピューティングの一種」を指すために使用することができ、この場合、サーバ、記憶装置、及びアプリケーションなどの様々なサービスは、手術現場（例えば、固定式、移動式、一時的、又は現場の手術室又は空間）に位置するモジュール式通信ハブ及び／又はコンピュータシステムに、またインターネットを介してモジュール式通信ハブ及び／又はコンピュータシステムに接続された装置に供給される。クラウドインフラストラクチャは、クラウドサービスプロバイダによって維持され得る。この文脈において、クラウドサービスプロバイダは、１つ以上の手術現場内に位置する装置の使用及び制御を調整するエンティティであり得る。クラウドコンピューティングサービスは、スマート外科用器具、ロボット、及び手術現場内に位置するその他のコンピュータ化装置によって収集されたデータに基づいて、多数の計算を実行することができる。ハブハードウェアは、複数の装置又は接続部がクラウドコンピューティングリソース及び記憶装置と通信するコンピュータに接続することを可能にする。
図１は、外科用データネットワーク内で適応型超音波ブレード制御アルゴリズムを実行するように構成されたシステム８００を含み得るモジュール式通信ハブを含む、コンピュータによって実施される双方向型外科システムの一部の態様を更に示す。外科システムは、リモートサーバ２１３を含み得るクラウド２０４と通信している少なくとも１つの外科用ハブを含む。一態様では、コンピュータ実装インタラクティブ外科システムは、例えば、インテリジェント外科用器具、ロボット、及び手術現場内に位置するその他のコンピュータ化装置などの複数の手術現場装置に接続されたモジュール式制御タワー２３６を備える。モジュール式制御タワー２３６は、コンピュータシステムに連結されたモジュール式通信ハブを備えてもよい。一部の態様では、モジュール式制御タワー２３６は、内視鏡に連結されたイメージングモジュール、エネルギーデバイス２４１に連結された発生器モジュール２４０、及び任意選択的にディスプレイ２３７に連結されたスマートデバイス／器具２３５に連結される。手術現場装置は、モジュール式制御タワー２３６を介してクラウドコンピューティングリソース及びデータ記憶装置に連結されている。ロボットハブ２２２もまた、モジュール式制御タワー２３６及びクラウドコンピューティングリソースに接続されていてよい。とりわけ、装置／器具２３５、可視化システム２０８は、本明細書に記載されるように、有線又は無線通信規格又はプロトコルを介してモジュール式制御タワー２３６に連結されていてよい。モジュール式制御タワー２３６は、撮像モジュール、装置／器具ディスプレイ、及び／又はその他の可視化システム２０８から受信した画像を表示及びオーバーレイするためにハブディスプレイ２１５（例えば、モニタ、スクリーン）に連結されていてよい。ハブディスプレイ２１５はまた、画像及びオーバーレイ画像と共にモジュール式制御タワーに接続された装置から受信したデータを表示してもよい。
発生器ハードウェア
図２は、超音波器具と連結するように構成され、かつ、図１に示すモジュール式通信ハブを備える外科用データネットワーク内で適応型超音波ブレード制御アルゴリズムを実行するように更に構成された発生器の一形態である、発生器９００の一実施例を示す。発生器９００は、複数のエネルギーモダリティを外科用器具に送達するように構成されている。発生器９００は、エネルギーを外科用器具に送達するためのＲＦ信号及び超音波信号を単独で又は同時に、そのいずれかで提供する。ＲＦ信号及び超音波信号は、単独で又は組み合わせて提供されてもよく、また同時に提供されてもよい。上述したように、少なくとも１つの発生器出力部は、単一のポートを通して複数のエネルギーモダリティ（例えば、とりわけ超音波、双極若しくは単極ＲＦ、不可逆及び／若しくは可逆電気穿孔法並びに／又はマイクロ波エネルギー）を送達することができ、これらの信号は、組織を治療するために個別に又は同時にエンドエフェクタに送達することができる。発生器９００は、波形発生器９０４に連結されたプロセッサ９０２を備える。プロセッサ９０２及び波形発生器９０４は、プロセッサ９０２に連結されたメモリに記憶された情報（開示を明瞭にするために示されず）に基づいて、様々な信号波形を発生するように構成されている。波形に関連するデジタル情報は、デジタル入力をアナログ出力に変換するために１つ以上のＤＡＣ回路を含む波形発生器９０４に提供される。アナログ出力は、信号調節及び増幅のために、増幅器９０６に供給される。増幅器９０６の、調節され増幅された出力は、電力変圧器９０８に連結されている。信号は、電力変圧器９０８を横断して患者絶縁側にある二次側に連結されている。第１のエネルギーモダリティの第１の信号は、外科用器具のＥＮＥＲＧＹ１及びＲＥＴＵＲＮとラベルされた端子間に提供される。第２のエネルギーモダリティの第２の信号は、コンデンサ９１０を横断して連結され、外科用器具のＥＮＥＲＧＹ２及びＲＥＴＵＲＮとラベルされた端子間に提供される。２つを超えるエネルギーモダリティが出力されてもよく、したがって添え字「ｎ」は、最大ｎ個のＥＮＥＲＧＹｎ端子が提供され得ることを示すために使用することができ、ここでｎは、１超の正の整数であることが理解されよう。最大「ｎ」個のリターンパス（ＲＥＴＵＲＮｎ）が、本開示の範囲から逸脱することなく提供されてもよいことも理解されよう。
第１の電圧感知回路９１２は、ＥＮＥＲＧＹ１及びＲＥＴＵＲＮパスとラベルされた端子にわたって連結され、それらの間の出力電圧を測定する。第２の電圧感知回路９２４は、ＥＮＥＲＧＹ２及びＲＥＴＵＲＮパスとラベルされた端子にわたって連結され、それらの間の出力電圧を測定する。電流感知回路９１４は、いずれかのエネルギーモダリティの出力電流を測定するために、図示される電力変圧器９０８の二次側のＲＥＴＵＲＮ区間と直列に配設される。異なるリターンパスが各エネルギーモダリティに対して提供される場合、別個の電流感知回路が各リターン区間で提供されねばならない。第１の電圧感知回路９１２及び第２の電圧感知回路９２４の出力が対応の絶縁変圧器９１６、９２２に提供され、電流感知回路９１４の出力は、別の絶縁変圧器９１８に提供される。電力変圧器９０８の一次側（非患者絶縁側）における絶縁変圧器９１６、９２８、９２２の出力は、１つ以上のＡＤＣ回路９２６に提供される。ＡＤＣ回路９２６のデジタル化された出力は、更なる処理及び計算のためにプロセッサ９０２に提供される。出力電圧及び出力電流のフィードバック情報は、外科用器具に提供される出力電圧及び電流を調節するために、またいくつかあるパラメータの中で出力インピーダンスを計算するために使用することができる。プロセッサ９０２と患者絶縁回路との間の入力／出力通信は、インターフェース回路９２０を介して提供される。センサもまた、インターフェース回路９２０を介してプロセッサ９０２と電気通信してもよい。
一態様では、インピーダンスは、ＥＮＥＲＧＹ１／ＲＥＴＵＲＮとラベルされた端子にわたって連結された第１の電圧感知回路９１２又はＥＮＥＲＧＹ２／ＲＥＴＵＲＮとラベルされた端子にわたって連結された第２の電圧感知回路９２４のいずれかの出力を、電力変圧器９０８の二次側のＲＥＴＵＲＮ区間と直列に配置された電流感知回路９１４の出力で割ることによって、プロセッサ９０２により判定され得る。第１の電圧感知回路９１２及び第２の電圧感知回路９２４の出力は、個別の絶縁変圧器９１６、９２２に提供され、電流感知回路９１４の出力は、別の絶縁変圧器９１６に提供される。ＡＤＣ回路９２６からのデジタル化された電圧及び電流感知測定値は、インピーダンスを計算するためにプロセッサ９０２に提供される。一例として、第１のエネルギーモダリティＥＮＥＲＧＹ１は超音波エネルギーであってもよく、第２のエネルギーモダリティＥＮＥＲＧＹ２はＲＦエネルギーであってもよい。それでも、超音波エネルギーモダリティ及び双極又は単極ＲＦエネルギーモダリティに加えて、他のエネルギーモダリティには、数ある中でも不可逆並びに／又は可逆電気穿孔法及び／若しくはマイクロ波エネルギーが挙げられる。また、図２に例示された例は、単一のリターンパス（ＲＥＴＵＲＮ）が２つ以上のエネルギーモダリティに提供され得ることを示しているが、他の態様では、複数のリターンパスＲＥＴＵＲＮｎが、各エネルギーモダリティＥＮＥＲＧＹｎに提供されてもよい。したがって、本明細書に記載されるように、超音波トランスデューサのインピーダンスは、第１の電圧感知回路９１２の出力を電流感知回路９１４で割ることによって測定されてもよく、組織のインピーダンスは、第２の電圧感知回路９２４の出力を電流感知回路９１４で割ることによって測定されてもよい。
図２に示すように、少なくとも１つの出力ポートを含む発生器９００は、実行される組織の処置の種類に応じて、電力を、例えば、とりわけ超音波、双極若しくは単極ＲＦ、不可逆及び／若しくは可逆電気穿孔法、並びに／又はマイクロ波エネルギーなどの１つ以上のエネルギーモダリティの形態でエンドエフェクタに提供するために、単一の出力部を有し、かつ複数のタップを有する電力変圧器９０８を含むことができる。例えば、発生器９００は、単極又は双極ＲＦ電気外科用電極のいずれかを用いて、超音波トランスデューサを駆動するために高電圧かつ低電流で、組織封止のためのＲＦ電極を駆動するために低電圧かつ高電流で、又はスポット凝固のための凝固波形でエネルギーを送達することができる。発生器９００からの出力波形は、周波数を外科用器具のエンドエフェクタに提供するために、誘導、切り替え又はフィルタリングされ得る。超音波トランスデューサの、発生器９００の出力部への接続部は、好ましくは、図２に示すようにＥＮＥＲＧＹ１とラベルされた出力部とＲＥＴＵＲＮとの間に位置するであろう。一例では、ＲＦ双極電極の、発生器９００の出力部への接続部は、好ましくは、ＥＮＥＲＧＹ２とラベルされた出力部とＲＥＴＵＲＮとの間に位置するであろう。単極出力部の場合、好ましい接続部は、ＥＮＥＲＧＹ２出力部への活性電極（例えば、ペンシル型又は他のプローブ）及びＲＥＴＵＲＮ出力部に接続された好適なリターンパッドであろう。
更なる詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ ＦＯＲ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ ＦＯＲ ＤＩＧＩＴＡＬＬＹ ＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＳＩＧＮＡＬ ＷＡＶＥＦＯＲＭＳ ＡＮＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ」と題する２０１７年３月３０日公開の米国特許出願公開第２０１７／００８６９１４号に開示されている。
本説明全体で使用される用語「無線」及びその派生語は、非固体媒体を介して変調電磁放射線の使用を通じてデータを通信し得る回路、装置、システム、方法、技術、通信チャネルなどを説明するために使用されてもよい。この用語は、関連する装置がいかなる有線も含まないことを意味するものではないが、一部の態様では、それらは存在しない可能性がある。通信モジュールは、Ｗｉ－Ｆｉ（ＩＥＥＥ８０２．１１ファミリー）、ＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ８０２．１６ファミリー）、ＩＥＥＥ８０２．２０、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）、Ｅｖ－ＤＯ、ＨＳＰＡ＋、ＨＳＤＰＡ＋、ＨＳＵＰＡ＋、ＥＤＧＥ、ＧＳＭ、ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＤＥＣＴ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、これらのイーサネット派生物のみならず、３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ及びそれ以降と指定される任意の他の無線及び有線プロトコルが挙げられるがこれらに限定されない、多数の無線又は有線通信規格又はプロトコルのうちのいずれかを実装してもよい。コンピューティングモジュールは、複数の通信モジュールを含み得る。例えば、第１の通信モジュールは、Ｗｉ－Ｆｉ及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどの短距離無線通信専用であってもよく、第２の通信モジュールは、ＧＰＳ、ＥＤＧＥ、ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ、ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥ、Ｅｖ－ＤＯなどの長距離無線通信専用であってもよい。
本明細書で使用するとき、プロセッサ又は処理ユニットは、いくつかの外部データソース（通常はメモリ）又は何らかの他のデータストリーム上で動作を実行する電子回路である。この用語は、本明細書では、多くの専用「プロセッサ」を組み合わせたシステム又はコンピュータシステム（特にシステムオンチップ（ＳｏＣ））内の中央プロセッサ（中央処理ユニット）を指すために使用される。
本明細書で使用するとき、チップ上のシステム又はシステムオンチップ（ＳｏＣ又はＳＯＣ）は、コンピュータ又は他の電子システムの全ての構成要素を統合する集積回路（「ＩＣ」又は「チップ」としても知られる）である。これは、デジタル、アナログ、混合信号及び多くの場合は高周波数機能を、全て単一の基材上に含むことができる。ＳｏＣは、マイクロコントローラ（又はマイクロプロセッサ）を、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）、Ｗｉ－Ｆｉモジュール又はコプロセッサなどの最新の周辺装置と統合する。ＳｏＣは、内蔵メモリを含んでもよく、含まなくてもよい。
本明細書で使用するとき、マイクロコントローラ又はコントローラは、マイクロプロセッサを周辺回路及びメモリと統合するシステムである。マイクロコントローラ（又はマイクロコントローラユニットのＭＣＵ）は、単一の集積回路上の小型コンピュータとして実装されてもよい。これはＳｏＣと同様であってもよく、ＳｏＣは、その構成要素の１つとしてマイクロコントローラを含み得る。マイクロコントローラは、１つ以上のコア処理ユニット（ＣＰＵ）と共にメモリ及びプログラム可能な入力／出力周辺機器を収容することができる。強誘電性のＲＡＭ、ＮＯＲフラッシュ又はＯＴＰ ＲＯＭの形態のプログラムメモリ及び少量のＲＡＭもまた、チップ上にしばしば含まれる。マイクロコントローラは、パーソナルコンピュータ又は様々な個別のチップで構成された他の汎用用途で使用されるマイクロプロセッサとは対照的に、組み込み型用途用に採用され得る。
本明細書で使用するとき、コントローラ又はマイクロコントローラという用語は、周辺装置とインターフェース接続するスタンドアロンＩＣ又はチップ装置であってもよい。これは、その装置の動作（及び当該装置との接続）を管理する外部装置上のコンピュータ又はコントローラの２つの部分間の連結部であってもよい。
本明細書で説明されるプロセッサ又はマイクロコントローラはいずれも、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘの商品名で知られているものなど、任意のシングルコア又はマルチコアプロセッサであってもよい。一態様では、プロセッサは、例えば、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから入手可能なＬＭ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲ ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ４Ｆプロセッサコアであってもよい。このプロセッサコアは、最大４０ＭＨｚの２５６ＫＢのシングルサイクルフラッシュメモリ若しくは他の不揮発性メモリのオンチップメモリ、性能を４０ＭＨｚ超に改善するためのプリフェッチバッファ、３２ＫＢのシングルサイクルシリアルランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、ＳｔｅｌｌａｒｉｓＷａｒｅ（登録商標）ソフトウェアを搭載した内部読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、２ＫＢの電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、１つ以上のパルス幅変調（ＰＷＭ）モジュール、１つ以上の直交エンコーダ入力（ＱＥＩ）アナログ、１２個のアナログ入力チャネルを備える１つ以上の１２ビットアナログ－デジタル変換器（ＡＤＣ）を含む。なお、その詳細は、製品データシートで入手可能である。
一態様では、プロセッサは、同じくＴｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＨｅｒｃｕｌｅｓ ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ Ｒ４の商品名で知られるＴＭＳ５７０及びＲＭ４ｘなどの２つのコントローラ系ファミリーを含む安全コントローラを含んでもよい。安全コントローラは、拡張性のある性能、接続性、及びメモリの選択肢を提供しながら、高度な集積型安全機能を提供するために、中でも特に、ＩＥＣ６１５０８及びＩＳＯ２６２６２の安全限界用途専用に構成されてもよい。
モジュール式装置は、外科用ハブ内に受容可能な（例えば図３に関連して説明される）モジュールと、対応する外科用ハブと接続又はペアリングするために様々なモジュールに接続することができる外科用装置又は器具と、を含む。モジュール式装置としては、例えば、インテリジェント外科用器具、医療用撮像装置、吸引／灌注装置、排煙器、エネルギー発生器、ベンチレータ、吸入器及びディスプレイが挙げられる。本明細書に記載されるモジュール式装置は、制御アルゴリズムによって制御することができる。制御アルゴリズムは、モジュール式装置自体上で、特定のモジュール式装置がペアリングされる外科用ハブ上で、又はモジュール式装置及び外科用ハブの両方の上で（例えば、分散コンピューティングアーキテクチャを介して）、実行され得る。いくつかの例示では、モジュール式装置の制御アルゴリズムは、モジュール式装置自体によって（すなわち、モジュール式装置内の、モジュール式装置上の、又はモジュール式装置に接続されたセンサによって）感知されたデータに基づいて装置を制御する。このデータは、手術中の患者に関連するもの（例えば、組織特性又は送気圧）であってもよく、又はモジュール式装置自体（例えば、前進するナイフの速度、モータ電流、又はエネルギーレベル）に関連するものであってもよい。例えば、外科用ステープル留め及び切断器具の制御アルゴリズムは、ナイフが前進する際にナイフにより生じた抵抗に基づき、器具のモータが組織を貫いてそのナイフを駆動させる速度を制御することができる。
図３は、発生器１１００と、これと共に使用可能な様々な外科用器具１１０４、１１０６、１１０８と、を備える外科システム１０００の一形態を示し、外科用器具１１０４は超音波外科用器具であり、外科用器具１１０６はＲＦ電気外科用器具であり、多機能型外科用器具１１０８は組み合わせ超音波／ＲＦ電気外科用器具である。発生器１１００は、様々な外科用器具と共に使用するように構成可能である。様々な形態によれば、発生器１１００は、例えば、超音波外科用器具１１０４、ＲＦ電気外科用器具１１０６、並びに発生器１１００から同時に送達されるＲＦエネルギー及び超音波エネルギーを統合する多機能型外科用器具１１０８を含む様々な種類の様々な外科用装置と共に使用するように構成可能であり得る。図３の形態では、発生器１１００は、外科用器具１１０４、１１０６、１１０８とは別個に示されているが、一形態では、発生器１１００は、外科用器具１１０４、１１０６、１１０８のうちのいずれかと一体的に形成されて、一体型外科システムを形成してもよい。発生器１１００は、発生器１１００のコンソールの前側パネル上に位置する入力装置１１１０を含む。入力装置１１１０は、発生器１１００の動作をプログラムするのに適した信号を生成する任意の適切な装置を含むことができる。発生器１１００は、有線又は無線通信用に構成されてもよい。
発生器１１００は、複数の外科用器具１１０４、１１０６、１１０８を駆動するように構成されている。第１の外科用器具は超音波外科用器具１１０４であり、ハンドピース１１０５（ＨＰ）、超音波トランスデューサ１１２０、シャフト１１２６、及びエンドエフェクタ１１２２を備える。エンドエフェクタ１１２２は、超音波トランスデューサ１１２０と音響的に連結された超音波ブレード１１２８及びクランプアーム１１４０を備える。ハンドピース１１０５は、クランプアーム１１４０を動作させるトリガ１１４３と、超音波ブレード１１２８又は他の機能に通電し、駆動するためのトグルボタン１１３４ａ、１１３４ｂ、１１３４ｃの組み合わせと、を備える。トグルボタン１１３４ａ、１１３４ｂ、１１３４ｃは、発生器１１００を用いて超音波トランスデューサ１１２０に通電するように構成することができる。
発生器１１００はまた、第２の外科用器具１１０６を駆動するようにも構成されている。第２の外科用器具１１０６は、ＲＦ電気外科用器具であり、ハンドピース１１０７（ＨＰ）、シャフト１１２７、及びエンドエフェクタ１１２４を備える。エンドエフェクタ１１２４は、クランプアーム１１４２ａ、１１４２ｂ内に電極を備え、シャフト１１２７の導電体部分を通って戻る。電極は、発生器１１００内の双極エネルギー源に連結され、双極エネルギー源によって通電される。ハンドピース１１０７は、クランプアーム１１４２ａ、１１４２ｂを動作させるためのトリガ１１４５と、エンドエフェクタ１１２４内の電極に通電するためのエネルギースイッチを作動するためのエネルギーボタン１１３５と、を備える。
発生器１１００はまた、多機能型外科用器具１１０８を駆動するようにも構成されている。多機能型外科用器具１１０８は、ハンドピース１１０９（ＨＰ）、シャフト１１２９、及びエンドエフェクタ１１２５を備える。エンドエフェクタ１１２５は、超音波ブレード１１４９及びクランプアーム１１４６を備える。超音波ブレード１１４９は、超音波トランスデューサ１１２０と音響的に連結される。ハンドピース１１０９は、クランプアーム１１４６を動作させるトリガ１１４７と、超音波ブレード１１４９又は他の機能に通電し、駆動するためのトグルボタン１１３７ａ、１１３７ｂ、１１３７ｃの組み合わせと、を備える。トグルボタン１１３７ａ、１１３７ｂ、１１３７ｃは、発生器１１００を用いて超音波トランスデューサ１１２０に通電し、かつ同様に発生器１１００内に収容された双極エネルギー源を用いて超音波ブレード１１４９に通電するように構成することができる。
発生器１１００は、様々な外科用器具と共に使用するように構成可能である。様々な形態によれば、発生器１１００は、例えば、超音波外科用器具１１０４、ＲＦ電気外科用器具１１０６、並びに発生器１１００から同時に送達されるＲＦエネルギー及び超音波エネルギーを統合する多機能型外科用器具１１０８を含む様々な種類の様々な外科用装置と共に使用するように構成可能であり得る。図３の形態では、発生器１１００は、外科用器具１１０４、１１０６、１１０８とは別個に示されているが、別の形態では、発生器１１００は、外科用器具１１０４、１１０６、１１０８のうちのいずれか１つと一体的に形成されて、一体型外科システムを形成してもよい。上述したように、発生器１１００は、発生器１１００のコンソールの前側パネル上に位置する入力装置１１１０を含む。入力装置１１１０は、発生器１１００の動作をプログラムするのに適した信号を生成する任意の適切な装置を含むことができる。発生器１１００はまた、１つ以上の出力装置１１１２を含んでもよい。電気信号波形をデジタル的に生成するための発生器、及び外科用器具の更なる態様は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２０１７－００８６９１４－Ａ１号に記載されている。
図４は、本開示の少なくとも１つの態様による、例示の超音波装置１１０４のエンドエフェクタ１１２２である。エンドエフェクタ１１２２は、導波管を介して超音波トランスデューサ１１２０に連結され得るブレード１１２８を含み得る。本明細書で説明されるように、超音波トランスデューサ１１２０によって駆動されると、ブレード１１２８は振動することができ、組織と接触すると、組織を切断及び／又は凝固することができる。様々な態様によると、また図４に例示するように、エンドエフェクタ１１２２は、エンドエフェクタ１１２２のブレード１１２８と協働作用するように構成され得るクランプアーム１１４０を更に含み得る。ブレード１１２８と共に、クランプアーム１１４０は、一連のジョーを含み得る。クランプアーム１１４０は、器具部分１１０４のシャフト１１２６の遠位端に枢動可能に接続され得る。クランプアーム１１４０は、テフロン（登録商標）又は他の好適な低摩擦材料から形成され得るクランプアーム組織パッド１１６３を含み得る。パッド１１６３は、ブレード１１２８と協働するように装着されて、クランプアーム１１４０の枢動運動が、クランプパッド１１６３をブレード１１２８と実質的に平行な関係で、かつこれと接触するように位置決めすることができる。この構成により、クランプされる組織片は、組織パッド１１６３とブレード１１２８との間に把持され得る。組織パッド１１６３は、ブレード１１２８と協働して組織の把持を改善するために、軸方向に離間して近位方向に延在する複数の把持歯１１６１を含む鋸歯様構成を備えてもよい。クランプアーム１１４０は、図４に示される開放位置から、閉鎖位置（クランプアーム１１４０がブレード１１２８と接触するか又は近接する）まで、任意の好適な様式で移行し得る。例えば、ハンドピース１１０５は、ジョー閉鎖トリガを含み得る。臨床医によって作動されると、ジョー閉鎖トリガはクランプアーム１１４０を任意の好適な様式で枢動させ得る。
発生器１１００は、駆動信号を任意の好適な方法で超音波トランスデューサ１１２０に提供するように起動され得る。例えば、発生器１１００は、フットスイッチケーブル１４３２を介して発生器１１００に連結されたフットスイッチ１４３０（図５）を含んでもよい。臨床医は、フットスイッチ１４３０を押し下げることにより、超音波トランスデューサ１１２０を起動させ、またそれによって超音波トランスデューサ１１２０及びブレード１１２８を起動させ得る。フットスイッチ１４３０に加えて、又はこの代わりに、装置１１０４のいくつかの態様は、ハンドピース１１０５上に位置付けられた１つ以上のスイッチを用いてもよく、これは、起動されると、発生器１１００に超音波トランスデューサ１１２０を作動させることができる。一態様では、例えば、１つ以上のスイッチは、例えば、装置１１０４の動作モードを決定するために、一対のトグルボタン１１３４、１１３４ａ、１１３４ｂ（図３）を含んでもよい。例えば、トグルボタン１１３４ａが押し下げられると、超音波発生器１１００は、最大駆動信号を超音波トランスデューサ１１２０に提供して、超音波トランスデューサ１１２０に最大超音波エネルギー出力を生成させることができる。トグルボタン１１３４ｂを押すことにより、超音波発生器１１００がユーザ選択可能な駆動信号を超音波トランスデューサ１１２０に提供して、超音波トランスデューサ１１２０に最大未満の超音波エネルギー出力を生成させることができる。装置１１０４は、追加的に又は代替的に、例えば、エンドエフェクタ１１２２のクランプアーム１１４０を介してジョーを操作するために、ジョー閉鎖トリガの位置を指示するための第２のスイッチを含んでもよい。また、いくつかの態様では、超音波発生器１１００は、ジョー閉鎖トリガの位置に基づいて起動することができる（例えば、臨床医がジョー閉鎖トリガを押し下げてクランプアーム１１４０を介してジョーを閉鎖すると、超音波エネルギーを印加することができる）。
更に又はあるいは、１つ以上のスイッチは、押し下げられると、発生器１１００にパルス出力を提供させるトグルボタン１１３４を含むことができる（図３）。パルスは、例えば、任意の好適な周波数及び分類で提供されてもよい。ある特定の態様では、パルスの電力レベルは、例えば、トグルボタン１１３４ａ、１１３４ｂに関連付けられた電力レベル（最大、最大未満）であってもよい。
装置１１０４は、トグルボタン１１３４ａ、１１３４ｂ、１１３４の任意の組み合わせを含み得ることが理解されよう（図３）。例えば、装置１１０４は、最大超音波エネルギー出力を生成するためのトグルボタン１１３４ａ、及び１回毎に最大又は最大未満の電力レベルのいずれかでパルス出力を生成するトグルボタン１１３４の２つのトグルボタンのみを有するように構成され得る。このように、発生器１１００の駆動信号出力構成は、５つの連続信号、又は任意の個別の数の個々のパルス信号（１、２、３、４、又は５回）であってもよい。特定の態様では、特定の駆動信号構成は、例えば、発生器１１００のＥＥＰＲＯＭ設定、及び／又はユーザの電力レベル選択（複数可）、に基づき制御され得る。
特定の態様では、トグルボタン１１３４の代替として２位置スイッチが提供され得る（図３）。例えば、装置１１０４は、最大電力レベルで連続出力を発生させるためのトグルボタン１１３４ａと、２位置トグルボタン１１３４ｂと、を含んでもよい。第１の戻り止め位置では、トグルボタン１１３４ｂは最大電力レベル未満で連続出力を発生させてもよく、第２の戻り止め位置では、トグルボタン１１３４ｂは（例えば、ＥＥＰＲＯＭ設定に応じて、最大又は最大未満のいずれかの出力レベルで）パルス出力を発生させてもよい。
いくつかの態様では、ＲＦ電気外科用エンドエフェクタ１１２４、１１２５（図３）はまた、一対の電極を備えてもよい。電極は、例えばケーブルを介して、発生器１１００と通信し得る。電極は、例えば、クランプアーム１１４２ａ、１１４６とブレード１１４２ｂ、１１４９との間に存在する組織片のインピーダンスを測定するために使用され得る。発生器１１００は、電極に信号（例えば、非治療的信号）を提供し得る。組織片のインピーダンスは例えば、信号の電流、電圧などをモニタリングすることによって見出され得る。
様々な態様では、発生器１１００は、図３の外科システム１０００の略図である図５に示すモジュール及び／又はブロックなどのいくつかの別個の機能的要素を備えてもよい。様々な機能要素又はモジュールが、様々な種類の外科用装置１１０４、１１０６、１１０８を駆動するように構成され得る。例えば、超音波発生器モジュールは、超音波装置１１０４などの超音波装置を駆動し得る。電気外科／ＲＦ発生器モジュールは、電気外科用装置１１０６を駆動し得る。モジュールは、外科用装置１１０４、１１０６、１１０８を駆動するために対応する駆動信号を生成することができる。様々な態様では、超音波発生器モジュール及び／又は電気外科／ＲＦ発生器モジュールはそれぞれ、発生器１１００と一体的に形成されてもよい。あるいは、モジュールのうち１つ以上が、発生器１１００と電気的に連結された個別の回路モジュールとして提供されてもよい。（モジュールはこの選択肢を例示するために仮想線で示されている）。また、いくつかの態様では、電気外科／ＲＦ発生器モジュールは、超音波発生器モジュールと一体的に形成されてもよく、又はその逆であってもよい。
記載される態様によれば、超音波発生器モジュールは、特定の電圧、電流、及び周波数（例えば、５５，５００サイクル／秒、又はＨｚ）の駆動信号又は複数の駆動信号を生成し得る。駆動信号又は複数の駆動信号は、超音波装置１１０４、特に、例えば上記のように動作し得るトランスデューサ１１２０に提供され得る。一態様では、発生器１１００は、高い分解能、精度、及び再現性を有し、多段階の、特定の電圧、電流、及び／又は周波数出力信号の駆動信号を生成するように構成することができる。
記載される態様によれば、電気外科／ＲＦ発生器モジュールは、無線周波数（ＲＦ）エネルギーを使用して、双極電気外科処置を実施するのに十分な出力電力で駆動信号又は複数の駆動信号を生成し得る。双極電気外科用途では、例えば、駆動信号は、上述したように、例えば電気外科用装置１１０６の電極に提供されてもよい。したがって、発生器１１００は、組織を治療するのに十分な電気エネルギーを組織に印加することにより、治療目的のために構成され得る（例えば、凝固、焼灼、組織溶接など）。
発生器１１００は、例えば、発生器１１００のコンソールの前側パネル上に位置する入力装置２１５０（図８Ｂ）を備えることができる。入力装置２１５０は、発生器１１００の動作をプログラムするのに適した信号を生成する任意の適切な装置を含むことができる。動作中、ユーザは、入力装置２１５０を使用して発生器１１００の動作をプログラムする、ないしは別の方法で制御することができる。入力装置２１５０は、発生器１１００の動作（例えば、超音波発生器モジュール及び／又は電気外科／ＲＦ発生器モジュールの動作）を制御するために、発生器によって（例えば、発生器内に収容される１つ以上のプロセッサによって）使用され得る信号を生成する、任意の好適な装置を含み得る。様々な態様では、入力装置２１５０は、ボタン、スイッチ、サムホイール、キーボード、キーパッド、タッチスクリーンモニタ、ポインティング装置、汎用又は専用のコンピュータへの遠隔接続のうちの１つ以上を含む。他の態様では、入力装置２１５０は、例えば、タッチスクリーンモニタ上に表示される１つ以上のユーザインターフェーススクリーンなどの好適なユーザインターフェースを含んでもよい。したがって、入力装置２１５０により、ユーザは、例えば、超音波発生器モジュール及び／又は電気外科／ＲＦ発生器モジュールによって生成される駆動信号又は複数の駆動信号の、電流（Ｉ）、電圧（Ｖ）、周波数（ｆ）、及び／又は期間（Ｔ）などの、発生器の様々な動作パラメータを設定又はプログラミングすることができる。
発生器１１００はまた、例えば、発生器１１００コンソールの前側パネル上に位置する出力装置２１４０（図８Ｂ）を含み得る。出力装置２１４０は、ユーザに感覚フィードバックを提供するための１つ以上の装置を含む。このような装置は、例えば、視覚的フィードバック装置（例えば、ＬＣＤ表示画面、ＬＥＤインジケータ）、可聴フィードバック装置（例えば、スピーカー、ブザー）又は触覚フィードバック装置（例えば、触覚作動装置）を含んでもよい。
発生器１１００の特定のモジュール及び／又はブロックが例として記載され得るが、より多くの又はより少ない数のモジュール及び／又はブロックが使用されてもよく、これは依然として態様の範囲内にあることが理解できよう。更に、説明を容易にするために、モジュール及び／又はブロックに関して様々な態様が記載され得るが、そのようなモジュール及び／又はブロックは、１つ以上のハードウェア構成要素、例えば、プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、プログラム可能な論理機構（ＰＬＤ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、回路、レジスタ並びに／又はソフトウェア構成要素、例えば、プログラム、サブルーチン、論理及び／若しくはハードウェア構成要素とソフトウェア構成要素との組み合わせによって実装されてもよい。
一態様では、超音波発生器駆動モジュール及び電気外科／ＲＦ駆動モジュール１１１０（図３）は、ファームウェア、ソフトウェア、ハードウェア、又はそれらの任意の組み合わせとして実装される１つ以上の埋め込みアプリケーションを含んでもよい。モジュールは、ソフトウェア、プログラム、データ、ドライバ、アプリケーションプログラムインターフェース（ＡＰＩ）などのような様々な実行可能なモジュールを備えることができる。ファームウェアは、ビットマスクされた読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）又はフラッシュメモリのような不揮発性メモリ（ＮＶＭ）に記憶することができる。様々な実装形態では、ファームウェアをＲＯＭに記憶することにより、フラッシュメモリが保存され得る。ＮＶＭは、例えば、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、又はダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、ダブルデータレートＤＲＡＭ（ＤＤＲＡＭ）、及び／若しくは同期ＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）のような電池バックアップ式ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含む、他のタイプのメモリを含んでもよい。
一態様では、モジュールは、装置１１０４、１１０６、１１０８の様々な測定可能な特性をモニタリングするためのプログラム命令を実行し、装置１１０４、１１０６、１１０８を動作させるための対応する出力駆動信号又は複数の出力駆動信号を生成するためのプロセッサとして実施されるハードウェア構成要素を含む。発生器１１００が装置１１０４と共に使用される態様では、駆動信号は、切断及び／又は凝固動作モードにおいて、超音波トランスデューサ１１２０を駆動し得る。装置１１０４及び／又は組織の電気的特性は、発生器１１００の動作態様を制御するために測定及び使用され、かつ／又はユーザにフィードバックとして提供されてもよい。発生器１１００が装置１１０６と共に使用される態様では、駆動信号は、切断、凝固及び／又は乾燥モードにおいて、エンドエフェクタ１１２４に電気エネルギー（例えば、ＲＦエネルギー）を供給し得る。装置１１０６及び／又は組織の電気的特性は、発生器１１００の動作態様を制御するために測定及び使用され、かつ／又はユーザにフィードバックとして提供されてもよい。様々な態様では、上述したように、ハードウェア構成要素はＤＳＰ、ＰＬＤ、ＡＳＩＣ、回路、及び／又はレジスタとして実施され得る。一態様では、プロセッサは、コンピュータソフトウェアプログラム命令を記憶及び実行して、超音波トランスデューサ１１２０及びエンドエフェクタ１１２２、１１２４、１１２５などの装置１１０４、１１０６、１１０８の様々な構成要素を駆動するための階段関数出力信号を生成するように構成されてもよい。
電気機械的超音波システムは、超音波トランスデューサ、導波管、及び超音波ブレードを含む。電気機械的超音波システムは、超音波トランスデューサ、導波管、及び超音波ブレードの物理的特性によって定義される初期共振周波数を有する。超音波トランスデューサは、電気機械的超音波システムの共振周波数と等しい交流電圧Ｖｇ（ｔ）及び電流Ｉｇ（ｔ）信号によって励起される。電気機械的超音波システムが共振するとき、電圧Ｖｇ（ｔ）信号と電流Ｉｇ（ｔ）信号との間の位相差はゼロである。換言すると、共振時、誘導性インピーダンスは容量性インピーダンスと等しい。超音波ブレードが加熱すると、超音波ブレード（等価静電容量としてモデル化される）のコンプライアンスによって、電気機械的超音波システムの共振周波数が変化する。したがって、誘導性インピーダンスは容量性インピーダンスともはや等しくなく、それにより電気機械的超音波システムの駆動周波数と共振周波数との間に不整合が引き起こされる。ここでシステムは、「オフレゾナンス」で動作する。駆動周波数と共振周波数との間の不整合は、超音波トランスデューサに印加される電圧Ｖｇ（ｔ）信号と電流Ｉｇ（ｔ）信号との間の位相差として現れる。発生器電子機器は、電圧Ｖｇ（ｔ）信号と電流Ｉｇ（ｔ）信号との間の位相差を容易に監視することができ、位相差が再びゼロになるまで駆動周波数を連続的に調節することができる。この時点で、新しい駆動周波数は、電気機械的超音波システムの新しい共振周波数に等しい。位相及び／又は周波数の変化は、超音波ブレード温度の間接的測定値として使用することができる。
図６に示すように、超音波トランスデューサの電気機械特性は、静電容量を有する第１ブランチと、共振器の電気機械特性を規定する直列接続されたインダクタンス、抵抗、及び容量を有する第２「動作」ブランチと、を含む等価回路としてモデル化されてもよい。既知の超音波発生器は、発生器駆動信号電流の実質的に全部が動作ブランチ内に流れるように、ある共振周波数において静電容量をチューンアウトするための調整インダクタを含み得る。したがって、調整インダクタを使用することにより、発生器の駆動信号電流は、動作ブランチ電流を表し、したがって発生器はその駆動信号を制御して超音波トランスデューサの共振周波数を維持することができる。調整インダクタはまた、発生器の周波数固定能力を改善するために、超音波トランスデューサの相インピーダンスプロットを変換することができる。しかしながら、調整インダクタは、動作共振周波数において、超音波トランスデューサの特定の静電容量と適合しなくてはならない。換言すると、異なる静電容量を有する異なる超音波トランスデューサは、異なる調整インダクタを必要とする。
図６は、一態様による、超音波トランスデューサ１１２０などの超音波トランスデューサの等価回路１５００を示す。回路１５００は、共振器の電気機械特性を規定する、直列接続されたインダクタンスＬｓ、抵抗Ｒｓ、及び容量Ｃｓを有する第１の「動作」ブランチと、静電容量Ｃ０を有する第２の容量性ブランチと、を含む。動作電流Ｉｍ（ｔ）が第１ブランチを通って流れ、電流Ｉｇ（ｔ）～Ｉｍ（ｔ）が容量性ブランチを通って流れる状態で、駆動電流Ｉｇ（ｔ）は、発生器から駆動電圧Ｖｇ（ｔ）で受信されてもよい。超音波トランスデューサの電気機械特性の制御は、Ｉｇ（ｔ）及びＶｇ（ｔ）を好適に制御することによって達成されてもよい。上述のように、既知の発生器アーキテクチャは、発生器の電流出力Ｉｇ（ｔ）の実質的に全てが動作ブランチを通って流れるように、並列共振回路内で共振周波数において静電容量Ｃ０をチューンアウトするための調整インダクタＬｔ（図６に仮想線で示される）を含むことができる。この方法では、動作ブランチ電流Ｉｍ（ｔ）の制御は、発生器の電流出力Ｉｇ（ｔ）を制御することによって達成される。調整インダクタＬｔは、超音波トランスデューサの静電容量Ｃ０に特有であるが、異なる静的静電容量を有する異なる超音波トランスデューサは、異なる調整インダクタＬｔを必要とする。また、調整インダクタＬｔは、単一の共振周波数で静電容量Ｃ０の公称値と一致するため、動作ブランチ電流Ｉｍ（ｔ）の正確な制御は、その周波数でのみ保証される。周波数が変換器の温度によって低下すると、動作ブランチ電流の正確な制御が損なわれる。
発生器１１００の様々な態様が、調整インダクタＬｔに頼ることなく動作ブランチ電流Ｉｍ（ｔ）を監視することができる。むしろ、発生器１１００は、動的及び進行中ベースで（例えば、リアルタイムで）動作ブランチ電流Ｉｍ（ｔ）の値を判定するために、特定の超音波外科用装置１１０４のための電力の印加間の静電容量Ｃ０の測定値を使用し得る（駆動信号の電圧及び電流フィードバックデータと共に）。したがって、発生器１１００のこうした態様は、静電容量Ｃ０の公称値によって決定される単一の共振周波数のみにおいてではなく、任意の周波数で静電容量Ｃ０の任意の値と調整される又は共振するシステムをシミュレートするために、仮想調整を提供することが可能である。
図７は、利点の中でもとりわけ、上述のインダクタレス調整を提供するための発生器１１００の一態様の簡略化ブロック図である。図８Ａ～図８Ｃは、一態様による図７の発生器１１００のアーキテクチャを示す。図７を参照すると、発生器１１００は、電力変圧器１５６０を介して非絶縁段階１５４０と通信する患者絶縁段階１５２０を含んでもよい。電力変圧器１５６０の二次巻線１５８０は、絶縁段階１５２０に含まれ、かつタップ構成（例えば、センタタップ又は非センタタップ構成）を含んでもよく、例えば、超音波外科用装置１１０４及び電気外科用装置１１０６などの様々な外科用装置に駆動信号を出力するための、駆動信号出力部１６００ａ、１６００ｂ、１６００ｃを画定する。特に、駆動信号出力部１６００ａ、１６００ｂ、１６００ｃは、超音波外科用装置１１０４に駆動信号（例えば、４２０ＶのＲＭＳ駆動信号）を出力してもよく、駆動信号出力部１６００ａ、１６００ｂ、１６００ｃは、電気外科用装置１１０６に駆動信号（例えば、１００ＶのＲＭＳ駆動信号）を出力してもよく、ここで出力部１６００ｂは電力変圧器１５６０のセンタタップに対応する。非絶縁段階１５４０は、電力変圧器１５６０の一次巻線１６４０に接続された出力部を有する電力増幅器１６２０を含むことができる。特定の態様では、電力増幅器１６２０は、例えば、プッシュプル増幅器を含み得る。非絶縁段階１５４０は、デジタル出力をデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）１６８０に供給するための、プログラム可能な論理デバイス１６６０を更に含んでもよく、続いてデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）１６８０は、対応するアナログ信号を電力増幅器１６２０の入力部に供給する。特定の態様では、プログラム可能な論理デバイス１６６０は、例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含むことができる。プログラム可能な論理デバイス１６６０は、ＤＡＣ１６８０を介して電力増幅器１６２０の入力を制御することにより、その結果、駆動信号出力部１６００ａ、１６００ｂ、１６００ｃに現れる駆動信号の多数のパラメータ（例えば、周波数、波形形状、波形振幅）のいずれかを制御することができる。特定の態様では、また以下で説明するように、プログラム可能な論理デバイス１６６０、プロセッサ（例えば、以下で説明するプロセッサ１７４０）と共に、多くのデジタル信号処理（ＤＳＰ）ベースの制御アルゴリズム及び／又はその他の制御アルゴリズムを実行して、発生器１１００によって出力される駆動信号のパラメータを制御することができる。
電力は、スイッチモードレギュレータ１７００によって電力増幅器１６２０の母線に供給することができる。特定の態様では、スイッチモードレギュレータ１７００は、例えば調節可能なバックレギュレータを含むことができる。上述したように、非絶縁段階１５４０はプロセッサ１７４０を更に含むことができ、これは、一態様では、例えば、Ａｎａｌｏｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ（Ｎｏｒｗｏｏｄ，Ｍａｓｓ．）から入手可能なＡＤＳＰ－２１４６９ ＳＨＡＲＣ ＤＳＰなどのＤＳＰプロセッサを含むことができる。特定の態様では、プロセッサ１７４０は、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）１７６０を介してプロセッサ１７４０が電力増幅器１６２０から受信した電圧フィードバックデータに応答して、スイッチモード電力変換器１７００の動作を制御することができる。例えば、一態様では、プロセッサ１７４０は、電力増幅器１６２０によって増幅されている信号（例えば、ＲＦ信号）の波形エンベロープを、ＡＤＣ１７６０を介して入力として受信することができる。プロセッサ１７４０は、続いて、電力増幅器１６２０に供給されるレール電圧が増幅信号の波形エンベロープを追跡するように、スイッチモードレギュレータ１７００を（例えば、パルス幅変調（ＰＷＭ）出力を介して）制御することができる。波形エンベロープに基づいて、電力増幅器１６２０のレール電圧を動的に変調することにより、電力増幅器１６２０の効率は、固定レール電圧増幅器スキームと比較して顕著に改善され得る。プロセッサ１７４０は、有線又は無線通信用に構成されてもよい。
特定の態様では、かつ図９Ａ～図９Ｂに関連して更に詳細に記載されるように、プログラム可能な論理機構１６６０は、プロセッサ１７４０と共に、直接デジタルシンセサイザ（ＤＤＳ）制御スキームを実行して、発生器１１００によって出力された駆動信号の波形形状、周波数、及び／又は振幅を制御し得る。一態様では、例えば、プログラム可能な論理機構１６６０は、ＦＰＧＡに内蔵され得る、ＲＡＭ ＬＵＴなどの動的に更新されるルックアップテーブル（ＬＵＴ）内に記憶された波形サンプルを呼び出すことによって、ＤＤＳ制御アルゴリズム２６８０（図９Ａ）を実行し得る。この制御アルゴリズムは、超音波トランスデューサ１１２０などの超音波トランスデューサがその共振周波数における明瞭な正弦波電流によって駆動され得る、超音波用途で特に有用である。他の周波数が寄生共振を励起し得るため、動作分岐電流の全歪みが最小化又は低減されることに対応して、望ましくない共振効果が最小化又は低減されることができる。発生器１１００によって出力される駆動信号の波形形状は、出力駆動回路内に存在する様々な歪み源（例えば、電力変圧器１５６０、電力増幅器１６２０）によって影響され得るため、駆動信号に基づく電圧及び電流フィードバックデータを、プロセッサ１７４０によって実行される誤差制御アルゴリズムなどのアルゴリズムに入力することができ、これにより、動的な進行中のベースで（例えば、リアルタイムで）、ＬＵＴに記憶された波形サンプルを適切に予歪み又は修正して歪みを補償する。一態様では、ＬＵＴサンプルに加えられる予歪みの量又は程度は、計算された動作ブランチ電流と所望の電流波形形状との間の誤差に基づいてもよく、誤差は、サンプル毎に判定される。このようにして、予め歪ませたＬＵＴサンプルは、駆動回路を通じて処理される場合、超音波トランスデューサを最適に駆動するために、所望の波形形状（例えば、正弦波）を有する動作ブランチ駆動信号を生じ得る。したがって、そのような態様では、ＬＵＴ波形サンプルは、駆動信号の所望の波形形状ではなく、むしろ歪み効果を考慮した際の、所望の波形の動作ブランチ駆動信号を最終的に生成するのに必要な波形形状を表す。
非絶縁段階１５４０は、発生器１１００によって出力された駆動信号の電圧及び電流をそれぞれサンプリングするために、それぞれの絶縁変圧器１８２０、１８４０を介して電力変圧器１５６０の出力部に連結されたＡＤＣ１７８０及びＡＤＣ１８００を更に含むことができる。特定の態様では、ＡＤＣ１７８０、１８００は、駆動信号のオーバーサンプリングを可能にするために高速（例えば、８０Ｍｓｐｓ）でサンプリングするように構成することができる。一態様では、例えば、ＡＤＣ１７８０、１８００のサンプリング速度は、駆動信号の約２００倍（駆動周波数に応じて）のオーバーサンプリングを可能にすることができる。特定の態様では、ＡＤＣ１７８０、１８００のサンプリング動作は、双方向マルチプレクサを介し、入力電圧及び電流信号を受信する単一のＡＤＣによって行われ得る。発生器１１００の態様における高速サンプリングの使用は、とりわけ、動作ブランチを流れる複素電流の計算（これは、特定の態様で上述したＤＤＳベースの波形形状制御を実施するために使用され得る）、サンプリングされた信号の正確なデジタルフィルタリング及び高精度な実消費電力の計算を可能にすることができる。ＡＤＣ１７８０、１８００によって出力される電圧及び電流フィードバックデータは、プログラム可能な論理デバイス１６６０によって受信され、かつ処理（例えば、ＦＩＦＯバッファリング、マルチプレクシング）されてもよく、例えばプロセッサ１７４０による以後の読み出しのために、データメモリに記憶されてもよい。上記のように、電圧及び電流のフィードバックデータは、動的及び進行に応じたベースで、ＬＵＴ波形サンプルを予め歪ませるか又は修正するため、アルゴリズムへの入力として使用され得る。特定の態様では、これは、電圧及び電流フィードバックデータのペアが取得されたときに、各記憶された電圧及び電流フィードバックデータのペアが、プログラム可能な論理デバイス１６６０によって出力された対応するＬＵＴサンプルに基づいてインデックス付けされる、又は他の方法でこれと関連付けされることを必要とする場合がある。この方法によるＬＵＴサンプルと電圧及び電流のフィードバックデータとの同期は、予歪みアルゴリズムの正確なタイミング及び安定性に寄与する。
特定の態様では、電圧及び電流フィードバックデータは、駆動信号の周波数及び／又は振幅（例えば、電流振幅）を制御するために使用することができる。一態様では、例えば、電圧及び電流フィードバックデータを使用して、インピーダンス位相、例えば、電圧駆動信号と電流駆動信号との間の位相差を判定することができる。続いて、駆動信号の周波数を制御して、判定されたインピーダンス位相とインピーダンス位相設定点（例えば、０°）との間の差を最小化又は低減し、それによって高調波歪みの影響を最小化又は低減し、それに対応してインピーダンス位相の測定精度を向上させることができる。位相インピーダンス及び周波数制御信号の判定は、例えばプロセッサ１７４０で実行されてもよく、周波数制御信号は、プログラム可能な論理デバイス１６６０によって実行されるＤＤＳ制御アルゴリズムへの入力として供給される。
インピーダンス位相は、フーリエ解析によって判定され得る。一態様では、発生器電圧Ｖｇ（ｔ）駆動信号と発生器電流Ｉｇ（ｔ）駆動信号との間の位相差は、以下のように高速フーリエ変換（ＦＦＴ）又は離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を使用して決定され得る。
Figure 0007399867000001
正弦波の周波数でのフーリエ変換を評価することで、以下が得られる。
Figure 0007399867000002
他のアプローチとしては、加重最小二乗推定法、カルマンフィルタ処理法及び空間ベクトルベース技術が挙げられる。ＦＦＴ又はＤＦＴ技術における処理の実質的に全てが、例えば、２チャネル高速ＡＤＣ１７８０、１８００を用いてデジタル領域内で実行されてもよい。１つの技術では、電圧信号及び電流信号のデジタル信号サンプルは、ＦＦＴ又はＤＦＴでフーリエ変換される。任意の時点における位相角φは、以下の式によって計算することができ：
φ＝２πｆｔ＋φ０
式中、φは位相角であり、ｆは周波数であり、ｔは時間であり、φ０は、ｔ＝０における位相である。
電圧Ｖｇ（ｔ）信号と電流Ｉｇ（ｔ）信号との間の位相差を判定するための別の技術はゼロ交差法であり、これは高精度な結果を生成する。同じ周波数を有する電圧Ｖｇ（ｔ）信号及び電流Ｉｇ（ｔ）信号の場合、電圧信号Ｖｇ（ｔ）の各負から正のゼロ交差はパルスの開始をトリガし、一方で、電流信号Ｉｇ（ｔ）の各負から正のゼロ交差はパルスの終了をトリガする。結果は、電圧信号と電流信号との間の位相角に比例するパルス幅を有するパルス列である。一態様では、パルス列を平均化フィルタに通して、位相差の測定値を得ることができる。更に、正から負のゼロ交差も、同様の方法で使用され、結果が平均化されると、ＤＣ及び高調波成分のいかなる効果も低減され得る。一実装形態では、アナログ電圧Ｖｇ（ｔ）信号及び電流Ｉｇ（ｔ）信号は、アナログ信号が正である場合には高いデジタル信号に、アナログ信号が負である場合には低いデジタル信号に変換される。高精度な位相評価は、高低間の急激な移行を必要とする。一態様では、ＲＣ安定化ネットワークと共にシュミットトリガを用いて、アナログ信号をデジタル信号に変換することができる。他の態様では、エッジトリガ型ＲＳフリップフロップ及び補助回路が用いられてもよい。更に別の態様では、ゼロ交差技術は、ｅＸｃｌｕｓｉｖｅ ＯＲ（ＸＯＲ）ゲートを用いてもよい。
電圧信号と電流信号との間の位相差を決定するための他の技術としては、リサージュ図及び画像の監視、３電圧計法、交差コイル法、ベクトル電圧計及びベクトルインピーダンス法などの方法、並びに位相標準機器、位相ロックループ、及びＰｈａｓｅ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，Ｐｅｔｅｒ Ｏ’Ｓｈｅａ，２０００ ＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ ＬＬＣ，＜ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｎｇｎｅｔｂａｓｅ．ｃｏｍ＞に説明されるような他の技術の使用、が挙げられ、参照により本明細書に組み込まれる。
別の態様では、例えば、電流のフィードバックデータは、駆動信号の電流振幅を電流振幅設定値に維持するために監視することができる。電流振幅設定値は、直接指定されてもよく、又は指定された電圧振幅及び電力設定値に基づいて間接的に判定されてもよい。特定の態様では、電流振幅の制御は、例えば、プロセッサ１７４０内の比例積分微分（ＰＩＤ）制御アルゴリズムなどの制御アルゴリズムによって実行され得る。駆動信号の電流振幅を適切に制御するために制御アルゴリズムによって制御される変数としては、例えば、プログラム可能な論理デバイス１６６０に記憶されるＬＵＴ波形サンプルのスケーリング、及び／又はＤＡＣ１８６０を介したＤＡＣ１６８０（これは電力増幅器１６２０に入力を供給する）のフルスケール出力電圧を挙げることができる。
非絶縁段階１５４０は、とりわけ、ユーザインターフェース（ＵＩ）機能を提供するために、プロセッサ１９００を更に含むことができる。一態様では、プロセッサ１９００は、例えば、Ａｔｍｅｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｓａｎ Ｊｏｓｅ，Ｃａｌｉｆ．）から入手可能なＡＲＭ９２６ＥＪ－Ｓコアを有するＡｔｍｅｌ ＡＴ９１ ＳＡＭ９２６３プロセッサを含むことができる。プロセッサ１９００によってサポートされるＵＩ機能の例としては、聴覚的及び視覚的なユーザフィードバック、周辺装置との通信（例えば、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）インターフェースを介して）、フットスイッチ１４３０との通信、入力装置２１５０（例えば、タッチスクリーンディスプレイ）との通信並びに出力装置２１４０（例えば、スピーカ）との通信を挙げることができる。プロセッサ１９００は、プロセッサ１７４０及びプログラム可能な論理デバイスと通信することができる（例えば、シリアル周辺インターフェース（ＳＰＩ）バスを介する）。プロセッサ１９００は、主にＵＩ機能をサポートすることができるが、これはまた、特定の態様ではプロセッサ１７４０と協働して危険の緩和を実現することができる。例えば、プロセッサ１９００は、ユーザ入力及び／又は他の入力（例えば、タッチスクリーン入力２１５０、フットスイッチ１４３０入力、温度センサ入力２１６０）の様々な態様を監視するようにプログラムされてもよく、誤った状態が検出された場合は発生器１１００の駆動出力を無効化することができる。
特定の態様では、プロセッサ１７４０（図７、図８Ａ）及びプロセッサ１９００（図７、図８Ｂ）の両方が、発生器１１００の動作状態を判定し、監視することができる。プロセッサ１７４０の場合は、発生器１１００の動作状態は、例えば、どちらの制御及び／又は診断プロセスがプロセッサ１７４０によって実行されるかを決定することができる。プロセッサ１９００の場合は、発生器１１００の動作状態は、例えば、ユーザインターフェース（例えば、ディスプレイスクリーン、音）のどの要素がユーザに提供されるかを決定することができる。プロセッサ１７４０、１９００は、発生器１１００の現在の動作状態を別個に維持し、現在の動作状態からの可能な遷移を認識及び評価することができる。プロセッサ１７４０は、この関係におけるマスタとして機能し、動作状態間の遷移がいつ生じるかを判定することができる。プロセッサ１９００は、動作状態間の有効な遷移を認識することができ、かつ特定の遷移が適切であるかを確認することができる。例えば、プロセッサ１７４０がプロセッサ１９００に特定の状態に遷移するように命令すると、プロセッサ１９００は要求される遷移が有効であることを確認することができる。プロセッサ１９００によって要求される状態間の遷移が無効であると判定された場合、プロセッサ１９００は発生器１１００を故障モードにすることができる。
非絶縁段階１５４０は、入力装置２１５０（例えば、発生器１１００をオン及びオフするために使用される静電容量式タッチセンサ、静電容量式タッチスクリーン）を監視するためのコントローラ１９６０（図７、図８Ｂ）を更に含むことができる。特定の態様では、コントローラ１９６０は、プロセッサ１９００と通信する少なくとも１つのプロセッサ及び／又は他のコントローラ装置を備えることができる。一態様では、例えば、コントローラ１９６０は、１つ以上の静電容量式タッチセンサを介して提供されるユーザ入力を監視するように構成されたプロセッサ（例えば、Ａｔｍｅｌから入手可能なＭｅｇａ１６８ ８ビットコントローラ）を備えることができる。一態様では、コントローラ１９６０は、静電容量式タッチスクリーンからのタッチデータの取得を制御及び管理するためのタッチスクリーンコントローラ（例えば、Ａｔｍｅｌから入手可能なＱＴ５４８０タッチスクリーンコントローラ）を備えることができる。
特定の態様では、発生器１１００が「電源オフ」状態にあるとき、コントローラ１９６０は（例えば、後述する電源２１１０（図７）などの、発生器１１００の電源からのラインを介して）動作電力を受信し続けることができる。このようにして、コントローラ１９６０は、発生器１１００をオンオフするための入力装置２１５０（例えば、発生器１１００の前側パネルに配置された静電容量式タッチセンサ）を監視し続けることができる。発生器１１００が「電源オフ」状態にあるときに、コントローラ１９６０は、ユーザによる「オン／オフ」入力装置２１５０の起動が検出されると、電源を起動することができる（例えば、電源２１１０の１つ以上のＤＣ／ＤＣ電圧変換器２１３０（図７）の動作を有効化する）。その結果、コントローラ１９６０は、発生器１１００を「電源オン」状態に遷移させるためのシーケンスを開始することができる。逆に、発生器１１００が「電源オン」状態にあるときに「オン／オフ」入力装置２１５０の起動が検出されると、コントローラ１９６０は発生器１１００を「電源オフ」状態に移行させるためのシーケンスを開始することができる。特定の態様では、例えば、コントローラ１９６０は、「オン／オフ」入力装置２１５０の起動をプロセッサ１９００に報告することができ、続いてプロセッサ１９００は、発生器１１００を「電源オフ」状態に移行させるために必要な処理シーケンスを実行する。こうした態様では、コントローラ１９６０は、その「電源オン」状態が確立された後に、発生器１１００から電力の除去を引き起こすための独立した能力を有さない場合がある。
特定の態様では、コントローラ１９６０は、「電源オン」又は「電源オフ」シーケンスが開始されたことをユーザに警告するために、発生器１１００に聴覚又は他の感覚フィードバックを提供させることができる。こうした警告は、「電源オン」又は「電源オフ」シーケンスの開始時、及びシーケンスと関連する他のプロセスの開始前に提供されてもよい。
特定の態様では、絶縁段階１５２０は、例えば、外科用装置の制御回路（例えば、ハンドピーススイッチを備える制御回路）と、非絶縁段階１５４０の構成要素（例えば、プログラム可能な論理機構１６６０、プロセッサ１７４０、及び／又はプロセッサ１９００など）との間の通信インターフェースを提供するために、器具インターフェース回路１９８０を含むことができる。器具インターフェース回路１９８０は、例えば赤外線（ＩＲ）ベースの通信リンクなどの、段階１５２０、１５４０間の適切な程度の電気的絶縁を維持する通信リンクを介して、非絶縁段階１５４０の構成要素と情報を交換することができる。例えば、非絶縁段階１５４０から駆動される絶縁変圧器によって電力供給される低ドロップアウト電圧レギュレータを使用して、器具インターフェース回路１９８０に電力を供給することができる。
一態様では、器具インターフェース回路１９８０は、信号調整回路２０２０（図７及び図８Ｃ）と通信するプログラム可能な論理機構２０００（例えば、ＦＰＧＡ）を備えることができる。信号調整回路２０２０は、プログラム可能な論理機構２０００から周期信号（例えば、２ｋＨｚの方形波）を受信して同一の周波数を有する双極呼掛け信号を生成するように構成することができる。呼掛け信号は、例えば、差動増幅器によって供給される双極電流源を使用して発生させることができる。呼掛け信号は、（例えば、発生器１１００を外科用装置に接続するケーブル内の導電体のペアを使用することによって）外科用装置制御回路に伝達され、制御回路の状態又は構成を判定するために監視され得る。例えば、制御回路は、制御回路の状態又は構成が１つ上の特性に基づいて個別に識別可能であるように、呼掛け信号の１つ以上の特性（例えば、振幅、整流）を修正するために、多数のスイッチ、レジスタ、及び／又はダイオードを含んでもよい。例えば、一態様では、信号調整回路２０２０は、呼掛け信号が通過することによって生じる制御回路の入力間に現れる電圧信号のサンプルを生成するためのＡＤＣを備えることができる。プログラム可能な論理機構２０００（又は非絶縁段階１５４０の一構成要素）は、続いて、ＡＤＣサンプルに基づく制御回路の状態又は構成を判定することができる。
一態様では、器具インターフェース回路１９８０は、プログラム可能な論理機構２０００（又は器具インターフェース回路１９８０の他の要素）と、外科用装置の内部に配置された、又は別の方法で外科用装置と関連付けられた第１のデータ回路との間の情報交換を可能にする第１のデータ回路インターフェース２０４０を備えることができる。特定の態様では、例えば、第１のデータ回路２０６０は、外科用装置のハンドピースに一体的に取り付けられたケーブル内、又は特定の外科用装置タイプ又はモデルを発生器１１００とインターフェースさせるためのアダプタ内に配置されてもよい。特定の態様では、第１のデータ回路は、電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）装置などの、不揮発性記憶装置を備えることができる。特定の態様では、また図７を再び参照すると、第１のデータ回路インターフェース２０４０は、プログラム可能な論理機構２０００とは別に実装することができ、プログラム可能な論理機構２０００と第１のデータ回路との間の通信を可能にする好適な回路（例えば、個別論理機構、プロセッサ）を備えることができる。他の態様では、第１のデータ回路インターフェース２０４０はプログラム可能な論理機構２０００と一体的であってもよい。
特定の態様では、第１のデータ回路２０６０は、第１のデータ回路２０６０が関連付けられる特定の外科用装置に関する情報を記憶することができる。そのような情報は、例えば、モデル番号、シリアル番号、外科用装置が使用された動作数、及び／又は他のタイプの情報を含むことができる。この情報は、器具インターフェース回路１９８０によって（例えば、プログラム可能な論理機構２０００によって）読み取られて、出力装置２１４０を介してユーザに提示するために、及び／又は発生器１１００の機能若しくは動作を制御するために、非絶縁段階１５４０の構成要素（例えば、プログラム可能な論理機構１６６０、プロセッサ１７４０、及び／又はプロセッサ１９００）に転送され得る。更に、任意の種類の情報を、第１のデータ回路２０６０内に記憶するために、第１のデータ回路インターフェース２０４０を介して第１のデータ回路２０６０に伝達することができる（例えば、プログラム可能な論理機構２０００を使用して）。そのような情報は例えば、外科用装置が使用された最新の動作数、並びに／又は、その使用の日付及び／若しくは時間を含むことができる。
上記のように、外科用器具は、器具の互換性及び／又は廃棄性を促進するために、ハンドピースから取り外し可能であってもよい（例えば、器具１１０６は、ハンドピース１１０７から取り外し可能であってもよい）。そのような場合、既知の発生器は、使用されている特定の器具構成を認識し、これに対応して制御及び診断プロセスを最適化する能力を制限されている場合がある。しかしながら、この問題に対処するために、外科用装置器具に読み取り可能なデータ回路を追加することは、適合性の観点から問題がある。例えば、必要なデータ読み取り機能を欠く発生器との下位互換性を保つように、外科用装置を設計することは、例えば、異なる信号スキーム、設計の複雑さ、及び費用のために、実用的でない場合がある。器具の他の態様は、既存の外科用器具に実装され得るデータ回路を経済的に使用し、外科用装置と最新の発生器プラットフォームとの互換性を維持するために設計変更を最小限にすることによってこれらの懸念に対処する。
更に、発生器１１００の態様は、器具ベースのデータ回路との通信を可能にすることができる。例えば、発生器１１００は、外科用装置の器具（例えば、器具１１０４、１１０６、又は１１０８）内に収容される第２のデータ回路（例えば、データ回路）と通信するように構成され得る。器具インターフェース回路１９８０は、この通信を可能にする第２のデータ回路インターフェース２１００を含むことができる。一態様では、第２のデータ回路インターフェース２１００は、トライステートデジタルインターフェースを含むことができるが、他のインターフェースを使用することもできる。特定の態様では、第２のデータ回路は、概して、データを送信及び／又は受信するための任意の回路であることができる。一態様では、例えば、第２のデータ回路は、この回路が関連付けられる特定の外科用器具に関する情報を記憶してもよい。そのような情報は、例えば、モデル番号、シリアル番号、外科用器具が使用された動作数、及び／又は任意の他のタイプの情報を含むことができる。更に又はあるいは、任意の種類の情報を、第２のデータ回路内に記憶するために、第２のデータ回路インターフェース２１００を介して第２のデータ回路に伝達することができる（例えば、プログラム可能な論理機構２０００を使用して）。そのような情報は例えば、器具が使用された最新の動作数、並びに／又は、その使用の日付及び／若しくは時間を含んでもよい。特定の態様では、第２のデータ回路は、１つ以上のセンサ（例えば、器具ベースの温度センサ）によって取得されたデータを送信することができる。特定の態様では、第２のデータ回路は、発生器１１００からデータを受信して、受信したデータに基づきユーザに表示（例えば、ＬＥＤ表示又は他の可視表示）を提供することができる。
特定の態様では、第２のデータ回路及び第２のデータ回路インターフェース２１００は、この目的のために追加の導体（例えば、ハンドピースを発生器１１００に接続するケーブルの専用導体）を設ける必要なしにプログラム可能な論理機構２０００と第２のデータ回路との間の通信を達成できるように構成することができる。一態様では、例えば、使用される導体のうちの１つが、信号調整回路２０２０からハンドピース内の制御回路へ呼掛け信号を送信するなど、既存のケーブル配線上に実装されたワンワイヤバス通信方式を使用して、第２のデータ回路との間で情報を伝達することができる。このようにして、元来必要であり得る外科用装置の設計変更又は修正が最小化又は低減される。更に、様々な種類の通信が（周波数帯域分離を伴うか又は伴わないかのいずれかで）一般的な物理チャネルを介して実施され得るため、第２のデータ回路の存在は、必要なデータ読み取り機能を有さない発生器にとっては「不可視」であり、したがって、外科用装置器具の下位互換性を可能にすることができる。
特定の態様では、絶縁段階１５２０は、患者にＤＣ電流が通電するのを防ぐために駆動信号出力部１６００ｂに接続された少なくとも１つのブロッキングコンデンサ２９６０－１（図８Ｃ）を含むことができる。単一のブロッキングコンデンサは、例えば、医学的規制又は基準に準拠することが必要とされる場合がある。単一コンデンサ設計における故障は比較的稀であるが、それでもなおそのような故障は否定的な結果をもたらす恐れがある。一態様では、第２のブロッキングコンデンサ２９６０－２をブロッキングコンデンサ２９６０－１と直列に設けて、ブロッキングコンデンサ２９６０－１、２９６０－２の間の点からの電流漏れを、例えば、漏れ電流によって誘起された電圧をサンプリングするためのＡＤＣ２９８０によって監視することができる。サンプルは、例えば、プログラム可能な論理機構２０００によって受信され得る。漏れ電流（図７の態様で電圧サンプルによって示される）の変化に基づいて、発生器１１００は、ブロッキングコンデンサ２９６０－１、２９６０－２のうちの少なくとも１つが故障したときを判定することができる。したがって、図７の態様は、単一の故障点を有する単一コンデンサ設計に対して利益を提供することができる。
特定の態様では、非絶縁段階１５４０は、好適な電圧及び電流でＤＣ電力を出力するための電源２１１０を備えることができる。電源は、例えば、４８ＶＤＣシステム電圧を出力するための、４００Ｗ電源を備えることができる。上述したように、電源２１１０は、電源の出力を受信して、発生器１１００の様々な構成要素によって必要とされる電圧及び電流でＤＣ出力を生成するための、１つ以上のＤＣ／ＤＣ電圧変換器２１３０を更に備えることができる。コントローラ１９６０と関連して上述したように、ＤＣ／ＤＣ電圧変換器２１３０のうちの１つ以上は、ユーザによる「オン／オフ」入力装置２１５０の起動がコントローラ１９６０によって検出されたときにコントローラ１９６０から入力を受信し、ＤＣ／ＤＣ電圧変換器２１３０の動作又は起動を可能にしてもよい。
図９Ａ～図９Ｂは、発生器１１００の一態様の特定の機能的及び構造的態様を示す。電力変圧器１５６０の二次巻線１５８０から出力される電流及び電圧を示すフィードバックは、それぞれＡＤＣ１７８０、１８００によって受信される。示されるように、ＡＤＣ１７８０、１８００は、２チャンネルＡＤＣとして実装することができ、また、駆動信号のオーバーサンプリング（例えば、およそ２００倍のオーバーサンプリング）を可能にするように高速（例えば、８０Ｍｓｐｓ）でフィードバック信号をサンプリングすることができる。電流及び電圧フィードバック信号は、ＡＤＣ１７８０、１８００による処理の前に、アナログ領域で適切に調整され得る（例えば、増幅、フィルタリング）。ＡＤＣ１７８０、１８００からの電流及び電圧フィードバックサンプルは、個別にバッファリングされ、その後、プログラム可能な論理機構１６６０のブロック２１２０内の単一データストリーム内に、多重化又はインターリーブされ得る。図９Ａ～図９Ｂの態様では、プログラム可能な論理機構１６６０はＦＰＧＡを備える。
多重化された電流及び電圧フィードバックサンプルは、プロセッサ１７４０のブロック２１４４内に実装される並列データ収集ポート（ＰＤＡＰ）によって受信され得る。ＰＤＡＰは、多重化フィードバックサンプルとメモリアドレスを相関付けるための多くの方法のいずれかを実施するためのパッキングユニットを含むことができる。一態様では、例えば、プログラム可能な論理機構１６６０によって出力される特定のＬＵＴサンプルに対応するフィードバックサンプルは、ＬＵＴサンプルのＬＵＴアドレスと関連付けられるか又はインデックス付けされる１つ以上のメモリアドレスで記憶され得る。別の態様では、プログラム可能な論理機構１６６０によって出力される特定のＬＵＴサンプルに対応するフィードバックサンプルは、ＬＵＴサンプルのＬＵＴアドレスと共に、共通の記憶場所で記憶され得る。いずれにせよ、フィードバックサンプルの特定のセットが由来するＬＵＴサンプルのアドレスがその後確認され得るように、フィードバックサンプルは記憶され得る。上記のように、ＬＵＴサンプルアドレス及びフィードバックサンプルの同期が、このようにして、予歪みアルゴリズムの正確なタイミング及び安定性に寄与する。プロセッサ１７４０のブロック２１６６で実装されるダイレクトメモリアクセス（ＤＭＡ）コントローラは、プロセッサ１７４０の指定された記憶場所２１８０（例えば、内部ＲＡＭ）でフィードバックサンプル（及び適用可能な場合は任意のＬＵＴサンプルアドレスデータ）を記憶することができる。
プロセッサ１７４０のブロック２２００は、プログラム可能な論理機構１６６０に記憶されたＬＵＴサンプルを、動的な進行中ベースで予め歪ませ、又は修正するために、予歪みアルゴリズムを実施することができる。上記のように、ＬＵＴサンプルの予歪みは、発生器１１００の出力駆動回路に存在する様々な歪み源を補償することができる。予め歪ませたＬＵＴサンプルはしたがって、駆動回路により処理される場合、超音波トランスデューサを最適に駆動するために、所望の波形形状（例えば、正弦波）を有する駆動信号を生じる。
予歪みアルゴリズムのブロック２２２０において、超音波トランスデューサの動作ブランチを流れる電流が判定される。動作ブランチ電流は、例えば、記憶場所２１８０に記憶された電流及び電圧フィードバックサンプル（これは、好適にスケーリングされると、上記の図６のモデルのＩｇ及びＶｇを表わし得る）、超音波トランスデューサ静電容量Ｃ０の値（測定されるか又は先験的に既知である）、及び駆動周波数の既知の値に基づき、キルヒホッフの電流則を使用して判定され得る。ＬＵＴサンプルと関連する、記憶された電流及び電圧フィードバックサンプルの各セットにおける、動作ブランチ電流サンプルが判定され得る。
予歪みアルゴリズムのブロック２２４０では、ブロック２２２０で判定された各動作ブランチ電流サンプルは、所望の電流波形形状のサンプルと比較されて、比較されるサンプル間の差又はサンプル振幅誤差を判定する。この判定のために、所望の電流波形形状のサンプルが、例えば、所望の電流波形形状の１サイクルに関する振幅サンプルを含む波形形状ＬＵＴ２２６０から供給され得る。比較のために使用される、ＬＵＴ２２６０からの所望の電流波形形状の特定のサンプルは、比較に使用される動作ブランチ電流サンプルと関連付けられたＬＵＴサンプルアドレスによって決定され得る。したがって、動作ブランチ電流のブロック２２４０への入力は、その関連するＬＵＴサンプルアドレスのブロック２２４０への入力と同期され得る。したがって、プログラム可能な論理機構１６６０に記憶されるＬＵＴサンプルと、波形形状ＬＵＴ２２６０に記憶されるＬＵＴサンプルは、同等の数値であることができる。特定の態様では、波形形状ＬＵＴ２２６０に記憶されたＬＵＴサンプルによって表される所望の電流波形形状は、基本正弦波であることができる。他の波形形状が望ましい場合がある。例えば、横方向又は他の様式の有益な振動のために、少なくとも２つの機械的共振を駆動するための三次高調波などの他の波長における１つ以上の他の駆動信号と重なり合った超音波トランスデューサの主要な長手方向の運動を駆動するための、基本的な正弦波が使用され得ることが想到される。
ブロック２２４０で判定されるサンプル振幅誤差の各値は、その関連付けられたＬＵＴアドレスの指標と共に、プログラム可能な論理機構１６６０のＬＵＴ（図９Ａのブロック２２８０に示される）に伝達することができる。サンプル振幅誤差の値、及びその関連付けされたアドレス（並びに、任意により、先に受信された同じＬＵＴアドレスに関するサンプル振幅誤差の値）に基づき、ＬＵＴ２２８０（又はプログラム可能な論理機構１６６０の他の制御ブロック）は、ＬＵＴアドレスに記憶されるＬＵＴサンプルの値を予め歪ませるか又は修正することができ、それによってサンプル振幅誤差は低減又は最小化される。ＬＵＴアドレスの全範囲にわたる反復的な方法での各ＬＵＴサンプルのそのような予歪み又は修正が、発生器の出力電流の波形形状を、波形形状ＬＵＴ２２６０のサンプルによって表される所望の電流波形形状と一致又は適合させることは理解されよう。
電流及び電圧振幅測定値、電力測定値、及びインピーダンス測定値が、記憶場所２１８０に記憶される電流及び電圧フィードバックサンプルに基づいて、プロセッサ１７４０のブロック２３００で判定され得る。これらの数値の判定の前に、フィードバックサンプルを適切にスケーリングして、特定の態様では、適切なフィルタ２３２０を通じて処理して、例えば、データ取得プロセスにより生じるノイズ及び誘発された高調波成分を除去することができる。フィルタリングされた電圧及び電流サンプルはしたがって、発生器の駆動出力信号の基本周波数を実質的に表し得る。特定の態様では、フィルタ２３２０は周波数領域において印加される有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタであってよい。こうした態様は、出力駆動信号電流及び電圧信号の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を使用することができる。特定の態様では、生じる周波数スペクトルは、追加的な発生器機能を提供するために使用することができる。一態様では、例えば、基本周波数成分に対する第２次及び／又は第３次高調波成分の比率を、診断指標として使用することができる。
ブロック２３４０（図９Ｂ）では、駆動信号出力電流を表す測定値Ｉｒｍｓを生成するために、駆動信号のサイクルの整数を表す電流フィードバックサンプルのサンプルサイズに、二乗平均平方根（ＲＭＳ）計算が適用され得る。
ブロック２３６０では、駆動信号出力電圧を表す測定値Ｖｒｍｓを判定するために、駆動信号のサイクルの整数を表す電圧フィードバックサンプルのサンプルサイズに、二乗平均平方根（ＲＭＳ）計算が適用され得る。
ブロック２３８０では、電流及び電圧フィードバックサンプルは逐一乗算されてもよく、平均計算が駆動信号のサイクルの整数を表すサンプルに適用されて、発生器の実際の出力電力の測定値Ｐｒが判定される。
ブロック２４００では、発生器の皮相出力電力の測定値Ｐａは、積Ｖｒｍｓ・Ｉｒｍｓとして判定され得る。
ブロック２４２０では、負荷インピーダンスの大きさの測定値Ｚｍは、商Ｖｒｍｓ／Ｉｒｍｓとして判定され得る。
特定の態様では、ブロック２３４０、２３６０、２３８０、２４００、及び２４２０において判定される数値Ｉｒｍｓ、Ｖｒｍｓ、Ｐｒ、Ｐａ、及びＺｍは、多数の制御及び／又は診断プロセスのうちのいずれかを実施するために発生器１１００により使用され得る。特定の態様では、これらの数値のいずれかを、例えば、発生器１１００と一体の出力装置２１４０、又は発生器１１００と接続された出力装置２１４０を介して、適切な通信インターフェース（例えば、ＵＳＢインターフェース）を通じてユーザに伝達することができる。様々な診断プロセスとしては、例えば、ハンドピース一体性、器具一体性、器具取り付け一体性、器具オーバーロード、器具オーバーロード接近、周波数固定不良、過電圧状態、過電流状態、過電力状態、電圧感知不良、電流感知不良、可聴指標不良、視覚指標不良、短絡回路状態、電力供給不良、又はブロッキングコンデンサ不良が挙げられ得るが、これらに限定されない。
プロセッサ１７４０のブロック２４４０は、発生器１１００によって駆動される電気負荷（例えば、超音波トランスデューサ）のインピーダンス位相を判定及び制御するための位相制御アルゴリズムを実施することができる。上述のように、駆動信号の周波数を制御して、判定されたインピーダンス位相とインピーダンス位相設定値（例えば、０°）との間の差を最小化又は低減することによって、高調波歪みの影響を最小化又は低減し、位相測定の精度を向上させることができる。
位相制御アルゴリズムは、記憶場所２１８０に記憶された電流及び電圧フィードバックサンプルを、入力として受信する。位相制御アルゴリズムでこれらを使用する前に、フィードバックサンプルが適切にスケーリングされ、特定の態様では、例えば、データ取得プロセス及び誘発された高調波成分から生じるノイズを除去するために、適切なフィルタ２４６０（フィルタ２３２０と同一でもよい）を通して処理されてもよい。フィルタリングされた電圧及び電流サンプルはしたがって、発生器の駆動出力信号の基本周波数を実質的に表し得る。
位相制御アルゴリズムのブロック２４８０で、超音波トランスデューサの動作ブランチを流れる電流が判定される。この判定は、予歪みアルゴリズムのブロック２２２０と関連して上記で説明されたものと同一であってもよい。したがって、ブロック２４８０の出力は、ＬＵＴサンプルと関連する記憶された電流及び電圧フィードバックサンプルの各セットに関して、動作ブランチ電流サンプルであることができる。
位相制御アルゴリズムのブロック２５００では、インピーダンス位相は、ブロック２４８０で判定された動作ブランチ電流サンプル及び対応する電圧フィードバックサンプルの同期された入力に基づいて判定される。特定の態様では、インピーダンス位相は、波形の立ち上がりエッジで測定されたインピーダンス位相と波形の立ち下がりエッジで測定されたインピーダンス位相の平均として判定される。
位相制御アルゴリズムのブロック２５２０では、ブロック２２２０で判定されたインピーダンス位相の値は位相設定値２５４０と比較されて、比較される値の間の差異又は位相誤差が判定される。
位相制御アルゴリズムのブロック２５６０（図９Ａ）では、ブロック２５２０で判定された位相誤差の値、及びブロック２４２０で判定されたインピーダンスの大きさに基づいて、駆動信号の周波数を制御するための周波数出力が判定される。ブロック２５００において判定されたインピーダンス位相を位相設定値（例えば、ゼロ位相誤差）に維持するため、周波数出力値は、ブロック２５６０によって連続的に調節されてＤＤＳ制御ブロック２６８０（後述）に転送され得る。特定の態様では、インピーダンス位相は、０°位相設定値に調節され得る。このようにして、なんらかの高調波歪み量があれば電圧波形の頂部周囲で中央に合わせられ、相インピーダンス決定の正確性を向上させる。
プロセッサ１７４０のブロック２５８０は、ユーザが指定する設定値に従って、又は発生器１１００によって実施される他のプロセス若しくはアルゴリズムによって指定される要件に従って、駆動信号電流、電圧、及び電力を制御するために、駆動信号の電流振幅を変調するためのアルゴリズムを実施することができる。これらの数値の制御は、例えば、ＬＵＴ２２８０のＬＵＴサンプルのスケーリングによって、及び／又はＤＡＣ１８６０を介したＤＡＣ１６８０（電力増幅器１６２０に入力を供給する）のフルスケール出力電圧を調節することによって、実現することができる。ブロック２６００（特定の態様では、ＰＩＤコントローラとして実装され得る）は、記憶場所２１８０から入力として電流フィードバックサンプル（適切にスケーリング及びフィルタリングされ得る）を受信することができる。電流フィードバックサンプルは、駆動信号が必要な電流を供給しているかどうかを判定するために、制御された変数（例えば、電流、電圧、又は電力）によって決定される「電流需要」Ｉｄ値と比較され得る。駆動信号電流が制御変数である態様では、電流需要Ｉｄは、電流設定値２６２０Ａ（Ｉｓｐ）によって直接指定され得る。例えば、電流フィードバックデータのＲＭＳ値（ブロック２３４０で判定される）は、適切なコントローラ作用を判定するために、ユーザ指定のＲＭＳ電流設定値Ｉｓｐと比較され得る。例えば、電流フィードバックデータが電流設定値Ｉｓｐよりも低いＲＭＳ値を示す場合、ＬＵＴスケーリング及び／又はＤＡＣ１６８０のフルスケール出力電圧は、駆動信号電流が増加するようにブロック２６００によって調節されてもよい。逆に、電流フィードバックデータが電流設定値Ｉｓｐよりも高いＲＭＳ値を示す場合、ブロック２６００は、駆動信号電流を低減させるように、ＬＵＴスケーリング及び／又はＤＡＣ１６８０のフルスケール出力電圧を調節してもよい。
駆動信号電圧が制御変数である態様では、電流需要Ｉｄは、例えば、ブロック２４２０で測定された負荷インピーダンスの大きさＺｍが与えられた場合に所望の電圧設定値２６２０Ｂ（Ｖｓｐ）を維持するのに必要な電流に基づいて間接的に指定され得る（例えば、Ｉｄ＝Ｖｓｐ／Ｚｍ）。同様に、駆動信号電力が制御変数である態様では、電流需要Ｉｄは、例えばブロック２３６０で測定された電圧Ｖｒｍｓを与えられた場合に所望の電力設定値２６２０Ｃ（Ｐｓｐ）を維持するのに必要な電流に基づいて間接的に指定され得る（例えばＩｄ＝Ｐｓｐ／Ｖｒｍｓ）。
ブロック２６８０（図９Ａ）は、ＬＵＴ２２８０に記憶されたＬＵＴサンプルを再呼び出しすることによって駆動信号を制御するために、ＤＤＳ制御アルゴリズムを実施することができる。特定の態様では、ＤＤＳ制御アルゴリズムは、ポイント（記憶場所）スキップ技術を使用して固定クロックレートで波形のサンプルを生成するための数値制御発振器（ＮＣＯ）アルゴリズムであってよい。ＮＣＯアルゴリズムは、ＬＵＴ２２８０からＬＵＴサンプルを再呼び出しするためのアドレスポインタとして機能する、位相アキュムレータ、又は周波数／位相変換器を実装することができる。一態様では、位相アキュムレータは、Ｄステップサイズ、モジュロＮ位相アキュムレータであることができ、ここでＤは周波数制御値を表す正の整数であり、ＮはＬＵＴ２２８０内のＬＵＴサンプルの数である。例えば、Ｄ＝１の周波数制御値により、例えば、位相アキュムレータにＬＵＴ２２８０の全てのアドレスを連続的に指定させ、ＬＵＴ２２８０に記憶された波形を複製する波形出力を生じさせることができる。Ｄ＞１である場合、位相アキュムレータは、ＬＵＴ２２８０のアドレスをスキップして、より高い周波数を有する波形出力を生じさせることができる。これにより、ＤＤＳ制御アルゴリズムによって生成される波形の周波数がしたがって、周波数制御値を適切に変化させることによって制御され得る。特定の態様では、周波数制御値は、ブロック２４４０で実施された位相制御アルゴリズムの出力に基づいて判定され得る。ブロック２６８０の出力は、ＤＡＣ１６８０の入力を供給することができ、これが次に対応するアナログ信号を電力増幅器１６２０の入力に供給する。
プロセッサ１７４０のブロック２７００は、増幅されている信号の波形エンベロープに基づいて電力増幅器１６２０のレール電圧を動的に変調し、それによって電力増幅器１６２０の効率を改善するための、スイッチモード変換器制御アルゴリズムを実施することができる。特定の態様では、波形エンベロープの特性は、電力増幅器１６２０に含まれる１つ以上の信号を監視することによって判定することができる。一態様では、例えば、波形エンベロープの特性は、増幅信号のエンベロープに従って変調されるドレイン電圧（例えば、ＭＯＳＦＥＴドレイン電圧）の最小値を監視することによって判定することができる。最小電圧信号は、例えば、ドレイン電圧に連結された電圧最小検出器によって生成され得る。最小電圧信号は、ＡＤＣ１７６０よってサンプリングされ、出力最小電圧サンプルは、スイッチモード変換器制御アルゴリズムのブロック２７２０で受信されてもよい。最小電圧サンプルの値に基づき、ブロック２７４０は、ＰＷＭ発生器２７６０によって出力されるＰＷＭ信号を制御してもよく、これが続いて、スイッチモードレギュレータ１７００によって電力増幅器１６２０に供給されるレール電圧を制御する。特定の態様では、最小電圧サンプルの値がブロック２７２０に入力される最小ターゲット２７８０未満である限り、レール電圧は、最小電圧サンプルによって特徴付けられる波形エンベロープに従って変調され得る。例えば、最小電圧サンプルが低いエンベロープ電力レベルを示すときは、ブロック２７４０によって低いレール電圧が電力増幅器１６２０に供給され、完全なレール電圧は、最小電圧サンプルが最大エンベロープ電力レベルを示すときにのみ供給されてもよい。最小電圧サンプルが最小ターゲット２７８０を下回るときは、ブロック２７４０によって、レール電圧が電力増幅器１６２０の適切な動作を確実にするのに好適な最小値に維持されてもよい。
図１０は、本開示の一態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された制御回路５００を示す。制御回路５００は、本明細書に説明される様々なプロセスを実装するように構成することができる。制御回路５００は、少なくとも１つのメモリ回路５０４に連結された１つ以上のプロセッサ５０２（例えば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ）を備えるマイクロコントローラを備えることができる。メモリ回路５０４は、プロセッサ５０２によって実行されると、本明細書に記載される様々なプロセスを実装するための機械命令をプロセッサ５０２に実行させる、機械実行可能命令を記憶する。プロセッサ５０２は、当該技術分野で既知の多数のシングル又はマルチコアプロセッサのうちの任意の１つであってもよい。メモリ回路５０４は、揮発性及び不揮発性の記憶媒体を含むことができる。プロセッサ５０２は、命令処理ユニット５０６及び演算ユニット５０８を含んでよい。命令処理ユニットは、本開示のメモリ回路５０４から命令を受信するように構成されてもよい。
図１１は、本開示の一態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された組み合わせ論理回路５１０を示す。組み合わせ論理回路５１０は、本明細書に記載される様々なプロセスを実装するように構成することができる。組み合わせ論理回路５１０は、入力５１４で外科用器具又はツールと関連付けられたデータを受信し、組み合わせ論理５１２によってデータを処理し、出力５１６を提供するように構成された組み合わせ論理５１２を含む有限状態マシンを含み得る。
図１２は、本開示の一態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された順序論理回路５２０を示す。順序論理回路５２０又は組み合わせ論理５２２は、本明細書に記載される様々なプロセスを実装するように構成することができる。順序論理回路５２０は有限状態マシンを含んでもよい。順序論理回路５２０は、例えば、組み合わせ論理５２２、少なくとも１つのメモリ回路５２４、及びクロック５２９を含んでもよい。少なくとも１つのメモリ回路５２４は、有限状態マシンの現在の状態を記憶することができる。特定の例では、順序論理回路５２０は、同期式又は非同期式であってもよい。組み合わせ論理５２２は、入力５２６から外科用器具又はツールと関連付けられたデータを受信し、組み合わせ論理５２２によってデータを処理し、出力５２８を提供するように構成されている。他の態様では、回路は、プロセッサ（例えば、図１３のプロセッサ５０２）と、本明細書の様々なプロセスを実装する有限状態マシンと、の組み合わせを含んでもよい。他の態様では、有限状態マシンは、組み合わせ論理回路（例えば図１４の組み合わせ論理回路５１０）と順序論理回路５２０の組み合わせを含むことができる。
一態様では、外科システム１０００の超音波又は高周波電流発生器は、ルックアップテーブル内に記憶される所定の数の位相点を望ましく用いて波形をデジタル化するように、電気信号波形をデジタル的に生成させるように構成され得る。メモリ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）又は任意の好適な不揮発性メモリで定義されたテーブル内に、位相点を記憶させてよい。図１３は、電気信号波形のための複数の波形を生成させるように構成された、直接デジタル合成（ＤＤＳ）回路４１００などのデジタル合成回路のための、基本的アーキテクチャの一態様を示す。発生器ソフトウェア及びデジタル制御は、ルックアップテーブル４１０４内のアドレスを走査するようにＦＰＧＡに指示を出すことができ、これが続いて電力増幅器に給電するＤＡＣ回路４１０８に様々なデジタル入力値を提供する。アドレスは、目的の周波数に従って走査されてよい。こうしたルックアップテーブル４１０４を使用することは、組織内、又は変換器、ＲＦ電極、複数の変換器内に同時に、複数のＲＦ電極内に同時に、若しくはＲＦ及び超音波器具の組み合わせ内に供給され得る、様々な種類の波形を生成させることを可能にする。更に、複数の波形を表す複数のルックアップテーブル４１０４を作成し、記憶し、発生器から組織に適用することができる。
波形信号は、超音波トランスデューサ及び／若しくはＲＦ電極、又はそれらの複数（例えば、２つ若しくはそれ以上の超音波トランスデューサ及び／又は２つ若しくはそれ以上のＲＦ電極）の出力電流、出力電圧、又は出力電力のうち、少なくとも１つを制御するように構成されてよい。更に、外科用器具が超音波コンポーネントを備える場合、波形信号は、少なくとも１つの外科用器具の超音波トランスデューサの少なくとも２つの振動モードを駆動させるように構成されてよい。したがって、発生器は、波形信号を少なくとも１つの外科用器具へと提供するように構成されてよく、波形信号は、テーブル内の複数の波形の少なくとも１つの波形に応答する。なお、２つの外科用器具に提供される波形信号は、２つ又はそれ以上の波形を含んでよい。テーブルは複数の波形に関係した情報を含んでよく、またテーブルは発生器内に記憶されてよい。一態様又は一実施例では、テーブルは、直接デジタル合成テーブルであってよく、発生器のＦＰＧＡ内に記憶されてよい。テーブルは、波形をカテゴリー化するのに便利である任意の方法によってアドレス指定されてよい。一態様によれば、直接デジタル合成テーブルであり得るテーブルは、波形信号の周波数に従ってアドレス指定される。更に、複数の波形に関係した情報は、デジタル情報としてテーブル内に記憶されてよい。
アナログ電気信号波形は、超音波トランスデューサ及び／若しくはＲＦ電極、又はそれらの複数（例えば、２つ若しくはそれ以上の超音波トランスデューサ及び／又は２つ若しくはそれ以上のＲＦ電極）の出力電流、出力電圧、又は出力電力のうち、少なくとも１つを制御するように構成されてよい。更に、外科用器具が超音波コンポーネントを備える場合、アナログ電気信号波形は、少なくとも１つの外科用器具の超音波トランスデューサの少なくとも２つの振動モードを駆動させるように構成されてよい。したがって、発生器回路は、アナログ電気信号波形を少なくとも１つの外科用器具へと提供するように構成されてよく、アナログ電気信号波形は、ルックアップテーブル４１０４内に記憶された複数の波形の少なくとも１つの波形に対応する。なお、２つの外科用器具に提供されるアナログ電気信号波形は、２つ又はそれ以上の波形を含んでよい。ルックアップテーブル４１０４は、複数の波形に関連した情報を含んでよく、またルックアップテーブル４１０４は、発生器回路又は外科用器具のいずれかに記憶されてよい。一態様又は実施例では、ルックアップテーブル４１０４は、直接デジタル合成テーブルであってよく、これは発生器回路又は外科用器具のＦＰＧＡに記憶されてよい。ルックアップテーブル４１０４は、波形をカテゴリー化するために便利である任意の方法によってアドレス指定されてもよい。一態様によれば、直接デジタル合成テーブルであり得るルックアップテーブル４１０４は、所望のアナログ電気信号波形の周波数に従ってアドレス指定される。更に、複数の波形に関係した情報は、デジタル情報としてルックアップテーブル４１０４に記憶されてよい。
計装システム及び通信システムにおけるデジタル技術の広範な使用を伴い、基準周波数から複数の周波数を生成させるデジタル的制御法が発展し、直接デジタル合成と呼ばれている。基本アーキテクチャを図１３に示す。簡略化された本ブロック図では、ＤＤＳ回路は、発生器回路のプロセッサ、コントローラ、又は論理機構、及び外科システム１０００の発生器回路内に位置するメモリ回路に連結されている。ＤＤＳ回路４１００は、アドレスカウンタ４１０２、ルックアップテーブル４１０４、レジスタ４１０６、ＤＡＣ回路４１０８、及びフィルタ４１１２を備える。安定クロックｆｃは、アドレスカウンタ４１０２により受信され、レジスタ４１０６は、正弦波（又は他の任意の波形）のサイクルの１つ以上の整数をルックアップテーブル４１０４内に記憶するプログラマブル読み出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）を駆動する。アドレスカウンタ４１０２が記憶場所をステップスルーすると、ルックアップテーブル４１０４内に記憶された値は、ＤＡＣ回路４１０８に連結されたレジスタ４１０６に書き込まれる。ルックアップテーブル４１０４の記憶場所における信号の対応するデジタル振幅は、続いてアナログ出力信号４１１０を生成させるＤＡＣ回路４１０８を駆動する。アナログ出力信号４１１０のスペクトル純度は、主としてＤＡＣ回路４１０８により決定される。位相雑音は、基本的に基準クロックｆｃのものである。ＤＡＣ回路４１０８から出力される第１のアナログ出力信号４１１０は、フィルタ４１１２によりフィルタリングされ、フィルタ４１１２により出力される第２のアナログ出力信号４１１４は、発生器回路の出力に連結された出力を有する増幅器へと提供される。第２のアナログ出力信号は、周波数ｆｏｕｔを有する。
ＤＤＳ回路４１００は、サンプリングされたデータシステムであるため、量子化雑音、エイリアシング、フィルタリングなどのサンプリングに伴う問題を考慮しなければならない。例えば、位相ロックループ（ＰＬＬ）ベースのシンセサイザの出力の高次高調波がフィルタリングされ得るのに対して、ＤＡＣ回路４１０８出力周波数の高次高調波はナイキスト帯域幅に折り返して、それらをフィルタリング不可にする。ルックアップテーブル４１０４は、サイクルの整数に関する信号データを含む。最終出力周波数ｆｏｕｔは、基準クロック周波数ｆｃを変更することで、又はＰＲＯＭを再プログラミングすることによって変更することができる。
ＤＤＳ回路４１００は、複数のルックアップテーブル４１０４を含んでもよく、ルックアップテーブル４１０４は、所定のサンプル数により表される波形を記憶し、サンプルは、所定の波形形状を画定する。したがって、独自の形状を有する複数の波形は、複数のルックアップテーブル４１０４内に記憶されて、器具設定又は組織フィードバックに基づく様々な組織処置を提供することができる。波形の例としては、表面組織凝固のための高い波高率のＲＦ電気信号波形、より深い組織貫通のための低い波高率のＲＦ電気信号波形、及び効果的な修正凝固を促進する電気信号波形が挙げられる。一態様では、ＤＤＳ回路４１００は、複数の波形ルックアップテーブル４１０４を作成することができ、組織処置手順の間（例えば、ユーザ入力又はセンサ入力に基づく「オンザフライ」又は実質実時間にて）、所望の組織効果及び／又は組織フィードバックに基づいて、個別のルックアップテーブル４１０４に記憶された様々な波形間で切り替えを行うことができる。したがって、波形間の切り替えは、例えば、組織インピーダンス及び他の要素に基づくことができる。他の態様では、ルックアップテーブル４１０４は、サイクル毎に組織内へと送達される電力を最大化するよう形成される電気信号波形（すなわち、台形波又は方形波）を記憶することができる。他の態様では、ルックアップテーブル４１０４は、同期された波形を記憶することができ、その結果、この波形が、ＲＦ及び超音波駆動信号を送達しながら、外科システム１０００の多機能型外科用器具による電力送達を最大化する。更に他の態様では、ルックアップテーブル４１０４は、超音波周波数のロックを維持しながら、超音波並びにＲＦ治療用及び／又は治療量以下のエネルギーを同時に駆動する電気信号波形を記憶することができる。様々な器具及びそれらの組織効果に特有のカスタム波形は、発生器回路の不揮発性メモリ内、又は外科システム１０００の不揮発性メモリ（例えば、ＥＥＰＲＯＭ）内に記憶され得、また多機能型外科用器具を発生器回路に接続する際にフェッチされる。多くの高波高率「凝固」波形に使用される、指数関数的に減衰する正弦曲線の例を図１５に示す。
ＤＤＳ回路４１００のよりフレキシブルで効果的な実装は、数値制御発振器（ＮＣＯ）と呼ばれるデジタル回路を用いる。ＤＤＳ回路４２００などの、よりフレキシブルで効果的なデジタル合成回路のブロック図を図１４に示す。この簡略化されたブロック図では、ＤＤＳ回路４２００は、発生器のプロセッサ、コントローラ、又は論理機構に、及び発生器又は外科システム１０００の外科用器具のうちのいずれかに位置するメモリ回路に連結されている。ＤＤＳ回路４２００は、負荷レジスタ４２０２、並列デルタ位相レジスタ４２０４、加算器回路４２１６、位相レジスタ４２０８、ルックアップテーブル４２１０（位相－振幅変換器）、ＤＡＣ回路４２１２、及びフィルタ４２１４を備える。加算器回路４２１６及び位相レジスタ４２０８は、位相アキュムレータ４２０６の一部を形成する。クロック周波数ｆｃは、位相レジスタ４２０８及びＤＡＣ回路４２１２に印加される。負荷レジスタ４２０２は、基準クロック周波数信号ｆｃの分数としての出力周波数を特定する調整ワードを受信する。負荷レジスタ４２０２の出力は、調整ワードＭと共に、並列デルタ位相レジスタ４２０４に提供される。
ＤＤＳ回路４２００は、クロック周波数ｆｃを生成させるサンプルクロック、位相アキュムレータ４２０６、及びルックアップテーブル４２１０（例えば、位相－振幅変換器）を含む。位相アキュムレータ４２０６の内容は、クロックサイクルｆｃ毎に一度更新される。位相アキュムレータ４２０６が更新されると、並列デルタ位相レジスタ４２０４内に記憶されたデジタル数Ｍは、加算器回路４２１６により位相レジスタ４２０８内の数に加算される。並列デルタ位相レジスタ４２０４内の数は、００．．．０１であり、位相アキュムレータ４２０６の初期の内容は、００．．．００であると仮定する。位相アキュムレータ４２０６は、クロックサイクル毎に００．．．０１と更新される。位相アキュムレータ４２０６が３２－ビット幅である場合、位相アキュムレータ４２０６が００．．．００へと戻るまでに２３２クロックサイクル（４０億超）が必要とされ、サイクルは繰り返される。
位相アキュムレータ４２０６の切り捨てられた出力４２１８は、位相－振幅変換器のルックアップテーブル４２１０へと提供され、またルックアップテーブル４２１０の出力はＤＡＣ回路４２１２に連結される。位相アキュムレータ４２０６の切り捨てられた出力４２１８は、正弦（又は余弦）ルックアップテーブルへのアドレスとして機能する。ルックアップテーブル内のアドレスは、正弦波における０～３６０°の位相点に対応する。ルックアップテーブル４２１０は、正弦波の１つの完全サイクルの対応するデジタル振幅情報を含む。したがって、ルックアップテーブル４２１０は、位相情報を位相アキュムレータ４２０６からデジタル振幅ワードにマッピングし、続いてこれがＤＡＣ回路４２１２を駆動させる。ＤＡＣ回路の出力は、第１のアナログ信号４２２０であり、フィルタ４２１４によりフィルタリングされる。フィルタ４２１４の出力は、発生器回路の出力に連結された電力増幅器へと提供される、第２のアナログ信号４２２２である。
一態様では、デジタル化され得る波形が、２５６（２８）～２８１、４７４、９７６、７１０、６５６（２４８）の範囲（表１に示すように、ｎは正の整数である）の任意の好適な２ｎ位相点の数であるにもかかわらず、電気信号波形を１０２４（２１０）位相点へとデジタル化してよい。電気信号波形はＡｎ（θｎ）として表されてもよく、点ｎにおける正規化された振幅Ａｎは位相角θｎにより表され、点ｎにおける位相点と呼ばれる。個別の位相点ｎの数は、ＤＤＳ回路４２００（及び図１３に示すＤＤＳ回路４１００）の調整分解能を決定する。
表１は、多数の位相点にデジタル化された電気信号波形を特定する。
Figure 0007399867000003
発生器回路アルゴリズム及びデジタル制御回路は、ルックアップテーブル４２１０内のアドレスを走査し、次にルックアップテーブル４２１０はフィルタ４２１４及び電力増幅器に給電するＤＡＣ回路４２１２に様々なデジタル入力値を提供する。アドレスは、目的の周波数に従って走査されてよい。ルックアップテーブルを使用することで、ＤＡＣ回路４２１２によりアナログ出力信号へと変換され、フィルタ４２１４によりフィルタリングされ、発生器回路の出力に連結した電力増幅器により増幅され、ＲＦエネルギーの形態で組織に供給されるか又は超音波トランスデューサに供給され、かつ熱の形態でエネルギーを組織へと送達する超音波振動形態で組織に適用され得る、様々な種類の形状を生成させることが可能である。増幅器の出力は、例えば、単一のＲＦ電極、同時に複数のＲＦ電極、単一の超音波トランスデューサ、同時に複数の超音波トランスデューサ又はＲＦ変換器及び超音波トランスデューサの組み合わせに適用することができる。更に、複数の波形テーブルを作成し、記憶して、発生器回路から組織に適用することができる。
再び図１３を参照すると、ｎ＝３２及びＭ＝１の場合、位相アキュムレータ４２０６はオーバフローして再起動する前に、２３２個の可能な出力をステップスルーする。対応する出力波周波数は、２３２で除算された入力クロック周波数に等しい。Ｍ＝２である場合は、位相レジスタ１７０８は２倍の速度で「ロールオーバー」し、出力周波数は倍増する。これは、以下のように一般化され得る。
ｎ－ビットを蓄積するように構成された位相アキュムレータ４２０６の場合（ｎは、一般にほとんどのＤＤＳシステムで２４～３２の範囲であるが、前述したように、ｎは広範囲の選択肢から選択されてよい）、２ｎの可能な位相点が存在する。デルタ位相レジスタにおけるデジタルワードＭは、位相アキュムレータがクロックサイクル毎に増分する量を表す。ｆｃがクロック周波数である場合、出力正弦波の周波数は、以下に等しい。
Figure 0007399867000004
上記の式は、ＤＤＳ「調整方程式」として知られている。システムの周波数分解能は、
Figure 0007399867000005
 と等しいことに留意されたい。ｎ＝３２では、分解能は４０億における一部よりも高い。ＤＤＳ回路４２００の一態様では、位相アキュムレータ４２０６外の全てのビットがルックアップテーブル４２１０に伝えられるわけではなく、切り捨てられて、例えば、最初の１３～１５個の最上位ビット（ＭＳＢ）のみが残される。これはルックアップテーブル４２１０のサイズを低減し、かつ周波数分解能に影響を及ぼさない。位相の切り捨ては、少量だが許容できる位相雑音の量のみを最終出力に追加する。
電気信号波形は、所定周波数における電流、電圧、又は電力により特徴付けられてよい。更に、外科システム１０００の外科用器具のうちのいずれか１つが超音波コンポーネントを備える場合、電気信号波形は、少なくとも１つの外科用器具の超音波トランスデューサの少なくとも２つの振動モードを駆動させるように構成されてよい。したがって、発生器回路は、電気信号波形を少なくとも１つの外科用器具に提供するように構成されてよく、電気信号波形は、ルックアップテーブル４２１０（又は、図１３のルックアップテーブル４１０４）内に記憶された所定の波形を特徴とする。なお、電気信号波形は、２つ又はそれ以上の波形の組み合わせであってよい。ルックアップテーブル４２１０は、複数の波形に関係した情報を含んでもよい。一態様又は一実施例では、ルックアップテーブル４２１０はＤＤＳ回路４２００により生成されてよく、直接デジタル合成テーブルと呼ばれることもある。ＤＤＳは、オンボードメモリにおける大きな反復波形の第１記憶動作により、作動する。波形（正弦、三角形、方形、任意）のサイクルは、表１に示すように、所定の数の位相点によって表され、メモリに記憶され得る。一度波形がメモリ内部に記憶されると、非常に正確な周波数にて波形が生成され得る。直接デジタル合成テーブルは、発生器回路の不揮発性メモリ内に記憶され得、かつ／又は発生器回路内のＦＰＧＡ回路と共に実装され得る。ルックアップテーブル４２１０は、波形をカテゴリー化するのに便利な任意の好適な技術によってアドレス指定されてよい。一態様によれば、ルックアップテーブル４２１０は、電気信号波形の周波数に従ってアドレス指定される。更に、複数の波形に関連する情報は、メモリ内のデジタル情報として、又はルックアップテーブル４２１０の一部として記憶されてよい。
一態様では、発生器回路は、電気信号波形を少なくとも２つの外科用器具へと同時に提供するように構成されてよい。発生器回路はまた、発生器回路の単一の出力チャネルを介して、２つの外科用器具へと同時に電気信号波形（２つ又はそれ以上の波形によって特徴付けられ得る）を提供するように構成されてもよい。例えば、一態様では、電気信号波形は、超音波トランスデューサを駆動する第１の電気信号（例えば、超音波駆動信号）、第２のＲＦ駆動信号及び／又はそれらの組み合わせを含む。更に、電気信号波形は、複数の超音波駆動信号、複数のＲＦ駆動信号、並びに／又は複数の超音波駆動信号及びＲＦ駆動信号の組み合わせを含んでよい。
更に、本開示に従った発生器回路の操作方法は、電気信号波形を生成させること、及び生成された電気信号波形を外科システム１０００の外科用器具のうちのいずれか１つに提供することを含み、電気信号波形を生成させることは、メモリから電気信号波形に関係した情報を受信することを含む。生成された電気信号波形は、少なくとも１つの波形を含む。更に、生成された電気信号波形を少なくとも１つの外科用器具へと提供することは、電気信号波形を少なくとも２つの外科用器具へと同時に提供することを含む。
本明細書に記載される発生器回路は、様々な種類の直接デジタル合成テーブルの生成を可能にし得る。発生器回路により生成される、種々の組織の処置に好適なＲＦ／電気外科用信号の波形の例としては、高波高率を伴うＲＦ信号（ＲＦモードで表面凝固に使用され得る）、低波高率を伴うＲＦ信号（より深い組織貫通のために使用され得る）及び効率的な修正凝固を促進する波形が挙げられる。発生器回路はまた、直接デジタル合成ルックアップテーブル４２１０を用いて複数の波形を生成させることができ、また、オンザフライで所望の組織効果に基づく特定の波形間で切り替えを行うことができる。切り替えは、組織インピーダンス及び／又は他の要素に基づいてよい。
従来の正弦／余弦波形に加えて、発生器回路は、サイクル毎の組織への電力を最大化する波形（複数可）（すなわち、台形波又は方形波）を生成させるように構成されてよい。発生器回路が、ＲＦ信号及び超音波信号を同時に駆動することを可能にする回路トポロジーを含むのであるならば、発生器回路は、ＲＦ信号及び超音波信号を同時に駆動する場合に、負荷へと送達される電力を最大化するように、かつ超音波周波数ロックを維持するように同期される波形（複数可）を提供することができる。更に、器具及びその組織効果に固有のカスタム波形は、不揮発性メモリ（ＮＶＭ）内又は器具のＥＥＰＲＯＭ内に記憶され得、また外科システム１０００の外科用器具のうちのいずれか１つを発生器回路に接続する際にフェッチされ得る。
ＤＤＳ回路４２００は、複数のルックアップテーブル４１０４を備えてよく、ルックアップテーブル４２１０は、所定数の位相点（サンプルと呼ばれる場合もある）により表される波形を記憶し、位相点は所定の波形の形状を画定する。したがって、独自の形状を有する複数の波形は、複数のルックアップテーブル４２１０内に記憶されて、器具設定又は組織フィードバックに基づく様々な組織処置を提供することができる。波形の例としては、表面組織凝固のための高い波高率のＲＦ電気信号波形、より深い組織貫通のための低い波高率のＲＦ電気信号波形、及び効果的な修正凝固を促進する電気信号波形が挙げられる。一態様では、ＤＤＳ回路４２００は、複数の波形ルックアップテーブル４２１０を作成することができ、組織処置手順の間（例えば、ユーザ入力又はセンサ入力に基づく「オンザフライ」又は実質実時間にて）、所望の組織効果及び／又は組織フィードバックに基づいて、様々なルックアップテーブル４２１０に記憶された様々な波形間で切り替えを行うことができる。したがって、波形間の切り替えは、例えば、組織インピーダンス及び他の要素に基づくことができる。他の態様では、ルックアップテーブル４２１０は、サイクル毎に組織内へと送達される電力を最大化するよう形成される電気信号波形（すなわち、台形波又は方形波）を記憶することができる。他の態様では、ルックアップテーブル４２１０は、同期した波形を記憶することができ、その結果、この波形が、ＲＦ及び超音波駆動信号を送達するときに、外科システム１０００の外科用器具のうちの任意の１つによる電力送達を最大化する。更に他の態様では、ルックアップテーブル４２１０は、超音波周波数のロックを維持しながら、超音波並びにＲＦ治療用及び／又は治療量以下のエネルギーを同時に駆動する電気信号波形を記憶することができる。一般に、出力波形は、正弦波、余弦波、脈波、方形波などの形態であってもよい。それにもかかわらず、異なる器具及びそれらの組織効果に特有のより複雑なカスタム波形は、発生器回路の不揮発性メモリ内、又は外科用器具の不揮発性メモリ（例えば、ＥＥＰＲＯＭ）内に記憶することができ、また外科用器具を発生器回路に接続する際にフェッチされ得る。カスタム波形の一例は、図４３に示されるような、多くの高波高率「凝固」波形に使用される、指数関数的に減衰する正弦波形である。
図１５は、アナログ波形４３０４の本開示の少なくとも１つの態様による（比較目的のために離散時間デジタル電気信号波形４３００に重ね合わされて示される）、離散時間デジタル電気信号波形４３００の１サイクルを示す。水平軸は、時間（ｔ）を表し、縦軸はデジタル位相点を表す。デジタル電気信号波形４３００は、例えば、所望のアナログ波形４３０４のデジタル離散時間バージョンである。デジタル電気信号波形４３００は、１サイクル又は期間ＴｏにわたるクロックサイクルＴｃｌｋ毎の振幅を表す、振幅位相点４３０２を記憶することにより生成される。デジタル電気信号波形４３００は、任意の好適なデジタル処理回路により、１期間Ｔｏにわたって生成される。振幅位相点は、メモリ回路内に記憶されたデジタルワードである。図１３、図１４に示す実施例では、デジタルワードは、２６又は６４ビットの分解能を有する、振幅位相点を記憶することができる６ビットワードである。図１３、図１４に示す実施例は、例証目的のためのものであり、実際の実装では分解能ははるかに高くなり得ることが理解されるであろう。１サイクルＴｏにわたるデジタル振幅位相点４３０２は、例えば、図１３及び図１４に関して記載されるように、ルックアップテーブル４１０４、４２１０内のストリングワードのストリングとしてメモリに記憶される。これも図１３、図１４に関して記載されるように、アナログバージョンのアナログ波形４３０４を生成させるために、振幅位相点４３０２は、クロックサイクルＴｃｌｋ毎に０～Ｔｏでメモリから順番に読み取られ、かつＤＡＣ回路４１０８、４２１２によって変換される。追加のサイクルは、所望され得るだけのサイクル又は期間にわたって０～Ｔｏで、デジタル電気信号波形４３００の振幅位相点４３０２を繰り返し読み取ることによって生成することができる。平滑アナログバージョンのアナログ波形４３０４は、フィルタ４１１２、４２１４（図１３及び図１４）によってＤＡＣ回路４１０８、４２１２の出力をフィルタリングすることにより達成される。フィルタリングされたアナログ出力信号４１１４、４２２２（図１３及び図１４）は、電力増幅器の入力に印加される。
図１６は、ネストされたＰＩＤフィードバックコントローラとして実装され得る制御システム１２９５０の図である。ＰＩＤコントローラは、所望の設定点と測定されたプロセス変数との間の差として誤差値を連続的に計算するための制御ループフィードバック機構（コントローラ）であり、比例、積分、及び微分項（それぞれＰ、Ｉ、及びＤで示される場合がある）に基づいて補正を適用する。ネスト化ＰＩＤコントローラフィードバック制御システム１２９５０は、一次（外側）フィードバックループ１２９５４内の一次コントローラ１２９５２と、二次（内側）フィードバックループ１２９５６内の二次コントローラ１２９５５とを含む。一次コントローラ１２９５２は図１７に示すようなＰＩＤコントローラ１２９７２であってもよく、二次コントローラ１２９５５も図１７に示すようなＰＩＤコントローラ１２９７２であってもよい。一次コントローラ１２９５２は、一次プロセス１２９５８を制御し、二次コントローラ１２９５５は二次プロセス１２９６０を制御する。一次プロセス１２９５８の出力１２９６６は、第１の加算器１２９６２によって一次設定値ＳＰ１から減算される。第１の加算器１２９６２は、一次コントローラ１２９５２に印加される単一の和出力信号を生成する。一次コントローラ１２９５２の出力は、二次設定値ＳＰ２である。二次プロセス１２９６０の出力１２９６８は、第２の加算器１２９６４によって二次設定値ＳＰ２から減算される。
図１７は、本開示の一態様による、ＰＩＤフィードバック制御システム１２９７０を例示する。一次コントローラ１２９５２若しくは二次コントローラ１２９５５、又はその両方は、ＰＩＤコントローラ１２９７２として実装されてもよい。一態様では、ＰＩＤコントローラ１２９７２は、比例要素１２９７４（Ｐ）、積分要素１２９７６（Ｉ）、及び微分要素１２９７８（Ｄ）を含んでもよい。Ｐ要素１２９７４、Ｉ要素１２９７６、Ｄ要素１２９７８の出力は加算器１２９８６によって加算され、加算器１２９８６は、制御変数μ（ｔ）をプロセス１２９８０に提供する。プロセス１２９８０の出力は、プロセス変数ｙ（ｔ）である。加算器１２９８４は、所望の設定値ｒ（ｔ）と測定されたプロセス変数ｙ（ｔ）との間の差を計算する。ＰＩＤコントローラ１２９７２は、所望の設定値ｒ（ｔ）（例えば、閉鎖力閾値）と測定されたプロセス変数ｙ（ｔ）（例えば、閉鎖管の速度及び方向）との差として、誤差値ｅ（ｔ）（例えば、閉鎖力閾値と測定された閉鎖力との差）を継続的に計算し、それぞれ比例要素１２９７４（Ｐ）、積分要素１２９７６（Ｉ）、及び微分要素１２９７８（Ｄ）によって計算された比例項、積分項、及び微分項に基づいた補正を適用する。ＰＩＤコントローラ１２９７２は、制御変数μ（ｔ）（例えば、閉鎖管の速度及び方向）を調節することによって、経時的な誤差ｅ（ｔ）を最小限に抑えることを試みる。
ＰＩＤアルゴリズムによると、「Ｐ」要素１２９７４は、誤差の現在の値に相当する。例えば、誤差が大きくかつ正である場合、制御出力も大きくかつ正となる。本開示によれば、誤差項ｅ（ｔ）は、閉鎖管の所望の閉鎖力と測定された閉鎖力との間で異なる。「Ｉ」要素１２９７６は、誤差の過去の値に相当する。例えば、電流出力が十分に強くない場合、誤差の積分は経時的に蓄積し、コントローラは、より強い動作を適用することによって応答する。「Ｄ」要素１２９７８は、その現在の変化率に基づいて、誤差の可能な将来動向に相当する。例えば、上記のＰの例に戻ると、大きい正の制御出力が誤差をゼロに近づけることに成功すると、それはまた、プロセスを近い将来の大きな負の誤差に至る経路上に置く。この場合、微分は負になり、Ｄモジュールは、このオーバーシュートを防止するために動作の強さを低下させる。
他の変数及び設定値が、フィードバック制御システム１２９５０、１２９７０に従って監視及び制御される場合もあることが理解されよう。例えば、本明細書に記載される適応型閉鎖部材速度制御アルゴリズムは、とりわけ、発射部材ストローク位置、発射部材負荷、切断要素の変位、切断要素の速度、閉鎖管ストローク位置、閉鎖管負荷のパラメータのうちの少なくとも２つを測定することができる。
図１８は、本開示の少なくとも１つの態様による、超音波電気機械システム１３２００２の周波数を制御し、そのインピーダンスを検出するための代替的システム１３２０００である。システム１３２０００は発生器に組み込まれてもよい。メモリ１３２０２６に連結されたプロセッサ１３２００４は、プログラム可能カウンタ１３２００６をプログラムして、超音波電気機械システム１３２００２の出力周波数ｆｏに同調させる。入力周波数は、水晶発振器１３２００８によって生成され、周波数を好適な値にスケーリングするために固定カウンタ１３２０１０に入力される。固定カウンタ１３２０１０及びプログラム可能カウンタ１３２００６の出力は、位相／周波数検出器１３２０１２に印加される。位相／周波数検出器１３２０１２の出力は、増幅器／アクティブフィルタ回路１３２０１４に印加されて、電圧制御式発振器１３２０１６（ＶＣＯ）に印加される調整電圧Ｖｔを生成する。ＶＣＯ１３２０１６は、同等な電気回路として本明細書にモデル化されて示される超音波電気機械システム１３２００２の超音波トランスデューサ部分に出力周波数ｆｏを適用する。超音波トランスデューサに印加される電圧信号及び電流信号は、電圧センサ１３２０１８及び電流センサ１３２０２０によって監視される。
電圧センサ１３２０１８及び電流センサ１３０２０の出力は、電圧センサ１３２０１８及び電流センサ１３０２０によって測定される電圧と電流との間の位相角を決定するために、別の位相／周波数検出器１３２０２２に印加される。位相／周波数検出器１３２０２２の出力は、高速アナログ－デジタル変換器１３２０２４（ＡＤＣ）の１つのチャネルに適用され、それを介してプロセッサ１３２００４に提供される。任意で、超音波電気機械システム１３２００２に印加される電圧信号と電流信号との間の位相角を決定するために、電圧センサ１３２０１８及び電流センサ１３２０２０の出力は、２チャネルＡＤＣ１３２０２４のそれぞれのチャネルに印加されて、ゼロ交差、ＦＦＴ、又は本明細書に記載される他のアルゴリズムのためにプロセッサ１３２００４に提供されてもよい。
任意で、出力周波数ｆｏに比例する調整電圧Ｖｔは、ＡＤＣ１３２０２４を介してプロセッサ１３２００４にフィードバックされてもよい。これは、出力周波数ｆｏと比例するフィードバック信号をプロセッサ１３２００４に提供し、このフィードバックを使用して出力周波数ｆｏを調節及び制御することができる。
温度推定
図１９Ａ～図１９Ｂは、本開示の少なくとも１つの態様による、低温（室温）及び高温の超音波ブレードを備える、同じ超音波装置の複合インピーダンススペクトルのグラフ図１３３０００、図１３３０１０である。本明細書で使用するとき、低温超音波ブレードは、室温の超音波ブレードを指し、高温超音波ブレードは、使用中に摩擦により加熱された後の超音波ブレードを指す。図１９Ａは、低温及び高温の超音波ブレードを備える同じ超音波装置の共振周波数ｆｏの関数としてのインピーダンス位相角φのグラフ図１３３０００であり、図１９Ｂは、低温及び高温超音波ブレードを備える同じ超音波装置の共振周波数ｆｏの関数としてのインピーダンスの大きさ｜Ｚ｜のグラフ図１３３０１０である。インピーダンス位相角φ及びインピーダンスの大きさ｜Ｚ｜は、共振周波数ｆｏにおいて最小である。
超音波トランスデューサインピーダンスＺｇ（ｔ）は、駆動信号発生器電圧Ｖｇ（ｔ）及び電流Ｉｇ（ｔ）駆動信号の比として測定することができる。
Figure 0007399867000006
図１９Ａに示すように、超音波ブレードが、例えば室温などの低温で、摩擦により加熱されていないとき、超音波装置の電気機械的共振周波数ｆｏは約５５，５００Ｈｚであり、超音波トランスデューサの励起周波数は５５，５００Ｈｚに設定される。したがって、超音波トランスデューサが電気機械的共振周波数ｆｏで励起され、超音波ブレードが低温であるとき、位相角φは、低温ブレードプロット１３３００２によって示されるように最小又は約０ラジアン（Rad）である。図１９Ｂに示すように、超音波ブレードが低温であり、超音波トランスデューサが電気機械的共振周波数ｆｏで励起されるとき、インピーダンスの大きさ｜Ｚ｜は８００Ωであり、例えば、インピーダンスの大きさ｜Ｚ｜は最小インピーダンスであり、駆動信号振幅は、図６に示す超音波電気機械システムの直列共振等価回路のために最大である。
ここで再び図１９Ａ及び図１９Ｂを参照すると、超音波トランスデューサが、発生器電圧Ｖｇ（ｔ）信号及び発生器電流Ｉｇ（ｔ）信号によって５５，５００Ｈｚの電気機械的共振周波数ｆｏで駆動されると、発生器電圧Ｖｇ（ｔ）信号と発生器電流Ｉｇ（ｔ）信号との間の位相角φはゼロであり、インピーダンスの大きさ｜Ｚ｜は最小インピーダンス、例えば８００Ωであり、信号振幅は、超音波電気機械システムの直列共振等価回路のためにピーク又は最大である。超音波ブレードの温度が増加すると、使用中に生成される摩擦熱に起因して、超音波装置の電気機械的共振周波数ｆｏ’は減少する。超音波トランスデューサは依然として発生器電圧Ｖｇ（ｔ）信号及び発生器電流Ｉｇ（ｔ）信号によって５５，５００Ｈｚの前の（低温ブレード）電気機械的共振周波数ｆｏで駆動されるため、超音波装置はオフレゾナンスｆｏ’で動作し、発生器電圧Ｖｇ（ｔ）信号と発生器電流Ｉｇ（ｔ）信号との間の位相角φの変化を引き起こす。また、５５，５００Ｈｚの前の（低温ブレード）電気機械的共振周波数に対する駆動信号のインピーダンスの大きさ｜Ｚ｜の上昇及びピーク大きさの低下も存在する。したがって、超音波ブレードの温度は、発生器電圧Ｖｇ（ｔ）信号と発生器電流Ｉｇ（ｔ）信号との間の位相角φを、超音波ブレードの温度変化による電気機械的共振周波数ｆｏの変化として測定することによって推定することができる。
上述したように、電気機械的超音波システムは、超音波トランスデューサと、導波管と、超音波ブレードと、を含む。上述したように、超音波トランスデューサは、静電容量を有する第１ブランチと、共振器の電気機械特性を規定する直列接続されたインダクタンス、抵抗、及び容量を有する第２「動作」ブランチと、を含む等価直列共振回路（図６を参照）としてモデル化されてもよい。電気機械的超音波システムは、超音波トランスデューサ、導波管、及び超音波ブレードの物理的特性によって定義される初期電気機械的共振周波数を有する。超音波トランスデューサは、電気機械的共振周波数、例えば電気機械的超音波システムの共振周波数と等しい周波数での交流電圧Ｖｇ（ｔ）及び電流Ｉｇ（ｔ）信号によって励起される。電気機械的超音波システムが共振周波数で励起されると、電圧Ｖｇ（ｔ）信号と電流Ｉｇ（ｔ）信号との間の位相角φはゼロである。
別の言い方をすれば、共振時に、電気機械的超音波システムの相似の誘導性インピーダンスは、電気機械的超音波システムの相似の容量性インピーダンスに等しい。例えば組織との摩擦係合のために超音波ブレードが加熱すると、超音波ブレード（相似の容量としてモデル化される）のコンプライアンスによって、電気機械的超音波システムの共振周波数が変化する。本実施例では、超音波ブレードの温度が上昇するにつれて、電気機械的超音波システムの共振周波数は低下する。したがって、電気機械的超音波システムの相似の誘導性インピーダンスは、電気機械的超音波システムの相似の容量性インピーダンスともはや等しくなく、それにより電気機械的超音波システムの駆動周波数と新たな共振周波数との間に不整合が引き起こされる。そのため、高温の超音波ブレードの場合、電気機械的超音波システムは「オフレゾナンス」で動作する。駆動周波数と共振周波数との間の不整合は、超音波トランスデューサに印加される電圧Ｖｇ（ｔ）信号と電流Ｉｇ（ｔ）信号との間の位相角φとして現れる。
上述したように、発生器電子機器は、超音波トランスデューサに印加される電圧Ｖｇ（ｔ）信号と電流Ｉｇ（ｔ）信号との間の位相角φを容易に監視することができる。位相角φは、上述の技術の中でもとりわけ、フーリエ分析、加重最小二乗推定、カルマンフィルタリング、空間ベクトルベースの技術、ゼロ交差法、リサージュ図形、三電圧計法、交差コイル法、ベクトル電圧計及びベクトルインピーダンス法、位相標準機器、位相ロックループによって決定することができる。発生器は、位相角φを連続的に監視し、位相角φがゼロになるまで駆動周波数を調節することができる。この時点で、新しい駆動周波数は、電気機械的超音波システムの新しい共振周波数に等しい。位相角φ及び／又は発生器駆動周波数の変化は、超音波ブレードの温度の間接的又は推定測定値として使用することができる。
これらのスペクトルのデータから温度を推定するために、様々な技術が利用可能である。最も注目すべきことに、超音波ブレードの温度と測定されたインピーダンスとの間の動的関係をモデル化するために、発生器駆動周波数の範囲にわたって、時変の非線形状態空間方程式のセットを採用することができ、
Figure 0007399867000007
 ここで発生器駆動周波数の範囲は装置モデルに固有である。
温度推定の方法
超音波ブレードの温度を推定又は推測する１つの態様は、３つの工程を含み得る。第１に、時間及びエネルギー依存性の温度及び周波数の状態空間モデルを定義する。周波数成分の関数として温度をモデル化するために、一組の非線形状態空間方程式を使用して、電気機械的共振周波数と超音波ブレードの温度との間の関係をモデル化する。第２に、経時的に温度推定器及び状態空間モデルの精度を改善するためにカルマンフィルタを適用する。第３に、超音波トランスデューサ、及びひいては超音波ブレードに印加する電力を制御して超音波ブレードの温度を調節するために、カルマンフィルタのフィードバックループに状態推定器が設けられる。３つの工程を以下に記載する。
工程１
第１の工程は、時間及びエネルギー依存性の温度及び周波数の状態空間モデルを定義することである。周波数成分の関数として温度をモデル化するために、一組の非線形状態空間方程式を使用して、電気機械的共振周波数と超音波ブレードの温度との間の関係をモデル化する。一態様では、状態空間モデルは、以下の式によって定義される。
Figure 0007399867000008
状態空間モデルは、固有周波数Ｆｎ（ｔ）、温度Ｔ（ｔ）、エネルギーＥ（ｔ）、及び時間ｔに対する、電気機械的超音波システムの固有周波数
Figure 0007399867000009
 の変化率及び超音波ブレードの温度
Figure 0007399867000010
 の変化率を表す。
Figure 0007399867000011
 は、電気機械的超音波システムの固有周波数Ｆｎ（ｔ）、超音波ブレードの温度Ｔ（ｔ）、超音波ブレードに印加されるエネルギーＥ（ｔ）、及び時間ｔなどの測定可能かつ観察可能な変数の可観測性を表す。超音波ブレードの温度Ｔ（ｔ）は、推定値として観察可能である。
工程２
第２の工程は、温度推定器及び状態空間モデルを改善するためにカルマンフィルタを適用することである。図２０は、等式：
Figure 0007399867000012
 に従って、インピーダンスに基づいて温度推定器及び状態空間モデルを改善するためのカルマンフィルタ１３３０２０の図であり、これは、本開示の少なくとも１つの態様による、様々な周波数で測定された超音波トランスデューサにわたるインピーダンスを表す。
カルマンフィルタ１３３０２０は、温度推定性能を改善するために用いられてもよく、ノイズの多いデータの中で温度予測を改善するための外部センサ、モデル、又は事前情報の増強を可能にする。カルマンフィルタ１３３０２０は、レギュレータ１３３０２２及びプラント１３３０２４を含む。制御理論では、プラント１３３０２４は、プロセスとアクチュエータとの組み合わせである。プラント１３３０２４は、システムの入力信号と出力信号との間の関係を示す伝達関数と称され得る。レギュレータ１３３０２２は、状態推定器１３３０２６及びコントローラＫ１３３０２８を含む。状態レギュレータ１３３０２６は、フィードバックループ１３３０３０を含む。状態レギュレータ１３３０２６は、入力としてプラント１３３０２４の出力であるｙと、フィードバック変数ｕと、を受信する。状態推定器１３３０２６は、システムの状態の真の値に収束する内部フィードバックシステムである。状態推定器１３３０２６の出力は、
Figure 0007399867000013
 であり、完全なフィードバック制御変数は、電気機械的超音波システムのＦｎ（ｔ）、超音波ブレードの温度の推定値Ｔ（ｔ）、超音波ブレードに印加されるエネルギーＥ（ｔ）、位相角φ、及び時間ｔを含む。コントローラＫ１３３０２８への入力は
Figure 0007399867000014
 であり、コントローラＫ１３３０２８の出力ｕは、状態推定器１３３０２６及びプラント１３３０２４のｔにフィードバックされる。
線形二次推定（ＬＱＥ）としても知られるカルマンフィルタリングは、統計ノイズ及び他の不正確さを含む、経時的に観察される一連の測定値を使用し、単各時間枠の変数にわたる結合確率分布を推定し、したがって実際の測定値の最大尤度推定値を計算することによって、単一の測定のみに基づくものよりも正確となる傾向がある未知の変数の推定値を生成する、アルゴリズムである。アルゴリズムは、２段階プロセスで機能する。予測工程では、カルマンフィルタ１３３０２０は、それらの不確実性と共に、現在の状態変数の推定値を生成する。次の測定の結果が観察されると（ランダムノイズを含むいくらかの量のエラーで必然的に破損する）、これらの推定値は加重平均を使用して更新され、より高い確実性の推定にはより高い重みが与えられる。アルゴリズムは再帰的であり、現在の入力測定値並びに以前に計算された状態及びその不確実性マトリックスのみを使用してリアルタイムで実行することができ、追加の過去の情報は必要とされない。
カルマンフィルタ１３３０２０は、電気機械的超音波システムの動的モデル、そのシステムへの既知の制御入力、並びに超音波トランスデューサに印加された信号の固有周波数及び位相角（例えば、超音波トランスデューサの電気インピーダンスの大きさ及び位相）の複数の連続測定値（観測）を使用して、電気機械的超音波システムの変化する量の推定値（その状態）を形成して電気機械的超音波システムの超音波ブレード部分の温度を予測し、これは、１つの測定値のみを使用して得られる推定値よりも良好である。したがって、カルマンフィルタ１３３０２０は、超音波ブレードの温度の最大尤度推定値を提供するためのセンサ及びデータ融合を含むアルゴリズムである。
カルマンフィルタ１３３０２０は、固有周波数及び位相シフトデータを測定するために、超音波トランスデューサに印加された信号のノイズの多い測定値による不確実性を効果的に処理し、また、ランダムな外部要因による不確実性を効果的に処理する。カルマンフィルタ１３３０２０は、加重平均を使用したシステムの予測された状態と新たな測定値との平均として、電気機械的超音波システムの状態の推定値を生成する。加重値は、より良好な（即ち、より小さい）推定不確実性を提供し、非加重値よりも「信頼できる」ものである。加重は、システム状態の予測の推定された不確実性の尺度である共分散から算出され得る。加重平均の結果は、予測された状態と測定された状態との間に位置する新たな状態推定値であり、いずれか単独よりも良好な推定不確実性を有する。このプロセスは、全ての時間工程で繰り返され、新たな推定値及びその共分散は、以下の反復で使用される予測を提供する。カルマンフィルタ１３３０２０のこの再帰的性質は、新しい状態を計算するのに、電気機械的超音波システムの状態の全履歴ではなく最後の「最良の推測」のみを必要とする。
測定値及び現在状態推定値の相対的確実性は重要な考慮事項であり、フィルタの応答性について、カルマンフィルタ１３３０２０のゲインＫによって議論することが一般的である。カルマンゲインＫは、測定値及び現在状態推定値に与えられる相対重みであり、特定の性能を達成するために「調整」され得る。高いゲインＫの場合、カルマンフィルタ１３３０２０は、最新の測定値により多くの重みを配置し、そのため、最新の測定値に対してより応答的に従う。低いゲインＫの場合、カルマンフィルタ１３３０２０は、モデル予測値に対してより厳密に従う。極値においては、１に近い高ゲインは、より変動的な推定軌道をもたらし、ゼロに近い低ゲインは、ノイズを除去するが応答性を低下させる。
カルマンフィルタ１３３０２０の実際の計算を実行するとき（後述するとおり）、状態推定値及び共分散は、単一の計算セットに関与する複数の次元を扱うためにマトリックスにコード化される。これにより、移行モデル又は共分散のいずれかにおいて、様々な状態変数（位置、速度、及び加速度など）間の直線関係の表現を可能にする。カルマンフィルタ１３３０２０の使用は、誤差がガウスであると仮定しない。しかしながら、カルマンフィルタ１３３０２０は、全ての誤差がガウス分布である特別な場合における正確な条件的確率推定値をもたらす。
工程３
第３の工程は、超音波トランスデューサ、及びひいては超音波ブレードに印加される電力を制御して超音波ブレードの温度を調節するために、カルマンフィルタ１３３０２０のフィードバックループ１３３０３２内の状態推定器１３３０２６を使用する。
図２１は、本開示の少なくとも１つの態様による、推定値を最大化するために、図２０に示すカルマンフィルタ１３３０２０の状態推定器１３３０２６によって採用される３つの確率分布のグラフ表示１３３０４０である。確率分布は、事前確率分布１３３０４２、予測（状態）確率分布１３３０４４、及び観測確率分布１３３０４６を含む。３つの確率分布１３３０４２、１３３０４４、１３３０４６７は、本開示の少なくとも１つの態様による、様々な周波数で測定された超音波トランスデューサにわたるインピーダンスに基づいて温度を調節するために、超音波トランスデューサに印加される電力のフィードバック制御に使用される。インピーダンスに基づいて温度を調節するために超音波トランスデューサに印加される電力のフィードバック制御に使用される推定器は、以下の式によって定義される：
Figure 0007399867000015
 これは、本開示の少なくとも１つの態様による、様々な周波数で測定された超音波トランスデューサにわたるインピーダンスである。
前確率分布１３３０４２は、次の式によって定義される状態変動を含む。
Figure 0007399867000016
 状態変動
Figure 0007399867000017
 は、予測（状態）確率分布１３３０４４として表されるシステムの次の状態を予測するために使用される。観測確率分布１３３０４６は、観測分散σｍが以下の式によって定義されるゲインを定義するために用いられる、システム状態の実際の観測値の確率分布である。
Figure 0007399867000018
フィードバック制御
（状態推定器及びカルマンフィルタによって推定される）温度が制御されることを確実にするために、電力入力が低減される。
一態様では、初期の概念実証は、電気機械的超音波システムの固有周波数と超音波ブレードの温度との間の静的直線関係を仮定した。電気機械的超音波システムの固有周波数の関数としての電力を低減すること（すなわち、フィードバック制御によって温度を調節すること）によって、超音波ブレード先端部の温度を直接制御することができる。この実施例では、超音波ブレードの遠位先端部の温度は、テフロンパッドの融点を超えないように制御され得る。
図２２Ａは、温度フィードバック制御なしの超音波装置の温度対時間のグラフ図１３３０５０である。超音波ブレードの温度（℃）が縦軸に沿って示され、時間（秒）が横軸に沿って示される。試験は、セーム革を超音波装置のジョー内に配置して実施した。一方のジョーは超音波ブレードであり、他方のジョーはテフロンパッドを有するクランプアームである。超音波ブレードは、超音波ブレードとクランプアームとの間にクランプされたセーム革と摩擦係合する間に、共振周波数で励起された。経時的に、超音波ブレードの温度（℃）は、セーム革との摩擦係合に起因して上昇する。経時的に、超音波ブレードの温度プロファイル１３３０５２は、点１３３０５４に示される約１９．５秒後の温度２２０℃においてセーム革試料が切断されるまで上昇する。温度フィードバック制御なしでは、セーム革試料が切断された後、超音波ブレードの温度はテフロンの融点である約３８０℃を大きく超えて最大で約４９０℃の温度まで上昇する。点１３３０５６において、超音波ブレードの温度は、テフロンパッドが完全に融解するまで４９０℃の最高温度に達する。超音波ブレードの温度は、パッドが完全に消滅した後、点１３３０５６におけるピーク温度からわずかに低下する。
図２２Ｂは、本開示の少なくとも１つの態様による、温度フィードバック制御を伴う超音波装置の温度対時間のプロットである。超音波ブレードの温度（℃）が縦軸に沿って示され、時間（秒）が横軸に沿って示される。試験は、超音波装置のジョー内に配置されたセーム革試料を用いて実施した。一方のジョーは超音波ブレードであり、他方のジョーはテフロンパッドを有するクランプアームである。超音波ブレードは、超音波ブレードとクランプアームパッドとの間にクランプされたセーム革と摩擦係合する間に、共振周波数で励起された。経時的に、超音波ブレードの温度プロファイル１３３０６２は、点１３３０６４に示される約２３秒後の温度２２０℃においてセーム革試料が切断されるまで上昇する。温度フィードバック制御ありでは、超音波ブレードの温度は、点１３３０６６で示される、テフロン融点のすぐ下にある約３８０℃の最高温度まで上昇し、続いて概して領域１３３０６８で示される平均約３３０℃まで下げられ、それによってテフロンパッドが融解するのを防ぐ。
パッド保護のための制御された熱管理（ＣＴＭ）
一態様では、本開示は、フィードバック制御を用いて温度を調節するための制御された熱管理（ＣＴＭ）アルゴリズムを提供する。フィードバック制御の出力は、超音波外科用器具にとって望ましい効果ではない超音波エンドエフェクタのクランプアームパッドの溶落ちを防止するために使用され得る。上述したように、一般に、パッドの溶落ちは、エンドエフェクタ内に把持された組織が横切開された後で、パッドと接触する超音波ブレードに超音波エネルギーを連続的に印加することによって引き起こされる。
ＣＴＭアルゴリズムは、一般にチタンで作製された超音波ブレードの共振周波数が、温度に比例して変化するという事実を活用する。温度が上昇すると、超音波ブレードの弾性率が低下し、超音波ブレードの固有周波数も低下する。考慮すべき要因は、超音波ブレードの遠位端が高温であるが、導波管が低温である場合、超音波ブレードの遠位端及び導波管の両方とも高温である場合とは異なる所定の温度を達成するための周波数差（デルタ）が存在することである。
一態様では、ＣＴＭアルゴリズムは、起動開始時に（ロック時に）、超音波電気機械システムの共振周波数の関数として、特定の所定の温度に到達するのに必要な超音波トランスデューサ駆動信号の周波数の変化を計算する。超音波導波管によって超音波ブレードに連結された超音波トランスデューサを備える超音波電気機械システムは、温度と共に変化する所定の共振周波数を有する。ロック時における超音波電気機械システムの共振周波数を用いて、超音波ブレードの初期熱状態を考慮して原因と温度終点を達成するために必要とされる超音波トランスデューサ駆動周波数の変化を推測することができる。超音波電気機械システムの共振周波数は、超音波トランスデューサ、若しくは超音波導波管、若しくは超音波ブレード、又はこれらの構成要素の組み合わせの温度の関数として変化し得る。
図２３は、本開示の少なくとも１つの態様による、初期共振周波数（ロック時の周波数）と、約３４０℃の温度を達成するために必要な周波数（デルタ周波数）の変化との間の関係のグラフ図１３３３００である。約３４０℃の超音波ブレード温度に達するのに必要な周波数の変化は垂直軸に沿って示され、ロック時における電気機械的超音波システムの共振周波数は水平軸に沿って示される。散布図として示される測定データ点１３３３０２に基づいて、約３４０℃の超音波ブレード温度に到達するために必要とされる周波数の変化と、ロックにおける共振周波数と、の間に直線関係１３３３０４が存在する。
共振周波数ロック時では、ＣＴＭアルゴリズムは、ロック周波数と、テフロンパッドの融点（約３４０℃）のすぐ下の温度を達成するために必要とされるデルタ周波数との間の直線関係１３３３０４を用いる。図２４に示すように、周波数が、周波数の下限から特定のバッファ距離内にあると、超音波発生器１３３３１２を備えるフィードバック制御システム１３３３１０は、本開示の少なくとも１つの態様に従い、超音波トランスデューサの周波数（ｆ）が所定の閾値よりも下がることを防ぐために、超音波電気機械システム１３３３１４の超音波トランスデューサに印加される電流（ｉ）設定値を調節する。電流の設定値を低下させることにより、超音波ブレードの変位が減少し、続いて超音波ブレードの温度が低下し、超音波ブレードの固有周波数が上昇する。この関係により、超音波トランスデューサに印加される電流の変化が、超音波ブレードの固有周波数を調節し、超音波ブレード又は超音波電気機械システム１３３３１４の温度を間接的に制御することが可能になる。一態様では、発生器１３３３１２は、例えば、図２、図７、図８Ａ～図８Ｃ、及び図９Ａ～図９Ｂを参照して説明される超音波発生器として実装されてもよい。フィードバック制御システム１３３３１０は、例えば、図１６～図１７を参照して説明したＰＩＤコントローラとして実装されてもよい。
図２５は、本開示の少なくとも１つの態様による、超音波エンドエフェクタ内のクランプアームパッドを保護するための制御された熱管理（ＣＴＭ）アルゴリズムのプロセス又は論理構成のフロー図１３３３２０である。フロー図１３３３２０によって例示されるプロセス又は論理構成は、本明細書に記載される超音波発生器１３３３１２によって、又は超音波器具内に位置する制御回路若しくはこれらの組み合わせによって実行され得る。上述したように、発生器１３３３１２は、例えば、図２、図７、図８Ａ～図８Ｃ、及び図９Ａ～図９Ｂを参照して説明される発生器として実装されてもよい。
一態様では、発生器１３３３１２内の制御回路は、最初に、超音波トランスデューサに電流を印加することによって超音波器具を起動させる。超音波電気機械システムの共振周波数は、最初に、超音波ブレード温度が低温であるか又は室温に近い初期状態でロックされる。例えば、組織との摩擦接触によって超音波ブレードの温度が上昇すると、制御回路は、超音波電気機械システムの共振周波数における変化又はデルタを監視し、所定のブレード温度に対するデルタ周波数閾値に到達したか否かを判定する（１３３３２４）。デルタ周波数が閾値を下回る場合、プロセスは、「いいえ」分岐に沿って進み、制御回路は引き続き、新しい共振周波数を探索し（１３３３２４）、デルタ周波数を監視する。デルタ周波数がデルタ周波数閾値を満たすか又はそれを超えると、プロセスは、「はい」分岐に沿って進み、クランプアームパッドの融点に対応する新しい低周波数限界（閾値）を計算する（１３３３２６）。非限定的な一実施例では、クランプアームパッドはテフロン製であり、融点は約３４０℃である。
新しい周波数下限が計算されると（１３３３２６）、制御回路は、共振周波数が新たに計算されたより低い周波数限界に近いかどうかを判定する（１３３３２８）。例えば、テフロンクランプアームパッドの場合、制御回路は、例えば、超音波ブレード温度が３５０℃に近づいているかどうかを、現在の共振周波数に基づいて決定する（１３３３２８）。電流の共振周波数が低周波数限界を上回る場合、プロセスは、「いいえ」分岐に沿って進み、組織横切開に適した超音波トランスデューサに通常のレベルの電流を印加する（１３３３３０）。あるいは、電流の共振周波数が、低周波数限界以下である場合、プロセスは、「はい」分岐に沿って進み、超音波トランスデューサに印加される電流を修正することによって共振周波数を調節する（１３３３３２）。一態様では、制御回路は、例えば図１６～図１７を参照して説明したようなＰＩＤコントローラを採用する。制御回路は、ループ内の周波数を調節して（１３３３３２）、「封止及び切断」外科処置が終了され、超音波トランスデューサが作動停止されるまで、周波数がいつ下限に近づいているかを判定する（１３３３２８）。論理フロー図１３３３２０によって示されるＣＴＭアルゴリズムは、クランプアームパッドの融点又はその付近でのみ効果を有するため、ＣＴＭアルゴリズムは組織が横切開された後で起動される。
試料上で実施される破裂圧力試験は、論理フロー図１３３３２０によって示されるＣＴＭプロセス又は論理構成が、血管又は他の組織を封止及び切断するために用いられるとき、封止の破裂圧力への影響が存在しないことを示す。更に、試験試料に基づいて、横切開時間が影響を受けた。更に、温度測定は、超音波ブレード温度は、ＣＴＭフィードバックアルゴリズム制御なしの装置と比較してＣＴＭアルゴリズムによって境界され、発射間に５秒間の休息を設けた、パッドに対して１０秒の間に最大出力で１０回の発射を経験した装置は、パッドの損耗が著しく減少し、ＣＴＭアルゴリズムフィードバック制御を有さない装置は、この酷使試験で３回以上耐えることはなかったことを確認する。
図２６は、本開示の少なくとも１つの態様による、超音波ブレードの所望の温度と、スマート超音波ブレードの温度及び従来の超音波ブレードの温度とを比較する、温度対時間のグラフ図１３３３４０である。温度（℃）が縦軸に沿って示され、時間（秒）が横軸に沿って示される。プロットにおいて、破線は、超音波ブレードの所望の温度を表す温度閾値１３３３４２である。実線は、図２４及び図２５を参照して説明したＣＴＭアルゴリズムの制御下での、スマート超音波ブレードの温度対時間曲線１３３３４４である。点線は、図２４及び図２５を参照して説明したＣＴＭアルゴリズムの制御下にない標準の超音波ブレードの温度対時間曲線１３３３４６である。図示されるように、ＣＴＭアルゴリズムの制御下でのスマート超音波ブレードの温度が所望の温度閾値（約３４０℃）を超えると、ＣＴＭアルゴリズムは制御権を獲得して、横切開処置が完了して超音波トランスデューサへの電力が停止又は遮断されるまで、スマート超音波ブレードの温度を閾値と可能な限り近く一致させるように制御する。
別の態様では、本開示は、例えば超音波剪断などの超音波装置による「封止のみ」の組織効果のためのＣＴＭアルゴリズムを提供する。一般的に言えば、超音波外科用器具は、典型的には、組織を同時に封止及び切断する。切断せずに封止のみするように構成された超音波装置を作製することは、切断を開始する前にいつ封止が完了するかを知ることが不確実であるため、超音波技術のみを使用して達成が困難ではなかった。一態様では、ＣＴＭアルゴリズムが、超音波ブレードの温度が組織を切断（横切開）するために必要な温度を超えることができるが、クランプアームパッドの融点を超えないようにすることによって、エンドエフェクタのクランプアームパッドを保護するように構成されてもよい。別の態様では、ＣＴＭの封止のみアルゴリズムが、組織の封止温度（実験に基づいて約１１５℃～約１８０℃）を超えるが、組織の切断（横切開）温度（約１８０℃～約３５０℃）を超えないように調整されてもよい。後者の構成では、ＣＴＭの封止のみアルゴリズムは、成功裏に実証された「封止のみ」組織効果を提供する。例えば、図２５に示される初期ロック周波数に対する周波数の変化を計算する線形フィットでは、フィットの切片を変化させることは、超音波ブレードの最終的な定常状態温度を調節することになる。切片パラメータを調節することによって、超音波ブレードを、約１８０℃を決して超えず、組織封止をもたらすが切断しないように設定することができる。一態様では、ブレードの温度はＣＴＭの封止のみアルゴリズムによって制御されるため、クランプ力を増加させることは、クランプアームパッドの溶落ちに影響を与えることなく封止プロセスを改善することができる。上述したように、ＣＴＭの封止のみアルゴリズムは、例えば、図２、図７、図８Ａ～図８Ｃ、図９Ａ～図９Ｂ、図１６、及び図１７を参照して説明した発生器及びＰＩＤコントローラによって実装されてもよい。したがって、図２５に示すフロー図１３３３２０は、制御回路が新たな低周波数限界を計算し（１３３３２６）（閾値ｔは、例えば、約１８０℃などの「封止のみ」温度に対応する）、周波数がいつ下限に近づいているかを判定し（１３３３２８）、「封止のみ」の外科処置が終了して超音波トランスデューサが停止されるまで温度を調節する（１３３３３２）ように修正されてもよい。
別の態様では、本開示は、非外傷的把持が実行可能であるときを検出するように構成された低温熱監視（ＣＴＭｏ）アルゴリズムを提供する。音響超音波エネルギーは、組織を切断又は横切開する所望の効果を達成するために、約２３０℃～約３００℃の超音波ブレード温度をもたらす。超音波トランスデューサを停止した後の一定期間、超音波ブレードの金属本体内に熱が保持されるため、超音波ブレードに蓄えられた残留熱は、超音波ブレードが冷却する機会を持つ前に超音波エンドエフェクタが組織を把持するために使用された場合に、組織の損傷を引き起こす可能性がある。
一態様では、ＣＴＭｏアルゴリズムは、高温状態における固有周波数からエンドエフェクタによって把持された組織を損傷することなく非外傷的把持が実行可能である温度における固有周波数までの超音波電気機械システムの固有周波数における変化を計算する。直接的に、又は超音波トランスデューサを起動してから所定の期間、固有周波数が見出されることが予期される、例えば約４８，０００～５２，０００Ｈｚの周波数の帯域幅を含む非治療的信号（約５ｍＡ）が、超音波トランスデューサに印加される。ＦＦＴアルゴリズム、又は非治療的信号で超音波トランスデューサを刺激する間に測定される超音波トランスデューサのインピーダンスの他の超音波電気機械システムの固有周波数を検出する数学的に有効なアルゴリズムは、インピーダンスの大きさが最小である周波数として超音波ブレードの固有周波数を示す。このように超音波トランスデューサを継続的に刺激することにより、ＦＦＴ又は固有周波数を推測又は測定するための他のアルゴリズムの周波数分解能内で超音波ブレードの固有周波数の継続的なフィードバックを提供する。非外傷的把持が実現可能である温度に対応する固有周波数の変化が検出されると、装置は非外傷的把持が可能であると示すために、トーン、若しくはＬＥＤ、若しくはスクリーンディスプレイ、若しくは他の形態の通知、又はこれらの組み合わせが提供される。
別の態様では、本開示は、封止及び切断又は横切開の終了のために調整するように構成されたＣＴＭアルゴリズムを提供する。「組織封止」及び「切断の終了」の通知を提供することは、温度測定を超音波ブレードに容易に直接装着することができず、またクランプアームパッドはセンサを使用したブレードによって明確に検出されないため、従来の超音波装置にとって難しい課題である。ＣＴＭアルゴリズムは、超音波ブレードの温度状態を示すことができ、また「切断の終了」若しくは「組織封止」又はその両方の状態は、温度ベースの事象であるため、これらを示すために用いられ得る。
一態様では、本開示によるＣＴＭアルゴリズムは、「切断の終了」状態を検出して、通知を起動する。組織は、典型的には、高い確率で約２１０～約３２０℃で切断する。ＣＴＭアルゴリズムは３２０℃（又はそれに類する）でトーンを起動させて、その組織に対してそれ以上作用させることは生産的ではないということ、更に、その組織はおそらく切断済であり、超音波ブレードは現在ではクランプアームパッドに対して稼働しているということを示すことができる。なお、超音波ブレードがクランプアームパッドに対して稼働することは、ＣＴＭアルゴリズムが超音波ブレードの温度を制御しているため、ＣＴＭアルゴリズムが動作中は許容可能である。一態様では、ＣＴＭアルゴリズムは、超音波ブレードの温度が３２０℃に達したと推定されたら、超音波ブレードの温度を約３２０℃に維持するために、超音波トランスデューサへの電力を制御又は調節するようにプログラムされる。この時点でトーンを開始することにより、組織が切断されたと示すことができる。ＣＴＭアルゴリズムは、温度による周波数の変動に基づく。初期状態温度を（初期周波数に基づいて）判定した後、ＣＴＭアルゴリズムは、組織が切断されたときを示す温度に対応する周波数変化を計算することができる。例えば、開始周波数が５１，０００Ｈｚである場合、ＣＴＭアルゴリズムは、３２０℃に達するために必要とされる周波数の変化（マイナス１１２Ｈｚであり得る）を計算する。続いて、ＣＴＭアルゴリズムは制御を開始して、その周波数設定値（例えば５０，８８８Ｈｚ）を維持し、それによって超音波ブレードの温度を調節する。同様に、周波数変化は、組織がおそらく切断されたことを示す温度に超音波ブレードがあるときを示す初期周波数に基づいて計算することができる。この時点で、ＣＴＭアルゴリズムは電力を制御する必要はなく、単に組織の状態を示すためのトーンを開始すればよく、又は、所望であれば、ＣＴＭアルゴリズムはこの時点での周波数を制御してその温度を維持することができる。どちらにしても、「切断の終了」が示される。
温度制御を備える超音波封止アルゴリズム
超音波ブレード温度制御のための超音波封止アルゴリズムは、超音波ブレードの周波数／温度関係を利用するための本明細書に記載される周波数－温度フィードバック制御アルゴリズムを用いて、止血を改善するために採用され得る。
一態様では、本開示の様々な態様に記載されるように、周波数－温度フィードバック制御アルゴリズムを採用して、温度に関連する測定された共振周波数（分光法を使用して）に基づいて超音波トランスデューサに印加される電力レベルを変更することができる。一態様では、周波数－温度フィードバック制御アルゴリズムは、超音波器具上のエネルギーボタンによって起動されてもよい。
最適な組織効果は、封止サイクルの初期に超音波トランスデューサを駆動する電力レベルを増加させて（例えば、超音波トランスデューサに印加される駆動電圧Ｖｇ（ｔ）若しくは電流Ｉｇ（ｔ）又はその両方を増加させることによって）組織を急速に加熱して乾燥させ、続いて超音波トランスデューサを駆動する電力レベルを低下させて（例えば、超音波トランスデューサに印加される駆動電圧Ｖｇ（ｔ）若しくは電流Ｉｇ（ｔ）又はその両方を低下させることによって）最終的な封止を徐々に形成させることによって得ることができるということは既知である。一態様では、本開示による周波数－温度フィードバック制御アルゴリズムは、高電力レベル段階中に組織が加熱するのにつれて組織が到達することのできる温度閾値に制限を設定し、続いてクランプジョーパッド（例えばテフロン）の融点温度に基づいて電力レベルを低下させて超音波ブレードの温度を制御して、封止を完了する。制御アルゴリズムは、器具上のエネルギーボタンを作動させることによって実施することができ、より応答性／適応性の高い封止を行い、止血アルゴリズムの複雑性を低減する。
図２７は、本開示の少なくとも１つの態様による、温度制御を伴う超音波封止を提供するための制御プログラム又は論理構成を示すプロセスの論理フロー図１３３１８０である。制御アルゴリズムによれば、発生器若しくは器具のプロセッサ若しくは制御回路又はその両方は、分光法を用いた超音波ブレードの感知（例えばスマートブレード）を起動し（１３３１８２）、超音波ブレードの共振周波数（例えば超音波電気機械システムの共振周波数）を測定して（１３３１８４）、本明細書に記載される周波数－温度フィードバック制御アルゴリズム（分光法）を用いて超音波ブレードの温度を判定する。上述したように、超音波電気機械システムの共振周波数は、電気機械的超音波システムの共振周波数の関数として超音波ブレードの温度を得るようにマッピングされる。
超音波電気機械システムの第１の所望の共振周波数ｆｘは、超音波ブレードの第１の所望の温度Ｚ°に対応する。一態様では、第１の所望の超音波ブレード温度Ｚ°は、組織凝固のための最適温度（例えば、４５０℃）である。超音波電気機械システムの第２の所望の周波数ｆＹは、超音波ブレードの第２の所望の温度ＺＺ°に対応する。一態様では、第２の所望の超音波ブレード温度ＺＺ°は、３３０℃の温度であり、これは、テフロンの場合に約３８０℃であるクランプアームパッドの融点温度よりも低い。
発生器若しくは器具のプロセッサ若しくは制御回路又はその両方は、超音波電気機械システムの測定された共振周波数を第１の所望の周波数ｆｘと比較する（１３３１８６）。換言すれば、プロセスは、超音波ブレードの温度が、最適な組織凝固のための温度よりも高いか否かを判定する。超音波電気機械システムの測定された共振周波数が第１の所望の周波数ｆｘよりも低い場合、プロセスは、「いいえ」分岐に沿って進み、発生器若しくは器具のプロセッサ若しくは制御回路又はその両方は、超音波電気機械システムの測定された共振周波数が第１の所望の周波数ｆｘを超えるまで、超音波トランスデューサに印加される電力レベルを増加して（１３３１８８）超音波ブレードの温度を上昇させる。この場合、組織凝固プロセスが完了し、プロセスは、超音波ブレードの温度を、第２の所望の周波数ｆｙに対応する第２の所望の温度に制御する。
プロセスは「はい」分岐に沿って進み、発生器若しくは器具のプロセッサ若しくは制御回路又はその両方が、超音波トランスデューサに印加される電力レベルを低減させて（１３３１９０）、超音波ブレードの温度を低下させる。発生器若しくは器具のプロセッサ若しくは制御回路又はその両方は、超音波電気機械システムの共振周波数を測定し（１３３１９２）、測定された共振周波数を第２の所望の周波数ｆＹと比較する。測定された共振周波数が第２の所望の周波数ｆＹ以上である場合、発生器若しくは器具のプロセッサ若しくは制御回路又はその両方は、測定された共振周波数が第２の所望の周波数ｆＹ未満となるまで超音波出力レベルを低下させる（１３３１９０）。周波数－温度フィードバック制御アルゴリズムは、超音波電気機械システムの測定された共振周波数を第２の所望の周波数ｆｙ未満に維持し（例えば、超音波ブレードの温度はクランプアームパッドの融点の温度未満である）、続いて、発生器は、超音波トランスデューサに印加される電力レベルの増加を実行して、組織横切開プロセスが完了する（１３３１９６）まで超音波ブレードの温度を増加させる。
図２８は、本開示の少なくとも１つの態様による、時間の関数としての超音波トランスデューサ電流及び超音波ブレード温度のグラフ図１３３２００である。図２８は、図２７に記載された周波数－温度フィードバック制御アルゴリズムの適用の結果を示す。グラフ図１３３２００は、時間の関数としての超音波トランスデューサ電流Ｉｇ（ｔ）の第２のプロット１３３２０４に対する時間の関数としての超音波ブレード温度の第１のプロット１３３２０２を示す。示されるように、トランスデューサ電流Ｉｇ（ｔ）は、超音波ブレード温度が最適な凝固温度である４５０℃に達するまで一定に維持される。超音波ブレード温度が４５０℃に達すると、周波数－温度フィードバック制御アルゴリズムは、例えば、超音波ブレードの温度が、例えばテフロンパッドの融点未満である３３０℃未満に低下するまで、トランスデューサ電流Ｉｇ（ｔ）を減少させる。
一態様では、本開示によるＣＴＭアルゴリズムは、「組織封止」状態を検出し、通知を起動する。切断の終了を検出するのと同様に、組織は約１０５～約２００℃で封止する。封止のみの状態を示す、超音波ブレードの温度が２００℃に達したことを示すのに必要な初期周波数からの周波数変化は、超音波トランスデューサの起動の開始時点で計算することができる。ＣＴＭアルゴリズムはこの時点でトーンを起動することができ、外科医が、封止のみの状態を得ることを望む場合は、外科医は起動を停止してもよく、若しくは封止のみの状態を達成することを望む場合は、外科医は超音波トランスデューサの起動を停止して、この時点から特定の封止のみアルゴリズムを自動的に開始してもよく、又は外科医は、組織切断状態を達成するために超音波トランスデューサの起動を継続してもよい。
いくつかの形態が例示され説明されてきたが、添付の「特許請求の範囲」をそのような詳述に制限又は限定することは、本出願人が意図するところではない。多くの修正、変形、変更、置換、組み合わせ及びこれらの形態の等価物を実装することができ、本開示の範囲から逸脱することなく当業者により想到されるであろう。更に、記述する形態に関連した各要素の構造は、その要素によって行われる機能を提供するための手段として代替的に説明することができる。また、材料が特定の構成要素に関して開示されているが、他の材料が使用されてもよい。したがって、上記の説明文及び添付の特許請求の範囲は、全てのそのような修正、組み合わせ、及び変形を、開示される形態の範囲に含まれるものとして網羅することを意図としたものである点を理解されたい。添付の特許請求の範囲は、全てのそのような修正、変形、変更、置換、修正、及び等価物を網羅することを意図する。
上記の詳細な説明は、ブロック図、フローチャート、及び／又は実施例を介して装置及び／又はプロセスの様々な形態について記載してきた。そのようなブロック図、フローチャート、及び／又は実施例が１つ以上の機能及び／又は動作を含む限り、当業者は、そのようなブロック図、フローチャート、及び／又は実施例に含まれる各機能及び／又は動作は、多様なハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの事実上いかなる組み合わせによっても、個々に及び／又は集合的に実装することができることを理解するであろう。当業者には、本明細書で開示される形態のうちのいくつかの態様の全部又は一部が、１台以上のコンピュータ上で稼働する１つ以上のコンピュータプログラムとして（例えば、１台以上のコンピュータシステム上で稼働する１つ以上のプログラムとして）、１つ以上のプロセッサ上で稼働する１つ以上のプログラムとして（例えば、１つ以上のマイクロプロセッサ上で稼働する１つ以上のプログラムとして）、ファームウェアとして、又はこれらの事実上いかなる組み合わせとしても集積回路で同等に実現されることができ、また、回路を設計すること、並びに／又はソフトウェア及び／若しくはファームウェアのコードを書き出すことが本開示を鑑みれば当業者の技能の範囲内に含まれることが理解されよう。更に、本明細書に記載した主題の機構は、多様な形式で１つ以上のプログラム製品として分配されることが可能であり、本明細書に記載した主題の例証的な形態は、分配を実際に行うために使用される信号支持媒体の特定の種類にかかわらず適用されることが、当業者には理解されるであろう。
様々な開示された態様を実行するように論理をプログラムするために使用される命令は、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、キャッシュ、フラッシュメモリ、又はその他の記憶装置などのシステム内のメモリに記憶され得る。更に、命令は、ネットワークを介して、又はその他のコンピュータ可読媒体によって分配され得る。したがって、機械可読媒体としては、機械（例えば、コンピュータ）によって読み出し可能な形態で情報を記憶又は送信するための任意の機構を挙げることができるが、フロッピーディスケット、光ディスク、コンパクトディスク、読み出し専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、並びに磁気光学ディスク、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、磁気若しくは光カード、フラッシュメモリ、又は、電気的、光学的、音響的、若しくはその他の形態の伝播信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号など）を介してインターネットを介した情報の送信に使用される有形機械可読記憶装置に限定されない。したがって、非一時的コンピュータ可読媒体としては、機械（例えば、コンピュータ）によって読み出し可能な形態で電子命令又は情報を記憶又は送信するのに好適な任意の種類の有形機械可読媒体が挙げられる。
本明細書の任意の態様で使用されるとき、用語「制御回路」は、例えば、ハードワイヤード回路、プログラマブル回路（例えば、１つ以上の個々の命令処理コアを含むコンピュータプロセッサ、処理ユニット、プロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロコントローラユニット、コントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ）、プログラマブル論理アレイ（ＰＬＡ）、又はフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ））、状態機械回路、プログラマブル回路によって実行される命令を記憶するファームウェア、及びこれらの任意の組み合わせを指すことができる。制御回路は、集合的に又は個々に、例えば、集積回路（integrated circuit、ＩＣ）、特定用途向け集積回路（application-specific integrated circuit、ＡＳＩＣ）、システムオンチップ（ＳｏＣ）、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、サーバ、スマートフォンなどの、より大きなシステムの一部を形成する回路として具現化され得る。したがって、本明細書で使用するとき、「制御回路」としては、少なくとも１つの個別の電気回路を有する電気回路、少なくとも１つの集積回路を有する電気回路、少なくとも１つの特定用途向け集積回路を有する電気回路、コンピュータプログラムによって構成された汎用コンピューティング装置（例えば、本明細書で説明したプロセス及び／若しくは装置を少なくとも部分的に実行するコンピュータプログラムによって構成された汎用コンピュータ、又は本明細書で説明したプロセス及び／若しくは装置を少なくとも部分的に実行するコンピュータプログラムによって構成されたマイクロプロセッサ）を形成する電気回路、メモリ装置（例えば、ランダムアクセスメモリの形態）を形成する電気回路、並びに／又は通信装置（例えば、モデム、通信スイッチ、若しくは光－電気機器）を形成する電気回路が挙げられるが、これらに限定されない。当業者は、本明細書で述べた主題が、アナログ若しくはデジタルの形式又はこれらのいくつかの組み合わせで実現されてもよいことを認識するであろう。
本明細書の任意の態様で使用される場合、「論理」という用語は、前述の動作のいずれかを実行するように構成されたアプリケーション、ソフトウェア、ファームウェア、及び／又は回路を指し得る。ソフトウェアは、非一時的コンピュータ可読記憶媒体上に記録されたソフトウェアパッケージ、コード、指示、指示セット、及び／又はデータとして具現化され得る。ファームウェアは、メモリ装置内のコード、指示若しくは指示セット、及び／又はハードコードされた（例えば、不揮発性の）データとして具現化され得る。
本明細書の任意の態様で使用するとき、「構成要素」、「システム」、「モジュール」などという用語は、ハードウェア、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせ、ソフトウェア、又は実行中ソフトウェアのいずれかであるコンピュータ関連エンティティを指すことができる。
本明細書の任意の態様で使用するとき、「アルゴリズム」とは、所望の結果につながる工程の自己無撞着シーケンスを指し、「工程」とは、必ずしも必要ではないが、記憶、転送、結合、比較、及び別様に操作されることが可能な電気又は磁気信号の形態をなすことができる物理的量及び／又は論理状態の操作を指す。これらの信号を、ビット、値、要素、記号、文字、用語、番号などとして言及することが一般的な扱い方である。これらの及び類似の用語は、適切な物理的量と関連付けられ得、また単に、これらの量及び／又は状態に適用される便利な標識である。
ネットワークとしては、パケット交換ネットワークを挙げることができる。通信装置は、選択されたパケット交換ネットワーク通信プロトコルを使用して、互いに通信することができる。１つの例示的な通信プロトコルとしては、伝送制御プロトコル／インターネットプロトコル（Transmission Control Protocol/Internet Protocol、ＴＣＰ／ＩＰ）を使用して通信を可能にすることができるイーサネット通信プロトコルを挙げることができる。イーサネットプロトコルは、Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ（ＩＥＥＥ）によって発行された２００８年１２月発行の表題「ＩＥＥＥ８０２．３Ｓｔａｎｄａｒｄ」、及び／又は本規格の後のバージョンのイーサネット規格に準拠するか、又は互換性があり得る。代替的に又は追加的に、通信装置は、Ｘ．２５通信プロトコルを使用して互いに通信することができる。Ｘ．２５通信プロトコルは、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ－Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ Ｓｅｃｔｏｒ（ＩＴＵ－Ｔ）によって公布された規格に準拠するか、又は互換性があり得る。代替的に又は追加的に、通信装置は、フレームリレー通信プロトコルを使用して互いに通信することができる。フレームリレー通信プロトコルは、Ｃｏｎｓｕｌｔａｔｉｖｅ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ ｆｏｒ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｇｒａｐｈ ａｎｄ Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ（ＣＣＩＴＴ）及び／又はｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ（ＡＮＳＩ）によって公布された規格に準拠するか、又は互換性があり得る。代替的に又は追加的に、送受信機は、非同期転送モード（Asynchronous Transfer Mode、ＡＴＭ）通信プロトコルを使用して互いに通信することが可能であり得る。ＡＴＭ通信プロトコルは、ＡＴＭ Ｆｏｒｕｍによって「ＡＴＭ－ＭＰＬＳ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｗｏｒｋｉｎｇ ２．０」という題で２００１年８月に公開されたＡＴＭ規格及び／又は本規格の後のバージョンに準拠するか、又は互換性があり得る。当然のことながら、異なる及び／又は後に開発されたコネクション型ネットワーク通信プロトコルは、本明細書で等しく企図される。
別段の明確な定めがない限り、前述の開示から明らかなように、前述の開示全体を通じて、「処理する」、「計算する」、「算出する」、「決定する」、「表示する」などの用語を使用する議論は、コンピュータシステムのレジスタ及びメモリ内で物理（電子的）量として表現されるデータを、コンピュータシステムのメモリ若しくはレジスタ又はそのような情報記憶、伝送、若しくは表示装置内で物理量として同様に表現される他のデータへと操作し変換する、コンピュータシステム又は類似の電子計算装置の動作及び処理を指していることが理解されよう。
１つ以上の構成要素が、本明細書中で、「ように構成されている（configured to）」、「ように構成可能である（configurable to）」、「動作可能である／ように動作する（operable/operative to）」、「適合される／適合可能である（adapted/adaptable）」、「ことが可能である（able to）」、「準拠可能である／準拠する（conformable/conformed to）」などと言及され得る。当業者は、「ように構成されている」は、一般に、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除き、アクティブ状態の構成要素及び／又は非アクティブ状態の構成要素及び／又はスタンドバイ状態の構成要素を包含し得ることを理解するであろう。
「近位」及び「遠位」という用語は、本明細書では、外科用器具のハンドル部分を操作する臨床医を基準として使用される。「近位」という用語は、臨床医に最も近い部分を指し、「遠位」という用語は、臨床医から離れた位置にある部分を指す。便宜上及び明確性のために、「垂直」、「水平」、「上」、及び「下」などの空間的用語が、本明細書において図面に対して使用され得ることが更に理解されよう。しかしながら、外科用器具は、多くの配向及び位置で使用されるものであり、これらの用語は限定的及び／又は絶対的であることを意図したものではない。
当業者は、一般に、本明細書で使用され、特に添付の特許請求の範囲（例えば、添付の特許請求の範囲の本文）で使用される用語は、概して「限定されない」用語として意図されるものである（例えば、「含む（including）」という用語は、「～を含むが、それらに限定されない」と解釈されるべきであり、「有する（having）」という用語は、「～を少なくとも有する」と解釈されるべきであり、「含む（includes）」という用語は、「～を含むが、それらに限定されない」と解釈されるべきであるなど）ことを理解するであろう。更に、導入された請求項記載において特定の数が意図される場合、かかる意図は請求項中に明確に記載され、かかる記載がない場合は、かかる意図は存在しないことが、当業者には理解されるであろう。例えば、理解を助けるものとして、後続の添付の特許請求の範囲は、「少なくとも１つの」及び「１つ以上の」という導入句を、請求項記載を導入するために含むことがある。しかしながら、かかる句の使用は、「ａ」又は「ａｎ」という不定冠詞によって請求項記載を導入した場合に、たとえ同一の請求項内に「１つ以上の」又は「少なくとも１つの」といった導入句及び「ａ」又は「ａｎ」という不定冠詞が含まれる場合であっても（例えば、「ａ」及び／又は「ａｎ」は通常、「少なくとも１つの」又は「１つ以上の」を意味するものと解釈されるべきである）、かかる導入された請求項記載を含むいかなる特定の請求項も、かかる記載事項を１つのみ含む特許請求の範囲に限定されると示唆するものと解釈されるべきではない。定冠詞を使用して請求項記載を導入する場合にも、同様のことが当てはまる。
更に、導入された請求項記載において具体的な数が明示されている場合であっても、かかる記載は、典型的には、少なくとも記載された数を意味するものと解釈されるべきであることが、当業者には認識されるであろう（例えば、他に修飾語のない、単なる「２つの記載事項」という記載がある場合、通常は、少なくとも２つの記載事項、又は２つ以上の記載事項を意味する）。更に、「Ａ、Ｂ、及びＣなどのうちの少なくとも１つ」に類する表記が使用される場合、一般に、かかる構文は、当業者がその表記を理解するであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも１つを有するシステム」は、これらに限定するものではないが、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢの両方、ＡとＣの両方、ＢとＣの両方、及び／又はＡとＢとＣの全てなどを有するシステムを含む）。「Ａ、Ｂ、又はＣなどのうちの少なくとも１つ」に類する表記が使用される場合、一般に、かかる構文は、当業者がその表記を理解するであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、又はＣのうちの少なくとも１つを有するシステム」は、これらに限定するものではないが、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢの両方、ＡとＣの両方、ＢとＣの両方、及び／又はＡとＢとＣの全てなどを有するシステムを含む）。典型的には、２つ以上の代替的な用語を表わすあらゆる選言的な語及び／又は句は、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除いて、明細書内であろうと、特許請求の範囲内であろうと、又は図面内であろうと、それら用語のうちの１つ、それらの用語のうちのいずれか、又はそれらの用語の両方を含む可能性を意図すると理解されるべきであることが、当業者には更に理解されよう。例えば、「Ａ又はＢ」という句は、典型的には、「Ａ」又は「Ｂ」あるいは「Ａ及びＢ」の可能性を含むものと理解されよう。
添付の特許請求の範囲に関して、当業者は、本明細書において引用した動作は一般に、任意の順序で実施され得ることを理解するであろう。また、様々な動作のフロー図がシーケンス（複数可）で示されているが、様々な動作は、例示されたもの以外の順序で行われてもよく、又は同時に行われてもよいことが理解されるべきである。かかる代替の順序付けの例は、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除いて、重複、交互配置、割り込み、再順序付け、漸進的、予備的、補足的、同時、逆、又はその他の異なる順序付けを含み得る。更に、「～に応答する」、「～に関連する」といった用語、又はその他の過去時制の形容詞は、一般に、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除き、かかる変化形を除外することを意図するものではない。
「一態様」、「態様」、「例示」、「一例示」などへの任意の参照は、その態様に関連して記載される特定の機能、構造、又は特性が少なくとも１つの態様に含まれることを意味することは特記に値する。したがって、本明細書全体を通じて様々な場所に見られる「一態様では」、「態様では」、「例示では」、及び「一例示では」という句は、必ずしも全てが同じ態様を指すものではない。更に、特定の特徴、構造、又は特性は、１つ以上の態様において任意の好適な様態で組み合わせることができる。
本明細書で参照され、かつ／又は任意の出願データシートに列挙される任意の特許出願、特許、非特許刊行物、又はその他の開示資料は、組み込まれる資料が本明細書と矛盾しない範囲で、参照により本明細書に組み込まれる。それ自体、また必要な範囲で、本明細書に明瞭に記載される開示内容は、参照により本明細書に組み込まれるあらゆる矛盾する記載に優先するものとする。現行の定義、見解、又は本明細書に記載されるその他の開示内容と矛盾する任意の内容、又はそれらの部分は本明細書に参考として組み込まれるものとするが、参照内容と現行の開示内容との間に矛盾が生じない範囲においてのみ、参照されるものとする。
要約すると、本明細書に記載した構想を用いる結果として得られる多くの利益が説明されてきた。１つ以上の形態の上述の記載は、例示及び説明を目的として提示されているものである。包括的であることも開示された厳密な形態に限定することも意図されていない。上記の教示を鑑みて、修正又は変形が可能である。１つ以上の形態は、原理及び実際の応用について例示し、それによって、様々な形態を様々な修正例と共に、想到される特定の用途に適するものとして当業者が利用できるようにするために、選択され説明されたものである。本明細書と共に提示される特許請求の範囲が全体的な範囲を定義することが意図される。
本明細書に記載される主題の様々な態様は、以下の番号付けされた実施例において説明される。
実施例１．温度制御を伴う超音波封止方法であって、
超音波ブレード温度感知を起動することと、
超音波導波管を介して超音波ブレードに連結された超音波トランスデューサを備える超音波電気機械システムの、第１の共振周波数を測定することと、
測定された第１の共振周波数と、超音波ブレードの第１の所定の温度に対応する第１の所定の共振周波数との間の第１の比較を行うことと、
第１の比較に基づいて、超音波トランスデューサに印加される電力レベルを調節することと、
を含む方法。
実施例２．測定された第１の共振周波数と、第１の所定の温度に対応する第１の所定の共振周波数との間の第１の比較を行うことが、測定された第１の共振周波数と、最適な組織凝固温度に対応する第１の所定の共振周波数との間の第１の比較を行うことを含む、実施例１に記載の方法。
実施例３．組織封止プロセスの完了を判定することを更に含む、実施例１又は２のいずれか１つ以上に記載の方法。
実施例４．超音波電気機械システムの第２の共振周波数を測定することと、
測定された第２の共振周波数と、超音波ブレードの第２の所定の温度に対応する第２の所定の共振周波数との間の第２の比較を行うことと、
第２の比較に基づいて、超音波トランスデューサに印加される電力レベルを調節することと、
を更に含む、実施例１～３のいずれか１つ以上に記載の方法。
実施例５．測定された第２の共振周波数と、第２の所定の温度に対応する第２の所定の共振周波数との間の第２の比較を行うことが、測定された第２の共振周波数と、クランプアームパッドの融点温度に対応する第２の所定の共振周波数との間の第２の比較を行うことを含む、実施例４の方法。
実施例６．超音波封止が完了するまで、超音波トランスデューサに印加される電力レベルを増加させることを更に含む、実施例４又は５のいずれか１つ以上に記載の方法。
実施例７．超音波導波管を介して超音波ブレードに連結された超音波トランスデューサを備える超音波電気機械システムと、
クランプアームパッドと、
超音波トランスデューサに電力を供給するように構成された発生器であって、
超音波ブレード温度感知を起動させ、
超音波電気機械システムの第１の共振周波数を測定し、
測定された第１の共振周波数と、超音波ブレードの第１の所定の温度に対応する第１の所定の共振周波数との間の第１の比較を行い、
比較に基づいて、超音波トランスデューサに印加される電力レベルを調節する、
ように構成された制御回路を含む発生器と、
を備える超音波外科用器具。
実施例８．超音波ブレードの第１の所定の温度が、最適な組織凝固温度に対応する、実施例７に記載の超音波外科用器具。
実施例９．制御回路が、組織封止プロセスの完了を判定するように更に構成されている、実施例７又は８のいずれか１つ以上に記載の超音波外科用器具。
実施例１０．制御回路が、
超音波電気機械システムの第２の共振周波数を測定し、
測定された共振周波数と、超音波ブレードの第２の所定の温度に対応する第２の所定の共振周波数との間の第２の比較を行い、
第２の比較に基づいて、超音波トランスデューサに印加される電力レベルを調節する、
ように更に構成されている、実施例７～９のいずれか１つ以上に記載の超音波外科用器具。
実施例１１．超音波ブレードの第２の所定の温度が、クランプアームパッドの融点に対応する、実施例１０に記載の超音波外科用器具。
実施例１２．制御回路は、超音波封止が完了するまで、超音波トランスデューサに印加される電力レベルを増加させるように更に構成されている、実施例１０又は１１のいずれか１つ以上に記載の超音波外科用器具。
実施例１３．超音波外科用器具用の発生器であって、
制御回路であって、超音波ブレード温度感知を起動させ、
超音波電気機械システムの第１の共振周波数を測定し、
測定された第１の共振周波数と、超音波ブレードの第１の所定の温度に対応する第１の所定の共振周波数との間の第１の比較を行い、
第１の比較に基づいて、超音波トランスデューサに印加される電力レベルを調節する、
ように構成されている制御回路を備える、発生器。
実施例１４．超音波ブレードの第１の所定の温度が、最適な組織凝固温度に対応する、実施例１３に記載の発生器。
実施例１５．制御回路が、組織封止プロセスの完了を判定するように更に構成されている、実施例１３又は１４のいずれか１つ以上に記載の発生器。
実施例１６．制御回路が、
超音波電気機械システムの第２の共振周波数を測定し、
測定された第２の共振周波数と、超音波ブレードの第２の所定の温度に対応する第２の所定の共振周波数との間の第２の比較を行い、
第２の比較に基づいて、超音波トランスデューサに印加される電力レベルを調節する、
ように更に構成されている、実施例１３～１５のいずれか１つ以上に記載の発生器。
実施例１７．超音波ブレードの第２の所定の温度が、クランプアームパッドの融点に対応する、実施例１６に記載の発生器。
実施例１８．制御回路は、超音波封止が完了するまで、超音波トランスデューサに印加される電力レベルを増加させるように更に構成されている、請求項１６又は１７のいずれか１つ以上に記載の発生器。
実施例１９．プロセッサ及び非一過性メモリを備え、
非一過性メモリが、プロセッサによって実行されると、プロセッサに、
超音波ブレード温度感知を起動させ、
超音波電気機械システムの第１の共振周波数を測定させ、
測定された第１の共振周波数と、超音波ブレードの第１の所定の温度に対応する第１の所定の共振周波数との間の第１の比較を行わせ、
第１の比較に基づいて、超音波トランスデューサに印加される電力レベルを調節させ、
超音波電気機械システムの第２の共振周波数を測定させ、
測定された第２の共振周波数と、超音波ブレードの第２の所定の温度に対応する第２の所定の共振周波数との間の比較を行わせ、
第２の比較に基づいて、超音波トランスデューサに印加される電力レベルを調節させる、
指示を含む、超音波外科用システム。
〔実施の態様〕
（１） 温度制御を伴う超音波封止方法であって、
超音波ブレード温度感知を起動することと、
超音波導波管を介して超音波ブレードに連結された超音波トランスデューサを備える超音波電気機械システムの、第１の共振周波数を測定することと、
測定された前記第１の共振周波数と、前記超音波ブレードの第１の所定の温度に対応する第１の所定の共振周波数との間の第１の比較を行うことと、
前記第１の比較に基づいて、前記超音波トランスデューサに印加される電力レベルを調節することと、
を含む方法。
（２） 前記測定された第１の共振周波数と、第１の所定の温度に対応する第１の所定の共振周波数との間の第１の比較を行うことが、前記測定された第１の共振周波数と、最適な組織凝固温度に対応する第１の所定の共振周波数との間の第１の比較を行うことを含む、実施態様１に記載の方法。
（３） 組織封止プロセスの完了を判定することを更に含む、実施態様１に記載の方法。
（４） 前記超音波電気機械システムの第２の共振周波数を測定することと、
測定された前記第２の共振周波数と、前記超音波ブレードの第２の所定の温度に対応する第２の所定の共振周波数との間の第２の比較を行うことと、
前記第２の比較に基づいて、前記超音波トランスデューサに印加される前記電力レベルを調節することと、
を更に含む、実施態様１に記載の方法。
（５） 前記測定された第２の共振周波数と、第２の所定の温度に対応する第２の所定の共振周波数との間の第２の比較を行うことが、前記測定された第２の共振周波数と、クランプアームパッドの融点温度に対応する第２の所定の共振周波数との間の第２の比較を行うことを含む、実施態様４に記載の方法。
（６） 前記超音波封止が完了するまで、前記超音波トランスデューサに印加される前記電力レベルを増加させることを更に含む、実施態様４に記載の方法。
（７） 超音波導波管を介して超音波ブレードに連結された超音波トランスデューサを備える超音波電気機械システムと、
クランプアームパッドと、
前記超音波トランスデューサに電力を供給するように構成された発生器であって、
超音波ブレード温度感知を起動させ、
前記超音波電気機械システムの第１の共振周波数を測定し、
測定された前記第１の共振周波数と、前記超音波ブレードの第１の所定の温度に対応する第１の所定の共振周波数との間の第１の比較を行い、
前記比較に基づいて、前記超音波トランスデューサに印加される電力レベルを調節する、
ように構成されている制御回路を含む発生器と、
を備える超音波外科用器具。
（８） 前記超音波ブレードの前記第１の所定の温度が、最適な組織凝固温度に対応する、実施態様７に記載の超音波外科用器具。
（９） 前記制御回路が、組織封止プロセスの完了を判定するように更に構成されている、実施態様７に記載の超音波外科用器具。
（１０） 前記制御回路が、
前記超音波電気機械システムの第２の共振周波数を測定し、
測定された前記共振周波数と、前記超音波ブレードの第２の所定の温度に対応する第２の所定の共振周波数との間の第２の比較を行い、
前記第２の比較に基づいて、前記超音波トランスデューサに印加される前記電力レベルを調節する、
ように更に構成されている、実施態様７に記載の超音波外科用器具。
（１１） 前記超音波ブレードの前記第２の所定の温度が、前記クランプアームパッドの融点に対応する、実施態様１０に記載の超音波外科用器具。
（１２） 前記制御回路は、前記超音波封止が完了するまで、前記超音波トランスデューサに印加される前記電力レベルを増加させるように更に構成されている、実施態様１０に記載の超音波外科用器具。
（１３） 超音波外科用器具用の発生器であって、
制御回路であって、
超音波ブレード温度感知を起動させ、
前記超音波電気機械システムの第１の共振周波数を測定し、
測定された前記第１の共振周波数と、前記超音波ブレードの第１の所定の温度に対応する第１の所定の共振周波数との間の第１の比較を行い、
前記第１の比較に基づいて、前記超音波トランスデューサに印加される電力レベルを調節する、
ように構成されている制御回路を備える、発生器。
（１４） 前記超音波ブレードの前記第１の所定の温度が、最適な組織凝固温度に対応する、実施態様１３に記載の発生器。
（１５） 前記制御回路が、組織封止プロセスの完了を判定するように更に構成されている、実施態様１３に記載の発生器。
（１６） 前記制御回路が、
前記超音波電気機械システムの第２の共振周波数を測定し、
測定された前記第２の共振周波数と、前記超音波ブレードの第２の所定の温度に対応する第２の所定の共振周波数との間の第２の比較を行い、
前記第２の比較に基づいて、前記超音波トランスデューサに印加される前記電力レベルを調節する、
ように更に構成されている、実施態様１３に記載の発生器。
（１７） 前記超音波ブレードの前記第２の所定の温度が、クランプアームパッドの融点に対応する、実施態様１６に記載の発生器。
（１８） 前記制御回路は、前記超音波封止が完了するまで、前記超音波トランスデューサに印加される前記電力レベルを増加させるように更に構成されている、実施態様１６に記載の発生器。
（１９） プロセッサ及び非一過性メモリを備え、
前記非一過性メモリが、前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、
超音波ブレード温度感知を起動させ、
前記超音波電気機械システムの第１の共振周波数を測定させ、
測定された前記第１の共振周波数と、前記超音波ブレードの第１の所定の温度に対応する第１の所定の共振周波数との間の第１の比較を行わせ、
前記第１の比較に基づいて、前記超音波トランスデューサに印加される電力レベルを調節させ、
前記超音波電気機械システムの第２の共振周波数を測定させ、
測定された前記第２の共振周波数と、前記超音波ブレードの第２の所定の温度に対応する第２の所定の共振周波数との間の比較を行わせ、
前記第２の比較に基づいて、前記超音波トランスデューサに印加される前記電力レベルを調節させる、
指示を含む、超音波外科用システム。

Claims (9)

  1. 超音波導波管を介して超音波ブレードに連結された超音波トランスデューサを備える超音波電気機械システムと、
    クランプアームパッドであって、前記クランプアームパッドと前記超音波ブレードとの間に組織片をクランプする、クランプアームパッドと、
    前記超音波トランスデューサに電力を供給するように構成された発生器であって、
    超音波ブレード温度感知を起動させ、
    前記超音波電気機械システムの第１の共振周波数を測定し、
    測定された前記第１の共振周波数と、前記超音波ブレードの第１の所定の温度に対応する第１の所定の共振周波数との間の第１の比較を行い、
    測定された前記第１の共振周波数が前記第１の所定の共振周波数未満である場合、前記超音波トランスデューサに印加される電力レベルが増加され、測定された前記第１の共振周波数が前記第１の所定の共振周波数を超える場合、前記超音波トランスデューサに印加される前記電力レベルが減少されるように、前記第１の比較に基づいて、前記超音波トランスデューサに印加される前記電力レベルを調節する、
    ように構成されている制御回路を含む発生器と、
    を備える超音波外科用器具。
  2. 前記制御回路が、
    前記超音波電気機械システムの第２の共振周波数を測定し、
    測定された前記第２の共振周波数と、前記超音波ブレードの第２の所定の温度に対応する第２の所定の共振周波数との間の第２の比較を行い、
    前記第２の比較に基づいて、前記超音波トランスデューサに印加される前記電力レベルを調節する、
    ように更に構成されている、請求項１に記載の超音波外科用器具。
  3. 前記クランプアームパッドが、ポリテトラフルオロエチレン製であり、前記超音波ブレードの前記第２の所定の温度が、前記クランプアームパッドの融点に対応する、請求項２に記載の超音波外科用器具。
  4. 前記制御回路は、超音波封止が完了するまで、前記第２の比較に基づいて、前記超音波トランスデューサに印加される前記電力レベルを増加させるように更に構成されている、請求項２に記載の超音波外科用器具。
  5. 超音波導波管を介して超音波ブレードに連結された超音波トランスデューサを備える超音波電気機械システムを備える超音波外科用器具用の発生器であって、
    制御回路であって、
    超音波ブレード温度感知を起動させ、
    前記超音波電気機械システムの第１の共振周波数を測定し、
    測定された前記第１の共振周波数と、前記超音波ブレードの第１の所定の温度に対応する第１の所定の共振周波数との間の第１の比較を行い、
    測定された前記第１の共振周波数が前記第１の所定の共振周波数未満である場合、前記超音波トランスデューサに印加される電力レベルが増加され、測定された前記第１の共振周波数が前記第１の所定の共振周波数を超える場合、前記超音波トランスデューサに印加される前記電力レベルが減少されるように、前記第１の比較に基づいて、前記超音波トランスデューサに印加される前記電力レベルを調節する、
    ように構成されている制御回路を備える、発生器。
  6. 前記制御回路が、
    前記超音波電気機械システムの第２の共振周波数を測定し、
    測定された前記第２の共振周波数と、前記超音波ブレードの第２の所定の温度に対応する第２の所定の共振周波数との間の第２の比較を行い、
    前記第２の比較に基づいて、前記超音波トランスデューサに印加される前記電力レベルを調節する、
    ように更に構成されている、請求項５に記載の発生器。
  7. クランプアームパッドであって、前記クランプアームパッドと前記超音波ブレードとの間に組織片をクランプする、クランプアームパッドをさらに備え、
    前記クランプアームパッドが、ポリテトラフルオロエチレン製であり、前記超音波ブレードの前記第２の所定の温度が、前記クランプアームパッドの融点に対応する、請求項６に記載の発生器。
  8. 前記制御回路は、超音波封止が完了するまで、前記第２の比較に基づいて、前記超音波トランスデューサに印加される前記電力レベルを増加させるように更に構成されている、請求項６に記載の発生器。
  9. 超音波導波管を介して超音波ブレードに連結された超音波トランスデューサを備える超音波電気機械システムを備える超音波外科用システムであって、
    プロセッサ及び非一過性メモリを備え、
    前記非一過性メモリが、前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、
    超音波ブレード温度感知を起動させ、
    前記超音波電気機械システムの第１の共振周波数を測定させ、
    測定された前記第１の共振周波数と、前記超音波ブレードの第１の所定の温度に対応する第１の所定の共振周波数との間の第１の比較を行わせ、
    測定された前記第１の共振周波数が前記第１の所定の共振周波数未満である場合、前記超音波トランスデューサに印加される電力レベルが増加され、測定された前記第１の共振周波数が前記第１の所定の共振周波数を超える場合、前記超音波トランスデューサに印加される前記電力レベルが減少されるように、前記第１の比較に基づいて、前記超音波トランスデューサに印加される前記電力レベルを調節させ、
    前記超音波電気機械システムの第２の共振周波数を測定させ、
    測定された前記第２の共振周波数と、前記超音波ブレードの第２の所定の温度に対応する第２の所定の共振周波数との間の第２の比較を行わせ、
    前記第２の比較に基づいて、前記超音波トランスデューサに印加される前記電力レベルを調節させる、
    指示を含む、超音波外科用システム。
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