BR102014024215A2 - dispositivo cirúrgico e método para prover energia operacional elétrica para uma carga - Google Patents

Abstract

dispositivo cirúrgico e método para prover energia operacional elétrica para uma carga. o dispositivo cirúrgico (10), de acordo com a invenção, inclui uma seção de fornecimento de energia (18) compreendendo, pelo menos, um conversor elevador (19) e, pelo menos, uma unidade de fornecimento de energia (21). o conversor elevador (19) ou, preferivelmente, a unidade de fornecimento de energia (21) efetua um isolamento elétrico. um circuito intermediário cc (20) é provido entre os dois. o conversor elevador (19) é comandado por um circuito de controle de cfp 29 dedicado. em oposição a isto, a unidade de fornecimento de energia (21) é comandada pelo circuito de controle de operação (30) que controla a operação geral do dispositivo cirúrgico (10). provida entre o circuito de controle de cfp (29) e o circuito de controle de operação (30) está uma interface de comunicação digital (31) por meio da qual o circuito de controle de operação (30) pode receber dados adicionais do conversor elevador (19) ou passar tais dados para tal conversor elevador. ao fazê-lo, uma resposta particularmente rápida e segura é possível no caso de uma falha de energia nas linhas de alimentação. além disso, o conversor elevador pode ser operado de maneira antecipatória em antecipação das mudanças iminentes de carga. como resultado disto, é possível melhorar as propriedades operacionais do dispositivo cirúrgico (10), por exemplo, em vista da incisão inicial.

Description

"DISPOSITIVO CIRÚRGICO E MÉTODO PARA PROVER ENERGIA OPERACIONAL ELÉTRICA PARA UMA CARGA" Campo técnico [001] A invenção está relacionada a um dispositivo cirúrgico, em particular, um dispositivo cirúrgico de RF (radiofrequência) para alimentação de um instrumento cirúrgico.

[002] Dispositivos eletrocirúrgicos normalmente compreendem uma unidade de fornecimento de energia que alimenta o dispositivo com energia elétrica a partir de um sistema público de fornecimento de energia Técnica anterior [003] Em conjunção com isto, a publicação DE 11 2009 001250 T5 apresenta um dispositivo que compreende uma unidade de fornecimento de energia, incluindo inversores ajustáveis para energização dos geradores de RF. O gerador de RF é reservado para saida simultânea de diferentes formas de onda de tensão de saida RF. Alternativamente, estes são reservados para corte ou coagulação. O dispositivo é controlado por um componente central com uma interface de usuário, onde este componente central controla a unidade de fornecimento de energia, bem como o gerador de RF. Ao fazê-lo, a unidade de fornecimento de energia pode ser controlada por meio de eventos que ocorrem no circuito de RF para, então, aumentar ou diminuir a tensão do circuito. Ao fazê-lo, o componente de controle central envia uma solicitação de corrente direta correspondente à unidade de fornecimento de energia.

Sumário [004] Considerando isto, o objeto da invenção é proporcionar um conceito para um dispositivo eletrocirúrgico com uma arquitetura melhorada do sistema.

[005] Este objeto é alcançado com um dispositivo eletrocirúrgico de acordo com a Reivindicação 1 e um método de controle de acordo com a Reivindicação 15.

[006] O dispositivo eletrocirúrgico, de acordo com a invenção, provê uma tensão operacional que é eletricamente isolada com respeito à fonte de energia das linhas de alimentação para uma carga, tal como, um gerador de RF, por meio de um conversor elevador e uma unidade de abastecimento de fluxo de energia descendente (downstream). Um arranjo de controle age de uma maneira controladora sobre o conversor elevador, bem como sobre a unidade de fornecimento de energia. O conversor elevador efetua uma correção do fator de potência (CFP). Ele é arranjado de modo a pegar a corrente sinusoidal mais próxima da rede de fornecimento de energia e gerar uma tensão direta a partir da mesma (tensão de circuito intermediário). A tensão de circuito intermediário é convertida em uma tensão para abastecimento da carga, por exemplo, o gerador de RF. O conversor elevador é controlado por um circuito de controle de CFP. A unidade de fornecimento de energia é controlada por um circuito de controle de operação. O circuito de controle de CFP e o circuito de controle de operação são conectados um ao outro por meio de uma interface de comunicação digital. Juntos, o circuito de controle de CFP, a unidade de fornecimento de energia e a interface de comunicação digital formam o arranjo de controle.

[007] Antes de tudo, a tarefa do circuito de controle de operação é o controle da carga, por exemplo, o gerador de RF e a unidade de fornecimento de energia associada. Em contraste, a mais importante tarefa do circuito de controle de CFP é o controle do conversor elevador. Preferivelmente, o circuito de controle de CFP também pode controlar uma unidade de fornecimento de baixa tensão que - como a unidade de fornecimento de energia - esteja conectada ao circuito de tensão intermediário. A unidade de fornecimento de energia de baixa tensão é disposta para gerar uma baixa tensão, por exemplo, 12 V, que é eletricamente isolada da rede de fornecimento de tensão.

[008] A interface de comunicação digital entre o circuito de controle de CFP e o circuito de controle de operação possibilita uma troca de dados entre os dois, em cujo caso o circuito de controle de CFP e o circuito de controle de operação operam de outro modo autônomo. O circuito de controle de CFP compreende, por exemplo, um microcontrolador ou outra configuração de controle que é preferivelmente configurada para que ela seja programável. Esta poderá compreender propriedades reguladoras programáveis. Estas poderão incluir uma resposta transiente programável, um limite de energia ajustável, bem como a detecção de subtensão e também a comutação dos componentes. Os componentes que puderem ser comutados, dependendo da tensão de entrada, são, em particular, elementos de armazenagem indutiva do conversor elevador. A detecção de subtensão, a detecção de sobretensão, ou similares, podem ser utilizadas para geração de sinais.

[009] A interface de comunicação digital possibilita a emissão e envio desses relatórios (subtensão, sobretensão, corrente excessiva e afins) pela transmissão de sinais (sinais de evento) pelo circuito de controle de CFP ao circuito de controle de operação. Desta maneira, é possível, por exemplo, informar o circuito de controle de operação de uma falha de energia nas linhas de alimentação antes que a tensão de circuito intermediário caia significativamente. Em resposta à mesma, ele pode desligar todos os maiores consumidores de energia (carga, exibição, ventiladores e afins) e usar a energia residual para armazenamento de dados, por exemplo, nos capacitores compensadores do circuito intermediário e converter os controladores ativos em um modo não operatório definido.

[0010] O circuito de controle de CFP e o circuito de controle de operação são preferivelmente projetados de modo a ficarem espacialmente separados. Ao fazê-lo, eles poderão ser montados em uma placa ou também ser providos em diferentes componentes. A separação espacial e funcional do circuito de controle de CFP do circuito de controle de operação possibilita uma separação galvânica e uma adaptação especial do circuito de controle de CFP às tarefas no controle do conversor elevador e, potencialmente, uma unidade de fornecimento de energia de baixa tensão enquanto o circuito de controle de operação pode ser otimizado em vista do controle da carga e da unidade de fornecimento de energia. Consequentemente, o circuito de controle de CFP e o circuito de controle de operação podem ser providos, por exemplo, como módulos para várias aplicações e classes de energia e podem ser individualmente conectados pela interface de comunicação digital. Isto cria adaptação e opções de desenho simples para a montagem de várias unidades de fornecimento de energia para várias tarefas com o uso de módulos padronizados.

[0011] A carga poderá ser um gerador de RF que pode ser operado em diferentes modos operacionais com diferentes consumos de energia. Por exemplo, o consumo de energia da carga e as tensões de RF a serem geradas pela mencionada carga são tipicamente maiores para as operações de corte do que para as operações coagulantes. O circuito de controle de operação pode controlar a carga, ou seja, o gerador de RF, com o objetivo de iniciar diferentes modos operacionais. Ao mesmo tempo, o circuito de controle operacional é capaz de adaptar a unidade de fornecimento de energia a diferentes modos operacionais em que, por exemplo, ela é ajustada a diferentes tensões desejadas (por exemplo, 5 V ... 250 V, dependendo se uma operação coagulante ou de corte tiver que ser realizada). Ao mesmo tempo (ou antecipadamente), o circuito de controle pode enviar um sinal ao circuito de controle de CFP com o objetivo de adaptar tal circuito a diferentes voltagens. Ao fazê-lo, processos regulatórios que, de outro modo, ocorreríam no caso de a carga aumentar repentinamente para manter a tensão de circuito intermediário em um nível constante, são evitados ou claramente encurtados. Ao fazê-lo, o circuito de controle de CFP pode ser controlado de maneira antecipatória. Em particular, isso é útil se o circuito de controle de operação estiver configurado de modo a enviar um sinal por meio da interface de comunicação digital ao circuito de controle de CFP, antes de comutar o modo operacional, com o objetivo de ajustar tal circuito de controle à iminente mudança de consumo de energia da carga. Ao fazê-lo, pode ser garantido que a energia exigida para o início da operação de corte seja, na realidade, provida e disponibilizada no circuito intermediário.

[0012] Conforme mencionado, o circuito de controle de CFP pode, adicionalmente, controlar um conversor CC-CC [corrente continua para corrente continua] de separação de potencial. Preferivelmente, este conversor poderá ser configurado como um conversor de bloqueio. Além disso, preferivelmente, este conversor de bloqueio compreende um retificador sincrono. O circuito de controle de CFP pode controlar o interruptor eletrônico do lado primário do conversor de bloqueio, bem como o retificador sincrono. Ao inserir as características apropriadas e esquemas de tempo no circuito de controle de CFP, é possível perceber que o conversor de bloqueio e o retificador sincrono conectado operam sobre uma ampla faixa de carga com um grau aumentado de eficácia e, além disso, que o interruptor do lado primário eletrônico é seguramente comutado no evento de cruzamentos de corrente zero. O mesmo se aplica ao interruptor eletrônico do retificador sincrono.

[0013] No método deste documento, o circuito de controle de operação pode enviar um sinal ao circuito de controle de CFP por meio da interface de comunicação, antes de uma mudança de carga, com o objetivo de adaptar a operação do conversor elevador à mudança iminente dos requisitos de energia da carga. Isto melhora o comportamento operacional da unidade de fornecimento de energia e de um gerador de RF ou qualquer outra carga conectada ao mesmo. Também, os dados produzidos no conversor elevador podem ser relatados ao circuito de controle de operação com o objetivo de efetuar a redução de energia ordenada do dispositivo cirúrgico, por exemplo, sem qualquer perda de dados medidos, configurações e parâmetros.

[0014] No modo operacional estacionário, o circuito de controle de CFP 29 pode ser alimentado com tensão operacional por meio da saída da unidade de fornecimento de energia de baixa tensão. Contudo, esta última unidade de fornecimento de energia é controlada pelo circuito de controle de CFP para que - com o objetivo de acelerar o aumento de energia ou definitivamente possibilitá-lo - um circuito de partida possa ser provido. Preferivelmente, tal circuito de partida compreende, pelo menos, um interruptor eletrônico que libera um caminho de corrente resistiva do circuito intermediário CC para a entrada de tensão de operação do circuito de controle de CFP até a unidade de fornecimento de baixa tensão fornecer a tensão operacional, de forma segura. Logo que este se torne o caso, o circuito de partida torna-se inativo.

Consequentemente, perdas ôhmicas no seu caminho de corrente ao fornecimento temporário são minimizadas.

[0015] Detalhes adicionais de configurações vantajosas são o assunto principal da descrição ou reivindicações dependentes e desenhos. Eles mostram na(s).

Descrição dos desenhos [0016] A figura 1 uma ilustração esquemática abrangente para energização de um instrumento cirúrgico;

[0017] A figura 2 um diagrama de circuito de bloco do dispositivo cirúrgico como na figura 1; e [0018] As figuras 3 a 6 diagramas esquematizados de circuitos dos componentes do dispositivo cirúrgico, como nas figuras 1 e 2.

[0019] A figura 1 mostra um dispositivo cirúrgico 10 para energização de um instrumento cirúrgico 11. O instrumento 11 poderá ser um instrumento para uso em cirurgia aberta ou poderá ser um instrumento para uso laparoscópico. O instrumento poderá ser monopolar conforme mostrado, onde um eletrodo neutro 12 deve ser acoplado ao paciente ou objeto a ser tratado. O instrumento 11 também poderá ser bipolar.

Neste caso, nenhum eletrodo neutro 12 é necessário e o instrumento 11 é suprido com energia por meio de uma linha de dois cabos. O instrumento 11 e o eletrodo neutro 12 estão conectados ao dispositivo cirúrgico 10 por meio das linhas 13, 14 para serem alimentados com corrente e opcionalmente outros meios, tais como, por exemplo, fluido de enxágue ou afins.

Descrição detalhada [0020] Com o objetivo de energizar o instrumento 11, o dispositivo cirúrgico 10 compreende, por exemplo, um gerador de RF 15 que pode ser visto no diagrama de circuito de bloco da figura 2. Junto com o instrumento conectado 11 do paciente localizado no circuito elétrico, tal gerador forma uma carga elétrica 16. A energia elétrica exigida para operação desta carga 16 deriva de uma rede de fornecimento de energia 17 à qual o dispositivo cirúrgico 10 está conectado por meio de um cabo de energia 17a. Entre a carga 16 (ou o gerador 15) e a rede de fornecimento de energia 17, conectada por meio do cabo de energia 17a, está interposta a seção de fornecimento de energia 18 que provém a tensão operacional necessária para a carga 16 e a corrente operacional necessária. Além disso, a seção de fornecimento de energia 18 realiza um isolamento elétrico entre a carga 16 e a rede de fornecimento de energia 17 .

[0021] A figura 2 mostra os conjuntos principais do dispositivo cirúrgico 10. A seção de fornecimento de energia 18 compreende um conversor elevador 19 para correção do fator de energia. Por meio do cabo de energia 17a, o conversor elevador 19 retira corrente elétrica da rede de fornecimento de energia 17 e energiza um circuito intermediário CC 20 com uma tensão direta de intensidade desejada, isto sendo preferivelmente maior que o valor de pico da tensão fornecida às linhas de alimentação (por exemplo, 400 V) . Conectada ao circuito intermediário CC 20 está uma unidade de fornecimento de energia 21 que é provida para suprir a carga 16 com uma tensão adequada, tal tensão, preferivelmente, sendo ajustável dentro de uma ampla faixa de ajuste de, por exemplo, 5 a 250 volts.

[0022] A unidade de fornecimento de energia 21 é esquematicamente mostrada pela figura 5. Ela compreende um transformador 22 que é disposto para o isolamento elétrico e assim aloca a seção de fornecimento de energia 18 para uma primeira região lateral das linhas de alimentação 23 carregando uma tensão das linhas de alimentação e uma segunda região lateral do paciente 24 separadas da tensão das linhas de alimentação. As duas regiões 23, 24 compreendem a seção de fornecimento de energia 18, bem como uma configuração de controle 25.

[0023] A seção de fornecimento de energia 18 compreende, pelo menos opcionalmente, uma unidade de fornecimento de energia de baixa tensão 26 que está conectada ao circuito intermediário CC 20 no lado da entrada e que disponibiliza, na sua sarda 27, uma baixa tensão adequada de 12 V, por exemplo. A unidade de fornecimento de energia de baixa tensão 26 é mostrada separadamente pela figura 4. Esta última, novamente, compreende um transformador para isolamento elétrico, para que uma parte da unidade de fornecimento de baixa tensão 26 e da unidade de fornecimento de energia 21 pertença à região lateral das linhas de alimentação 23 e a outra parte pertença à região lateral do paciente 24.

[0024] O mesmo se aplica à configuração de controle 25. Ele compreende um circuito de controle de CFP 29 localizado em uma região lateral das linhas de alimentação 23. Além disso, a configuração de controle 25 compreende um circuito de controle de operação 30 localizado na região lateral do paciente 24. O circuito de controle de CFP 29 e o circuito de controle de operação 30 estão conectados um ao outro por meio de uma interface de comunicação digital 31 que é preferivelmente bidirecional e eletricamente isoladora.

[0025] O circuito de controle de CFP 29 também controla a operação do conversor elevador 19, caso haja, e também a operação da unidade de fornecimento de energia de baixa tensão 26. Estas relações causais são indicadas pelas setas 32, 33 na figura 2. Além disso, conforme indicado pela seta 34, a região lateral das linhas de alimentação 23 da seção de fornecimento de energia 18, por exemplo, o conversor elevador 19, pode gerar informação ao circuito de controle de CFP 29.

[0026] Conforme simbolicamente indicado pela seta 35, o circuito de controle de operação 30 controla, pelo menos, a unidade de fornecimento de energia. Além disso, o circuito de controle de operação 30 poderá ser provido de modo a ser capaz de controlar a carga 16, bem como receber informação da carga 16, conforme indicado pela seta 36. Para controle da carga 16, o circuito de controle de operação 30, por exemplo, poderá preespecificar os modos operacionais tais como, por exemplo, corte ou coagulação. Por exemplo, o circuito de controle de operação 30 pode receber informações por meio das tensões e/ou correntes no lado de entrada ou lado de sarda do gerador 15.

[0027] A figura 3 descreve uma configuração do conversor elevador 19, esta descrição estando restrita aos seus componentes básicos. Um retificador de energia 37 é provido no lado da entrada. Abaixo disto, está um circuito em série composto de um interruptor eletrônico 38 e um componente indutivo 39. O eletrodo de controle do interruptor eletrônico 38, tal eletrodo, por exemplo, sendo configurado como um TECMOS (transistor de efeito de campo de semicondutor de óxido metálico), recebe pulsos de controle que passam pela linha do circuito de controle de CFP 29, conforme indicado pela seta 32. No lado da sarda, o conversor elevador compreende um diodo retificador 40 e um capacitor compensador 41. Em um ponto apropriado, um sinal de tensão das linhas de alimentação pode ser utilizado e entregue ao circuito de controle de CFP 29. Além disso, um desvio 42 poderá ser provido em um local apropriado, a queda de tensão de tal desvio também sendo entregue ao circuito de controle de CFP 29 (seta ou marca 34 na figura 3). Na sua sarda, o conversor elevador 19 energiza o circuito intermediário CC 20.

[0028] A unidade de fornecimento de energia 21 como na figura 5, bem como, opcionalmente, a unidade de fornecimento de energia de baixa tensão 26 como na figura 4 estão conectadas ao circuito intermediário CC 20.

[0029] A unidade de fornecimento de energia 21 compreende um inversor 43, preferivelmente configurado como um inversor de ponte total. Este último compreende quatro interruptores eletronicamente controláveis que são controlados, por meio de uma conexão operativa 35, pelo circuito de controle de operação 30. Conectado ao inversor 43 está a bobina primária 44 do transformador 22. Sua bobina secundária 45 está conectada ao bloco retificador 46, cuja saida 47 alimenta a carga 16 com uma tensão direta de, por exemplo, 5 a 250 V. Conforme ilustrado, o bloco retificador 46 poderá ser composto de um circuito de ponte de diodo ou, também, de um interruptor exterior controlado, como um retificador sincrono. O grau da tensão direta pode preferivelmente ser controlado pelo controle apropriado do bloco inversor 43 pelo circuito de controle de operação 30.

[0030] A unidade de fornecimento de energia de baixa tensão 26, que é destinada a níveis de energia mais baixos, é preferivelmente um circuito conversor de retorno. A bobina primária 48 do transformador 28 está conectada em série a um interruptor eletrônico 49. O eletrodo de controle do interruptor eletrônico 49 está conectado ao circuito de controle de CFP 29, utilizando os meios de transmissão de pulso apropriados. A bobina secundária 50 do transformador 28 está conectada a um ou mais capacitores de compensadores 52 por meio de um interruptor eletrônico 51, onde um resistor de tela 53 ou também um reatância apropriado poderá ser interposto entre tais capacitores compensadores. O eletrodo de controle do circuito eletrônico 51 é controlado pelo circuito de controle de CFP 29 por meio da conexão operativa indicada pelo evento 33.

[0031] O circuito de controle de CFP 29 poderá ser um microcontrolador que adapta o tempo das operações de ligar e desligar do circuito eletrônico 49, 41 de uma maneira que o interruptor 51 esteja configurado como um retificador sincrono.

[0032] A figura 6 mostra um circuito de partida 57 que é disposta para alimentar o circuito de controle de CFP 29 após a partida com tensão operacional até a unidade de fornecimento de energia de baixa tensão 26 funcionar de maneira estável. Ao fazê-lo, o circuito de partida 57 é conectado ao circuito intermediário CC 20. Deste ponto, estende-se pelo menos um resistor ôhmico, preferivelmente, uma cadeia de resistores 58, até um interruptor eletrônico 59. O circuito em série composto da cadeia de resistores 58 e o interruptor eletrônico 59 definem um caminho de corrente do circuito intermediário CC 20 até uma linha 60 conduzindo uma baixa tensão, tal linha sendo conectada à entrada de tensão operacional Vo do circuito de controle de CFP 29. Por meio de um capacitor 61, a linha 60 é isolada e conectada ao terra. Para limitação de tensão, o capacitor 61 é unido por um diodo Zener 62.

[0033] A linha 60 conduzindo a baixa tensão está conectada à saída 27 da unidade de fornecimento de baixa tensão 26 através de um caminho de corrente de suprimento. Na configuração exemplar presente, o caminho de corrente de suprimento é composto pelo diodo emissor-base ou um ou mais transistores em paralelo conectados, preferivelmente transistores npn [doador-aceitador-doador] 63. O caminho de corrente de suprimento forma a entrada de controle para o interruptor eletrônico 59. Assim que corrente elétrica suficiente flui no caminho de corrente de suprimento, o interruptor eletrônico 59 se move para a posição DESLIGADO (OFF) . Na configuração exemplar, o interruptor eletrônico 59 é um transistor de efeito de campo cujo portão 64 está conectado ao coletor do transistor 63, bem como à cadeia de resistores 58 por meio de um resistor pull-up 65. Além disso, seu portão poderá ser conectado a sua conexão de fonte por meio de um diodo Zener de limitação de tensão. Se seu portão 64 estiver suficientemente positivo em relação a sua conexão, o transistor de efeito de campo será condutivo. Ele estará bloqueando se o portão 64 estiver no, ou perto do, potencial da fonte.

[0034] Propriedades adicionais do circuito do dispositivo cirúrgico 10 descrito até o momento em vista da sua estrutura e arquitetura básica resultam da descrição funcional doravante.

[0035] Os componentes e blocos do dispositivo cirúrgico são configurados de uma maneira que a função descrita abaixo seja provida ou possa ser provida: [0036] Para começar, assume-se que a operação do dispositivo cirúrgico 10 foi iniciada.

[0037] No inicio, devido aos pulsos de controle ausentes do circuito de controle de CFP 29 e do circuito de controle de operação 30, nem os dois conversores elevadores, nem a unidade de fornecimento de energia 21, nem a unidade de fornecimento de baixa tensão 26 conseguem operar. Por meio do diodo 40, o capacitor compensador 41 recebe meia onda das linhas de alimentação retificada e assim cargas para uma tensão, que é inicialmente mais baixa que a tensão de circuito intermediário desejada. Agora o circuito de partida 57 ativará de modo que uma tensão positiva alcance o portão 64 por meio da cadeia de resistores 58 e o resistor pull-up 65. Consequentemente, o interruptor 59 torna-se condutivo (LIGADO [ON] ) , como resultado disto uma corrente de carga limitada pela cadeia de resistores 58 flui para o capacitor 61, carregando tal capacitor. A tensão em acúmulo é limitada pelo diodo Zener 62 . Consequentemente, a operação inicial do circuito de controle de CFP 29 é possibilitada. Esta última agora pode enviar pulsos de controle ao conversor elevador 19, como resultado disto ela começa a operar e construir a tensão de circuito intermediário desejada no capacitor 41. Ao mesmo tempo, a unidade de fornecimento de energia de baixa tensão 26, sob controle do circuito de controle de CFP 29, pode iniciar sua operação e disponibilizar a tensão desejada e exigida na sua saída 27. Uma corrente de elétrica de fornecimento de energia flui pelo diodo emissor-base do transistor 63 até a linha 60 e, como resultado disto, o caminho coletor-emissor do transistor 63 torna-se condutivo. O portão 64 do transistor de efeito de campo é assim puxado para o potencial da fonte. Em qualquer evento, a tensão portão-fonte cai abaixo da tensão limiar do transistor de efeito de campo, consequentemente tal transistor será bloqueado (DESLIGADO). Como resultado disto, a cadeia de resistores 58 ficará sem saída de energia elétrica e sem perda de energia. Ao fazê-lo, o modo estacionário do circuito de controle de CFP 29 foi alcançado. Por um lado, a cadeia de resistores pode assim ser projetada para ter uma carga ôhmica relativamente baixa com o objetivo de possibilitar uma partida imediata e rápida e satisfazer o requisito de alta energia do circuito de controle de CFP, em cujo caso, por outro lado, a perda de energia que ocorre durante operação é minimizada pelo desligamento automático.

[0038] Agora o conversor elevador 19 converte a tensão das linhas de alimentação retificada ondulada em uma tensão direta de, por exemplo, 400 V. Para fazer isto, o interruptor eletrônico 38 é aberto e fechado pelo circuito de controle de CFP 29 em uma frequência claramente acima da frequência das linhas de ali. Pode haver a provisão de que o circuito de controle de CFP 29 monitore a tensão no circuito intermediário CC 20 e assim regule o ciclo ativo do interruptor 38 de uma maneira que a tensão direta desejada seja mantida.

[0039] Agora assumimos que o circuito de controle de operação 30 deve preespecificar uma operação especifica do instrumento 11, por exemplo, modo de coagulação. Este modo poderá ser selecionado, por exemplo, por um ou mais elementos de controle 54 no invólucro do dispositivo cirúrgico 10 e ser sinalizado por uma ou mais configurações de display. Além disso, a configuração de display 55 poderá ser provida para indicar parâmetros adicionais tais como energia elétrica, tensão, duração de coagulação ou afins.

[0040] Se o usuário agora empregar o instrumento no local da aplicação e atuar, por exemplo, um elemento de controle 56 no punho do instrumento 11, o gerador 15 deve ser ativado, por exemplo. Antes disto, o circuito de controle de operação 30 ajusta a unidade de fornecimento de energia 21 por conexão operativa 35 de uma maneira que a tensão exigida para coagulação seja aplicada. Isto é alcançado pela cronometragem apropriada do interruptor do inversor 43. Por meio da conexão operacional 36, é possível ativar o gerador 15 e monitorar seus parâmetros, por exemplo, o nivel da corrente elétrica e/ou o nivel da tensão de saída. 0 gerador de RF 15, o circuito de controle de operação 30 e a unidade de fornecimento de energia 21 podem assim formar uma malha de controle com o objetivo de manter os parâmetros desejados em uma maneira controlada ou para controlá-los consistente com funções preespecificáveis.

[0041] 0 circuito de controle de operação 30 também pode controlar outros modos operacionais, por exemplo, modo de corte com incisão inicial em um ambiente úmido. Isto requer energia aumentada. Embora o circuito de controle de operação 30 regule a tensão na sarda 47 influenciando a unidade de fornecimento de energia 21, ele pode relatar o requisito iminente de energia elétrica aumentada ao circuito de controle de CFP 29 por meio da interface de comunicação 31. Tal circuito de controle pode ser projetado de modo a aumentar a corrente de entrada medida por meio do desvio 42 por um curto tempo. Para fazê-lo, o circuito de controle de CFP se desvia da sua outrora operação assumida de manutenção da tensão constante no circuito intermediário CC 20 . Normalmente, isto é ajustado constantemente de modo que a tensão seja medida e comparada com um valor nominal pelo circuito de controle de CFP 29. Um valor de energia elétrica nominal será calculado com base na diferença de tensão, tal valor nominal será comparado com a corrente elétrica de fato medida no desvio 42. No modo estacionário, o interruptor 38 é ativado de uma maneira que a corrente real corresponde à corrente nominal.

[0042] Em antecipação e preparação para um processo transiente, em particular, um aumento em forma de surto do requisito de energia da carga 16, o circuito de controle de CFP 29 pode acrescentar uma compensação ao valor de energia elétrica nominal e mantê-la durante um tempo determinado ou selecionado. Como resultado disto, o conversor elevador 19 transporta mais energia para o circuito intermediário CC 20, tal energia agora está disponível para a unidade de fornecimento de energia 21 e a carga 16, por exemplo, com o objetivo de realizar uma operação de corte inicial.

[0043] Nesta configuração, é possível agir de forma antecipada às mudanças iminentes de carga. Como resultado disto, as quedas de tensão, que poderíam de outro modo ocorrer no circuito intermediário CC 20 e teriam que ser compensadas pela regulagem de tensão, se a resposta fosse somente para os surtos de carga, são evitadas.

[0044] Além disto, a interface de comunicação 31 entre o circuito de controle de CFP 29 e o circuito de controle de operação 30 possibilitam comportamento vantajoso adicional do dispositivo cirúrgico 10. Por exemplo, no caso de uma falha de alimentação nas linhas de alimentação 17, isto pode ser relatado imediatamente ao circuito de controle de CFP 29 por meio da conexão operacional indicada pela seta 34 e por tal circuito de controle ao circuito de controle de operação 30 por meio da interface de comunicação 31. Uma possível resposta, neste caso, é que o circuito de controle de operação 30 imediatamente desliga a unidade de fornecimento de energia 21 com o objetivo de possibilitar a operação continuada mais longa possível da unidade de fornecimento de energia de baixa tensão 26 com a energia armazenada no capacitor de compensador 41 no circuito intermediário CC 20, por exemplo. A operação continuada da unidade de fornecimento de energia de baixa tensão 26, durante, pelo menos, frações de segundo ou também vários segundos, possibilita então a armazenagem de dados e a configuração de valores em componentes não especificamente ilustrados tais como, em particular, memórias e componentes de computação e a conclusão da operação de maneira ordenada. Em contraste, os componentes que consomem energia tais como, em particular, o dispositivo de display 55, a carga 16 ou afins, são desligados instantaneamente.

[0045] O dispositivo cirúrgico 10, de acordo com a invenção, inclui uma seção de fornecimento de energia 18 compreendendo pelo menos um conversor elevador 19 e pelo menos uma unidade de fornecimento de energia 21. O conversor elevador 19 ou, preferivelmente, a unidade de fornecimento de energia 21 efetua um isolamento elétrico. Um circuito intermediário CC 20 é provido entre os dois. O conversor elevador 19 é comandado por um circuito de controle de CFP dedicado 29. Em oposição a isto, a unidade de fornecimento de energia 21 é comandada pelo circuito de controle de operação 30 que controla a operação geral do drspositivo cirúrgico 10. Provida entre o circuito de controle de CFP 29 e o circuito de controle de operação 30 está uma interface de comunicação digital 31 por meio da qual o circuito de controle de operação 30 pode receber dados adicionais do conversor elevador 19 ou passar tais dados para tal conversor elevador. Ao fazer isto, uma resposta particularmente rápida e segura é possível no caso de uma falha de energia das linhas de alimentação. Além disso, o conversor elevador pode ser operado em antecipação às mudanças iminentes de carga. Como resultado disto, é possível melhorar as propriedades operacionais do dispositivo cirúrgico 10, por exemplo, em vista da incisão inicial.

Lista de Numerais de Referência: 10 Dispositivo cirúrgico 11 Instrumento 12 Eletrodo neutro 13 Linha para instrumento 11 14 Linha para eletrodo neutro 12 15 Gerador de RF 16 Carga 17 Rede de fornecimento de energia 17a Cabo de energia 18 Seção de fornecimento de energia 19 Conversor elevador de CFP

20 Circuito intermediário CC 21 Unidade de fornecimento de energia 22 Transformador 23 Região lateral das linhas de alimentação 24 Região lateral do paciente 25 Configuração de controle 26 Unidade de fornecimento de energia de baixa tensão 27 Sarda da unidade de fornecimento de energia de baixa tensão 26 28 Transformador da unidade de fornecimento de energia de baixa tensão 29 Circuito de controle de CFP 30 Circuito de controle operacional 31 Interface de comunicação 32 - 36 Setas 37 Retificador de energia 38 Interruptor 39 Componente indutivo 40 Diodo 41 Capacitor do compensador 42 Desvio 43 Inversor 44 Bobina primária do transformador 22 45 Bobina secundária do transformador 22 46 Bloco retificador 47 Saida do bloco retificador 46 48 Bobina primária do transformador 28 49 Interruptor eletrônico 50 Bobina secundária do transformador 28 51 Interruptor eletrônico 52 Capacitores compensadores 53 Resistor da tela 54 Elementos de controle 55 Dispositivos de display 56 Elemento de controle 57 Circuito de partida 58 Cadeia de resistores 59 Circuito eletrônico 60 Linha de condução de baixa tensão 61 Capacitor 62 Diodo Zener 63 Transistor 64 Portão 65 Resistor pull-up REIVINDICAÇÕES

Claims (16)

1 . Dispositivo cirúrgico, em particular o dispositivo cirúrgico de RF para suprir um instrumento cirúrgico (11), caracterizado pelo fato de compreender: - um conversor elevador (19) que é arranjado para converter uma tensão AC das linhas de alimentação em uma tensão de circuito intermediário e energizar um circuito intermediário CC (20), - uma unidade de fornecimento de energia (21) compreendendo um inversor (43) conectado ao circuito intermediário (20), e compreendendo um transformador (22) compreendendo uma bobina primária (44) conectada ao inversor (43) e uma bobina secundária (45) para energização de uma carga (16), - um dispositivo de controle (25) compreendendo um circuito de controle de CFP (29) conectado de uma maneira controladora ao conversor elevador (19) e um circuito de controle de operação (30) conectado de uma maneira controladora à unidade de fornecimento de energia (21), estes estando conectados um ao outro por meio de uma interface de comunicação digital (31) .

2. Dispositivo cirúrgico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o circuito de controle de operação (30) estar adicionalmente conectado à carga (16) de uma maneira controladora.

3. Dispositivo cirúrgico, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de a carga (16) poder ser conduzida em diferentes modos operacionais nos quais tal carga exibe diferentes consumos de energia.

4. Dispositivo cirúrgico, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o circuito de controle de operação (30) estar configurado para preespecificar o modo operacional da carga (16) e que o circuito de controle de operação (30) está adicionalmente configurado para controlar a unidade de fornecimento de energia (21) e o circuito de controle de CFP (29) consistente com o modo operacional da carga (16).

5. Dispositivo cirúrgico, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de o circuito de controle de operação (30) estar configurado para ajustar a unidade de fornecimento de energia (21), antes de ligar o modo operacional, para mudança iminente do consumo de energia da carga (16).

6. Dispositivo cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de a interface de comunicação digital (31) estar configurada de modo a ser eletricamente isolante.

7. Dispositivo cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de a interface de comunicação digital (31) estar configurada de modo a operar de forma bidirecional.

8 . Dispositivo cirúrgico, de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de o circuito de controle de operação (30) estar configurado de modo a ajustar o circuito de controle de CFP (29), antes de ligar o modo operacional, para mudança iminente do consumo de energia da carga (16) por meio da interface de comunicação digital (31).

9. Dispositivo cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de uma unidade de fornecimento de energia de baixa tensão (26) estar conectada ao circuito intermediário (20), tal unidade de fornecimento de energia de baixa tensão sendo um conversor CC-CC eletricamente isolante.

10. Dispositivo cirúrgico, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de o conversor CC-CC eletricamente isolante compreender um conversor de fluxo ou conversor de bloqueio com um retificador sincrono (51).

11. Dispositivo cirúrgico, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de a unidade de fornecimento de energia de baixa tensão (26) ser controlada pelo circuito de controle de CFP (29).

12. Dispositivo cirúrgico, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de o conversor de bloqueio ou fluxo compreender pelo menos um interruptor eletrônico (49) que está conectado em série a uma bobina primária (48) de um transformador eletricamente isolante (28), em cujo caso o interruptor (49) é cronometrado pelo circuito de controle de CFP (29).

13. Dispositivo cirúrgico, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de o retificador sincrono compreender um interruptor eletrônico (51) com um eletrodo de controle no qual são aplicados pulsos de comutação que são gerados pelo circuito de controle de CFP (29).

14. Dispositivo cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de o circuito de controle de CFP (29) estar conectado ao circuito intermediário CC (20) por meio de um circuito de partida (57) com desligamento automático.

15.

Método para prover energia operacional elétrica para uma carga, em particular, um gerador de RF, para suprir um instrumento cirúrgico (11), caracterizado pelo fato de: - um circuito intermediário (20) é energizado por um conversor elevador (19) convertendo uma tensão AC das linhas de alimentação em uma tensão de circuito intermediário, e onde - a carga (16) é energizada por uma unidade de fornecimento de energia (21) que é alimentada com energia elétrica do circuito intermediário (20), - onde um circuito de controle de CFP (29) conectado de uma maneira controladora ao conversor elevador (19) é alimentado por meio de uma interface de comunicação digital (31) com sinais de controle que originam de um circuito de controle de operação (30) e caracterizam mudanças de carga, e que envia sinais da situação ao circuito de controle de operação.