[go: up one dir, main page]

CN119584927A - 用于检测超声器械的端部执行器的液体浸入的方法和系统 - Google Patents

用于检测超声器械的端部执行器的液体浸入的方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN119584927A
CN119584927A CN202380054945.9A CN202380054945A CN119584927A CN 119584927 A CN119584927 A CN 119584927A CN 202380054945 A CN202380054945 A CN 202380054945A CN 119584927 A CN119584927 A CN 119584927A
Authority
CN
China
Prior art keywords
end effector
determining
liquid
impedance
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202380054945.9A
Other languages
English (en)
Inventor
A·法尔瓦尔丹
B·戈内克
G·Y·卢卡斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Verb Surgical Inc
Original Assignee
Verb Surgical Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Verb Surgical Inc filed Critical Verb Surgical Inc
Publication of CN119584927A publication Critical patent/CN119584927A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/04—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
    • A61B18/12—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by passing a current through the tissue to be heated, e.g. high-frequency current
    • A61B18/14—Probes or electrodes therefor
    • A61B18/1442—Probes having pivoting end effectors, e.g. forceps
    • A61B18/1445—Probes having pivoting end effectors, e.g. forceps at the distal end of a shaft, e.g. forceps or scissors at the end of a rigid rod
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
    • A61B17/32—Surgical cutting instruments
    • A61B17/320068—Surgical cutting instruments using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic
    • A61B17/320092—Surgical cutting instruments using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic with additional movable means for clamping or cutting tissue, e.g. with a pivoting jaw
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
    • A61B2017/00017—Electrical control of surgical instruments
    • A61B2017/00022—Sensing or detecting at the treatment site
    • A61B2017/00026—Conductivity or impedance, e.g. of tissue
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
    • A61B2017/00017—Electrical control of surgical instruments
    • A61B2017/00022—Sensing or detecting at the treatment site
    • A61B2017/00026—Conductivity or impedance, e.g. of tissue
    • A61B2017/0003—Conductivity or impedance, e.g. of tissue of parts of the instruments
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
    • A61B2017/00017—Electrical control of surgical instruments
    • A61B2017/00022—Sensing or detecting at the treatment site
    • A61B2017/00084—Temperature
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
    • A61B2017/00017—Electrical control of surgical instruments
    • A61B2017/00199—Electrical control of surgical instruments with a console, e.g. a control panel with a display
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
    • A61B17/32—Surgical cutting instruments
    • A61B17/320068—Surgical cutting instruments using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic
    • A61B17/320092—Surgical cutting instruments using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic with additional movable means for clamping or cutting tissue, e.g. with a pivoting jaw
    • A61B2017/320094—Surgical cutting instruments using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic with additional movable means for clamping or cutting tissue, e.g. with a pivoting jaw additional movable means performing clamping operation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/08—Accessories or related features not otherwise provided for
    • A61B2090/0807—Indication means

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)

Abstract

一种由外科系统执行的方法。该方法确定超声器械的端部执行器的一个或多个特性，并且基于所确定的一个或多个特性来确定端部执行器至少部分地浸没在液体内。作为响应，该方法在外科系统的显示器上显示通知，该通知指示端部执行器至少部分地浸没在液体内。

Description

用于检测超声器械的端部执行器的液体浸入的方法和系统
技术领域
本公开的各个方面整体涉及外科系统，并且更具体地涉及用于检测超声器械的液体浸入的外科系统。也描述了其他方面。
背景技术
微创外科手术(MIS)诸如腹腔镜手术使用旨在在外科规程期间减少组织损伤的技术。腹腔镜规程通常需要在患者体内(例如，在腹部中)形成多个小切口，然后通过这些小切口将若干外科工具(诸如内窥镜、刀、抓持器和针)插入到患者体内。将气体注入到腹部中，其对腹部进行充气，从而在工具的末端周围提供更多空间，使得外科医生更容易看到(经由内窥镜)和操纵外科手术部位处的组织。可使用外科机器人系统更快地执行MIS且使外科医生疲劳更少，在该外科机器人系统中，外科工具可操作地附接到机器人臂的远侧端部，并且控制系统致动该臂及其附接工具。当外科医生操纵手持用户输入装置(UID)时，工具的末端将模拟其位置和取向运动。外科机器人系统可以具有多个外科臂，其中一个或多个外科臂具有附接的内窥镜，并且其他外科臂具有附接的用于执行某些外科动作的外科器械。
经由一个或多个用户输入装置捕获来自用户(例如，外科医生或其他操作者)的控制输入并且然后将其转化成对机器人系统的控制。例如，当外科工具定位在患者的外科手术部位处时，具有一个或多个马达的工具驱动器可响应于用户命令而致动外科工具的一个或多个自由度。
发明内容
在一些MIS规程中使用的外科工具是在其末端处使用超声振动以快速地生成用于切割和烧灼组织的热量的超声器械。末端可包括在“加热”循环期间达到高温(例如，大于300℃)的刀，在该“加热”循环中，刀抵靠组织块振荡，由此在振荡期间由于刀与组织之间的摩擦而产生热量。在达到高温之后，刀可用于切开组织的一部分，同时还密封剩余组织。通过执行多个任务(例如，用于解剖的切割、烧灼等)，在腹腔镜外科手术期间的工具的使用减小了在规程期间的器械更换和器械数量。
本公开提供一种腹腔镜式外科系统，该腹腔镜式外科系统估计超声器械的刀在刀的加热循环和冷却循环期间的温度。具体地，当器械用于解剖组织时，该系统可通过提供功率(例如，响应于接收到操作者的用户输入，诸如在踏板或按钮上按压)来使器械的刀振荡，从而激活该器械。当器械在此“高功率”状态下处于活动状态时，系统可基于器械的一个或多个特性(例如，输入电压、输入电流、谐振频率等)来确定刀的温度。在加热循环终止(例如，操作者释放踏板)之后，系统可进入“低功率”状态(或冷却循环)，其中超声器械可汲取较少的功率(例如，被提供较少的电流)以使刀与器械处于高功率状态时相比较少地振动。当处于这种低功率状态时，器械可能不能汲取足够的功率来产生摩擦热(例如，由于刀在比产生热所需的偏移更低的偏移范围内振动)，但可能具有足够的功率来确定器械的一个或多个特性，诸如刀的谐振频率，系统可使用该谐振频率来估计超声器械在其冷却时的温度。因此，系统可向操作者提供在加热循环和冷却循环之间的超声器械的(例如，连续的)温度读数。
当器械的刀接触组织和/或浸入在液体(例如，血液、盐水等)中时，超声器械的温度估计可能受到影响。如本文所述，刀的温度估计可以基于刀的谐振频率。然而，当刀浸入在液体中和/或触碰对象时，刀的谐振频率可能改变(例如，由于刀的刚度增加)。因此，外科系统可能不能有效地估计端部执行器的温度。因此，需要一种外科系统来检测超声器械的端部执行器的状态(例如，端部执行器是否浸入到液体中和/或与对象接触)，以适当且有效地估计端部执行器的温度。
此外，需要外科系统在端部执行器的至少一部分(例如，刀)至少部分地浸没到液体中和/或与对象接触时通知(提醒)系统的操作者。如本文所述，一旦超声器械从加热循环切换到冷却循环，刀可能太热而不能触碰组织。然而，在外科操作期间，操作者可能对热端部执行器具有最小可见性。因此，操作者可能无法在视觉上辨别当端部执行器冷却时端部执行器是否正在触碰任何东西。
本公开提供了一种外科系统，该外科系统检测并提醒操作者超声器械与对象(例如，组织)接触和/或至少部分地浸没(浸入)在液体中。具体地，该系统确定超声器械的端部执行器的一个或多个特性(例如，当超声器械处于低功率状态并且正在冷却时)。例如，特性可以是端部执行器的阻抗。该系统基于一个或多个特性来确定端部执行器至少部分地浸没在液体中(和/或与诸如组织等对象接触)。作为响应，该系统在外科系统的显示器上显示通知，该通知指示端部执行器浸入在液体中(和/或与对象接触)。因此，该系统能够提醒操作者端部执行器的状态，以便操作者避免在刀仍然热时接触对象。
在一个方面，一个或多个特性包括端部执行器的阻抗，其中确定端部执行器至少部分地浸没包括确定阻抗高于阻抗阈值。在另一方面，一个或多个特性包括端部执行器的谐振频率，其中确定端部执行器至少部分地浸没还包括确定谐振频率低于谐振频率阈值。在一些方面，该系统基于一个或多个特性确定端部执行器至少部分地浸没在其中的液体的类型，其中该通知指示液体的类型。
在一个方面，一个或多个特性包括端部执行器的阻抗，其中确定端部执行器至少部分地浸没包括确定阻抗高于第一阈值，其中响应于阻抗高于比第一阈值大的第二阈值，该系统进一步确定端部执行器在至少部分地浸没在液体内部时与对象接触。在一些方面，该通知指示端部执行器在浸没到液体中时与对象接触。
在另一方面，当端部执行器处于空气中时，该系统确定端部执行器的温度并且在显示器上显示该温度，并且响应于确定端部执行器至少部分地浸没，用液体的估计温度替换该温度。因此，外科系统可基于刀是否浸入在液体中和/或与对象接触来估计和显示端部执行器的温度。
上述发明内容不包括本公开的所有方面的详尽列表。可设想的是，本公开包括所有系统和方法，该系统和方法可由上文概述的各个方面的所有合适组合以及下文具体实施方式中公开并且在权利要求中特别指出的那些来实施。此类组合可具有未在上述发明内容中具体叙述的特定优点。
附图说明
各方面以举例方式而非限制性方式在附图的各图中示出，其中类似的附图标号指示类似的元件。应当指出，对本公开的“一”或“一个”方面的提及不一定是同一方面，并且它们是指至少一个。另外，为了简洁和减少附图的总数，可使用给定附图来示出多于一个方面的特征，并且对于给定方面可能并非需要附图中的所有元件。
图1示出了手术场所中的示例外科系统的绘画视图。
图2示出了根据本公开的一个方面的超声器械和发生器的绘画视图。
图3示出了图2的超声器械的端部执行器。
图4是根据一个方面的外科系统的框图。
图5是用于确定超声器械的端部执行器是否至少部分地浸没在液体中和/或与对象接触的过程的流程图。
图6示出了外科系统的显示器的若干阶段，该显示器正在显示由超声器械的端部执行器执行的动作并且示出了基于端部执行器是否浸没在液体中和/或与对象接触的通知。
图7是用于基于检测到超声器械至少部分地浸没在液体中来估计端部执行器的温度的方面的过程的流程图。
具体实施方式
现在参考附图来解释本公开的若干方面。每当未明确限定给定方面中所述的零件的形状、相对位置和其他方面时，本公开的范围在此并不仅限于所示出的零件，所示出的零件只是出于说明目的。另外，虽然阐述了许多细节，但应当理解，可在没有这些细节的情况下实践一些方面。在其他情况下，未详细示出熟知的电路、结构和技术，以免模糊对本说明书的理解。此外，除非含义明确相反，否则本文中列出的所有范围都被视为包括每个范围的端点。
图1示出了手术场所中的示例(例如，腹腔镜式)外科系统(其在下文中可被称为“系统”)1的绘画视图。系统1包括用户控制台2、控制塔3和处于外科机器人手术台(外科手术台或外科平台)5处的一个或多个外科机器人臂4。在一个方面，臂4可安装到如图1的示例中所示的患者所处的手术台或床。在一个方面，臂4中的至少一些臂可被不同地配置。例如，臂中的至少一些臂可安装在天花板、边墙上或另一合适的结构支撑件(诸如与手术台分开的推车)上。系统1可以结合用于对患者6执行手术的任何数量的装置、工具或附件。例如，系统1可包括用于执行外科手术(外科规程)的一个或多个外科工具(器械)7。外科工具7可以是附接到外科臂4的远侧端部的端部执行器，用于执行外科规程。
每个外科工具7可在外科手术期间手动操纵、通过机器人操纵或两者。例如，外科工具7可以是用于进入、查看或操纵患者6的内部解剖结构的工具。在一方面，外科工具7为可抓持患者的组织的抓持器。外科工具7可由床边操作者8手动控制；或者其可经由其所附接的外科机器人臂4的致动移动而由机器人控制。例如，当进行手动控制时，操作者可(例如，物理地)保持工具的一部分(例如，柄部)，并且可通过移动柄部和/或按压工具(例如，工具的柄部)上的一个或多个输入控件(例如，按钮)来手动地控制工具。在另一方面，当以机器人方式进行控制时，外科系统可基于用户输入(例如，经由用户控制台2接收的，如本文所述)操纵手术工具。
一般来讲，远程操作者9(诸如外科医生或其他操作者)可使用用户控制台2以远程操纵臂4和/或所附接的外科工具7，例如在远程操作期间。用户控制台2可位于与系统1的其余部分相同的手术室中，如图1所示。然而，在其他环境中，用户控制台2可位于相邻或附近的房间中，或者其可位于远程位置，例如，在不同的建筑物、城市或国家中。用户控制台2可包括一个或多个部件，诸如座椅10、一个或多个脚动控件(或脚踏板)13、一个或多个(手持式)用户输入装置(UID)14和至少一个显示器15。显示器被配置为显示例如患者6内的外科手术部位的视图。显示器可被配置为显示图像数据(例如，静态图像和/或视频)。在一个方面，显示器可以是任何类型的显示器，诸如液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、有机LED(OLED)显示器等。在一些方面，显示器可以是用于显示3D(外科)呈现的3D沉浸式显示器。例如，在外科规程期间，一个或多个内窥镜相机可捕获外科手术部位的图像数据，显示器将该图像数据以3D呈现给用户。在一个方面，3D显示器可以是在不需要特殊眼镜的情况下向用户提供3D感知的自动立体显示器。作为另一示例，3D显示器可以是通过使用眼镜(例如，经由主动快门或偏振)提供3D感知的立体显示器。
在另一方面，显示器15可被配置为显示至少一个图形用户界面(GUI)，该图形用户界面可提供信息和/或交互内容，由此辅助用户通过外科系统1中的一个或多个器械执行外科规程。例如，所显示的内容中的一些可包括由一个或多个内窥镜相机捕获的图像数据，如本文所述。在另一方面，GUI可包括可选择UI项目，其在由用户操纵时可使系统执行一个或多个操作。例如，GUI可包括作为交互内容的UI项目以在机器人臂之间切换控制。在一个方面，为了与GUI交互，系统可包括输入装置(诸如键盘、鼠标等)。在另一方面，用户可使用UID14来与GUI交互。例如，用户可操纵UID以导航通过GUI(例如，利用光标)，并且作出选择可将光标悬停在UI项目上并操纵UID(例如，选择控件或按钮)。在一些方面，显示器可为触敏显示屏。在这种情况下，用户可通过经由触摸显示器进行导航和选择来执行选择。在一些方面，可使用任何方法来导航和/或选择UI项目。
如图所示，远程操作者9坐在座椅10中并查看用户显示器15，同时操纵脚动控件13和手持式UID 14，以便远程控制臂4和外科工具7(其安装在臂4的远侧端部上)中的一者或多者。
在一些变型中，床边操作者8还可以“床上”模式操作系统1，其中床边操作者8(用户)现在位于患者6的一侧并且同时操纵机器人驱动的工具(附接到臂4的端部执行器)，例如，用一只手握持手持式UID 14和手动腹腔镜工具。例如，床边操作者的左手可操纵手持式UID以控制机器人部件，而床边操作者的右手可操纵手动腹腔镜工具。因此，在这些变型中，床边操作者8可对患者6执行机器人辅助的微创手术和手动腹腔镜手术两者。
在示例规程(外科手术)期间，为患者6做手术准备并且以无菌方式为该患者覆盖消毒盖布以实现麻醉。在系统1的臂处于收起配置或撤回配置时，可手动地执行对外科手术部位的初始触及(以便于触及外科手术部位)。一旦完成触及，就可执行系统1(包括其臂4)的初始定位或准备。接着，外科手术继续，其中用户控制台2处的远程操作者9利用脚动控件13和UID 14来操纵各种端部执行器以及可能的成像系统，以执行外科手术。也可由身着消毒手术衣的床边人员(例如，床边操作者8)在手术床或手术台处提供人工辅助，该床边人员可对机器人臂4中的一个或多个臂执行任务，诸如回缩组织、执行手动重新定位以及工具更换。也可存在非消毒人员以在用户控制台2处辅助远程操作者9。当规程或外科手术完成时，系统1和用户控制台2可被配置或设定成一定状态以便于完成术后规程，诸如清洁或消毒以及经由用户控制台2输入或打印保健记录。
在一个方面，远程操作者9保持并移动UID 14以提供输入命令，从而驱动(移动)机器人系统1中的一个或多个机器人臂致动器17(或驱动机构)以进行远程操作。UID 14可例如经由控制台计算机系统16(或主机)通信地耦接到系统1的其余部分。UID 14可生成对应于UID 14的移动的空间状态信号，例如UID的手持式外壳的位置和取向，并且空间状态信号可以是控制机器人臂致动器17的运动的输入信号。系统1可使用源自空间状态信号的控制信号来控制致动器17的成比例运动。在一个方面，控制台计算机系统16的控制台处理器接收空间状态信号并生成对应的控制信号。基于控制致动器17如何通电以驱动臂4的区段或连接件的这些控制信号，附接到臂的对应外科工具的移动可模拟UID 14的移动。类似地，远程操作者9与UID 14之间的交互可生成例如抓持控制信号，该抓持控制信号使外科工具7的抓持器的钳口闭合并抓持患者6的组织。
系统1可包括若干UID 14，其中为控制相应臂4的致动器和外科工具(端部执行器)的每个UID生成相应的控制信号。例如，远程操作者9可移动第一UID 14以控制位于左机器人臂中的致动器17的运动，其中致动器通过移动臂4中的连杆、齿轮等来响应。类似地，远程操作者9对第二UID 14的移动控制另一个致动器17的运动，这继而驱动系统1的其他连杆、齿轮等。系统1可包括固定到患者的右侧的床或台的右臂4，以及位于患者的左侧的左臂4。致动器17可包括一个或多个马达，该一个或多个马达被控制成使得它们驱动臂4的接合部旋转，以例如相对于患者改变附接到该臂的外科工具7的内窥镜或抓持器的取向。同一臂4中的若干致动器17的运动可由从特定UID 14生成的空间状态信号控制。UID 14还可控制相应外科工具抓持器的运动。例如，每个UID 14可生成相应的抓持信号以控制致动器(例如，线性致动器)的运动，该致动器在外科工具7的远侧端部处打开或闭合抓持器的钳口以抓持患者6体内的组织。
在一些方面，外科机器人手术台5和用户控制台2之间的通信可以是通过控制塔3进行的，该控制塔可将从用户控制台2(并且更具体地从控制台计算机系统16)接收的用户命令翻译为传输到外科手术台5上的臂4的机器人控制命令。控制塔3还可将状态和反馈从外科手术台5传输回用户控制台2。外科手术台5、用户控制台2和控制塔3之间的通信连接可以是经由有线链路(例如，光纤)和/或无线链路，使用各种无线数据通信协议中的任何合适的数据通信协议，诸如蓝牙协议进行的。任何有线连接可任选地内置于手术室的地板和/或墙壁或天花板中。系统1可向一个或多个显示器(包括手术室内的显示器以及可经由互联网或其他网络访问的远程显示器)提供视频输出。还可加密视频输出或馈送以确保隐私，并且视频输出的全部或部分可保存到服务器或电子保健记录系统。
图2示出了根据本公开的一个方面的超声器械20和发生器25的绘画视图。如图所示，超声器械是手持式腹腔镜工具，其被配置为基于操作者(例如，外科医生)对器械的手动操作(例如，对手柄21的手动操作)来执行超声外科操作(例如，切割和密封组织)。例如，在腹腔镜(或内窥镜)外科规程期间，在患者中形成小切口，并且超声器械可插入到患者的腔中(例如，使用气体对腔吹气)，其中端部执行器可由操作者用来操纵组织并执行外科操作(例如，切割和/或烧灼等)。超声器械(例如，经由缆线)联接到发生器(如图所示)，该发生器使得超声器械能够在一种或多种功率状态下操作，如本文所述。
根据主题技术的各方面，超声器械包括手柄(例如，其包括工具驱动器)21、轴(或套管)22和装载到套管中的端部执行器23(例如，其可联接到器械的轴)。
手柄21被布置成由操作者保持，并且允许操作者在外科操作期间操纵超声器械(例如，超声器械的端部执行器23)。在一个实施方案中，手柄可包括允许操作者控制超声器械的一个或多个输入部(例如，触发器、一个或多个按钮等)。例如，器械可包括触发器，当被使用者的一个或多个手指拉动同时被保持时，该触发器产生控制信号，该控制信号允许使用者控制该器械的端部执行器(和/或控制该外科系统的一部分)。具体地，触发器可被布置成操纵端部执行器(例如，通过调整图3中所示的铰接臂31的位置)。在另一方面，手柄可包括用于改变器械的功率状态的一个或多个输入部。本文描述了关于器械的功率状态的更多内容。
如本文所述，手柄可包括布置成驱动超声器械的端部执行器23的工具驱动器。具体地，工具驱动器可包括被布置成使端部执行器(例如，端部执行器的刀)以一个或多个频率(例如，以非常高的(超声)频率和以低频率)振动(或振荡)的(例如，线性)马达或致动器。在一些方面，工具驱动器被配置为使端部执行器振动，使得端部执行器的一部分(例如，刀)沿着一个或多个轴线来回移动。具体地，工具驱动器可使端部执行器在一个或多个偏移上振动，其中在每个偏移上，端部执行器(例如，端部执行器的刀)可在距起始(或开始)位置的不同距离处移位。本文描述了关于端部执行器如何振动的更多信息。在另一方面，工具驱动器可包括超声换能器，该超声换能器被配置为根据输入电压/输入电流(例如，由发生器25施加)使端部执行器振动。
如目前所描述，超声器械可包括端部执行器23和手柄(其包括工具驱动器)21。具体地，该器械具有柄部21、与柄部的远侧端部联接的轴22、以及与轴的远侧端部联接的端部执行器23。在这种情况下，如本文所引用的超声器械可以是端部执行器，该端部执行器可联接到手柄(例如，经由轴22联接到手柄的工具驱动器)。在一个方面，超声器械(例如，超声器械的端部执行器)可与手柄分离(并且可移除地联接到手柄)。在一些方面，轴接纳并引导刀(例如，刀的轴)以便联接到器械。
如本文所述，外科系统1包括超声器械20，该超声器械被配置为基于其端部执行器23的振动来产生热量。在另一实施方案中，器械可以是被设计成生成热的任何类型的能量(例如，内窥镜、腹腔镜等)工具。
如目前所描述，超声器械20可以是可由操作者手动地保持和操纵的手持式腹腔镜器械。在另一实施方案中，器械可以是外科手术机器人臂的一部分。具体地，超声器械可耦接到机器人臂并由发生器供电，如本文所述。例如，超声器械可耦接到机器人臂的远侧端部(例如，图1中的臂4)，该机器人臂包括允许机器人臂由操作者控制的若干部件。例如，外科机器人臂4可包括多个连接件和用于相对于彼此致动多个连接件的多个制动的接合部模块。接合部模块可包括各种接合部类型，诸如俯仰接合部或滚动接合部，其可基本上约束相邻连接件围绕某些轴线相对于其他轴线的移动。可致动机器人臂4的多个接合部模块以定位和取向用于机器人外科手术的超声器械。在一个实施方案中，超声器械可经由被布置成致动器械的端部执行器23的工具驱动器耦接到远侧端部。
在超声器械耦接到机器人臂的情况下，超声器械的移动和操作可经由耦接到外科系统的一个或多个用户控制件(例如，UID、脚踏板等)来执行。例如，UID可被布置成打开/闭合超声器械的抓持器23，以及/或者可被布置成基于用户输入(例如，UID的位置)来调整抓持器的空间位置(在空间中)。
转向图3，该图示出了图2的超声器械的端部执行器23。具体地，该图示出了端部执行器是抓持器(或抓持装置)，其包括作为一个钳口的刀(或末端)30和可旋转地联接到接合部(或机器人腕部)32的铰接臂(或钳口)31，该接合部联接到轴的远侧端部。在另一方面，端部执行器23(例如，端部执行器的接合部32)可以是轴22的部分(远侧端部)的一部分。在一个方面，抓持器(或抓持器的部分)通过轴22被接纳。例如，刀可被接纳(并且延伸)穿过轴并且被布置成在(或朝向)轴的近侧端部处联接到(例如，手柄21的)工具驱动器。因此，如图所示，刀延伸穿过轴(如虚线所示)，其中刀的一部分(例如，末端)延伸出轴22并进入环境中。在轴内部是两个缓冲器33，该缓冲器设置在延伸穿过轴的刀的部分与轴(例如，轴的内侧)之间。在一个方面，缓冲器可被设计成防止刀与轴的内侧接触(例如，当刀来回振动时)。在一个方面，在操作期间(当刀振荡时)，刀可(至少部分地)接触(例如，触碰)缓冲器。在另一方面，当刀振动时，刀的内部部分可不与(缓冲器中的至少一个)缓冲器接触。在另一方面，刀可能不经意地与至少一个缓冲器接触。例如，在外科操作期间，对象可能与轴接触，导致刀的内部部分朝向缓冲器移位(或移动)(由于对象的冲击)，从而导致刀与缓冲器接触。在另一方面，轴可不包括缓冲器。在另一方面，刀30可(例如，在轴的远侧端部处)联接到轴22(例如，轴22的一部分)。因此，如虚线所示的轴的内部部分可联接到刀30。
铰接臂31(在接合部32处)可旋转地联接到轴22，并且该铰接臂被布置成围绕旋转(Z)轴线(例如，在Z方向上)旋转。具体地，抓持器可被布置成基于铰接臂围绕接合部的旋转轴线相对于刀(和/或轴)的旋转位置来打开和闭合。例如，抓持器被布置成当铰接臂旋转远离刀(例如，通过阈值距离)时打开(或处于打开位置)。当处于该位置时，端部执行器可被取向，由此对象(诸如组织)可设置在刀和铰接臂之间(例如，通过使端部执行器绕对象移动)。当铰接臂朝向刀旋转(例如，在阈值距离内)时，抓持器可被闭合(或处于闭合位置)，由此抓持器可将对象抓握在刀与铰接臂之间。如本文所述，铰接臂可被布置成抵靠被抓持的对象施加压力(例如，在钳口之间挤压对象)以便抓握对象和/或在对象上执行解剖。在另一方面，铰接臂31可以可旋转地联接到刀(的一部分)。在一个方面，刀30和铰接臂可通过轴被接纳，使得臂(和/或刀)联接到穿过轴22的另一个轴。
如本文所述，刀30是抓持器的钳口。具体地，刀是不可相对于端部执行器旋转(例如，围绕Z轴)的钳口。刀可被布置成沿刀的纵向(Y)轴线(在Y方向上)振动以在超声器械处于高功率状态(或模式)时产生热量。具体地，刀可被驱动(例如，由手柄21的工具驱动器)以沿着端部执行器的纵向轴线(并且穿过轴，如本文所述)来回移动(例如，线性地)以便使刀30以一定(例如，恒定)频率重复地移位。具体地，刀可在偏移(或位移)上振动(例如，来回往复运动)，其中刀从起始位置移动一定距离(例如，向前或远离端部执行器)并且然后往回移动该距离。在一个方面，偏移可以是刀从起始位置移动到延伸位置的距离。在另一方面，偏移可以是刀向前和向后移动的距离。
如本文所述，刀可在抵靠对象振动时产生摩擦热。具体地，当抓持器在两个钳口30和31之间挤压组织时，刀可与组织接触，并且可抵靠组织而振动。当刀振动时，端部执行器可切割和/或烧灼组织，如本文所述。在一个方面，刀可基于超声器械的功率状态(例如，超声器械提供多少功率)而不同地(例如，在不同偏移上)振动。本文描述了关于振动刀和超声器械的功率状态的更多信息。
如目前所描述，端部执行器23可以是抓持器。在另一方面，端部执行器可以是可被设计成由超声器械(例如，超声器械的手柄21)操纵的任何类型的工具。例如，端部执行器可以是内窥镜、缝合器等。
返回到图2，发生器25被配置为控制超声器械并向超声器械提供功率以控制(例如，加热)端部执行器23，同时器械耦接到发生器并由操作者使用(例如，在腹腔镜外科手术期间操纵组织和/或对组织执行一个或多个外科任务，诸如以切割和密封血管和/或切割、抓取和解剖组织)。具体地，发生器可向超声器械提供功率，使得外科系统1(例如，该外科系统的超声器械)可在一个或多个功率状态中的一者下操作。例如，发生器可向器械提供功率，使得超声器械处于“高功率”状态(或“加热循环”)，其中器械从发生器(例如，在特定电压下)汲取功率(或电流)以使端部执行器23产生热量。例如，发生器可将(例如，第一)电流(或输入电流)提供给超声器械的手柄(例如，手柄的工具驱动器)，该手柄可使用该电流来驱动刀30以在(第一)偏移上(并且以特定频率)振动(或振荡)。当端部执行器的刀片在该偏移上抵靠对象(诸如组织)向上振动时，可由端部执行器产生摩擦热，如本文所述。在另一方面，超声器械可被布置成在“低功率”状态(或“冷却循环”)下操作，其中超声器械不再汲取由发生器提供的(足够的或同样多的)功率，而器械处于高功率状态，以加热端部执行器。具体地，当处于这种状态时，发生器可被配置为向超声器械提供的功率比在器械处于高功率状态时由发生器提供的功率更小，使得端部执行器不产生热量(例如，当与对象接触时)。具体地，发生器可向超声器械提供的电流(例如，第二电流)比当器械在高功率状态下操作时比由发生器提供的(第一)电流更小，并且因此这不会使端部执行器产生热量(或与超声器械处于高功率状态时同样多的热量)。因此，一旦超声器械从高功率状态进入低功率状态，超声器械就可开始冷却。最终，如果保持在低功率状态，则超声器械将下降到(至少)阈值温度(例如，室温)。在一个方面，第二电流可小于预定义阈值电流。在一个方面，在低功率状态下，刀可以与在高功率状态下相同的频率振动。在另一方面，刀可在容差频率范围内振动。
由于在处于低功率状态，在该低功率状态下时提供给器械的较小电流，与器械处于高功率状态时相比，端部执行器的刀片可由工具驱动器21不同地驱动。具体地，刀可在与器械处于高功率状态时刀振动的偏移不同的偏移上振动。例如，当处于高功率状态时，刀可在第一(例如，高)偏移上振动，这可使刀在被压靠在对象上时产生热量，而当处于低功率状态时，刀可在第二(较低)偏移上振动，该第二偏移可小于第一偏移(例如，与在第一偏移中相比，刀沿纵向轴线更少移位)。在一些方面，第二偏移可小于最小阈值(例如，如果刀将在最小阈值上振动，则刀将在该最小阈值下产生热量)。在一个方面，当端部执行器在该较低偏移上振动时并且当抵靠对象(例如，当抓持器挤压对象时)(诸如血管)向上振动时，端部执行器可能不产生摩擦热。在一个方面，谐振频率被维持在容差范围内，而不管器械在哪个功率状态下操作。
在一个方面，端部执行器的振动的差异可基于当处于不同状态时由超声器械汲取的功率的量。例如，刀在其振荡时移位的偏移可基于由器械汲取的功率(例如，与该功率成比例)，由此由器械汲取的较多功率可使刀在高偏移上振动。相反，当超声器械处于低功率状态时，器械可汲取较少功率，该较少功率使刀更小地振动(与器械处于低功率状态时相比)。由于在较小位移上振荡，刀可能不产生摩擦热(例如，当与组织接触时)。在另一方面，刀可在处于低功率状态并与对象接触时产生一些摩擦热，但可小于在器械处于高功率状态时产生的热量。在这种情况下，这种产生的摩擦热可能不足以切割和/或密封组织。在一些方面，由于在低功率状态下操作，超声器械的端部执行器可进入冷却循环，由此当器械处于高功率状态时由端部执行器产生的热量消散(例如，在一时间段内)。在另一方面，当处于该低功率状态时，刀可能不会振动(例如，工具驱动器可能不会驱动刀)。
在一个方面，系统可基于用户输入(例如，由发生器25接收)进入功率状态中的至少一者(或在该状态下操作)。具体地，发生器可基于接收到进入一个或多个输入装置的用户输入(例如，进入脚踏板的输入、由操作者控制并且与系统1通信地耦接的UID、和/或在超声器械的手柄21处的输入)来向超声器械提供功率。基于用户输入的所提供的功率可将超声器械置于高功率状态，其中超声器械从发生器汲取功率以加热端部执行器23(例如，该端部执行器的刀30)。例如，当发生器接收(第一)用户输入(例如，通过操作者拉动或按压手柄21上的触发器)时，发生器可向超声器械(例如，该超声器械的工具驱动器)提供电流，该超声器械使用该电流来驱动端部执行器，如本文所述。因此，在触发器控制端部执行器的铰接臂的情况下，发生器被配置为在铰接臂被移动(例如，朝向刀30移动了至少阈值距离)时提供电流。在另一方面，系统可基于另一(例如，第二)用户输入(例如，从耦接到发生器的不同输入装置(诸如脚踏板)接收输入)来进入低功率状态。
在一些方面，超声器械可被布置成在高功率状态和低功率状态之间切换。如本文所述，当发生器正接收用户输入(例如，用户拉动或按压手柄上的触发器)时，器械可在高功率状态下操作。器械可响应于发生器未接收到用户输入而在低功率状态下操作。例如，超声器械可响应于用户释放手柄上的触发器而从高功率状态切换到低功率状态(发生器可在这两种状态之间转变)。在一个方面，器械可在低功率状态下操作，同时操作者不主动使用器械来执行超声器械操作，如本文所述。具体地，系统可进入低功率状态，而用户输入没有被接收到由操作者用来进入高功率状态的一个或多个输入装置中。然而，一旦操作者希望主动使用超声器械，超声器械可切换回到高功率状态(例如，响应于用户输入)。在另一方面，器械可响应于接收用户输入(例如，用户按压UID上的按钮)而在低功率状态下操作。在另一方面，器械可在这种状态下操作持续一时间段。如本文所述，外科系统被配置为在处于低功率状态时(例如，在从高功率状态切换之后)确定端部执行器的温度以便向操作者通知温度，该温度可能由于器械已经在高功率状态下操作而为高的。一旦端部执行器冷却到特定温度(例如，等于或低于预定义温度)，发生器就可通过停止提供较低电流来停用器械，因为在该温度下，如果端部执行器将与组织接触，则端部执行器可能不会引起热损伤。
在一个方面，发生器可提供不同水平的电流以加热刀，这可基于用户输入。例如，发生器可接收第一用户输入(例如，从耦接到发生器的一个踏板)，并且作为响应，向超声器械提供最大(可允许)电流量。然后，超声器械可在最大(例如，可预定)偏移上驱动端部执行器，这可使得端部执行器在(第一)高温下产生热量。然而，当发生器接收第二用户输入(例如，从耦接到发生器的另一踏板)时，发生器可向超声器械提供较少量的电流。因此，超声器械可汲取较少功率以使端部执行器在(第二)较低偏移上振动，该(第二)较低偏移可低于刀响应于第一用户输入而在其上振动的第一偏移。然而，与在超声器械汲取较大电流时(响应于发生器接收第一用户输入)的端部执行器的第一温度相比，该较低偏移可使端部执行器在更低温度下加热。通过将端部执行器加热到不同温度，可切割和/或烧灼不同类型的组织。例如，较多脂肪的组织可能要求端部执行器为较热(具有第一温度)，而较薄(和较少脂肪)的组织可能需要较少热量(具有第二温度)，以便切割和/或烧灼组织。在另一方面，发生器可被配置为在处于高功率状态时提供一个电流(例如，以在第一高偏移上驱动端部执行器)。
如本文所述，超声器械可基于端部执行器是否处于闭合位置以抓持对象(例如，组织块)而被激活(例如，在高功率状态下操作)。例如，超声器械可被(例如，用户)激活，使得超声器械可在高功率状态下操作以便汲取足够的电流以使端部执行器产生热量。具体地，发生器可在接收到用户输入时激活超声器械以闭合端部执行器(例如，以使铰接臂31在刀30的距离内移动)。一旦接收到用户输入以移动铰接臂，发生器就可被配置为提供(例如，足够的)功率以激活器械，如本文所述。在一些方面，发生器可基于确定铰接臂和/或刀与对象接触来激活器械。例如，超声器械可包括用于检测对象的存在以及/或者检测对象与两个臂接触的一个或多个传感器(例如，力/压力传感器)。具体地，在确定抓持器正在挤压对象时(基于从传感器检测到的压力高于阈值)，发生器可以进入高功率状态。在作出该确定时，发生器可提供第一电流以使刀振荡以便使刀产生热量。一旦压力读数下降到阈值以下(意味着对象已经被抓持器释放)，发生器可切换到低功率状态。
在一个方面，外科系统(例如，外科系统的发生器)可被配置为在超声器械处于一个或多个功率状态时确定该器械(的端部执行器)的一个或多个特性。例如，发生器可被配置为保持跟踪(或监测)特性，诸如超声器械(例如，超声器械的端部执行器)的输入电压、输入电流、谐振状态、谐振频率和/或(例如，机械)阻抗。在一个方面，发生器可被配置为当器械在高功率状态下操作时监测器械的这些特性中的至少一些特性。另外，该系统可被配置为在器械处于低功率状态(冷却循环或冷却时段)时由于器械汲取至少一些功率来确定这些特性(中的至少一些特性)。例如，当处于低功率状态时，发生器可确定端部执行器(例如，端部执行器的刀30)的谐振频率和阻抗。本文描述了关于确定这些特性的更多内容。
在一个方面，外科系统可包括附加部件。例如，系统可包括将发生器连接到超声器械(例如，超声换能器，其被配置为将电流驱动信号转换成机械振动)的缆线。在一个方面，超声换能器可连接到波导，该波导连接到端部执行器23的刀30。
还如图所示，发生器25还包括显示器24，该显示器被布置成显示关于超声器械的操作的信息。例如，显示器可呈现温度信息、超声器械当前所处的状态和本文所述的一个或多个特性。
图4是根据一个方面的外科系统1的框图。该系统包括超声器械20、发生器25、控制器40、存储装置44、显示器15和扬声器43(其可以是独立扬声器或系统的电子装置的一部分，诸如用户控制台2)。在一个方面，系统可包括更多或更少个元件，诸如具有多于一个显示器和/或不具有扬声器。
存储装置(例如，非暂态机器可读存储介质)的示例可包括只读存储器、随机存取存储器、CD-ROM、DVD、磁带、光学数据存储设备、闪存设备和相变存储器。尽管存储装置被图示为与控制器40分离，但是存储装置可以是控制器的一部分(例如，内部存储器)。
在一些方面，控制器40可以是专用处理器，诸如专用集成电路(ASIC)、通用微处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号控制器或一组硬件逻辑结构(例如，滤波器、算术逻辑单元和专用状态机)。在一个方面，控制器可以是电子装置的一部分，诸如控制台计算机系统16、控制塔3和/或用户控制台2。尽管被示为单个部件，但在一个方面，控制器可包括在单个电子装置(诸如控制台计算机16)上或跨多个装置(例如，在无线计算机网络上通信)通信地耦接的一个或多个电子部件(例如，处理器、存储器等)。在一些方面，控制器可以是单独装置的一部分，诸如与一个或多个电子装置进行通信的远程服务器的一部分。在另一方面，控制器可以是发生器25的一部分(例如，至少部分地集成在其中)。在这种情况下，至少一些其他元件(例如，扬声器和显示器)也可以是发生器的一部分(集成在该发生器中)。因此，由本文所描述的控制器执行的操作中的至少一些操作可由发生器执行。
在一个方面，控制器被配置为在器械处于一个或多个功率状态(例如，处于低功率状态，其中端部执行器的刀片不被主动地加热以便切割和/或密封组织)时执行温度估计操作以供外科系统1确定超声器械(例如，超声器械的端部执行器)的(例如，实时)温度。具体地，控制器可基于超声器械在处于低功率状态时所确定的该器械的一个或多个特性(诸如端部执行器(例如，端部执行器的刀)的谐振频率)来确定温度。控制器可使用一个或多个温度(预定)模型(例如，其可存储在存储装置44中)来确定温度，由此温度模型(例如，用于冷却时段的多项式模型)可基于(响应于)谐振频率而输出刀的估计温度作为输入。例如，控制器可确定谐振频率的归一化变化(例如，基于(预定的)基线谐振频率与当前谐振频率读数之间的差)并且确定一个或多个模型系数(其基于冷却时段开始时的谐振频率和预定常数)。控制器可通过将谐振频率的归一化变化和系数应用于模型作为输入来估计温度，从而产生温度估计作为输出。
在一个方面，当器械处于加热循环或冷却循环中时，控制器可被配置为使用一个或多个(预定)模型来确定端部执行器的温度。例如，控制器可被配置为通过将谐振频率的变化(例如，基线(或先前确定的)谐振频率与端部执行器的当前谐振频率之间的差)应用于滞后模型(存储在存储装置44中)来估计端部执行器的温度，该滞后模型包括端部执行器的谐振频率的变化与端部执行器的对应温度之间的滞后关系。在另一方面，当超声器械在一个或多个功率状态下操作时，控制器可使用任何方法来确定端部执行器的温度。
在一个方面，当端部执行器处于冷却时段时(例如，当器械处于低功率状态时)，温度估计操作(中的至少一些操作)可由控制器执行。除了(或代替)在冷却时段中执行之外，温度估计操作可在端部执行器“在空气中”时执行，这意味着刀没有(至少部分地)浸没在液体中和/或不与对象(诸如组织)接触。具体地，如本文所述，在腹腔镜手术期间，可使用一种或多种气体在患者的腹部内产生腔。在这种情况下，可在端部执行器(的刀)在腔内但不触碰组织和/或液体时执行温度估计操作。在一个方面，由控制器使用以估计温度的模型可在受控环境(例如，实验室)中预定义，同时刀在外科规程期间在空气中(例如，在患者体腔内但不触碰对象并且不浸入液体中)。
然而，当刀触碰对象和/或至少部分地浸没在液体中时，由于刀的特性(诸如刀的谐振频率)的变化，该模型在预测(估计)刀的温度方面可能是无效的(或不准确的)。例如，当刀触碰对象时，由于刀的刚度k的增加，所以其谐振频率(或阻尼固有频率，ωd)增加。具体地，衰减的固有频率可被看作：
其中γ是阻尼比，并且ωn是刀的未阻尼固有频率，其可被写为取决于刀的刚度：
其中m是刀的质量。在一个方面，m可包括刀和附接到刀的任何对象(例如，残留组织)的质量。阻尼比可被写为：
其中b是刀上的阻尼。因此，随着k增加，则ωn增加，因此γ减小，这两者都使ωd增加。
相反地，当刀至少部分地浸没(浸入)在液体中(例如，并且不触碰诸如组织等对象)时，ωd可能由于阻尼比γ的增加而减小，阻尼比γ的增加是阻尼b的增加的结果。然而，如果刀浸入在液体中并且触碰对象，ωd也可能由于k的增加和b的减小而改变。因此，由于作为触碰对象和/或被浸入而引起的谐振频率的变化，控制器可能不能够使用基于模型的方法精确地估计温度。因此，控制器可被配置为确定器械的端部执行器的状态(例如，它是否触碰对象和/或被浸入在液体中)，并且作为响应基于该确定来确定(或估计)端部执行器的(新)温度。本文描述了关于对温度进行估计的更多内容。
在一个方面，由控制器执行的操作中的至少一些操作可在存储在外科系统的存储器中(例如，控制器的存储装置和/或(内部)存储器中)并由控制器执行的软件(例如，作为指令)中实现，以及/或者可由硬件逻辑结构实现。在一个方面，每当器械进入低功率状态(或者，在两个或更多个功率状态之间切换，诸如在高功率状态到低功率状态之间切换)时，可执行由控制器执行的操作中的至少一些操作。
如图所示，发生器可接收用于使发生器执行一个或多个操作的用户输入(例如，经由耦接到发生器的一个或多个电子装置)。例如，可经由超声器械接收用户输入(例如，当用户在手柄的触发器上拉动时)以便使发生器提供使超声器械从低功率状态切换到高功率状态的电流，如本文所述。
图5是用于确定端部执行器的状态的过程50的流程图，诸如超声器械20的端部执行器23是否至少部分地浸没(浸入)在液体内和/或与对象(例如，组织)接触。具体地，这些操作中的至少一些操作可被执行一次和/或在超声器械处于本文所述的一种或多种功率状态中的一种(诸如低功率状态)时被执行。例如，可在(例如，每当)超声器械从高功率状态切换到低功率状态时执行操作中的至少一些操作，这可基于用户输入，如本文所述。在这种情况下，外科系统可执行这些操作以确定端部执行器的状态，诸如其是否正在触碰对象和/或浸入在液体中。在一些方面，操作中的至少一些操作可在处于低功率状态时周期性地执行，以便确定端部执行器在处于冷却循环中时的状态。在一个方面，过程可由外科系统1执行。例如，过程中的每一者也可由控制器40执行。作为另一示例，可由发生器25(例如，由该发生器的一个或多个处理器)执行至少一些操作。因此，该图将参考图4进行描述。
过程开始于控制器40确定超声器械的端部执行器(刀)的基线(或初始)阻抗Imp基线(在框51处)。如本文所述，阻抗可以是机械阻抗，其可由控制器使用超声器械的(监测的)特性中的一个或多个特性来确定。例如，控制器可确定超声器械的输入电流(例如，用于驱动端部执行器的刀)，并且基于这些参数(例如，基于欧姆定律)来确定机械阻抗。在一个方面，输入电压可改变以维持可经设定以补偿阻抗的变化的电流。在一个方面，控制器可通过将特性中的一个或多个特性应用于输出机械阻抗的(预定)阻抗模型(例如，刀的阻抗的机电模型)来确定阻抗。在另一方面，控制器可使用任何已知的方法来确定刀的阻抗。在一个方面，基线阻抗可在初始时间t0处确定，例如当超声器械20联接(例如，插入到)发生器25时确定。例如，一旦器械被插入到发生器中，控制器可对器械执行一个或多个诊断操作(例如，以确定一个或多个特性，如本文所述)以确定Imp基线。在另一方面，该发生器可被配置为确定Imp基线。因此，基于这些操作，发生器可确定端部执行器的刀的基线阻抗并且将该阻抗提供给控制器。
在一些方面，可在端部执行器处于(或近似)室温(例如，20℃至25℃之间的温度)时和/或在端部执行器处于空气中时(例如，在端部执行器的刀不触碰对象时)确定该基线阻抗。在另一方面，可以一次确定基线阻抗并将其存储在外科系统1的存储装置44(或外科系统1的控制器40的存储器)中。例如，可在第一次将器械联接到发生器时确定基线阻抗。在另一方面，可在每次将超声器械插入到发生器中时确定基线阻抗。在另一方面，可在外科系统(例如，外科系统的超声器械)的启动时(例如，在初始通电期间)确定基线阻抗。在另一方面，基线阻抗可以是先前确定的阻抗(例如，在过程50的先前执行期间)。
在一个方面，基线阻抗Imp基线可被确定为当超声器械处于低功率状态、端部执行器处于打开位置和/或超声器械(例如，超声器械的端部执行器和轴)不与任何对象接触时端部执行器的阻抗水平。在另一方面，基线阻抗可在超声器械进入冷却时段时(例如，每次)确定。在一些方面，Imp基线在不同装置之间可以不同。此外，Imp基线可能在整个外科规程中在重复激活(在加热循环和冷却循环之间重复切换)之后漂移或逐步下降/上升。由于阻抗的变化ΔImp(从基线阻抗水平)是控制器用来检测端部执行器是否与对象接触的内容，因此控制器可被配置为周期性地更新基线阻抗值，以防止由于阻抗漂移或由于重复激活而引起的变化而导致的错误的对象接触检测。
控制器40确定端部执行器的阻抗Imp(在框52处)。例如，阻抗可以是“当前”阻抗，其在外科操作期间(当器械正由操作者使用并且处于冷却循环中时)由控制器确定。在一个方面，控制器可使用与用于确定基线阻抗类似的(或相同的)操作来确定Imp。在一些方面，此时确定的阻抗可在确定基线阻抗之后确定。控制器基于基线阻抗与所确定的阻抗之间的比较来确定阻抗变化ΔImp(在框53处)。具体地，阻抗变化可以是两个阻抗之间的差，其中ΔImp＝Imp-Imp基线。
控制器40确定超声器械的端部执行器(例如，刀)的基线谐振频率(在框54处)。例如，控制器可确定t0处的刀的基线谐振RF基线，如关于基线阻抗所述。在一个方面，控制器可与确定Imp基线(至少部分地)同时地(或一齐地)确定RF基线。因此，RF基线可在与Imp基线类似的条件下确定(例如，当器械插入到发生器中时确定，在室温下确定等)。
在一些方面，发生器以电子方式确定谐振频率。例如，发生器可感测用于驱动端部执行器的刀的电压和电流波形(以及两个波形之间的相角位差)。具体地，超声器械20(例如，工具驱动器)可包括超声换能器，该超声换能器被配置为根据输入电压和电流波形使刀振动。产生为阈值(例如，零)的相位角差的频率是谐振频率。在一个方面，发生器继续以谐振驱动超声换能器并且可调整输出电压(其可被称为锁相)以便继续以谐振进行驱动(当谐振频率随着温度的变化而变化时)。在另一方面，控制器40可调整输出频率。在另一方面，可使用其他已知方法来确定谐振频率。
在一个方面，可从过程50省略在框51和/或框54中执行的(至少一些)操作。例如，如本文所述，每当超声器械进入低功率状态时，可执行这些操作中的至少一些操作。然而，在一些方面，对基线阻抗和/或基线频率的确定可被执行一次(例如，在初始通电期间)。因此，过程50可在该过程的后续(至少部分)执行中省略任一操作(或这些操作两者)。因此，框51和框54可以是任选的(例如，如具有虚线边界的框所示)。
控制器40被配置为确定端部执行器的(当前的)谐振频率RF(在框55处)。具体地，控制器可与基线谐振频率类似地确定RF，但是可在确定基线之后与关于Imp基线的Imp类似地确定RF。在一个方面，控制器可被配置为基于超声器械的配置来确定阻抗(在框52处)和/或谐振频率(在框55处)。例如，一旦(或响应于)器械的端部执行器处于打开位置(例如，同时也在低功率状态下操作)，可由外科系统确定这些特性。在另一方面，可在控制器确定端部执行器处于打开位置之后(或立即或在一时间段内)确定特性。在另一方面，一旦超声器械在状态之间切换，控制器就可确定这些特性中的任一个特性，以及/或者可在进入状态之后周期性地确定这些特性。控制器基于基线谐振频率与所确定的谐振频率之间的比较来确定谐振频率变化ΔRF(在框56处)。具体地，控制器可基于频率之间的差来确定变化，使得ΔRF＝RF-RF基线。在一个方面，差异可表示从基线(或标称)谐振频率到刀的所确定的谐振频率的谐振频率漂移(或它们之间变化)。
控制器40确定阻抗变化ΔImp是否大于(和/或等于)阻抗液体阈值ThImp(液体)(在判定框57处)。在一个方面，超声器械(的端部执行器)的至少部分浸入可使得机械阻抗Imp增加(并且因此ΔImp增加)。具体地，当超声器械处于低功率状态时，进入器械的电流被控制(例如，被设定为预定值)，电压可由于浸入而改变，以便维持指定电流。因此，如果端部执行器在机械阻抗被确定(例如，在框52处)时至少部分地浸入在液体内，则电压的变化可使得所确定的阻抗增加。在一个方面，ThImp(液体)可以是预定义阈值(例如，在受控环境中确定的阈值)。
如果ΔImp<ThImp(液体)，则意味着端部执行器(例如，端部执行器的刀30)没有至少部分地浸没(例如，刀的任何部分都没有浸没在液体内)，控制器40确定阻抗变化是否大于阻抗对象阈值ThImp(对象)(在框63处)。具体地，控制器基于是否ΔImp<ThImp(对象)来确定外科规程期间的端部执行器的至少一部分是否与诸如组织、静脉等对象接触(触碰)。在一个方面，ThImp(对象)可以是大于ThImp(液体)的阈值。在另一方面，ThImp(对象)可以是小于ThImp(液体)的阈值。如果是，则控制器呈现指示端部执行器与对象接触的通知(在框64处)。例如，系统1可在显示器15上显示弹出通知，指示操作者(例如，正被操作者使用的超声器械)与对象接触。作为另一示例，控制器40可通过一个或多个扬声器(例如，扬声器43)输出可听通知。例如，可听通知可以是指示端部执行器与对象接触的一个或多个声音(例如，哔哔声)。在另一方面，通知可以是说出的词语(例如，“刀与对象接触！”)。在另一方面，可呈现任何类型的通知。
返回到判定框57，如果ΔImp>ThImp(液体)，则控制器确定谐振频率变化ΔRF是否小于(和/或等于)谐振频率阈值THRF(在判定框58处)。具体地，控制器可确定是否ΔRF<ThRF。在端部执行器(至少部分地)浸入在液体中期间，器械的阻抗可增加，而端部执行器的谐振频率可减小。在一个方面，控制器可在(同一)时间段(例如，发生器监测两个特性的时间段)内基于阻抗的增加(例如，ΔImp>ThImp(液体))和谐振频率的降低(例如，ΔRF<ThRF)来确定端部执行器浸入在液体内(或与液体接触)。因此，如果这些变化发生(例如，同时或同期地，诸如在一时间段内)，则可确定端部执行器与液体接触或已浸入在液体中。
如果ΔRF<ThRF，则控制器确定新的阻抗对象阈值ThImp(对象)'。(在框59处)。在一个方面，新的对象阈值可大于判定框63的对象阈值，使得ThImp(对象)'>ThImp(对象)。在一个方面，控制器确定新的阈值，该新的阈值将用于确定至少部分地浸没在液体内的端部执行器是否也与对象接触(例如，在外科规程中，端部执行器可抓握浸入在盐水中的组织)。控制器可基于阻抗的变化来作出该确定。在一个方面，控制器可基于阈值液体阻抗来增加阻抗对象阈值。例如，控制器可将阈值增加(至少)液体阈值，使得ThImp(对象)'＝ThImp(对象)+ThImp(液体)。在另一方面，新的阈值阻抗可通过将ThImp(对象)增加预定量来确定。
控制器40确定阻抗变化是否大于新的阻抗对象阈值ThImp(对象)'(在判定框60处)。在一个方面，阻抗变化是在框53处确定的ΔImp。在另一方面，控制器可确定新的阻抗变化ΔImp'，并且使用其来作出确定。如果阻抗变化小于新的阻抗对象阈值，则控制器40呈现指示端部执行器至少部分地浸没在液体中的通知(在框62处)。例如，控制器可在显示器15上显示指示端部执行器浸入在液体中的文本和/或图像，诸如雨滴等图像。然而，如果阻抗变化大于新的阻抗对象阈值，则控制器40呈现指示端部执行器至少部分地浸没在液体中并且(至少部分地)与对象接触的通知(在框61处)。例如，通知可以是具有雨滴的图像和指示端部执行器与对象接触的文本的弹出通知(例如，显示读取为“组织接触”的文本)。
一些方面可执行对本文中所描述的过程50的一个或多个变型。例如，过程的特定操作可不按所示出和描述的确切顺序执行。可不在一系列连续的操作中执行特定操作，并且可在不同的方面中执行不同的特定操作。如本文所述，控制器可执行该过程的操作中的至少一些操作，以确定端部执行器是否浸入在液体中和/或与对象接触。在一些方面，控制器可基于所执行的操作来确定端部执行器未浸入在液体中和/或未与对象接触。例如，响应于谐振频率变化大于ThRF，控制器可确定端部执行器没有(至少部分地)浸入在液体中。
在一个方面，本文所描述的操作中的至少一些操作可同时执行。例如，控制器可确定阻抗变化是否大于ThImp(液体)(在框57处)，并且(至少部分地)同时确定谐振频率变化是否小于ThRF。在这种情况下，控制器可响应于特性中的至少一个特性不满足本文所述条件来确定端部执行器未浸入在液体中。
在一个方面，控制器40可被配置为基于超声器械的特性中的一个或多个特性(例如，阻抗和/或谐振频率)来确定端部执行器至少部分地浸没在其中的液体的类型。例如，血液可能比盐水更粘，这可使得当端部执行器浸入在血液中时的Imp比端部执行器在浸入在盐水中时的Imp更大。因此，控制器可通过将Imp(和/或ΔImp)与阈值进行比较来确定液体的类型。例如，控制器可使用Imp执行表查找到将阻抗(范围)与液体的类型相关联的(预定义的)数据结构中。控制器可确定具有为Imp(与Imp相似或相同)的关联阻抗的液体的类型。在一个方面，所呈现的通知可指示液体的类型(例如，指示端部执行器浸入在血液中)。
图6示出了外科系统的显示器的若干阶段，该显示器正在显示由超声器械的端部执行器执行的动作并且示出了基于端部执行器是否浸没在液体中和/或与对象接触的通知。具体地，三个阶段70至72中的每个阶段均显示显示器15(和/或发生器25的显示器24)，显示器15显示内窥镜视频73，该内窥镜视频示出端部执行器23和浸没在液体74中的对象77(例如，组织，诸如血管)的一部分。在一个方面，示出内窥镜视频的显示器可以是外科系统的不同显示器，诸如发生器25的显示器24。在一些方面，显示器可示出其他内容，例如其他视频内容和/或外科系统的图形用户界面(GUI)，该图形用户界面正在显示一个或多个UI项目(例如，与系统操作员正在执行的外科规程相关的UI项目)。
第一阶段70示出了端部执行器23在液体74和组织77的前面。在一个方面，端部执行器可在空气中(例如，在外科规程中在患者的腔内)。在一个方面，端部执行器可处于低功率状态，其中端部执行器是热的，但处于冷却循环(例如，冷却下来)。在一个方面，在该阶段，控制器可确定基线阻抗和/或基线谐振频率。
第二阶段71示出端部执行器23(例如，端部执行器23的刀30的一部分)已经进入(向前移动)并且部分地浸没在液体74内。在这种情况下，控制器可基于超声器械的一个或多个特性的变化来确定端部执行器处于液体中。例如，如本文所述，一旦端部执行器的刀30已进入液体，则测得的刀的阻抗可增加并且测得的刀的谐振频率可减小。因此，控制器可确定刀浸入在液体74中。另外，该阶段示出，响应于控制器确定端部执行器在液体中，在显示器15上显示(例如，覆盖在内窥镜视频73的顶部上)通知75，该通知读取“端部执行器浸入在液体中”，以便向操作者提醒端部执行器的状态，该状态可能在操作者的视野之外。
第三阶段72示出了端部执行器23的刀30已经进一步向前移动(从如第二阶段71中所示)，并且现在正触碰组织77，同时浸入在液体74中。具体地，控制器已经基于特性(诸如端部执行器的阻抗)的额外变化作出这种确定。该阶段还示出了显示器15正在显示通知76，该通知通过包括文本“端部执行器浸入液体中并且与对象接触”来指示端部执行器浸入在液体中并且正在触碰对象，以便向操作者提醒器械的状态。
因此，该图示出了控制器可如何连续地执行图5中所示的过程50的操作中的至少一些操作，以(连续地)监测和向操作者更新器械的状态。
如本文所述，外科系统可配置为在器械处于功率状态中的一个功率状态(例如，低功率状态)时基于所监测的超声器械的特性中的一个或多个特性(例如，谐振频率)来确定(估计)和呈现(例如，在显示器15上显示)端部执行器(例如，端部执行器的刀)的温度。具体地，系统1(的控制器40)可根据至少一个温度模型来估计温度，该温度模型被配置为确定处于空气中的端部执行器的温度。例如，当器械处于低功率状态时，温度模型可基于端部执行器的振荡刀的谐振频率来估计温度。然而，如果刀触碰对象和/或浸入在液体中，则谐振频率可能受到不利影响(例如，当刀触碰对象时，谐振频率可能由于如本文所述的刀的刚度k的增加而增加)。因此，温度模型可能不能有效地估计刀的温度。因此，该系统可配置为基于器械的状态(例如，器械是否正触碰对象和/或浸没在液体中)来估计端部执行器的温度。
图7是用于基于检测到超声器械至少部分地浸没在液体中来估计端部执行器的温度的方面的过程80的流程图。具体地，操作可由外科系统1的控制器40(和/或发生器25)执行。过程80开始于控制器40估计(并在显示器上显示，例如图4的显示器15上显示)超声器械的端部执行器的温度(在框81处)。具体地，控制器可确定器械的一个或多个特性，诸如端部执行器的谐振频率，然后将该频率应用于预定温度模型，该预定温度模型输出端部执行器的温度估计。在一个方面，可在器械处于空气中(例如，不触碰对象和/或浸入在液体中)时执行温度的估计。在一些方面，可在器械处于冷却循环中(例如，处于低功率状态中)时确定温度估计。
控制器40确定超声器械的端部的一个或多个特性(在框82处)。具体地，控制器可确定阻抗和/或谐振频率(例如，从发生器)，如本文所述。控制器基于所确定的一个或多个特性来确定端部执行器至少部分地浸没在液体内(例如，在框83处)。例如，控制器可响应于确定阻抗的变化ΔImp大于阻抗液体阈值ThImp(液体)和/或响应于确定谐振频率的变化ΔRF小于阈值ThRF来确定端部执行器的刀浸入在液体中，如图5所述。响应于确定端部执行器至少部分地浸没，控制器在外科系统的显示器上显示通知，该通知指示端部执行器至少部分地浸没在液体内(在框84处)。例如，系统可显示通知，诸如图6中的通知75。
控制器基于端部执行器至少部分地浸没在液体内来估计(并显示)超声器械的端部执行器的新的温度(在框85处)。具体地，控制器可用新的温度估计来替换在系统的显示器上显示的估计温度(如框81所述)。在一个方面，新的温度估计可以是与端部执行器浸没在其中的液体相关联的温度。具体地，在刀浸没在液体内的情况下，刀的任何残余热量将在液体内快速消散。这是由于与空气相比，大多数液体具有高热容量。因此，刀(在一时间段内)将冷却并达到与液体的热平衡，其中刀的温度将(近似)与液体的温度相同。因此，响应于确定端部执行器至少部分地浸没在液体中，控制器可将端部执行器的温度估计为液体的温度。
在一个方面，控制器可基于液体的确定来估计新的温度。例如，如本文所述，控制器可被配置为确定端部执行器浸没在其中的液体的类型(例如，基于端部执行器的谐振频率的变化)。在这种情况下，控制器可被配置为基于端部执行器浸没在其中的液体的类型的确定来确定新的温度。例如，控制器可执行对将液体类型与温度相关联的数据结构的表查找。在另一方面，控制器可通过其他方法来确定液体的温度。例如，外科系统可包括温度传感器，该温度传感器被配置为检测液体的温度。在另一方面，液体的温度可以是预定义的液体(例如，跨一种或多种类型的液体)。
一些方面可执行对本文中所描述的过程80的变型。例如，至少一些过程的特定操作可不按所示出和描述的确切顺序执行。可不在一系列连续的操作中执行特定操作，并且可在不同的方面中执行不同的特定操作。例如，虚线框内的操作可以是在执行相应过程时可不执行的任选操作。在另一方面，一个或多个操作(其可具有或可不具有虚线框)可为任选的。在一个方面，本文中所描述的操作中的至少一些操作(例如，在本文中所描述的一个或多个过程中执行的操作中的至少一些操作)可自动执行(例如，无用户干扰)。如本文所述，过程80的操作用于确定端部执行器是否至少部分地浸没，并且作为响应来估计新的温度。在一些方面，这些操作中的至少一些操作可基于端部执行器是否与对象接触来执行。例如，代替(或除了)确定端部执行器是否被浸入，控制器可基于端部执行器的一个或多个特性(例如，阻抗)来确定端部执行器是否与对象接触(例如，在框83处)。响应于确定端部执行器正触碰对象，控制器可被配置为显示通知并基于端部执行器正触碰对象来估计(并显示)端部执行器的新的温度(例如，在通知中)。在这种情况下，控制器可被配置为估计端部执行器的温度为(例如，近似)端部执行器正触碰的对象的温度。
在另一方面，控制器可基于与对象触碰的端部执行器与对象接触的时间量来估计端部执行器的温度。例如，当端部执行器正在触碰对象时，温度可以预定(例如，线性)速率变化。在这种情况下，控制器可基于预定速率和端部执行器触碰对象的时间来估计温度。在一个方面，控制器可基于端部执行器触碰对象多长时间来连续更新所显示的新温度。在另一方面，控制器可基于温度(线性)模型来确定温度，该模型基于温度估计(在触碰对象之前)线性调整温度。在一些方面，控制器可在确定端部执行器浸入在液体中并触碰对象时将端部执行器的新的温度估计为液体的温度。在一些方面，一旦刀浸入在液体中，不管刀是否与对象接触，刀的温度可被估计为液体的温度。
如本文所述，控制器可估计并显示端部执行器的温度。在一个方面，端部执行器的温度(或温度的指示)可显示为与指示端部执行器浸入在液体中(和/或与对象接触)的通知分开的通知(或相同的通知)。在另一方面，端部执行器的状态的通知可以是基于温度的。例如，在确定端部执行器与对象接触时，控制器可被配置为确定端部执行器的温度估计(例如，当在空气中时并且在与对象接触之前)是否高于阈值。如果是，则所显示的通知可提醒操作者端部执行器太热而不能触碰对象。
在一些方面，控制器可被配置为响应于确定端部执行器不再(至少部分地)浸没在液体内(和/或与对象接触)而使用本文所述的存储模型中的一个或多个存储模型来估计端部执行器的温度。例如，控制器可被配置为监测端部执行器的一个或多个特性，以确定端部执行器是否不再浸没。例如，在确定阻抗的变化小于阻抗液体阈值时和/或在确定谐振频率的变化大于谐振频率阈值时，控制器可确定端部执行器不再浸没(例如，并且处于空气中)。作为响应，控制器可被配置为使用本文所述的一个或多个模型来估计并显示端部执行器的温度，和/或可移除所显示的指示端部执行器被浸入的通知。
在一些方面，控制器可通过连续地(或在一时间段内)监测阻抗水平Imp(例如，在该时间段内一次或多次确定阻抗水平)来(例如，实时地)更新Imp基线，以防止由于移位引起的对象接触的错误触发。具体地，为了更新基线阻抗，控制器可被配置为确定在一时间段内端部执行器的一个或多个阻抗，并且可被配置为确定在整个一时间段内跨该一个或多个阻抗的阻抗变化是否小于阈值。具体地，控制器可确定一个或多个阻抗是否保持在稳定状态内达该时间段Δt。如果整个Δt内阻抗的变化低于阈值ε，则控制器可基于阻抗的变化来定义Imp基线。在一个方面，响应于确定该变化小于阈值，控制器可使用一个或多个阻抗来确定Imp基线。例如，控制器可将Imp基线定义为跨一个或多个阻抗的平均阻抗，使得如果：
|Imp(t)-Imp(t+Δt)|<∈
则，
Imp基线＝mean(Imp(t),Imp(t+1),…,Imp(t+Δt))
在一些方面，当超声器械从加热循环切换到冷却循环时，控制器可更新基线阻抗。具体地，控制器可确定超声器械处于加热循环(例如，端部执行器处于闭合位置)，以及响应于确定超声器械已返回到冷却循环(例如，端部执行器现在处于打开位置和/或处于空气中)，控制器可(例如，开始)监测端部执行器在一时间段内的阻抗，以确定新的基线阻抗。在一些方面，新的基线阻抗可不同于先前确定的基线阻抗。这可能是由于所监测的阻抗的差异引起的，而该差异可能是由于各种因素(例如，端部执行器在返回到冷却循环之前处于加热循环中多长时间，等等)引起的。
如前所述，本公开的一个方面可以是具有存储在其上的指令的非暂态机器可读介质(诸如微电子存储器)，该指令对一个或多个数据处理部件(在本文中统称为“处理器”)进行编程以(自动地)执行超声器械操作、温度估计操作、和/或液体浸入、和/或对象接触检测操作，如本文所述。在其他方面，这些操作中的一些操作可由包含硬连线逻辑的特定硬件部件执行。这些操作可另选地由经编程的数据处理部件和固定的硬连线电路部件的任何组合执行。
虽然已经在附图中描述并示出了某些方面，但应当理解，此类方面仅仅是对本公开的说明而非限制，并且本公开不限于所示和所述的特定构造和布置，因为本领域的普通技术人员可以想到各种其他修改。因此，本说明书应被视为例示性的而非限制性的。
在一些方面，本公开可包括以下语言，例如，“[元件A]和[元件B]中的至少一者”。该语言可指元件中的一个或多个元件。例如，“A和B中的至少一者”可指“A”、“B”或“A和B”。具体地，“A和B中的至少一者”可指“A中的至少一个以及B中的至少一个”或者“A或B中的至少一者”。在一些方面，本公开可包括以下语言，例如，“[元件A]、[元件B]和/或[元件C]”。该语言可指这些元件中的任一个元件或其任何组合。例如，“A、B和/或C”可指“A”、“B”、“C”、“A和B”、“A和C”、“B和C”或“A、B和C”。

Claims (21)

1.一种由外科系统执行的方法，所述方法包括：
确定超声器械的端部执行器的一个或多个特性；
基于所确定的一个或多个特性来确定所述端部执行器至少部分地浸没在液体内；以及
作为响应，在所述外科系统的显示器上显示通知，所述通知指示所述端部执行器至少部分地浸没在所述液体内。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个特性包括所述端部执行器的阻抗，其中确定所述端部执行器至少部分地浸没包括确定所述阻抗高于阻抗阈值。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述一个或多个特性包括所述端部执行器的谐振频率，其中确定所述端部执行器至少部分地浸没还包括确定所述谐振频率低于谐振频率阈值。
4.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括基于所述一个或多个特性来确定所述端部执行器至少部分地浸没在其中的液体的类型，其中所述通知指示所述液体的类型。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个特性包括所述端部执行器的阻抗，其中确定所述端部执行器至少部分地浸没包括确定所述阻抗高于第一阈值，其中所述方法还包括响应于所述阻抗高于比所述第一阈值大的第二阈值来确定所述端部执行器在至少部分地浸没在所述液体内部时与对象接触。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述通知指示所述端部执行器在浸没在液体中时与对象接触。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括：
当所述端部执行器处于空气中时，
确定所述端部执行器的温度，以及
在所述显示器上显示所述温度；以及
响应于确定所述端部执行器至少部分地浸没，用所述液体的估计温度替换所述温度。
8.一种外科系统，包括：
超声器械，所述超声器械具有端部执行器：
显示器；
处理器；和
存储器，所述存储器具有指令，所述指令在由所述处理器执行时使所述外科系统
确定所述超声器械的所述端部执行器的一个或多个特性，
基于所确定的一个或多个特性来确定所述端部执行器至少部分地浸没在液体内，以及
作为响应，在所述显示器上显示通知，所述通知指示所述端部执行器至少部分地浸没在所述液体内。
9.根据权利要求8所述的外科系统，其中所述一个或多个特性包括所述端部执行器的阻抗，其中用于确定所述端部执行器至少部分地浸没的指令包括用于确定所述阻抗高于阻抗阈值的指令。
10.根据权利要求9所述的外科系统，其中所述一个或多个特性包括所述端部执行器的谐振频率，其中用于确定所述端部执行器至少部分地浸没的指令还包括用于确定所述谐振频率低于谐振频率阈值的指令。
11.根据权利要求8所述的外科系统，其中所述存储器具有用于基于所述一个或多个特性来确定所述端部执行器至少部分地浸没在其中的液体的类型的另外的指令，其中所述通知指示所述液体的类型。
12.根据权利要求8所述的外科系统，其中所述一个或多个特性包括所述端部执行器的阻抗，其中用于确定所述端部执行器至少部分地浸没的指令包括用于确定所述阻抗高于第一阈值的指令，其中所述存储器具有用于响应于所述阻抗高于比所述第一阈值大的第二阈值来确定所述端部执行器在至少部分地浸没在所述液体内部时与对象接触的另外的指令。
13.根据权利要求12所述的外科系统，其中所述通知指示所述端部执行器在浸没在液体中时与对象接触。
14.根据权利要求8所述的外科系统，其中所述存储器具有用于以下操作的另外的指令：
当所述端部执行器处于空气中时，
确定所述端部执行器的温度，以及
在所述显示器上显示所述温度；以及响应于确定所述端部执行器至少部分地浸没，用所述液体的估计温度替换所述温度。
15.一种非暂态机器可读介质，所述非暂态机器可读介质具有指令，所述指令在由外科系统的处理器执行时使所述外科系统
确定超声器械的端部执行器的一个或多个特性，
基于所确定的一个或多个特性来确定所述端部执行器至少部分地浸没在液体内，以及
作为响应，在所述外科系统的显示器上显示通知，所述通知指示所述端部执行器至少部分地浸没在所述液体内。
16.根据权利要求15所述的非暂态机器可读介质，其中所述一个或多个特性包括所述端部执行器的阻抗，其中用于确定所述端部执行器至少部分地浸没的指令包括用于确定所述阻抗高于阻抗阈值的指令。
17.根据权利要求16所述的非暂态机器可读介质，其中所述一个或多个特性包括所述端部执行器的谐振频率，其中用于确定所述端部执行器至少部分地浸没的指令还包括用于确定所述谐振频率低于谐振频率阈值的指令。
18.根据权利要求15所述的非暂态机器可读介质，所述非暂态机器可读介质具有用于基于所述一个或多个特性来确定所述端部执行器至少部分地浸没在其中的液体的类型的另外的指令，其中所述通知指示所述液体的类型。
19.根据权利要求15所述的非暂态机器可读介质，其中所述一个或多个特性包括所述端部执行器的阻抗，其中用于确定所述端部执行器至少部分地浸没的指令包括用于确定所述阻抗高于第一阈值的指令，其中所述非暂态机器可读介质具有用于响应于所述阻抗高于比所述第一阈值大的第二阈值来确定所述端部执行器在至少部分地浸没在所述液体内部时与对象接触的另外的指令。
20.根据权利要求19所述的非暂态机器可读介质，其中所述通知指示所述端部执行器在浸没在液体中时与对象接触。
21.根据权利要求15所述的非暂态机器可读介质，所述非暂态机器可读介质具有用于以下操作的另外的指令：
当所述端部执行器处于空气中时，
确定所述端部执行器的温度，以及
在所述显示器上显示所述温度；以及响应于确定所述端部执行器至少部分地浸没，用所述液体的估计温度替换所述温度。
CN202380054945.9A 2022-07-11 2023-07-10 用于检测超声器械的端部执行器的液体浸入的方法和系统 Pending CN119584927A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/862,328 US20240008913A1 (en) 2022-07-11 2022-07-11 Method and system for detecting liquid immersion of an end effector of an ultrasonic instrument
US17/862328 2022-07-11
PCT/IB2023/057072 WO2024013643A1 (en) 2022-07-11 2023-07-10 Method and system for detecting liquid immersion of an end effector of an ultrasonic instrument

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN119584927A true CN119584927A (zh) 2025-03-07

Family

ID=89432409

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202380054945.9A Pending CN119584927A (zh) 2022-07-11 2023-07-10 用于检测超声器械的端部执行器的液体浸入的方法和系统

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20240008913A1 (zh)
KR (1) KR20250034988A (zh)
CN (1) CN119584927A (zh)
WO (1) WO2024013643A1 (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6663611B2 (ja) * 2015-06-30 2020-03-13 学校法人北里研究所 糸、検知システム、繊維シート、コネクタ、検知装置および液体種類推定方法
US10470791B2 (en) * 2015-12-30 2019-11-12 Ethicon Llc Surgical instrument with staged application of electrosurgical and ultrasonic energy
US11464535B2 (en) * 2017-12-28 2022-10-11 Cilag Gmbh International Detection of end effector emersion in liquid
WO2021064846A1 (ja) * 2019-10-01 2021-04-08 オリンパス株式会社 処置システム及び制御装置
EP3906878A1 (en) * 2020-05-07 2021-11-10 Gyrus ACMI, Inc. d/b/a Olympus Surgical Technologies America Electro-surgical device with stable jaw temperature

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024013643A1 (en) 2024-01-18
US20240008913A1 (en) 2024-01-11
KR20250034988A (ko) 2025-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220117686A1 (en) Dynamic control of surgical instruments in a surgical robotic system
KR102735980B1 (ko) 컴퓨터 보조 원격 조작 수술 시스템 및 방법
JP6255401B2 (ja) 機械本体の動きを操作するためのファントム自由度
JP6255403B2 (ja) 関節推定及び制御におけるファントム自由度
JP6255402B2 (ja) 手術システムの動きを操作するためのファントム自由度
WO2017169098A1 (ja) 制御装置及び制御方法
US11896331B2 (en) Detection of user touch on controller handle
KR20180043326A (ko) 로봇시스템
KR20140110685A (ko) 싱글 포트 수술 로봇의 제어 방법
JP7443399B2 (ja) 遠隔操作に係合するためのロボット把持器へのｕｉｄの不適合／適合
CN112074249A (zh) 用于机器人手术系统的远程指导控制组合件
US20240008913A1 (en) Method and system for detecting liquid immersion of an end effector of an ultrasonic instrument
US20240008888A1 (en) Method and system for detecting that an ultrasonic instrument is in contact with an object
US20230329741A1 (en) Method and system for estimating temperature of an ultrasonic instrument
US20240315723A1 (en) Method and system for estimating temperature of an end effector of an ultrasonic instrument
US20230329743A1 (en) Method and system for model-based temperature estimation of an ultrasonic instrument
US20240180624A1 (en) Method and system for estimating positional data in images
WO2024226481A1 (en) System and method for controlled ultrasonic sealing and cutting

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication