BR112014025700B1 - Dispositivo cirúrgico com circuito de controle para dispositivos ultrassônicos e electrocirúrgicos - Google Patents

Dispositivo cirúrgico com circuito de controle para dispositivos ultrassônicos e electrocirúrgicos Download PDF

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Jeffrey L. Aldridge
Douglas J. Turner
Vincent P. Battaglia Jr
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Ethicon Endo-Surgery, Inc
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Abstract

GERADOR CIRÚRGICO PARA DISPOSITIVOS ULTRASÔNICOS E ELETROCIRÚRGICOS. A presente invenção refere-se a um circuito de controle (1602) de um dispositivo cirúrgico (1600). O circuito de controle inclui uma primeira porção de circuito acoplada a pelo menos uma chave que pode ser operada entre um estado aberto e um estado fechado. A primeira porção de circuito se comunica com um gerador cirúrgico (102) através de um par de condutores (112) para receber um sinal de controle para determinar um estado da pelo menos uma chave.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS
[0001] Este pedido é uma continuação-em-parte do Pedido de Patente copendente N° de Série US 13/251.766, intitulado "SURGICAL GENERATOR FOR ULTRASONIC AND ELECTROSURGICAL DEVICES", depositado em 3 de outubro de 2011, que é uma continuação- em-parte do Pedido de Patente copendente N° de Série US 12/896.360, intitulado "SURGICAL GENERATOR FOR ULTRASONIC AND ELECTROSURGICAL DEVICES", depositado em 1 de outubro de 2010, e que reivindica o benefício sob o Título 35, Código dos Estados Unidos § 119(e) do Pedido de Patente Provisória US n° 61/250.217, depositado em 9 de outubro de 2009 e intitulado "A DUAL BIPOLAR AND ULTRASONIC GENERATOR FOR ELECTRO- SURGICAL INSTRUMENTS". Cada um dos pedidos mencionados acima está aqui incorporado a título de referência, em sua totalidade.
[0002] O presente pedido também está relacionado aos Pedidos de Patente US a seguir, simultaneamente depositados em 3 de outubro de 2011, cada um dos quais está aqui incorporado, a título de referência, em sua totalidade: (1) Pedido de Patente US n° de série 12/896.351, intitulado DEVICES AND TECHNIQUES FOR CUTTING AND COAGULATING TISSUE, n° do documento do procurador END6427USCIP1/080591CIP; (2) Pedido de Patente US n° de série 12/896.479, intitulado SURGICAL GENERATOR FOR ULTRASONIC AND ELECTROSUR- GICAL DEVICES, n° do documento do procurador END6673USNP1/100557; (3) Pedido de Patente US n° de série 12/896.345, intitulado SURGICAL GENERATOR FOR ULTRASONIC AND ELECTROSUR- GICAL DEVICES, n° do documento do procurador END6673USNP2/100559; (4) Pedido de Patente US n° de série 12/896.384, intitulado SURGICAL GENERATOR FOR ULTRASONIC AND ELECTROSUR- GICAL DEVICES, n° do documento do procurador END6673USNP3/100560; (5) Pedido de Patente US n° de série 12/896.467, intitulado SURGICAL GENERATOR FOR ULTRASONIC AND ELECTROSUR- GICAL DEVICES, n° do documento do procurador END6673USNP4/100562; (6) Pedido de Patente US n° de série 12/896.451, intitulado SURGICAL GENERATOR FOR ULTRASONIC AND ELECTROSUR- GICAL DEVICES, n° do documento do procurador END6673USNP5/100563; e (7) Pedido de Patente US n° de série 12/896.470, intitulado SURGICAL GENERATOR FOR ULTRASONIC AND ELECTROSUR- GICAL DEVICES, n° do documento do procurador END6673USNP6/100564.
ANTECEDENTES
[0003] Várias modalidades estão relacionadas a dispositivos cirúrgicos, e geradores para fornecer energia a dispositivos cirúrgicos, para uso em ambientes de cirurgia aberta ou minimamente invasiva.
[0004] Os dispositivos cirúrgicos ultrassônicos, como bisturis ul-trassônicos, estão encontrando aplicações cada vez mais amplamente disseminadas em procedimentos cirúrgicos em razão de suas exclusivas características de desempenho. Dependendo das configurações e parâmetros operacionais específicos do dispositivo, os dispositivos cirúrgicos ultrassônicos podem oferecer, de maneira substancialmente simultânea, transecção de tecidos e homeostase por coagulação, mi- nimizando, desejavelmente, o trauma ao paciente. Um dispositivo cirúrgico ultrassônico pode compreender um cabo contendo um transdutor ultrassônico, e um instrumento acoplado ao transdutor ultrassônico tendo um atuador de extremidade montado distalmente (por exemplo uma ponta de lâmina) para cortar e cauterizar tecidos. Em alguns casos, o instrumento pode estar permanentemente fixado ao cabo. Em outros casos, o instrumento pode ser separável do cabo, como no caso de um instrumento descartável ou um instrumento que é intercam- biável entre diferentes cabos. O atuador de extremidade transmite energia ultrassônica aos tecidos colocados em contato com o mesmo, para realizar a ação de corte e cauterização. Os dispositivos cirúrgicos ultrassônicos dessa natureza podem ser configurados para uso em procedimentos cirúrgicos abertos, laparoscópicos ou endoscópicos, inclusive procedimentos roboticamente assistidos.
[0005] A energia ultrassônica corta e coagula os tecidos com o uso de temperaturas mais baixas que aquelas usadas em procedimentos eletrocirúrgicos e pode ser transmitida ao atuador de extremidade por um gerador ultrassônico em comunicação com o cabo. Vibrando a altas frequências (por exemplo, 55.500 vezes por segundo), a lâmina ul- trassônica desnatura a proteína presente nos tecidos para formar um coágulo pegajoso. A pressão exercida sobre os tecidos pela superfície da lâmina achata os vasos sanguíneos e permite que o coágulo forme um selo hemostático. Um cirurgião pode controlar a velocidade de corte e coagulação por meio da força aplicada aos tecidos pelo atuador de extremidade, do tempo durante o qual a força é aplicada e do nível de excursão selecionado para o atuador de extremidade.
[0006] O transdutor ultrassônico pode ser modelado como um circuito equivalente, compreendendo uma primeira ramificação que tem uma capacitância estática e uma segunda ramificação "de movimento" que tem indutância, resistência e capacitância serialmente conectadas, o que define as propriedades eletromecânicas de um ressonador. Os geradores ultrassônicos conhecidos podem incluir um indutor de sintonia para cancelar a capacitância estática a uma frequência de ressonância, de modo que substancialmente toda a corrente do sinal de acionamento do gerador flua para a ramificação de movimento. Consequentemente, mediante o uso de um indutor de sintonia, a corrente do sinal de acionamento do gerador representa a corrente da ramificação de movimento, e, desse modo, o gerador é capaz de controlar seu sinal de acionamento para manter a frequência de ressonância do transdutor ultrassônico. O indutor de sintonia pode, também, transformar a plotagem de fase e impedância do transdutor ultrassônico para otimizar as capacidades de travamento de frequência do gerador. Entretanto, o indutor de sintonia precisa ser combinado com a capacitân- cia estática específica de um transdutor ultrassônico na frequência de ressonância operacional. Em outras palavras, um transdutor ultrassô- nico diferente tendo uma capacitância estática diferente requer um indutor de sintonia diferente.
[0007] Adicionalmente, em algumas arquiteturas de gerador ul-trassônico, o sinal de acionamento do gerador exibe distorção harmônica assimétrica, que complica as medições de magnitude e fase da impedância. Por exemplo, a exatidão das medições de fase da impe- dância pode ser reduzida devido à distorção harmônica nos sinais de corrente e tensão.
[0008] Além disso, a interferência eletromagnética em ambientes ruidosos diminui a capacidade do gerador em manter o travamento na frequência de ressonância do transdutor ultrassônico, aumentando a probabilidade de entradas inválidas do algoritmo de controle.
[0009] Os dispositivos eletrocirúrgicos para aplicação de energia elétrica a tecidos de modo a tratar e/ou destruir os ditos tecidos estão também encontrando aplicações cada vez mais amplamente dissemi- nadas em procedimentos cirúrgicos. Um dispositivo eletrocirúrgico pode compreender um cabo e um instrumento tendo um atuador de extremidade distalmente montado (por exemplo, um ou mais eletrodos). O atuador de extremidade pode ser posicionado contra o tecido, de modo que a corrente elétrica seja introduzida no tecido. Os dispositivos eletrocirúrgicos podem ser configurados para funcionamento bipolar ou monopolar. Durante o funcionamento bipolar, a corrente é introduzida no tecido e retornada a partir do mesmo pelos eletrodos ativos e de retorno, respectivamente, do atuador de extremidade. Durante o funcionamento monopolar, a corrente é introduzida no tecido por um eletrodo ativo do atuador de extremidade e retornada através de um eletrodo de retorno (por exemplo, uma placa de aterramento) separa-damente situada no corpo do paciente. O calor gerado pelo fluxo da corrente através do tecido pode formar selos hemostáticos no interior do tecido e/ou entre tecidos e, dessa forma, pode ser particularmente útil para cauterização de vasos sanguíneos, por exemplo. O atuador de extremidade de um dispositivo eletrocirúrgico pode compreender também um elemento de corte que é capaz de mover-se em relação ao tecido e os eletrodos, para transeccionar o tecido.
[00010] A energia elétrica aplicada por um dispositivo eletrocirúrgico pode ser transmitida ao instrumento por um gerador em comunicação com o cabo. A energia elétrica pode estar sob a forma de energia de radiofrequência ("RF"). A energia de RF é uma forma de energia elétrica que pode estar na faixa de frequências de 300 kHz a 1 MHz. Durante seu funcionamento, um dispositivo eletrocirúrgico pode transmitir energia de RF em baixa frequência através do tecido, o que causa agitação iônica, ou atrito iônico, de fato aquecimento resistivo, aumentando assim a temperatura do tecido. Como um limite preciso pode ser criado entre o tecido afetado e o tecido circundante, os cirurgiões po-dem operar com um alto nível de precisão e controle, sem sacrificar o tecido adjacente que não é alvo da operação. As baixas temperaturas de funcionamento da energia de RF podem ser úteis para remoção, encolhimento ou escultura de tecidos moles enquanto, simultaneamente, são cauterizados os vasos sanguíneos. A energia de RF pode funcionar particularmente bem no tecido conjuntivo, que compreende principalmente colágeno e se encolhe quando entra em contato com calor.
[00011] Devido a suas necessidades únicas de sinal de acionamento, detecção e retroinformação, os dispositivos ultrassônicos e eletroci- rúrgicos genericamente necessitam de geradores diferentes. Adicionalmente, nos casos em que o instrumento é descartável ou intercam- biável com um cabo, geradores ultrassônicos e eletrocirúrgicos estão limitados em sua capacidade para reconhecer a configuração do instrumento específico sendo usado, e para otimizar os processos de controle e diagnóstico conforme necessário. Além disso, o acoplamento capacitivo entre os circuitos do gerador não isolados e isolados do paciente, especialmente nos casos em que são usadas tensões e frequências mais altas, pode resultar na exposição de um paciente a níveis inaceitáveis de vazamento de corrente.
[00012] Ademais, devido a seu sinal de acionamento exclusivo, necessidades de captação e retroinformação, os dispositivos ultrassôni- cos e eletrocirúrgicos exigem, de modo geral, diferentes interfaces de usuário para os diferentes geradores. Em tais dispositivos ultrassôni- cos e eletrocirúrgicos convencionais, configura-se uma interface de usuário para uso com um instrumento ultrassônico, enquanto que uma diferente interface de usuário pode ser configurada para uso com um instrumento eletrocirúrgico. Tais interfaces de usuário incluem interfaces de usuário ativadas pela mão e/ou pelo pé como chave ativadas pela mão e/ou chave ativadas pelo pé. Visto que contempla-se várias modalidades de geradores combinados para uso com instrumentos ul- trassônicos e eletrocirúrgicos na revelação subsequente, também contempla-se interfaces de usuário adicionais que são configuradas para operar com geradores de instrumento ultrassônico e/ou eletrocirúrgico.
[00013] As interfaces de usuário adicionais para o fornecimento de retroinformação, para o usuário ou outra máquina, são contempladas na revelação subsequente para fornecer retroinformação que indica um status ou modo operacional de um instrumento ultrassônico e/ou eletrocirúrgico. Fornecer retroinformação de usuário e/ou máquina para operar uma combinação entre instrumento ultrassônico e/ou eletro- cirúrgico irá exigir o fornecimento de retroinformação sensorial para um usuário e retroinformação elétrica/mecânica/eletromecânica para uma máquina. Os dispositivos de retroinformação que incorporam dis-positivos de retroinformação visual (por exemplo, uma tela de exibição de LCD, indicadores de LED), dispositivos de retroinformação de áudio (por exemplo, um alto-falante, uma campainha) ou dispositivos de re- troinformação táteis (por exemplo, atuadores hápticos) para uso em instrumentos ultrassônicos e/ou eletrocirúrgicos combinados são con-templados na revelação subsequente.
SUMÁRIO
[00014] São apresentadas várias modalidades de um gerador para comunicar um sinal de acionamento a um dispositivo cirúrgico. De acordo com várias modalidades, o gerador pode compreender um amplificador de potência para receber uma forma de onda de sinal de acionamento variável no tempo. A forma de onda de sinal de acionamento pode ser gerada por uma conversão de digital para análogo de pelo menos uma porção de uma pluralidade de amostras de forma de onda de sinal de acionamento. Uma saída do amplificador de potência pode ser destinada à geração de um sinal de acionamento. O sinal de acionamento pode compreender um dentre: um primeiro sinal de acionamento a ser comunicado a um dispositivo cirúrgico ultrassônico, um segundo sinal de acionamento a ser comunicado a um dispositivo ele- trocirúrgico. O gerador pode compreender também um circuito de amostragem para gerar amostras de corrente e tensão do sinal de acionamento quando este é comunicado ao dispositivo cirúrgico. A geração das amostras pode ser sincronizada com a conversão de digital para analógico das amostras de forma de onda de sinal de acionamento de modo que, para cada conversão de digital para analógico de uma amostra de forma de onda de sinal de acionamento, o circuito de amostragem gere um conjunto correspondente de amostras de corrente e tensão. O gerador pode compreender também pelo menos um dispositivo programado para, a cada amostra de forma de onda de sinal de acionamento e conjunto correspondente de amostras de corrente e tensão, armazenar as amostras de corrente e tensão em uma memória do pelo menos um dispositivo, para associar as amostras armazenadas à amostra de forma de onda de sinal de acionamento. O pelo menos um dispositivo também pode ser programado para, quando o sinal de acionamento compreender o primeiro sinal de acionamento: determinar uma amostra de corrente da ramificação de movimento do dispositivo cirúrgico ultrassônico, com base nas amostras de corrente e tensão armazenadas, comparar a amostra de corrente da ramificação de movimento a uma amostra-alvo selecionada dentre uma pluralidade de amostras-alvo que definem uma forma de onda alvo, sendo a amostra-alvo selecionada com base na amostra de forma de onda de sinal de acionamento determinar um erro de amplitude entre a amostra-alvo e a amostra de corrente da ramificação de movimento, e modificar a amostra de forma de onda de sinal de acionamento de modo que seja reduzido um erro de amplitude determinado entre a amostra-alvo e uma amostra de corrente da ramificação de movimento subsequente, com base em amostras de corrente e tensão associadas à amostra de forma de onda de sinal de acionamento mo- dificada.
[00015] De acordo com várias modalidades, o gerador pode compreender uma memória e um dispositivo acoplado à memória para receber, para cada uma dentre uma pluralidade de amostras de forma de onda de sinal de acionamento usadas para sintetizar um sinal de acionamento, um conjunto correspondente de amostras de corrente e tensão do sinal de acionamento. Para cada amostra de forma de onda de sinal de acionamento e conjunto correspondente de amostras de corrente e tensão, o dispositivo pode armazenar as amostras em uma memória do dispositivo para associar as amostras armazenadas à amostra de forma de onda de sinal de acionamento. Além disso, para cada amostra de forma de onda de sinal de acionamento e conjunto correspondente de amostras de corrente e tensão, o dispositivo pode, quando o sinal de acionamento compreender um primeiro sinal de acionamento a ser comunicado a um dispositivo cirúrgico ultrassônico, determinar uma amostra de corrente da ramificação de movimento do dispositivo cirúrgico ultrassônico com base nas amostras armazenadas, comparar a amostra de corrente da ramificação de movimento a uma amostra-alvo selecionada dentre uma pluralidade de amostras-alvo que definem uma forma de onda alvo, sendo a amostra-alvo selecionada com base na amostra de forma de onda de sinal de acionamento, determinar um erro de amplitude entre a amostra-alvo e a amostra de corrente da ramificação de movimento, e modificar a amostra de forma de onda de sinal de acionamento de modo que seja reduzido um erro de amplitude determinado entre a amostra-alvo e uma amostra de corrente da ramificação de movimento subsequente, com base em amostras de corrente e tensão associadas à amostra de forma de onda de sinal de acionamento modificada.
[00016] De acordo com várias modalidades, também são revelados métodos para determinação da corrente da ramificação de movimento em um transdutor ultrassônico de um dispositivo cirúrgico ultrassônico ao longo de múltiplas frequências de um transdutor sinal de acionamento. Em uma modalidade, o método pode compreender, em cada uma dentre uma pluralidade de frequências do sinal de acionamento do transdutor, sobreamostrar uma corrente e tensão do sinal de acionamento do transdutor, receber por meio de um processador as amostras de corrente e tensão, e determinar por meio do processador a corrente da ramificação de movimento com base nas amostras de corrente e tensão, uma capacitância estática do transdutor ultrassônico e a frequência do sinal de acionamento do transdutor.
[00017] De acordo com várias modalidades, também são revelados métodos para controle de um formato de onda de uma corrente da ramificação de movimento em um transdutor ultrassônico de um dispositivo cirúrgico. Em uma modalidade, o método pode compreender gerar um sinal de acionamento do transdutor mediante a invocação seletiva, com o uso de um algoritmo de síntese direta digital (DDS, de "direct digital synthesis"), de amostras de forma de onda de sinal de acionamento armazenadas em uma tabela de pesquisa (LUT, de "look-up table"), gerar amostras de corrente e tensão do sinal de acionamento do transdutor quando o sinal de acionamento do transdutor é comunicado ao dispositivo cirúrgico, determinar amostras da corrente da ramificação de movimento com base nas amostras de corrente e tensão, uma capacitância estática do transdutor ultrassônico e uma frequência do sinal de acionamento do transdutor, comparar cada amostra da corrente da ramificação de movimento a uma amostra-alvo respectiva de uma forma de onda alvo para determinar uma amplitude de erro, e modificar as amostras de forma de onda de sinal de acionamento armazenadas na LUT, de modo que seja reduzido um erro de amplitude entre as amostras subsequentes da corrente da ramificação de movimento e das respectivas amostras-alvo.
[00018] De acordo com várias modalidades, um gerador cirúrgico para fornecer um sinal de acionamento a um dispositivo cirúrgico pode compreender um primeiro transformador e um segundo transformador. O primeiro transformador pode compreender um primeiro enrolamento primário e um primeiro enrolamento secundário. O segundo transformador pode compreender um segundo enrolamento primário e um segundo enrolamento secundário. O gerador cirúrgico pode compreender, ainda, um circuito gerador para gerar o sinal de acionamento. O circuito gerador pode estar acoplado eletricamente ao primeiro enrolamento primário para oferecer o sinal de acionamento através do primeiro enrolamento primário. O gerador cirúrgico pode compreender também um circuito do lado do paciente, eletricamente isolado do circuito gerador. O circuito do lado do paciente pode ser eletricamente acoplado ao primeiro enrolamento secundário. Adicionalmente, o circuito do lado do paciente pode compreender uma primeira e uma segunda linhas de saída, para fornecer o sinal de acionamento ao dispositivo cirúrgico. Além disso, o gerador cirúrgico pode compreender um capacitor. O capacitor e o segundo enrolamento secundário podem ser eletricamente acoplados em série entre a primeira linha de saída e o terra.
[00019] De acordo com várias modalidades, um gerador cirúrgico para fornecer um sinal de acionamento para um dispositivo cirúrgico pode compreender um primeiro transformador, um circuito do lado do paciente e um capacitor. O primeiro transformador pode compreender um enrolamento primário, um primeiro enrolamento secundário, e um segundo enrolamento secundário. Uma polaridade do primeiro enrolamento secundário em relação ao enrolamento primário pode ser oposta à polaridade do segundo enrolamento secundário. O circuito gerador pode gerar o sinal de acionamento e pode ser eletricamente acoplado ao primeiro enrolamento primário para fornecer ao mesmo o sinal de acionamento. O circuito do lado do paciente pode ser eletri- camente isolado do circuito gerador e pode ser eletricamente acoplado ao primeiro enrolamento secundário. Além disso, o circuito do lado do paciente pode compreender uma primeira e uma segunda linhas de saída, para fornecer o sinal de acionamento ao dispositivo cirúrgico. O capacitor e o segundo enrolamento secundário podem ser eletricamente acoplados em série entre a primeira linha de saída e o terra.
[00020] De acordo com várias modalidades, um gerador cirúrgico para fornecer um sinal de acionamento para um dispositivo cirúrgico pode compreender um primeiro transformador, um circuito de gerador, um circuito do lado do paciente e um capacitor. O primeiro transformador pode compreender um enrolamento primário e um enrolamento secundário. O circuito gerador pode gerar o sinal de acionamento e pode ser eletricamente acoplado ao primeiro enrolamento primário para fornecer ao mesmo o sinal de acionamento. O circuito do lado do paciente pode ser eletricamente isolado do circuito gerador e pode ser eletricamente acoplado ao enrolamento secundário. Adicionalmente, o circuito do lado do paciente pode compreender uma primeira e uma segunda linhas de saída, para fornecer o sinal de acionamento ao dispositivo cirúrgico. O capacitor pode ser eletricamente acoplado ao enrolamento primário e à primeira linha de saída.
[00021] De acordo com várias modalidades, um gerador cirúrgico para fornecimento de um sinal de acionamento a um dispositivo cirúrgico pode compreender um primeiro transformador, um circuito gerador, um circuito do lado do paciente, bem como primeiro, segundo e terceiro capacitores. O primeiro transformador pode compreender um enrolamento primário e um enrolamento secundário. O circuito gerador pode gerar o sinal de acionamento e pode ser eletricamente acoplado ao primeiro enrolamento primário para fornecer ao mesmo o sinal de acionamento. O circuito do lado do paciente pode ser eletricamente isolado do circuito gerador e pode ser eletricamente acoplado ao enro- lamento secundário. Adicionalmente, o circuito do lado do paciente pode compreender uma primeira e uma segunda linhas de saída, para fornecer o sinal de acionamento ao dispositivo cirúrgico. Um primeiro eletrodo do primeiro capacitor pode ser eletricamente acoplado ao enrolamento primário. Um primeiro eletrodo do segundo capacitor pode ser eletricamente acoplado à primeira linha de saída, e um segundo eletrodo do segundo capacitor pode ser eletricamente acoplado a um segundo eletrodo do primeiro capacitor. Um primeiro eletrodo do terceiro capacitor pode ser eletricamente acoplado ao segundo eletrodo do primeiro capacitor e ao segundo eletrodo do segundo capacitor. Um segundo eletrodo do terceiro capacitor pode ser eletricamente acoplado ao terra.
[00022] De acordo com várias modalidades, também são revelados circuitos de controle para dispositivos cirúrgicos. Em uma modalidade, o circuito de controle pode compreender uma primeira porção de circuito compreendendo pelo menos uma primeira chave. A primeira porção de circuito podem comunicar-se com um gerador cirúrgico através de um par de condutores. O circuito de controle pode compreender também uma segunda porção de circuito compreendendo um elemento de circuito de dados. O elemento de circuito de dados pode estar disposto em um instrumento do dispositivo cirúrgico e transmitir ou receber dados. O elemento de circuito de dados pode implementar comunicações de dados com o gerador cirúrgico através de pelo menos um condutor do par de condutores.
[00023] De acordo com várias modalidades, o circuito de controle pode compreender uma primeira porção de circuito que compreende pelo menos um primeira chave. A primeira porção de circuito podem comunicar-se com um gerador cirúrgico através de um par de condutores. O circuito de controle pode compreender também uma segunda porção de circuito compreendendo um elemento de circuito de dados. O elemento de circuito de dados pode estar disposto em um instrumento do dispositivo cirúrgico e transmitir ou receber dados. O elemento de circuito de dados pode implementar comunicações de dados com o gerador cirúrgico através de pelo menos um condutor do par de condutores. A primeira porção de circuito pode receber um primeiro sinal de interrogação transmitido a partir do gerador cirúrgico em uma primeira faixa de frequência. O elemento de circuito de dados pode comunicar-se com o gerador cirúrgico usando um protocolo de comunicação modulado por amplitude, transmitido em uma segunda faixa de frequência. A segunda faixa de frequência pode ser mais alta que a primeira faixa de frequência.
[00024] De acordo com várias modalidades, o circuito de controle pode compreender uma primeira porção de circuito que compreende pelo menos uma primeira chave. A primeira porção de circuito pode receber um primeiro sinal de interrogação transmitido a partir de um gerador cirúrgico através de um par de condutores. O circuito de controle pode compreender também uma segunda porção de circuito compreendendo pelo menos um dentre um elemento resistivo e um elemento indutivo dispostos em um instrumento do dispositivo. A segunda porção de circuito pode receber um segundo sinal de interrogação transmitido a partir do gerador cirúrgico através do par de condutores. A segunda porção de circuito pode ser separada por faixa de fre-quência da primeira porção de circuito. Uma característica do primeiro sinal de interrogação, quando recebido através da primeira porção de circuito, pode ser indicativa de um estado da pelo menos uma primeira chave. Uma característica do segundo sinal de interrogação, quando recebido através da segunda porção de circuito, pode identificar de modo inequívoco o instrumento do dispositivo.
[00025] De acordo com várias modalidades, o circuito de controle pode compreender uma primeira porção de circuito que compreende uma primeira rede de chaves e uma segunda rede de chaves. A primeira rede de chaves pode compreender pelo menos uma primeira chave, e a segunda rede de chaves pode compreender pelo menos uma segunda chave. A primeira porção de circuito podem comunicar- se com um gerador cirúrgico através de um par de condutores. O circuito de controle pode compreender também uma segunda porção de circuito compreendendo um elemento de circuito de dados. O elemento de circuito de dados pode estar disposto em um instrumento do dispositivo cirúrgico e pode transmitir ou receber dados. O elemento de circuito de dados pode estar em comunicação de dados com o gerador cirúrgico através de pelo menos um condutor do par de condutores.
[00026] De acordo com várias modalidades, um gerador cirúrgico para fornecimento de um sinal de acionamento a um dispositivo cirúrgico pode compreender um corpo do gerador cirúrgico que tem uma abertura. O gerador cirúrgico pode compreender também um conjunto de receptáculo posicionado na abertura. O conjunto de receptáculo pode compreender um corpo do receptáculo e um flange que tem uma parede interna e uma parede externa. A parede interna pode ser composta por pelo menos uma seção curva e pelo menos uma seção linear. A parede interna pode definir uma cavidade. Uma porção central protuberante pode ser posicionada na cavidade e pode compreender uma pluralidade de soquetes e um magneto. Uma periferia externa da porção central protuberante pode compreender pelo menos uma seção curva e pelo menos uma seção linear.
[00027] De acordo com várias modalidades, um instrumento cirúrgico pode compreender um conjunto de conector elétrico. O conjunto de conector elétrico pode compreender um flange definindo uma cavidade central e um pino magneticamente compatível estendendo-se para dentro da cavidade central. O conjunto de conector elétrico pode compreender uma placa de circuito e uma pluralidade de pinos eletrica- mente condutivos acoplados à placa de circuito. Cada um dentre a pluralidade de pinos eletricamente condutivos pode se estender para dentro da cavidade central. O conjunto de conector elétrico pode conter, ainda, um elemento para alívio de tensão e uma cobertura.
[00028] De acordo com várias modalidades, um sistema de instrumento cirúrgico pode compreender um gerador cirúrgico compreendendo um conjunto de receptáculo. O conjunto de receptáculo pode compreender pelo menos uma seção curva e pelo menos uma porção linear. O sistema de instrumento cirúrgico pode compreender um instrumento cirúrgico compreendendo um conjunto do conector e um conjunto do adaptador acoplados de modo operacional ao conjunto de receptáculo e ao conjunto do conector. O conjunto do adaptador pode compreender uma porção distal em contato com o conjunto de receptáculo. A porção distal pode compreender um flange que tem pelo me-nos uma seção curva e pelo menos uma porção linear. O conjunto do adaptador pode compreender uma porção proximal em contado com o conjunto do conector. A porção proximal pode definir uma cavidade dimensionada para receber pelo menos uma porção do conjunto do conector. A conjunto do adaptador pode conter, ainda, uma placa de circuito.
[00029] De acordo com várias modalidades, podem ser usados métodos (por exemplo, em conjunto com instrumentos cirúrgicos) para realização de vários objetivos cirúrgicos. Por exemplo, os métodos para controle da energia elétrica fornecida ao tecido via primeiro e segundo eletrodos podem compreender o fornecimento de um sinal de acionamento ao tecido através do primeiro e do segundo eletrodos, e a modulação de uma potência fornecida ao tecido através do sinal de acionamento com base em uma impedância de tecido detectada, de acordo com uma primeira curva de potência. A primeira curva de potência pode definir, para cada um dentre uma pluralidade de possíveis impedâncias de tecido detectadas, uma primeira potência correspondente. Os métodos da presente invenção podem compreender, também, o monitoramento da energia total fornecida ao tecido através do primeiro e do segundo eletrodos. Quando a potência total atinge um primeiro limite de energia, os métodos da presente invenção podem compreender determinar se uma impedância do tecido atingiu um primeiro limite de impedância. Os métodos da presente invenção podem compreender, ainda, condicionados ao fato de a impedância do tecido não ter atingido o primeiro limite de impedância, modular a potência fornecida ao tecido através do sinal de acionamento com base na im- pedância de tecido detectada, de acordo com uma segunda curva de potência. A segunda curva de potência pode definir, para cada uma dentre a pluralidade de possíveis impedâncias de tecido detectadas, uma segunda potência correspondente.
[00030] De acordo com várias modalidades, os métodos para controle da energia elétrica fornecida ao tecido por meio do primeiro e do segundo eletrodos podem compreender fornecer um sinal de acionamento ao tecido através do primeiro e do segundo eletrodos, e determinar uma potência a ser fornecida ao tecido. A determinação pode compreender receber uma indicação de uma impedância de tecido captada; determinar uma primeira potência correspondente para a im- pedância de tecido captada de acordo com uma curva de potência; e multiplicar a potência correspondente por um multiplicador. A curva de potência pode definir uma potência correspondente para cada uma dentre uma pluralidade de possíveis impedâncias de tecido detectadas. Os métodos da presente invenção podem compreender, ainda, modular o sinal de acionamento para fornecer a potência determinada ao tecido e, condicionados ao fato de a impedância do tecido não ter atingido o primeiro limite de impedância, aumentar o multiplicador como uma função da energia total fornecida ao tecido.
[00031] De acordo com várias modalidades, os métodos para controle da energia elétrica fornecida ao tecido por meio do primeiro e do segundo eletrodos podem compreender fornecer um sinal de acionamento ao tecido através do primeiro e do segundo eletrodos, e determinar uma potência a ser fornecida ao tecido. A determinação pode compreender receber uma indicação de uma impedância de tecido captada; determinar uma primeira potência correspondente para a im- pedância de tecido captada de acordo com a curva de potência; e multiplicar a potência correspondente por um primeiro multiplicador para encontrar uma potência determinada. A curva de potência pode definir uma potência correspondente para cada uma dentre uma pluralidade de possíveis impedâncias de tecido detectadas. Os métodos da presente invenção podem compreender, ainda, modular o sinal de acio-namento para fornecer a potência determinada ao tecido, e monitorar uma energia total fornecida ao tecido através do primeiro e do segundo eletrodos. Além disso, os métodos podem compreender, quando a energia total alcançar um primeiro limiar de energia, determinar se a impedância do tecido alcançou um primeiro limiar de impedância; e, dependendo da impedância do tecido não atingir o primeiro limiar de impedância, aumentar o primeiro multiplicador por uma primeira quantidade.
[00032] De acordo com várias modalidades, os métodos para controle de energia elétrica fornecida ao tecido através de um dispositivo cirúrgico pode compreender fornecer um sinal de acionamento para um dispositivo cirúrgico; receber uma indicação de uma impedância do tecido; calcular uma razão de aumento da impedância do tecido; e modular o sinal de acionamento para manter a razão de aumento da impedância maior que ou igual a uma constante predeterminada.
[00033] De acordo com várias modalidades, os métodos para controle da energia elétrica fornecida ao tecido por meio de um dispositivo cirúrgico podem compreender o fornecimento de um sinal de acionamento. Uma potência do sinal de acionamento pode ser proporcional a uma potência fornecida ao tecido através do dispositivo cirúrgico. Os métodos da presente invenção podem compreender, também, receber periodicamente indicações quanto a uma impedância do tecido, e aplicar uma primeira curva de potência composta ao tecido, sendo que a aplicação da primeira curva de potência composta ao tecido compreende. Aplicar a primeira curva de potência composta ao tecido pode compreender modular um primeiro número predeterminado de primeiros pulsos de curva de potência composta no sinal de acionamento; e, para cada um dos pulsos da primeira curva de potência composta, determinar uma potência de pulso e uma largura de pulso de acordo com uma primeira função da impedância do tecido. Os métodos da presente invenção podem compreender, também, aplicar uma segunda curva de potência composta ao tecido. Aplicar a segunda curva de potência composta ao tecido pode compreender modular pelo menos um segundo pulso de curva de potência composta no sinal de acionamento; e, para cada um dos segundos pulsos de curva de potência composta, determinar uma potência de pulso e uma largura de pulso de acordo com uma segunda função da impedância do tecido.
[00034] De acordo com várias modalidades, fornece-se um gerador para gerar um sinal de acionamento para um dispositivo cirúrgico. O gerador inclui um módulo de gerador ultrassônico para gerar um primeiro sinal de acionamento para acionar um dispositivo ultrassônico, um módulo de gerador eletrocirúrgico/de eletrofrequência (RF) para gerar um segundo sinal de acionamento para acionar um dispositivo eletrocirúrgico e uma chave ativada pelo pé acoplada a cada um dentre o módulo de gerador ultrassônico e o módulo de gerador eletroci- rúrgico/de RF. A chave ativada pelo pé é configurada para operar em um primeiro modo quando o dispositivo ultrassônico estiver acoplado ao módulo de gerador ultrassônico e a chave ativada pelo pé é configurada para operar em um segundo modo quando o dispositivo eletro- cirúrgico estiver acoplado ao módulo de gerador eletrocirúrgico/de RF. De acordo com várias modalidades, fornece-se um gerador que inclui uma interface de usuário para fornecer retroinformação de acordo com a operação de qualquer um dentre o dispositivo ultrassônico e o dispositivo eletrocirúrgico de acordo com um algoritmo predeterminado.
[00035] De acordo com várias modalidades, fornece-se um circuito de controle de um dispositivo cirúrgico. O circuito de controle compreende uma primeira porção de circuito acoplada a pelo menos uma chave que pode ser operada entre um estado aberto e um estado fechado. A primeira porção de circuito comunica-se com um gerador cirúrgico através de um par condutor para receber um sinal de controle para determinar um estado da pelo menos uma chave.
[00036] De acordo com várias modalidades, fornece-se um circuito de controle de um dispositivo cirúrgico. O circuito de controle compreende uma primeira porção de circuito acoplada a pelo menos uma chave que pode ser operada entre um estado aberto e um estado fechado. A primeira porção de circuito comunica-se com um gerador cirúrgico através de um par condutor para receber um sinal de controle de terminais de entrada para determinar um estado da pelo menos uma chave. O sinal de controle tem uma fase positiva e uma fase negativa. Um primeiro transistor é acoplado entre os terminais de entrada, um primeiro capacitor e um primeiro resistor é acoplado em série ao primeiro capacitor. Durante a fase positiva do sinal de controle, o primeiro transistor é mantido em modo de desativação enquanto o primeiro capacitor é carregado a uma tensão predeterminada e durante uma porção inicial da fase negativa do sinal de controle, o primeiro transistor faz transição do modo de desativação para o modo de saturação e é mantido em modo de saturação até que o primeiro capacitor seja descarregado através do primeiro resistor. Durante uma porção final da fase negativa do sinal de controle, o primeiro transistor faz transição do modo de saturação para o modo de desativação quando a primeira tensão de capacitor cair abaixo de um limiar predeterminado.
[00037] De acordo com várias modalidades, fornece-se um método. O método compreende receber um sinal de controle em um circuito de controle de um dispositivo cirúrgico e determinar o estado da pelo menos uma chave com base no valor do resistor. O circuito de controle compreende uma primeira porção de circuito acoplada a pelo menos uma chave que pode ser operada entre um estado aberto e um estado fechado. A porção de circuito comunica-se com um gerador cirúrgico através de um par condutor para receber o sinal de controle. A primeira porção de circuito compreende pelo menos um resistor acoplado a pelo menos uma chave.
FIGURAS
[00038] Os aspectos das várias modalidades são apresentados com particularidade nas reivindicações anexas. As modalidades descritas, porém, tanto quanto à organização como quanto aos métodos de operação, podem ser melhor compreendidos por referência à descrição apresentada a seguir, tomada em conjunto com os desenhos anexos, nos quais:
[00039] A Figura 1 ilustra uma modalidade de um sistema cirúrgico compreendendo um gerador e vários instrumentos cirúrgicos que podem ser usados com o mesmo;
[00040] A Figura 2 ilustra uma modalidade de um dispositivo ultras- sônico exemplificador que pode ser usado para transecção e/ou cauterização;
[00041] A Figura 3 ilustra uma modalidade do atuador de extremidade do dispositivo ultrassônico exemplificador da Figura 2.
[00042] A Figura 4 ilustra uma modalidade de um dispositivo eletro- cirúrgico exemplificador que pode também ser usado para transecção e cauterização;
[00043] As Figuras 5, 6 e 7 ilustram uma modalidade do atuador de extremidade mostrado na Figura 4;
[00044] A Figura 8 é um diagrama do sistema cirúrgico da Figura 1;
[00045] A Figura 9 é um modelo ilustrando a corrente da ramificação de movimento em uma modalidade;
[00046] A Figura 10 é uma vista estrutural de uma arquitetura de gerador em uma modalidade;
[00047] As Figuras de 11A a 11C são vistas funcionais de uma arquitetura de gerador em uma modalidade;
[00048] A Figura 12 ilustra um controlador para monitoramento de dispositivos de entrada e controle de dispositivos de saída em uma modalidade;
[00049] As Figuras 13A a 13B ilustram aspectos estruturais e funcionais de uma modalidade do gerador;
[00050] As Figuras de 14 a 32 e de 33A a 33C ilustram modalidades de circuitos de controle;
[00051] As Figuras de 33D a 33I ilustram modalidades de cabea- mento e configurações de adaptador para conexão de vários geradores e vários instrumentos cirúrgicos;
[00052] A Figura 34 ilustra uma modalidade de um circuito 300 para cancelamento ativo do vazamento de corrente.
[00053] A Figura 35 ilustra uma modalidade de um circuito que pode ser implementado pelo gerador da Figura 1 para obtenção de cancelamento ativo do vazamento de corrente;
[00054] A Figura 36 ilustra uma modalidade alternativa de um circuito que pode ser implementado pelo gerador da Figura 1 para obtenção de cancelamento ativo do vazamento de corrente;
[00055] A Figura 37 ilustra uma modalidade alternativa de um circui- to que pode ser implementado pelo gerador da Figura 1 para obtenção de cancelamento ativo do vazamento de corrente;
[00056] A Figura 38 ilustra ainda outra modalidade de um circuito que pode ser implementado pelo gerador da Figura 1 para obtenção de cancelamento ativo do vazamento de corrente;
[00057] A Figura 39 ilustra uma modalidade de um circuito que pode ser implementado pelo gerador da Figura 1 para obtenção de cancelamento do vazamento de corrente;
[00058] A Figura 40 ilustra uma outra modalidade de um circuito que pode ser implementado pelo gerador da Figura 1 para obtenção de cancelamento do vazamento de corrente;
[00059] A Figura 41 ilustra uma interface entre receptáculo e conector em uma modalidade;
[00060] A Figura 42 é uma vista lateral explodida do conjunto de receptáculo em uma modalidade;
[00061] A Figura 43 é uma vista lateral explodida do conjunto do conector em uma modalidade;
[00062] A Figura 44 é uma vista em perspectiva do conjunto de receptáculo mostrado na Figura 41;
[00063] A Figura 45 é uma vista em perspectiva explodida do conjunto de receptáculo em uma modalidade;
[00064] A Figura 46 é uma vista em elevação anterior do conjunto de receptáculo em uma modalidade;
[00065] A Figura 47 é uma vista em elevação lateral do conjunto de receptáculo em uma modalidade;
[00066] A Figura 48 é uma vista ampliada de um soquete em uma modalidade;
[00067] A Figura 49 é uma vista em perspectiva do conjunto do conector em uma modalidade;
[00068] A Figura 50 é uma vista em perspectiva explodida do con- junto do conector em uma modalidade;
[00069] A Figura 51 é uma vista em elevação lateral de um corpo do conector em uma modalidade;
[00070] A Figura 52 é uma vista em perspectiva da extremidade distal de um corpo do conector em uma modalidade;
[00071] A Figura 53 é uma vista em perspectiva da extremidade proximal de um corpo do conector em uma modalidade;
[00072] A Figura 54 ilustra um pino ferroso em uma modalidade;
[00073] A Figura 55 ilustra pinos eletricamente condutivos e uma placa de circuito em uma modalidade;
[00074] A Figura 56 ilustra um elemento de alívio de tensão em uma modalidade;
[00075] A Figura 57 ilustra uma cobertura em uma modalidade;
[00076] A Figura 58 ilustra dois conjuntos de adaptador de acordo com várias modalidades não limitadoras;
[00077] A Figura 59 ilustra um gerador cirúrgico em uma modalidade;
[00078] A Figura 60 ilustra um conjunto do conector conectado a um conjunto do adaptador em uma modalidade;
[00079] A Figura 61 ilustra um conjunto do adaptador inserido em um conjunto de receptáculo de um gerador cirúrgico em uma modalidade;
[00080] A Figura 62 ilustra um conjunto do conector conectado a um conjunto do adaptador em uma modalidade;
[00081] A Figura 63 ilustra uma vista em perspectiva de um painel posterior de um gerador em uma modalidade;
[00082] A Figura 64 ilustra um painel posterior de um gerador em uma modalidade;
[00083] As Figuras 65 e 66 ilustram diferentes porções de um painel posterior de um gerador em uma modalidade;
[00084] A Figura 67 ilustra uma rede neural para controle de um gerador em uma modalidade;
[00085] A Figura 68 ilustra a saída de temperatura medida versus temperatura estimada por um instrumento cirúrgico controlado por um gerador em uma modalidade;
[00086] A Figura 69 ilustra uma modalidade de gráfico mostrando curvas de potência exemplificadoras;
[00087] A Figura 70 ilustra uma modalidade de um fluxo de processos para aplicação de uma ou mais curvas de potência a uma porção de tecido;
[00088] A Figura 71 ilustra uma modalidade de um gráfico mostrando curvas de potência exemplificadoras que podem ser usadas em conjunto com o fluxo de processos da Figura 70;
[00089] A Figura 72 ilustra uma modalidade de um gráfico mostrando curvas de potência exemplificadoras com formato comum que podem ser usadas em conjunto com o fluxo de processos da Figura 70;
[00090] A Figura 73A ilustra uma modalidade de uma rotina que pode ser realizada por um dispositivo digital do gerador da Figura 1, para agir sobre uma nova porção de tecido;
[00091] A Figura 73B ilustra uma modalidade de uma rotina que pode ser realizada por um dispositivo digital do gerador da Figura 1 para monitorar a impedância do tecido;
[00092] A Figura 73C ilustra uma modalidade de uma rotina que pode ser realizada por um dispositivo digital do gerador da Figura 1 para fornecer uma ou mais curvas de potência a uma porção de tecido;
[00093] A Figura 74 ilustra uma modalidade de um fluxo de processos para aplicação de uma ou mais curvas de potência a uma porção de tecido;
[00094] A Figura 75 ilustra uma modalidade de um diagrama de blocos descrevendo a seleção e a aplicação de curvas de carga com- postas pelo gerador da Figura 1;
[00095] A Figura 76 mostra um fluxo de processos ilustrando uma modalidade do algoritmo da Figura 75, conforme implementado pelo gerador da Figura 1;
[00096] A Figura 77 ilustra uma modalidade de um fluxo de processos para geração de um primeiro pulso da curva de carga composta;
[00097] A Figura 78 ilustra uma modalidade de um diagrama de temporização de pulsos ilustrando uma aplicação exemplificadora do algoritmo da Figura 76 pelo gerador da Figura 1;
[00098] A Figura 79 ilustra uma representação gráfica da tensão, corrente e potência do sinal de acionamento, de acordo com uma curva de carga composta exemplificadora;
[00099] As Figuras de 80 a 85 ilustram uma representação gráfica de curvas de carga compostas exemplificadoras;
[000100] A Figura 86 ilustra uma modalidade de um diagrama de blocos descrevendo a aplicação de um algoritmo para manutenção de uma velocidade constante de alteração da impedância do tecido.
[000101] A Figura 87 ilustra uma modalidade de um circuito de controle que compreende circuito de resistência chaveada paralela com suporte de comunicação de dados de alta velocidade e pelo menos um elemento de dados que compreende pelo menos um dispositivo de memória.
[000102] A Figura 88 é uma representação gráfica de um aspecto de um sinal de controle sob a forma de uma forma de onda de pulso de corrente constante que pode ser gerado pelo circuito de condicionamento de sinal do gerador conforme mostrado na Figura 10.
[000103] A Figura 88A é uma representação gráfica de um aspecto de um sinal de controle sob a forma da forma de onda de pulso de corrente constante da Figura 88 mostrando valores numéricos de vários recursos da forma de onda de acordo com uma modalidade exemplifi- cadora.
[000104] A Figura 89 é uma representação gráfica de várias regiões de detecção associadas ao aspecto do sinal de controle mostrado na Figura 88.
[000105] A Figura 90 é uma representação gráfica de um aspecto de um sinal de controle sob a forma de uma forma de onda de pulso de corrente medido no gerador com SW1 fechado e uma impedância de cabo/conector de zero ohm.
[000106] A Figura 90A é uma representação gráfica de um aspecto de um sinal de controle sob a forma da forma de onda de pulso de corrente da Figura 90 mostrando valores numéricos de vários recursos da forma de onda de acordo com uma modalidade exemplificadora.
[000107] A Figura 91 é um traço de osciloscópio de uma forma de onda de entrada analógica-para-digital (ADC) medida real com o uso de um gerador e um circuito de controle.
[000108] A Figura 92 ilustra outra modalidade de um circuito de controle que compreende um circuito de resistência chaveada paralela e pelo menos um elemento de dados que compreende pelo menos um dispositivo de memória.
[000109] A Figura 93 ilustra uma modalidade de um circuito de controle que compreende um circuito de resistência chaveada em série e pelo menos um elemento de dados que compreende pelo menos um dispositivo de memória.
[000110] A Figura 94 ilustra uma modalidade de um circuito de controle que compreende um circuito de resistência chaveada em série com uma referência de tensão de precisão e pelo menos um elemento de dados que compreende pelo menos um dispositivo de memória.
[000111] A Figura 95 ilustra uma modalidade de um circuito de controle que compreende um circuito de resistência chaveada de frequência variável e pelo menos um elemento de dados que compreende pe- lo menos um dispositivo de memória.
[000112] A Figura 96, é uma representação gráfica de uma modalidade de um método de detecção mostrando regiões de detecção para o circuito de controle que compreende um circuito de resistência cha- veada de frequência variável e um dispositivo de memória, conforme descrito em conjunto com a Figura 95.
[000113] A Figura 97 ilustra uma modalidade de um circuito de controle que compreende um circuito de resistência chaveada paralela com uma referência de tensão de precisão e ao menos um elemento de dados que compreende pelo menos um dispositivo de memória que emprega uma forma de onda de coeficiente angular variável para determinar estados de chave.
[000114] A Figura 98 é uma representação gráfica de uma modalidade de um método de detecção mostrando regiões de detecção para o circuito de controle que compreende um circuito de resistência chave- ada de inclinação/coeficiente angular variável e um dispositivo de memória, conforme descrito em conjunto com a Figura 97.
[000115] A Figura 99 ilustra uma modalidade de um circuito de controle que compreende um dispositivo de entrada de múltiplas chaves de um fio.
DESCRIÇÃO
[000116] Antes de explicar com detalhes as várias modalidades de dispositivos cirúrgicos e geradores, deve-se observar que as modalidades ilustrativas não estão limitadas, em suas aplicações ou seu uso, aos detalhes de construção e disposição de partes ilustrados nos desenhos anexos e na descrição. As modalidades ilustrativas da invenção podem ser implementadas ou incorporadas em outras modalidades, variações e modificações, e podem ser praticadas ou realizadas de várias formas. Adicionalmente, exceto onde indicado em contrário, os termos e expressões empregados na presente invenção foram es- colhidos com o propósito de descrever as modalidades ilustrativas para a conveniência do leitor e não se destinam a limitar as mesmas. Além disso, deve-se considerar que um ou mais dentre modalidades, expressões de modalidades e/ou exemplos descritos a seguir podem ser combinados com qualquer um ou mais dentre as demais modalidades, expressões de modalidades e/ou exemplos descritos a seguir.
[000117] Várias modalidades referem-se a dispositivos cirúrgicos ul- trassônicos e dispositivos eletrocirúrgicos aprimorados, bem como a geradores para uso com os mesmos. As modalidades dos dispositivos cirúrgicos ultrassônicos podem ser configuradas para transeccionar e/ou coagular tecidos durante procedimentos cirúrgicos, por exemplo. As modalidades dos dispositivos eletrocirúrgicos podem ser configuradas para transeccionar, coagular, descascar, soldar e/ou dessecar tecidos durante procedimentos cirúrgicos, por exemplo.
[000118] As modalidades do gerador usam amostragem em alta velocidade de analógico para digital (por exemplo, sobreamostragem de aproximadamente 200x, dependendo da frequência) da corrente e da tensão do sinal de acionamento do gerador, juntamente com processamento de sinal digital, para obtenção de inúmeras vantagens e benefícios em relação às arquiteturas de gerador conhecidas. Em uma modalidade, por exemplo, com base nos dados de retroinformação de corrente e tensão, um valor da capacitância estática do transdutor ul- trassônico, e um valor da frequência do sinal de acionamento, o gerador pode determinar a corrente da ramificação de movimento de um transdutor ultrassônico. Isso proporciona o benefício de um sistema virtualmente sintonizado, e simula a presença de um sistema que é sintonizado ou ressonante com qualquer valor da capacitância estática (por exemplo, C0 na Figura 9) em qualquer frequência. Consequentemente, o controle da corrente da ramificação de movimento pode ser realizado mediante o cancelamento dos efeitos da capacitância estáti- ca sem a necessidade de um indutor de sintonia. Adicionalmente, a eliminação do indutor de sintonia não pode degradar as capacidades de travamento de frequência do gerador, já que o travamento de frequência pode ser realizado mediante o processamento adequado dos dados de retroinformação de corrente e tensão.
[000119] A amostragem em alta velocidade de analógico para digital da corrente e da tensão do sinal de acionamento do gerador, juntamente com o processamento de sinal digital, também pode permitir a filtragem digital precisa das amostras. Por exemplo, as modalidades do gerador podem usar um filtro digital passa-baixa (por exemplo, um filtro de resposta ao impulso finita (FIR, de "finite impulse response")) que gira entre uma frequência do sinal de acionamento fundamental e uma harmônica de segunda ordem para reduzir a distorção harmônica assimétrica e o ruído induzido por IEM nas amostras de retroinforma- ção de corrente e tensão. As amostras de retroinformação de corrente e tensão filtradas representam substancialmente a frequência do sinal de acionamento fundamental, permitindo assim uma medição mais acurada da fase da impedância em relação à frequência do sinal de acionamento fundamental, bem como um aprimoramento na capacidade do gerador para manter o travamento da frequência de ressonância. A exatidão da medição de fase da impedância pode ser adicionalmente otimizada mediante o cálculo da média das medições de fase em borda de descida e borda de subida, e mediante a regulação da fase da impedância medida para 0°.
[000120] Várias modalidades do gerador podem, também, usar a amostragem em alta velocidade de analógico para digital da corrente e da tensão do sinal de acionamento do gerador, juntamente com o processamento de sinal digital, para determinar o consumo real de energia e outras quantidades com um alto grau de precisão. Isso pode permitir que o gerador implemente inúmeros algoritmos úteis, como para controlar a quantidade de potência aplicada ao tecido conforme a impedância do tecido se altera, e controlar a aplicação de potência para manter uma taxa constante de aumento na impedância do tecido.
[000121] As várias modalidades do gerador podem ter uma ampla faixa de frequências e potência de saída aumentada, necessárias para acionar tanto os dispositivos cirúrgicos ultrassônicos como os dispositivos eletrocirúrgicos. A exigência por tensão mais baixa e corrente mais alta dos dispositivos eletrocirúrgicos pode ser atendida por uma derivação dedicada em um transformador de potência de banda larga, eliminando assim a necessidade por um amplificador de potência e um transformador de saída separados. Além do mais, os circuitos de detecção e retroinformação do gerador podem suportar uma ampla faixa dinâmica que atende às necessidades tanto de aplicações ultrassôni- cas como eletrocirúrgicas, com distorção mínima.
[000122] Várias modalidades podem fornecer um meio econômico simples para que o gerador leia a partir de, e opcionalmente grave em, circuito de dados (por exemplo, um dispositivo de barramento de fio único, como um protocolo de fio único EEPROM conhecido sob o nome comercial de "1-Wire") disposto em um instrumento fixado ao cabo com o uso de fios multicondutores de gerador/cabos existentes. Desse modo, o gerador é capaz de recuperar e processar dados específicos do instrumento a partir de um instrumento fixado ao cabo. Isso pode permitir que o gerador proporcione melhor controle e diagnóstico e detecção de erro aprimorados. Adicionalmente, a capacidade do gerador para gravar dados no instrumento possibilita uma nova funcionalidade em termos de, por exemplo, rastreamento do uso do instrumento e captura de dados operacionais. Além disso, o uso da faixa de frequência permite a compatibilidade com versões anteriores de instrumentos contendo um dispositivo de barramento com geradores existentes.
[000123] As modalidades apresentadas do gerador proporcionam cancelamento ativo do vazamento de corrente causado pelo acoplamento capacitivo não intencional entre circuitos do gerador não isolados e isolados ao paciente. Em adição a reduzir os riscos ao paciente, a redução de vazamento de corrente pode também diminuir as emissões electromagnéticas.
[000124] Esses e outros benefícios das modalidades da presente invenção ficarão evidentes a partir da descrição apresentada a seguir.
[000125] Deve-se reconhecer que os termos "proximal" e "distal" são usados na presente invenção com referência a um clínico segurando um cabo. Dessa forma, um atuador de extremidade está distal em relação ao cabo mais proximal. Deve-se reconhecer adicionalmente que, por uma questão de conveniência e clareza, termos espaciais como "topo" e "fundo" também podem ser usados na presente invenção em relação ao clínico segurando o cabo. Entretanto, os dispositivos cirúrgicos podem ser usados em muitas orientações e posições, e não se pretende que esses termos sejam limitadores e absolutos.
[000126] A Figura 1 ilustra uma modalidade de um sistema cirúrgico 100 compreendendo um gerador 102 configurável para uso com dispositivos cirúrgicos. De acordo com várias modalidades, o gerador 102 pode ser configurável para uso com dispositivos cirúrgicos de diferentes tipos incluindo, por exemplo, o dispositivo cirúrgico ultrassônico 104 e o dispositivo eletrocirúrgico ou de RF 106. Embora na modalidade da Figura 1 o gerador 102 seja mostrado separado dos dispositivos cirúrgicos 104 e 106, em certas modalidades o gerador 102 pode ser formado integralmente com qualquer dos dispositivos cirúrgicos 104 e 106, para formar um sistema cirúrgico unitário.
[000127] A Figura 2 ilustra uma modalidade de um dispositivo ultras- sônico 104 exemplificador que pode ser usado para transecção e/ou cauterização. O dispositivo 104 pode compreender um cabo 116 que pode, por sua vez, compreender um transdutor ultrassônico 114. O transdutor 114 pode estar em comunicação elétrica com o gerador 102, por exemplo, por meio de um fio 122 (por exemplo, um fio multicondu- tor). O transdutor 114 pode compreender elementos piezocerâmicos, ou outros elementos ou componentes adequados para conversão da energia elétrica de um sinal de acionamento em vibrações mecânicas. Quando ativado pelo gerador 102, o transdutor ultrassônico 114 pode causar uma vibração longitudinal. A vibração pode ser transmitida através de uma porção instrumental 124 do dispositivo 104 (por exemplo, por meio de um guia de ondas integrado em uma bainha externa) até um atuador de extremidade 126 da porção instrumental 124.
[000128] A Figura 3 ilustra uma modalidade do atuador de extremidade 126 do dispositivo ultrassônico exemplificador 104. O atuador de extremidade 126 pode compreender uma lâmina 151 que pode estar acoplada ao transdutor ultrassônico 114 através do guia de ondas (não mostrado). Quando acionada pelo transdutor 114, a lâmina 151 pode vibrar e, quando colocada em contato com tecidos, pode cortar e/ou coagular os mesmos, conforme descrito na presente invenção. De acordo com várias modalidades, e conforme ilustrado na Figura 3, o atuador de extremidade 126 pode compreender também um braço de presilha 155 que pode ser configurado para ação cooperativa com a lâmina 151 do atuador de extremidade 126. Com a lâmina 151, o braço de presilha 155 pode compreender um conjunto de garras 140. O braço de presilha 155 pode estar conectado de forma pivotante a uma extremidade distal de uma haste 153 da porção instrumental 124. O braço de presilha 155 pode incluir um bloco para tecido do braço de presilha 163, o qual pode ser formado de TEFLON® ou outro material de baixo atrito adequado. O bloco 163 pode ser montado para cooperação com a lâmina 151, com movimento pivotante do braço de presilha 155 posicionando o bloco da presilha 163 em relação substancialmente paralela a, e em contato com, a lâmina 151. Por essa constru- ção, uma porção de tecido a ser pinçada pode ficar presa entre o bloco para tecido 163 e a lâmina 151. O bloco para tecido 163 pode ser dotado de uma configuração similar a dentes de serra incluindo uma pluralidade de dentes para preensão 161 axialmente espaçados e estendendo-se proximalmente para otimizar a preensão de tecidos em cooperação com a lâmina 151. O braço de presilha 155 pode fazer uma transição da posição aberta mostrada na Figura 3 para uma posição fechada (com o braço de presilha 155 em contato ou em proximidade com a lâmina 151) de qualquer maneira adequada. Por exemplo, o cabo 116 pode compreender um gatilho de fechamento da mandíbula 138. Quando acionado por um clínico, o gatilho de fechamento da mandíbula 138 pode girar o braço de presilha 155 de qualquer maneira adequada.
[000129] O gerador 102 pode ser ativado para fornecer o sinal de acionamento ao transdutor 114 de qualquer maneira adequada. Por exemplo, o gerador 102 pode compreender uma chave ativada pelo pé 120 acoplado ao gerador 102 por meio de um fio da chave ativada pelo pé 122 (Figura 8). Um clínico pode ativar o transdutor 114 e, por meio disso, o transdutor 114 e a lâmina 151, mediante pressão na chave ativada pelo pé 120. Além disso, ou em vez da chave ativada pelo pé 120, algumas modalidades do dispositivo 104 podem usar uma ou mais chaves posicionadas no cabo 116 que, quando ativadas, podem fazer com que o gerador 102 ative o transdutor 114. Em uma mo-dalidade, por exemplo, as uma ou mais chaves podem compreender um par de botões de alternância 136a e 136b, por exemplo, para determinar um modo operacional do dispositivo 104. Quando o botão de alternância 136a é pressionado, por exemplo, o gerador ultrassônico 102 pode proporcionar um máximo sinal de acionamento ao transdutor 114, fazendo com que o mesmo produza um máximo de saída de energia ultrassônica. Pressionar o botão de alternância 136b pode fa- zer com que o gerador ultrassônico 102 forneça um sinal de acionamento selecionável pelo usuário ao transdutor 114, fazendo com que este produza menos que a máxima saída de energia ultrassônica. O dispositivo 104 adicional ou alternativamente pode compreender uma segunda chave para, por exemplo, indicar uma posição de um gatilho de fechamento da mandíbula 138 para fazer funcionar as mandíbulas 140 do atuador de extremidade 126. Além disso, em algumas modalidades o gerador ultrassônico 102 pode ser ativado com base na posicionar do gatilho de fechamento da mandíbula 138, (por exemplo, conforme o clínico pressiona o gatilho de fechamento da mandíbula 138 para fechar as mandíbulas 140, pode ser aplicada uma energia ultras- sônica.
[000130] Adicional ou alternativamente, as uma ou mais chaves podem compreender um botão de alternância 136c que, quando pressionado, faz com que o gerador 102 forneça uma saída em pulsos. Os pulsos podem ser fornecidos a qualquer frequência e agrupamento adequados, por exemplo. Em certas modalidades, o nível de potência dos pulsos pode consistir nos níveis de potência associados aos botões de alternância 136a, b (máximo, menos que máximo), por exemplo.
[000131] Será entendido que um dispositivo 104 pode compreender qualquer combinação dos botões de alternância 136a, b, c. Por exemplo, o dispositivo 104 poderia ser configurado para ter apenas dois botões de alternância: um botão de alternância 136a para produzir saída de energia ultrassônica máxima e um botão de alternância 136c para produzir uma saída pulsada no nível de potência máximo ou inferior. Desse modo, a configuração de saída do sinal de acionamento do gerador 102 poderia consistir em 5 sinais contínuos e 5 ou 4 ou 3 ou 2 ou 1 sinais pulsados. Em certas modalidades, a configuração específica de sinal de acionamento pode ser controlada com base, por exemplo, nas configurações de EEPROM no gerador 102 e/ou seleções do nível de potência pelo usuário.
[000132] Em certas modalidades, uma chave de duas posições pode ser oferecida como alternativa a um botão de alternância 136c. Por exemplo, um dispositivo 104 pode incluir um botão de alternância 136a para produzir uma saída contínua em um nível de potência máximo e um botão de alternância de duas posições 136b. Em uma primeira posição predeterminada o botão de alternância 136b pode produzir uma saída contínua em um nível de potência menor que o máximo, e em uma segunda posição predeterminada o botão de alternância 136b pode produzir uma saída em pulsos (por exemplo, em um nível de potência máximo ou menor que o máximo, dependendo da configuração da EEPROM).
[000133] Em algumas modalidades, o atuador de extremidade 126 pode compreender também um par de eletrodos 159 e 157. Os eletrodos 159 e 157 podem estar em comunicação com o gerador 102, por exemplo através do fio 122. Os eletrodos 159 e 157 podem ser usados, por exemplo, para medir uma impedância de uma porção de tecido presente entre o braço de presilha 155 e a lâmina 151. O gerador 102 pode proporcionar um sinal (por exemplo, um sinal não terapêutico) aos eletrodos 159 e 157. A impedância da porção de tecido pode ser descoberta, por exemplo, mediante o monitoramento do sinal quanto a corrente, tensão, etc.
[000134] A Figura 4 ilustra uma modalidade de um dispositivo eletro- cirúrgico exemplificador 106 que pode também ser usado para tran- secção e cauterização. De acordo com várias modalidades, o dispositivo para transecção e cauterização 106 pode compreender um conjunto do cabo 130, uma haste 165 e um atuador de extremidade 132. A haste 165 pode ser rígida (por exemplo para aplicação cirúrgica la- paroscópica e/ou aberta) ou flexíveis, conforme mostrado (por exem- plo para aplicação endoscópica). Em várias modalidades, a haste 165 pode compreender um ou mais pontos de articulação. O atuador de extremidade 132 pode compreender mandíbulas 144 tendo um primeiro elemento de mandíbula 167 e um segundo elemento de mandíbula 169. O primeiro elemento de mandíbula 167 e o segundo elemento de mandíbula 169 podem estar conectados a uma manilha 171 que, por sua vez, pode estar acoplada à haste 165. Um elemento de translação 173 pode se estender no interior da haste 165, do atuador de extremidade 132 ao cabo 130. No cabo 130, a haste 165 pode estar direta ou indiretamente acoplada a um gatilho de fechamento da mandíbula 142 (Figura 4).
[000135] Os elementos de mandíbula 167 e 169 do atuador de extremidade 132 podem compreender os respectivos eletrodos 177 e 179. Os eletrodos 177 e 179 podem estar conectados ao gerador 102 por meio de condutores elétricos 187a e 187b (Figura 5) estendendo- se a partir do atuador de extremidade 132, através da haste 165 e do cabo 130 e, por fim, até o gerador 102 (por exemplo, por um fio multi- condutor 128). O gerador 102 pode fornecer um sinal de acionamento aos eletrodos 177 e 179 para causar um efeito terapêutico no tecido presente entre os elementos de mandíbula 167 e 169. Os eletrodos 177 e 179 podem compreender um eletrodo ativo e um eletrodo de retorno, sendo que o eletrodo ativo e o eletrodo de retorno podem estar posicionados contra, ou adjacentes a, o tecido a ser tratado, de modo que a corrente possa fluir do eletrodo ativo para o eletrodo de retorno através do tecido. Conforme ilustrado na Figura 4, o atuador de extremidade 132 é mostrado com os elementos de mandíbula 167 e 169 em uma posição aberta. Uma lâmina reciprocante 175 é ilustrada entre os elementos de mandíbula 167 e 169.
[000136] As Figuras 5, 6 e 7 ilustram uma modalidade do atuador de extremidade 132 mostrado na Figura 4. Para fechar as mandíbulas 144 do atuador de extremidade 132, um clínico pode fazer com que o gatilho de fechamento da mandíbula 142 revolva ao longo da seta 183, de uma primeira posição para uma segunda posição. Isso pode fazer com que as mandíbulas 144 se abram e fechem de acordo com qualquer método adequado. Por exemplo, o movimento do gatilho de fechamento da mandíbula 142 pode, por sua vez, fazer com que o elemento de translação 173 se mova no interior de um orifício 185 da haste 165. Uma porção distal do elemento de translação 173 pode ser acoplada a um elemento reciprocante 197 de modo que o movimento distal e proximal do elemento de translação 173 cause o movimento distal e proximal correspondente do elemento reciprocante. O elemento reciprocante 197 pode ter porções de anteparo 191a e 191b, en-quanto os elementos de mandíbula 167 e 169 podem ter superfícies de came correspondentes 189a e 189b. Conforme o elemento recipro- cante 197 é distalmente transladado da posição mostrada na Figura 6 para a posição mostrada na Figura 7, as porções de anteparo 191a e 191b podem entrar em contato com as superfícies de came 189a e 189b, fazendo com que os elementos de mandíbula 167 e 169 façam transição para a posição fechada. Além disso, em várias modalidades, a lâmina 175 pode ser posicionada em uma extremidade distal do elemento reciprocante 197. Conforme o elemento reciprocante se estende até a posição totalmente distal mostrada na Figura 7, a lâmina 175 pode ser empurrada através de qualquer tecido presente entre os elementos de mandíbula 167 e 169, cortando o mesmo durante esse processo.
[000137] Durante o uso, um clínico pode colocar o atuador de extremidade 132 e fechar as mandíbulas 144 em torno de uma porção de tecido a ser tratada, por exemplo mediante a rotação do gatilho de fechamento da mandíbula 142 ao longo da seta 183, conforme descrito. Uma vez que a porção de tecido esteja presa entre as mandíbulas 144, o clínico pode iniciar o fornecimento de RF ou outra energia eletroci- rúrgica pelo gerador 102 e através dos eletrodos 177 e 179. O fornecimento de energia de RF pode ser realizado de qualquer maneira adequada. Por exemplo, o clínico pode ativar o chave ativada pelo pé 120 (Figura 8) do gerador 102 para iniciar o fornecimento de energia de RF. Além disso, por exemplo, o cabo 130 pode compreender uma ou mais chaves 181 que podem ser acionadas pelo clínico para fazer com que o gerador 102 comece a fornecer energia de RF. Adicionalmente, em algumas modalidades, a energia de RF pode ser fornecida com base na posição do gatilho de fechamento da mandíbula 142. Por exemplo, quando o gatilho 142 é totalmente pressionado (indicando que as mandíbulas 144 estão fechadas), a energia de RF pode ser fornecida. Além disso, de acordo com várias modalidades, a lâmina 175 pode ser avançada durante o fechamento das mandíbulas 144 ou pode ser separadamente avançada pelo clínico após o fechamento das mandíbulas 144 (por exemplo, após uma energia de RF ter sido aplicada ao tecido).
[000138] A Figura 8 é um diagrama do sistema cirúrgico 100 da Figura 1. Em várias modalidades, o gerador 102 pode compreender vários elementos funcionais separados, como módulos e/ou blocos. Diferentes elementos funcionais ou módulos podem ser configurados para acionar diferentes tipos de dispositivos cirúrgicos 104 e 106. Por exemplo um módulo gerador ultrassônico 108 pode acionar um dispositivo ultrassônico, como o dispositivo ultrassônico 104. Um módulo gerador para eletrocirurgia/RF 110 pode acionar o dispositivo eletroci- rúrgico 106. Por exemplo, os respectivos módulos 108 e 110 podem gerar os respectivos sinais de acionamento para acionar dispositivos cirúrgicos 104 e 106. Em várias modalidades, cada um dentre o módulo gerador ultrassônico 108 e/ou o módulo gerador para eletrocirur- gia/RF 110 pode ser formado integralmente com o gerador 102. Alter- nativamente, um ou mais dos módulos 108 e 110 pode ser oferecido como um módulo de circuito separado eletricamente acoplado ao gerador 102. (Os módulos 108 e 110 são mostrados em linha tracejada para ilustrar essa opção.) Além disso, em algumas modalidades o módulo gerador para eletrocirurgia/RF 110 pode ser formado integralmente com o módulo gerador ultrassônico 108, ou vice-versa.
[000139] De acordo com as modalidades descritas, o módulo gerador ultrassônico 108 pode produzir um ou mais sinais de acionamento com tensões, correntes e frequências específicas, por exemplo 55.500 ciclos por segundo (Hz). Os um ou mais sinais de acionamento podem ser fornecidos ao dispositivo ultrassônico 104 e especificamente ao transdutor 114, o qual pode operar, por exemplo, conforme descrito acima. Em uma modalidade, o gerador 102 pode ser configurado para produzir um sinal de acionamento de uma tensão, corrente, e/ou sinal de saída de frequência específicos que podem ser medidos com alta resolução, exatidão, e repetitividade.
[000140] De acordo com as modalidades descritas, o módulo gerador para eletrocirurgia/RF 110 pode gerar um ou mais sinais de acionamento com potência de saída suficiente para realizar eletrocirurgia bipolar com o uso de energia de radiofrequência (RF). Em aplicações de eletrocirurgia bipolar. O sinal de acionamento pode ser fornecido, por exemplo, aos eletrodos 177 e 179 do dispositivo eletrocirúrgico 106, por exemplo, conforme descrito acima. Consequentemente, o gerador 102 pode ser configurado para propósitos terapêuticos mediante a aplicação, ao tecido, de energia elétrica suficiente para tratamento do dito tecido (por exemplo, coagulação, cauterização, soldagem de tecidos, etc.).
[000141] O gerador 102 pode compreender um dispositivo de entrada 145 (Figura 1) situado, por exemplo, sobre um painel frontal do console do gerador 102. O dispositivo de entrada 145 pode compreen- der qualquer dispositivo adequado que gere sinais adequados para programação do funcionamento do gerador 102. Durante o uso, o usuário pode programar ou, de outro modo, controlar o funcionamento do gerador 102 com o uso do dispositivo de entrada 145. O dispositivo de entrada 145 pode compreender qualquer dispositivo adequado que gere sinais que possam ser usados pelo gerador (por exemplo, por um ou mais processadores contidos no gerador) para controlar o funcionamento do gerador 102 (por exemplo, o funcionamento do módulo gerador ultrassônico 108 e/ou do módulo gerador para eletrocirur- gia/RF 110). Em várias modalidades, o dispositivo de entrada 145 inclui um ou mais dentre botões, chaves, controles giratórios, teclado, teclado numérico, monitor com tela sensível ao toque, dispositivo apontador e conexão remota a um computador de uso geral ou dedicado. Em outras modalidades, o dispositivo de entrada 145 pode compreender uma interface de usuário adequada, como uma ou mais telas de interface de usuário exibidas em um monitor com tela sensível ao toque, por exemplo. Consequentemente, por meio do dispositivo de entrada 145, o usuário pode ajustar ou programar vários parâmetros operacionais do gerador, como corrente (I), tensão (V), frequência (f), e/ou período (T) de um ou mais sinais de acionamento gerados pelo módulo gerador ultrassônico 108 e/ou pelo módulo gerador para ele- trocirurgia/RF 110.
[000142] O gerador 102 pode também compreender um dispositivo de saída 147 (Figura 1) situado, por exemplo, sobre um painel frontal do console do gerador 102. O dispositivo de saída 147 inclui um ou mais dispositivos para proporcionar ao usuário uma retroinformação sensorial. Esses dispositivos podem compreender, por exemplo, dispositivos de retroinformação visual (por exemplo, um monitor com tela de LCD, indicadores em LED), dispositivos de retroinformação auditiva (por exemplo, um alto-falante, uma campainha) ou dispositivos de re- troinformação tátil (por exemplo, atuadores hápticos).
[000143] Embora certos módulos e/ou blocos do gerador 102 possam ser descritos a título de exemplo, deve-se considerar que pode-se usar um número maior ou menor de módulos e/ou blocos e, ainda assim, estar no escopo das modalidades. Além do mais, embora várias modalidades possam ser descritas em termos de módulos e/ou blocos para facilitar a descrição, esses módulos e/ou blocos podem ser implementados por um ou mais componentes de hardware, por exemplo, processadores, processadores de sinal digital (DSP, de "Digital Signal Processors"), dispositivos lógicos programáveis (PLD, de "Programmable Logic Devices"), circuitos integrados para aplicações específicas (ASIC, de "Application Specific Integrated Circuits"), circuitos, registros e/ou componentes de software, por exemplo, programas, sub- rotinas, lógica e/ou combinações de componentes de hardware e software.
[000144] Em uma modalidade, o módulo de unidade de armazenamento do gerador ultrassônico 108 e o módulo de unidade de armazenamento para eletrocirurgia/RF 110 podem compreender uma ou mais aplicações integradas, implementadas como firmware, software, hardware ou qualquer combinação dos mesmos. Os módulos 108 e 110 podem compreender vários módulos executáveis, como software, programas, dados, drivers e interfaces de programa de aplicação (API, de "application program interfaces"), entre outros. O firmware pode estar armazenado em memória não volátil (NVM, de "non-volatile memory"), como em memória só de leitura (ROM) com máscara de bits, ou memória flash. Em várias implementações, o armazenamento do firmware na ROM pode preservar a memória flash. A NVM pode compreender outros tipos de memória incluindo, por exemplo, ROM programável (PROM, de "programmable ROM"), ROM programável apa- gável (EPROM, de "erasable programmable ROM"), ROM programável eletricamente apagável (EEPROM, de "electrically erasable programmable ROM"), ou memória de acesso aleatório com suporte de bateria (RAM, de "random-access memory") como RAM dinâmica (DRAM, de "dynamic RAM"), DRAM com dupla taxa de dados (DDRAM, de "Dou- ble-Data-Rate DRAM"), e/ou DRAM síncrona (SDRAM, de "synchronous DRAM").
[000145] Em uma modalidade, os módulos 108 e 110 compreendem um componente de hardware implementado como um processador para execução de instruções de programa para monitoramento várias características mensuráveis dos dispositivos 104 e 106, e gerando um ou mais sinais de acionamento de saída correspondentes para funcionamento dos dispositivos 104 e 106. Em modalidades nas quais o gerador 102 é usado em conjunto com o dispositivo 104, o sinal de acionamento pode acionar o transdutor ultrassônico 114 nos modos de funcionamento de corte e/ou coagulação. As características elétricas do dispositivo 104 e/ou do tecido podem ser medidas e usadas para controlar os aspectos operacionais do gerador 102 e/ou serem fornecidas como retroinformação ao usuário. Em modalidades nas quais o gerador 102 é usado em conjunto com o dispositivo 106, o sinal de acionamento pode fornecer energia elétrica (por exemplo, energia de RF) ao atuador de extremidade 132 nos modos de corte, coagulação e/ou dessecação. As características elétricas do dispositivo 106 e/ou do tecido podem ser medidas e usadas para controlar os aspectos operacionais do gerador 102 e/ou serem fornecidas como retroinfor- mação ao usuário. Em várias modalidades, conforme anteriormente discutido, os componentes de hardware podem ser implementados como DSP, PLD, ASIC, circuitos e/ou registros. Em uma modalidade, o processador pode ser configurado para armazenar e executar instruções de programa de software para computador, de modo a gerar os sinais de saída de função degrau para acionamento de vários compo- nentes dos dispositivos 104 e 106, como o transdutor ultrassônico 114 e os atuadores de extremidade 126 e 132.
[000146] A Figura 9 ilustra um circuito equivalente 150 de um transdutor ultrassônico, como o transdutor ultrassônico 114, de acordo com uma modalidade. O circuito 150 compreende um primeiro ramificação "de movimento" tendo, serialmente conectados, indutância Ls, resistência Rs e capacitância Cs que definem as propriedades eletromecâ- nicas do ressonador, e uma segunda ramificação capacitiva tendo uma capacitância estática C0. A corrente de acionamento Ig pode ser recebida de um gerador a uma tensão de acionamento Vg, com a corrente de movimento Im fluindo através da primeira ramificação e a corrente Ig - Im fluindo através da ramificação capacitiva. O controle das propriedades eletromecânicas do transdutor ultrassônico pode ser obtido controlando-se adequadamente Ig e Vg. Conforme explicado acima, as arquiteturas de gerador conhecidas podem incluir um indutor de sintonia Lt (mostrado em linha tracejada na Figura 9) para cancelar, em um circuito de ressonância paralelo, a capacitância estática C0 em uma frequência de ressonância, de modo que substancialmente toda a saída de corrente do gerador Ig flua através da ramificação de movimento. Desse modo, o controle da corrente da ramificação de movimento Im é obtido mediante o controle da saída de corrente do gerador Ig. O indutor de sintonia Lt é específico para a capacitância estática C0 de um transdutor ultrassônico, porém, e um transdutor ultrassônico diferente tendo uma capacitância estática diferente requer um indutor de sintonia diferente Lt. Além do mais, como o indutor de sintonia Lt corresponde ao valor nominal da capacitância estática C0 em uma única frequência de ressonância, o controle acurado da corrente da ramificação de movimento Im é garantido somente naquela frequência e, conforme a frequência cai conforme a temperatura do transdutor, o controle acurado da corrente da ramificação de movimento fica comprometido.
[000147] Várias modalidades do gerador 102 podem não contar com um indutor de sintonia Lt para monitorar a corrente da ramificação de movimento Im. Em vez disso, o gerador 102 pode usar o valor medido da capacitância estática C0 entre aplicações de potência para um dispositivo cirúrgico ultrassônico 104 específico (juntamente com dados de tensão do sinal de acionamento e de retroinformação da corrente) para determinar os valores da corrente da ramificação de movimento Im em uma base dinâmica e contínua (por exemplo, em tempo real). Essas modalidades do gerador 102 são, portanto, capazes de fornecer sintonia virtual para simular um sistema que está sintonizado ou ressonante com qualquer valor de capacitância estática C0 em qualquer frequência, e não somente em uma única frequência de ressonância imposta por um valor nominal da capacitância estática C0.
[000148] A Figura 10 é um diagrama de blocos simplificado de uma modalidade do gerador 102, para provar a sintonia sem indutor conforme descrito acima, entre outros benefícios. As Figuras de 11A a 11C ilustram uma arquitetura do gerador 102 da Figura 10, de acordo com uma modalidade. Com referência à Figura 10, o gerador 102 pode compreender uma plataforma isolada do paciente 152 em comunicação com uma plataforma não isolada 154 por meio de um transformador de potência 156. Um enrolamento secundário 158 do transformador de potência 156 está contido na plataforma isolada 152 e pode compreender uma configuração com derivação (por exemplo, uma configuração com derivação central ou com derivação não central) para definir as saídas de sinal de acionamento 160a, 160b e 160c, de modo a fornecer sinais de acionamento a diferentes dispositivos cirúrgicos, como um dispositivo cirúrgico ultrassônico 104 e um dispositivo eletrocirúrgico 106. Em particular, as saídas de sinal de acionamento 160a e 160c podem fornecer um sinal de acionamento (por exemplo, um sinal de acionamento a 420V RMS) a um dispositivo cirúrgico ul- trassônico 104, e as saídas de sinal de acionamento 160b e 160c podem fornecer um sinal de acionamento (por exemplo, um sinal de acionamento a 100V RMS) a um dispositivo eletrocirúrgico 106, com a saída 160b correspondendo à derivação central do transformador de potência 156. A plataforma não isolada 154 pode compreender um amplificador de potência 162 que tem uma saída conectada a um enrolamento primário 164 do transformador de potência 156. Em certas modalidades o amplificador de potência 162 pode compreender um amplificador do tipo push-pull, por exemplo. A plataforma não isolada 154 pode conter, ainda, um dispositivo lógico programável 166 para fornecer uma saída digital a um conversor de digital para analógico (DAC) 168 que, por sua vez, fornece um sinal analógico correspondente a uma entrada do amplificador de potência 162. Em certas modalidades, o dispositivo lógico programável 166 pode compreender um ar-ranjo de portas programável em campo (FPGA), por exemplo. O dispositivo lógico programável 166, pelo fato de controlar a entrada do amplificador de potência 162 através do DAC 168 pode, portanto, controlar qualquer dentre um certo número de parâmetros (por exemplo, frequência, formato de onda, amplitude do formato de onda) de sinais de acionamento aparecendo nas saídas de sinal de acionamento 160a, 160b e 160c. Em certas modalidades e conforme discutido abaixo, o dispositivo lógico programável 166, em conjunto com um processador (por exemplo, o processador 174 discutido abaixo), pode implementar um certo número de algoritmos de controle baseados em processamento de sinal digital (DSP) e/ou outros algoritmos de controle para parâmetros de controle dos sinais de acionamento fornecidos pelo gerador 102.
[000149] A potência pode ser fornecida a um trilho de alimentação do amplificador de potência 162 por um regulador de modo do interruptor 170. Em certas modalidades, o regulador de modo do interruptor 170 pode compreender um regulador buck ajustável, por exemplo. A plataforma não isolada 154 pode conter, ainda, um processador 174 que, em uma modalidade pode compreender um processador DSP como um ADSP-21469 SHARC DSP Analog Devices, disponível junto à Analog Devices, de Norwood, MA, EUA, por exemplo. Em certas modalidades o processador 174 pode controlar o funcionamento do conversor de potência de modo do interruptor 170 que responde aos dados de retroinformação da tensão recebidos do amplificador de potência 162 pelo processador 174 através de um conversor de analógico para digital (ADC) 176. Em uma modalidade, por exemplo, o processador 174 pode receber como entrada, através do ADC 176, o envelope de formato de onda de um sinal (por exemplo, um sinal de RF) sendo amplificado pelo amplificador de potência 162. O processador 174 pode, então, controlar o regulador de modo do interruptor 170 (por exemplo, através de uma saída modulada pela largura de pulso (PWM)) de modo que a tensão proveniente do trilho fornecida ao amplificador de potência 162 acompanhe o envelope de formato de onda do sinal amplificado. Ao modular dinamicamente a tensão do trilho do amplificador de potência 162 com base no envelope de formato de onda, a eficiência do amplificador de potência 162 pode ser significativamente aprimorada em relação a esquemas de amplificador com tensão fixa no trilho.
[000150] Em certas modalidades e conforme discutido com detalhes adicionais em conexão com as Figuras 13A-13B, o dispositivo lógico programável 166, em conjunto com o processador 174, pode implementar um esquema de controle com sintetizador digital direto (DDS) para controlar o formato de onda, a frequência e/ou a amplitude do fornecimento de sinais de acionamento pelo gerador 102. Em uma modalidade, por exemplo, o dispositivo lógico programável 166 pode implementar um algoritmo de controle de DDS 268 mediante a recupe- ração de amostras de formato de onda armazenado em uma tabela de pesquisa (LUT) atualizada dinamicamente, como uma RAM LUT que pode ser integrada em um FPGA. Esse algoritmo de controle é particularmente útil para aplicações ultrassônicas nas quais um transdutor ul- trassônico, como o transdutor ultrassônico 114, pode ser acionado por um corrente senoidal limpa em sua frequência de ressonância. como outras frequências podem excitar ressonâncias parasíticas, minimizar ou reduzir a distorção total da corrente da ramificação de movimento pode correspondentemente minimizar ou reduzir os efeitos indesejáveis da ressonância. Como o formato de onda de uma saída de sinal de acionamento pelo gerador 102 sofre o impacto de várias fontes de distorção presentes na circuito de acionamento de saída (por exemplo, o transformador de potência 156, o amplificador de potência 162), dados de retroinformação sobre tensão e corrente com base no sinal de acionamento podem ser fornecidos a um algoritmo, como um algoritmo para controle de erros implementado pelo processador 174, que compensa a distorção mediante a adequada pré-distorção ou modificação das amostras de formato de onda armazenadas na LUT de maneira dinâmica e contínua (por exemplo, em tempo real). Em uma modalidade, a quantidade ou o grau de pré-distorção aplicada às amostras da LUT podem ter por base o erro entre uma corrente da ramificação de movimento computadorizada e um formato de onda de corrente desejado, com o erro sendo determinado em uma base de amostra por amostra. Dessa maneira, as amostras da LUT pré-distorcidas, quando processadas através do circuito de acionamento, podem resultar em um sinal de acionamento da ramificação de movimento tendo o formato de onda desejado (por exemplo, senoidal) para acionar de maneira ótima o transdutor ultrassônico. Nessas modalidades, as amostras de formato de onda da LUT não irão, portanto, representar o formato de onda desejado do sinal de acionamento, mas sim o formato de onda que é necessário para por fim produzir o formato de onda desejado do sinal de acionamento da ramificação de movimento, quando são levados em conta os efeitos de distorção.
[000151] A plataforma não isolada 154 pode compreender, ainda, um ADC 178 e um ADC 180 acoplados à saída do transformador de potência 156 por meio dos respectivos transformadores de isolamento 182 e 184 para respectivamente tomar amostras da tensão e da corrente da saída dos sinais de acionamento pelo gerador 102. Em certas modalidades, os ADCs 178 e 180 podem ser configurados para amostragem em altas velocidades (por exemplo, 80 Msps) para permitir a sobreamostragem dos sinais de acionamento. Em uma modalidade, por exemplo, a velocidade de amostragem dos ADCs 178 e 180 pode permitir uma sobreamostragem de aproximadamente 200x (depen-dendo da frequência de acionamento) dos sinais de acionamento. Em certas modalidades, as operações de amostragem dos ADCs 178 e 180 podem ser realizadas por um único ADC recebendo sinais de entrada de tensão e corrente por meio de um multiplexador bidirecional. O uso de amostragem em alta velocidade nas modalidades do gerador 102 pode permitir, entre outras coisas, cálculo da corrente complexa que flui através da ramificação de movimento (que pode ser usada em certas modalidades para implementar o controle de formato de onda baseado em DDS descrito acima), filtragem digital acurada dos sinais amostrados, e cálculo do consumo real de energia com um alto grau de precisão. A saída dos dados de retroinformação sobre tensão e corrente pelos ADCs 178 e 180 pode ser recebida e processada (por exemplo, buffering do tipo FIFO, multiplexação) pelo dispositivo lógico programável 166 e armazenada em memória de dados para subsequente recuperação, por exemplo, pelo processador 174. Conforme observado acima, os dados de retroinformação sobre tensão e corrente podem ser usados como entrada para um algoritmo para pré- distorção ou modificação de amostras de formato de onda na LUT, de maneira dinâmica e contínua. Em certas modalidades, isso pode requerer que cada par de dados de retroinformação sobre tensão e corrente armazenado seja indexado com base em, ou de outro modo associado a, uma correspondente amostra da LUT que foi fornecida pelo dispositivo lógico programável 166 quando o par de dados de retroin- formação sobre tensão e corrente foi capturado. A sincronização das amostras da LUT com os dados de retroinformação sobre tensão e corrente dessa maneira contribui para a correta temporização e estabilidade do algoritmo pré-distorção.
[000152] Em certas modalidades, os dados de retroinformação sobre tensão e corrente podem ser usados para controlar a frequência e/ou a amplitude (por exemplo, amplitude de corrente) dos sinais de acionamento. Em uma modalidade, por exemplo, os dados de retroinforma- ção sobre tensão e corrente podem ser usados para determinar a fase da impedância. A frequência do sinal de acionamento pode, então, ser controlada para minimizar ou reduzir a diferença entre a fase da impe- dância determinada e um ponto de ajuste da fase da impedância (por exemplo, 0°), minimizando ou reduzindo assim os efeitos da distorção harmônica e, correspondentemente, acentuando a precisão da medição de fase da impedância. A determinação da impedância de fase e um sinal de controle da frequência podem ser implementados no processador 174, por exemplo, com o sinal de controle da frequência sendo fornecido como entrada a um algoritmo de controle de DDS implementado pelo dispositivo lógico programável 166.
[000153] Em outra modalidade, por exemplo, os dados de retroinfor- mação da corrente podem ser monitorados de modo a manter a amplitude de corrente do sinal de acionamento em um ponto de ajuste da amplitude de corrente. O ponto de ajuste da amplitude de corrente pode ser especificado diretamente ou determinado indiretamente com base nos pontos de ajuste especificados para amplitude de tensão e potência. Em certas modalidades, o controle da amplitude de corrente pode ser implementado pelo algoritmo de controle, como um algoritmo de controle proporcional-integral-derivado (PID), no processador 174. As variáveis controladas pelo algoritmo de controle para controlar adequadamente a amplitude de corrente do sinal de acionamento podem incluir, por exemplo, a alteração de escala das amostras de formato de onda da LUT armazenada no dispositivo lógico programável 166 e/ou a tensão de saída em escala total do DAC 168 (que fornece a entrada ao amplificador de potência 162) por meio de um a DAC 186.
[000154] A plataforma não isolada 154 pode conter, ainda, um processador 190 para proporcionar, entre outras coisas, a funcionalidade da interface de usuário (UI). Em uma modalidade, o processador 190 pode compreender um processador Atmel AT91SAM9263 com um núcleo ARM 926EJ-S, disponível junto à Atmel Corporation, de San Jose, Califórnia, EUA, por exemplo. Os exemplos de funcionalidade de UI suportados pelo processador 190 podem incluir retroinformação audível e visual ao usuário, comunicação com dispositivos periféricos (por exemplo, via uma interface de Barramento Serial Universal (USB - Universal Serial Bus)), comunicação com a chave ativada pelo pé 120, comunicação com um dispositivo de entrada 112 (por exemplo, um monitor com tela sensível ao toque) e comunicação com um dispositivo de saída 147 (por exemplo, um alto-falante). O processador 190 pode comunicar-se com o processador 174 e o dispositivo lógico programável (por exemplo, via barramentos de interface serial para periféricos (SPI)). Embora o processador 190 possa primariamente suportar funcionalidade de UI, o mesmo pode também coordenar-se com o processador 174 para implementar mitigação de riscos em certas modalidades. Por exemplo, o processador 190 pode ser programado para monitorar vários aspectos das entradas fornecidas pelo usuário e/ou outras entradas (por exemplo, entradas da tela sensível ao toque, entradas do chave ativada pelo pé 120, entradas do sensor de temperatura) e pode desabilitar a saída de acionamento do gerador 102 quando uma condição de erro é detectada.
[000155] Em certas modalidades, tanto o processador 174 como o processador 190 podem determinar e monitorar o estado operacional do gerador 102. Para o processador 174, o estado operacional do gerador 102 pode determinar, por exemplo, quais processos de controle e/ou diagnóstico são implementados pelo processador 174. Para o processador 190, o estado operacional do gerador 102 pode determinar, por exemplo, quais elementos de uma interface de usuário (por exemplo, telas de monitor, sons) são apresentados a um usuário. Os processadores 174 e 190 podem manter independentemente o estado operacional atual do gerador 102, bem como reconhecer e avaliar possíveis transições para fora do estado operacional atual. O processador 174 pode funcionar como o mestre nessa relação, e pode determinar quando devem ocorrer as transições entre estados operacionais. O processador 190 pode estar ciente das transições válidas entre estados operacionais, e pode confirmar se uma determinada transição é adequada. Por exemplo, quando o processador 174 instrui o processador 190 a fazer transição para um estado específico, o processador 190 pode verificar que a transição solicitada é válida. Caso uma transição solicitada entre estados seja determinada como inválida pelo processador 190, o processador 190 pode fazer com que o gerador 102 entre em um modo de falha.
[000156] A plataforma não isolada 154 pode conter, ainda, um controlador 196 para monitoramento de dispositivos de entrada 145 (por exemplo, um sensor de toque capacitivo usado para ligar e desligar o gerador 102, uma tela capacitiva sensível ao toque). Em certas modalidades, o controlador 196 pode compreender pelo menos um proces- sador e/ou outro dispositivo controlador em comunicação com o processador 190. Em uma modalidade, por exemplo, o controlador 196 pode compreender um processador (por exemplo, um controlador Me- ga168 de 8 bits disponível junto à Atmel) configurado para monitorar as entradas fornecidas pelo usuário através de um ou mais sensores de toque capacitivos. Em uma modalidade, o controlador 196 pode compreender um controlador de tela sensível ao toque (por exemplo, um controlador de tela sensível ao toque QT5480 disponível junto à Atmel) para controlar e gerenciar a captura de dados de toque a partir de uma tela capacitiva sensível ao toque.
[000157] Em certas modalidades, quando o gerador 102 está em um estado "desligado", o controlador 196 pode continuar a receber energia operacional (por exemplo, através de uma linha de uma fonte de alimentação do gerador 102, como a fonte de alimentação 211 discutida abaixo). Dessa maneira, o controlador 196 pode continuar a monitorar um dispositivo de entrada 145 (por exemplo, um sensor de toque capacitivo situado sobre um painel frontal do gerador 102) para ligar e desligar o gerador 102. Quando o gerador 102 está no estado desligado, o controlador 196 pode despertar a fonte de alimentação (por exemplo, permitir o funcionamento de um ou mais conversores de tensão CC/CC 213 da fonte de alimentação 211), se for detectada a ativação do dispositivo de entrada "liga/desliga" 145 por um usuário. O controlador 196 pode, portanto, iniciar uma sequência para fazer transição o gerador 102 para um estado "ligado". Por outro lado, o controlador 196 pode iniciar uma sequência para fazer transição do gerador 102 para o estado desligado se for detectada a ativação do dispositivo de entrada "liga/desliga" 145, quando o gerador 102 está no estado ligado. Em certas modalidades, por exemplo, o controlador 196 pode relatar a ativação do dispositivo de entrada "liga/desliga" 145 ao processador 190 que, por sua vez, implementa a sequência de processo necessária para fazer transição do gerador 102 ao estado desligado. Nessas modalidades, o controlador 196 pode não ter qualquer capacidade independente para causar a remoção da potência do gerador 102, após seu estado ligado ter sido estabelecido.
[000158] Em certas modalidades, o controlador 196 pode fazer com que o gerador 102 ofereça retroinformação audível ou outra retroin- formação sensorial para alertar o usuário de que foi iniciada uma sequência de ligar ou desligar. Esse tipo de alerta pode ser fornecido no início de uma sequência de ligar ou desligar, e antes do início de outros processos associados á sequência.
[000159] Em certas modalidades, a plataforma isolada 152 pode compreender um circuito de interface de instrumento 198 para, por exemplo, oferecer uma interface de comunicação entre um circuito de controle de um dispositivo cirúrgico (por exemplo, um circuito de controle que compreende chaves de cabo) e componentes da plataforma não isolada 154, como o dispositivo lógico programável 166, o processador 174 e/ou o processador 190. O circuito de interface de instrumento 198 pode trocar informações com componentes da plataforma não isolada 154 por meio de um enlace de comunicação que mantém um grau adequado de isolamento elétrico entre as plataformas 152 e 154, como um enlace de comunicação infravermelho (IR). A energia pode ser fornecida ao circuito de interface de instrumento 198 com o uso de, por exemplo, um regulador de tensão de baixa queda alimentado por um transformador de isolamento acionado a partir da plataforma não isolada 154.
[000160] Em uma modalidade, o circuito de interface de instrumento 198 pode compreender um dispositivo lógico programável 200 (por exemplo, um FPGA) em comunicação com um circuito condicionador de sinal 202. O circuito condicionador de sinal 202 pode ser configurado para receber um sinal periódico do dispositivo lógico programável 200 (por exemplo, uma onda quadrada de 2 kHz) para gerar um sinal de interrogação que tem uma frequência idêntica. O sinal de interrogação pode ser gerado, por exemplo, usando-se uma fonte de corrente bipolar alimentada por um amplificador diferencial. O sinal de interrogação pode ser comunicado a um circuito de controle do dispositivo cirúrgico (por exemplo, mediante o uso de um par condutor em um fio que conecta o gerador 102 ao dispositivo cirúrgico) e monitorado para determinar um estado ou configuração do circuito de controle. Conforme discutido abaixo em conexão com as Figuras de 16 a 32, por exemplo, o circuito de controle pode compreender inúmeras chaves, resistores e/ou diodos para modificar uma ou mais características (por exemplo, amplitude, retificação) do sinal de interrogação de modo que um estado ou configuração do circuito de controle seja discernível, de modo inequívoco, com base nessa uma ou mais características. Em uma modalidade, por exemplo, o circuito condicionador de sinal 202 pode compreender um ADC para geração de amostras de um sinal de tensão aparecendo entre entradas do circuito de controle, resultando da passagem do sinal de interrogação através do mesmo. O dispositivo lógico programável 200 (ou um componente da plataforma não isolada 154) pode, então, determinar o estado ou a configuração do circuito de controle com base nas amostras de ADC.
[000161] Em uma modalidade, o circuito de interface de instrumento 198 podem compreender uma primeira interface de circuito de dados 204 para possibilitar a troca de informações entre o dispositivo lógico programável 200 (ou outro elemento do circuito de interface de instrumento 198) e um primeiro circuito de dados disposto em, ou de outro modo associado a, um dispositivo cirúrgico. Em certas modalidades e com referência às Figuras de 33E a 33G, por exemplo, um primeiro circuito de dados 206 pode estar disposto em um fio integralmente fixado a um cabo do dispositivo cirúrgico, ou em um adaptador para fa zer a interface entre um tipo ou modelo específico de dispositivo cirúrgico e o gerador 102. Em certas modalidades, o primeiro circuito de dados pode compreender um dispositivo de armazenamento não volátil, como um dispositivo de memória só de leitura programável eletricamente apagável (EEPROM). Em certas modalidades e novamente com referência à Figura 10, a primeira interface de circuito de dados 204 pode ser implementada separadamente do dispositivo lógico programável 200 e compreende um conjunto de circuitos adequado (por exemplo, dispositivos lógicos distintos, um processador) para permitir a comunicação entre o dispositivo lógico programável 200 e o primeiro circuito de dados. Em outras modalidades, a primeira interface de circuito de dados 204 pode ser Integral ao dispositivo lógico programável 200.
[000162] Em certas modalidades, o primeiro circuito de dados 206 pode armazenar informações relacionadas ao dispositivo cirúrgico específico com o qual está associado. Essas informações podem incluir, por exemplo, um número de modelo, um número serial, um número de operações nas quais o dispositivo cirúrgico foi usado, e/ou quaisquer outros tipos de informações. Essas informações podem ser lidas pelo circuito de interface do instrumento 198 (por exemplo, pelo dispositivo lógico programável 200), transferidas para um componente da plataforma não isolada 154 (por exemplo, para o dispositivo lógico programável 166, processador 174 e/ou processador 190) para apresentação a um usuário por meio de um dispositivo de saída 147 e/ou para controlar uma função ou operação do gerador 102. Adicionalmente, quaisquer tipo de informação pode ser comunicada para o primeiro circuito de dados 206 para armazenamento no mesmo através da primeira interface do circuito de dados 204 (por exemplo, usando-se o dispositivo lógico programável 200). Essas informações podem compreender, por exemplo, um número atualizado de operações nas quais o dispositivo cirúrgico foi usado e/ou as datas e/ou horários de seu uso.
[000163] Conforme discutido anteriormente, um instrumento cirúrgico pode ser removível de um cabo (por exemplo, o instrumento 124 pode ser removível do cabo 116) para promover a intercambiabilidade e/ou a descartabilidade do instrumento. Nesses casos, geradores conhecidos podem ser limitados em sua capacidade para reconhecer configurações de instrumento específicas sendo usadas, bem como para otimizar os processos de controle e diagnóstico conforme necessário. A adição de circuitos de dados legíveis a instrumentos de dispositivo cirúrgico para resolver essa questão é problemática de um ponto de vista de compatibilidade, porém. Por exemplo, projetar um dispositivo cirúrgico para que permaneça compatível com versões anteriores de geradores desprovidos da indispensável funcionalidade de leitura de dados pode ser pouco prático devido, por exemplo, a esquemas de sina-lização diferentes, complexidade do design e custo. As modalidades de instrumentos discutidas abaixo em conexão com as Figuras de 16 a 32 contemplam essas preocupações mediante o uso de circuitos de dados que podem ser implementados em instrumentos cirúrgicos existentes, economicamente e com mínimas alterações de design para preservar a compatibilidade dos dispositivos cirúrgicos com as plataformas de gerador atuais.
[000164] Adicionalmente, as modalidades do gerador 102 podem possibilitar a comunicação com circuitos de dados baseados no instrumento, como aqueles descritos a seguir em conexão com as Figuras de 16 a 32 e as Figuras de 33A a 33C. Por exemplo, o gerador 102 pode ser configurado para comunicar-se com um segundo circuito de dados (por exemplo, o circuito de dados 284 da Figura 16) contido em um instrumento (por exemplo, o instrumento 124 ou 134) de um dispositivo cirúrgico. O circuito de interface de instrumento 198 pode compreender uma segunda interface de circuito de dados 210 para permitir essa comunicação. Em uma modalidade, a segunda interface de circuito de dados 210 pode compreender uma interface digital tri-estado, embora também possam ser usadas outras interfaces. Em certas modalidades, o segundo circuito de dados pode ser geralmente qualquer circuito para transmissão e/ou recepção de dados. Em uma modalidade, por exemplo, o segundo circuito de dados pode armazenar informações relacionadas ao instrumento cirúrgico específico com o qual está associado. Essas informações podem incluir, por exemplo, um número de modelo, um número serial, um número de operações nas quais o instrumento cirúrgico foi usado, e/ou quaisquer outros tipos de informações. Adicional ou alternativamente, qualquer tipo de informação pode ser comunicada ao segundo circuito de dados para armazenamento no mesmo através da segunda interface de circuito de dados 210 (por exemplo, usando-se o dispositivo lógico programável 200). Essas informações podem compreender, por exemplo, um número atualizado de operações nas quais o instrumento cirúrgico foi usado e/ou as datas e/ou horários de seu uso. Em certas modalidades, o segundo circuito de dados pode transmitir dados capturados por um ou mais sensores (por exemplo, um sensor de temperatura baseado em instrumento). Em certas modalidades, o segundo circuito de dados pode receber dados do gerador 102 e fornecer uma indicação a usuário (por exemplo, uma indicação por LED ou outra indicação visível) com base nos dados recebidos.
[000165] Em certas modalidades, o segundo circuito de dados e a segunda interface de circuito de dados 210 podem ser configurados de modo que a comunicação entre o dispositivo lógico programável 200 e o segundo circuito de dados possa ser obtida sem a necessidade de proporcionar condutores adicionais para esse propósito (por exemplo, condutores dedicados de um fio conectando um cabo ao gerador 102). Em uma modalidade, por exemplo, as informações podem ser comuni- cadas de e para o segundo circuito de dados com o uso de um esquema de comunicação por barramento de um fio, implementado na fiação existente, como um dos condutores usados transmitindo sinais de interrogação a partir do circuito condicionador de sinal 202 para um circuito de controle em um cabo. Dessa maneira, são minimizadas ou reduzidas as alterações ou modificações ao design do dispositivo cirúrgico que possam, de outro modo, ser necessárias. Além do mais, conforme discutido com mais detalhes abaixo, em conexão com as Figuras de 16 a 32 e as Figuras de 33A a 33C, devido ao fato de que diferentes tipos de comunicação podem ser implementados sobre um canal físico comum (com ou sem separação de bandas de frequência), a presença de um segundo circuito de dados pode ser "invisível" para geradores que não têm a indispensável funcionalidade de leitura de dados, possibilitando assim a compatibilidade com versões anteriores do instrumento para dispositivo cirúrgico.
[000166] Em certas modalidades, a plataforma isolada 152 pode compreender pelo menos um capacitor de bloqueio 296-1 conectado à saída do sinal de acionamento 160b, para impedir a passagem de corrente contínua para um paciente. Um único capacitor de bloqueio pode ser necessário para estar de acordo com os regulamentos e padrões médicos, por exemplo. Embora falhas em designs com um só capacitor sejam relativamente incomuns, esse tipo de falha pode, ainda assim, ter consequências negativas. Em uma modalidade, um segundo capacitor de bloqueio 296-2 pode ser colocado em série com o capacitor de bloqueio 296-1, com o vazamento de corrente de um ponto entre os capacitores de bloqueio 296-1 e 296-2 sendo monitorado, por exemplo, por um ADC 298 para amostragem de uma tensão induzida por vazamento de corrente. As amostras podem ser recebidas pelo dispositivo lógico programável 200, por exemplo. Com base nas alterações do vazamento de corrente (conforme indicado pelas amostras de tensão na modalidade da Figura 10), o gerador 102 pode determinar quando pelo menos um dentre os capacitores de bloqueio 296-1 e 296-2 apresentou falha. Consequentemente, a modalidade da Figura 10 pode proporcionar um benefício em relação a designs com somente um capacitor, tendo um único ponto de falha.
[000167] Em certas modalidades, a plataforma não isolada 154 pode compreender uma fonte de alimentação 211 para saída de potência em CC com tensão e corrente adequadas. A fonte de alimentação pode compreender, por exemplo, uma fonte de alimentação de 400 W para fornecer uma tensão do sistema de 48 VDC. A fonte de alimentação 211 pode compreender, ainda, um ou mais conversores de tensão CC/CC 213 para receber a saída da fonte de alimentação para gerar saídas em CC nas tensões e correntes necessárias pelos vários componentes do gerador 102. Conforme discutido acima em conexão com o controlador 196, um ou mais dentre os conversores de tensão CC/CC 213 pode receber uma entrada do controlador 196 quando a ativação do dispositivo de entrada "liga/desliga" 145 por um usuário é detectada pelo controlador 196, para permitir o funcionamento de, ou despertar, os conversores de tensão CC/CC 213.
[000168] As Figuras 13A-13B ilustram certos aspectos funcionais e estruturais de uma modalidade do gerador 102. A retroinformação indicando saída de corrente e tensão do enrolamento secundário 158 do transformador de potência 156 é recebida pelos ADCs 178 e 180, respectivamente. Conforme mostrado, os ADCs 178 e 180 podem ser implementados sob a forma de um ADC de 2 canais e podem tomar amostras dos sinais de retroinformação a uma alta velocidade (por exemplo, 80 Msps) para possibilitar a sobreamostragem (por exemplo, aproximadamente 200x de sobreamostragem) dos sinais de acionamento. Os sinais de retroinformação de corrente e tensão podem ser adequadamente condicionados no domínio analógico (por exemplo, amplificado, filtrado) antes do processamento pelos ADCs 178 e 180. As amostras de retroinformação de corrente e tensão dos ADCs 178 e 180 podem ser individualmente registradas (buffered) e subsequentemente multiplexadas ou intercaladas em um único fluxo de dados no interior do bloco 212 do dispositivo lógico programável 166. Na modalidade das Figuras 13A-13B, o dispositivo lógico programável 166 compreende um FPGA.
[000169] As amostras de retroinformação de corrente e tensão multi- plexadas podem ser recebidas por uma porta paralela de captura de dados (PDAP) implementada no interior do bloco 214 do processador 174. O PDAP pode compreender uma unidade de empacotamento para implementar quaisquer dentre as inúmeras metodologias para correlação das amostras de retroinformação multiplexadas com um endereço de memória. Em uma modalidade, por exemplo, as amostras de re- troinformação correspondentes a uma saída de amostra de LUT específica pelo dispositivo lógico programável 166 podem ser armazenadas em um ou mais endereços de memória que estão correlacionados ou indexados ao endereço da LUT na amostra de LUT. Em outra modalidade, as amostras de retroinformação correspondentes a uma amostra de LUT específica pelo dispositivo lógico programável 166 podem ser armazenadas, juntamente com o endereço de LUT da amostra de LUT, em uma localização de memória em comum. De qualquer modo, as amostras de retroinformação podem ser armazenadas de modo que o endereço de uma amostra de LUT a partir da qual se originou um conjunto específico de amostras de retroinformação possa ser subsequentemente determinado. Conforme discutido acima, a sincronização dos endereços das amostras de LUT e das amostras de retroinformação dessa maneira contribui para a correta temporização e estabilidade do algoritmo pré-distorção. Um controlador de acesso direto à memória (DMA) implementado no bloco 216 do processador 174 pode armaze- nar as amostras de retroinformação (e quaisquer LUT dados de endereço da amostra, onde aplicável) em uma localização de memória designada 218 do processador 174 (por exemplo, RAM interna).
[000170] O bloco 220 do processador 174 pode implementar um algoritmo de pré-distorção para pré-distorcer ou modificar as amostras de LUT armazenadas no dispositivo lógico programável 166 de maneira dinâmica e contínua. Conforme discutido acima, a pré-distorção das amostras de LUT pode compensar por várias fontes de distorção presentes no circuito de acionamento de saída do gerador 102. As amostras da LUT pré-distorcidas, quando processadas através do circuito de acionamento resultarão, portanto, em um sinal de acionamento tendo o formato de onda desejado (por exemplo, senoidal) para acionar de maneira ótima o transdutor ultrassônico.
[000171] No bloco 222 do algoritmo de pré-distorção, é determinada a corrente através da ramificação de movimento do transdutor ultras- sônico. A corrente da ramificação de movimento pode ser determinada com o uso da Lei de Corrente de Kirchoff com base, por exemplo, nas amostras de retroinformação de corrente e tensão armazenadas na localização de memória 218 (que, quando adequadamente dimensionada, pode ser representativa de Ig e Vg no modelo da Figura 9, discutido acima), um valor da capacitância estática do transdutor ultrassôni- co C0 (medida ou conhecida a priori) e um valor conhecido da frequência de acionamento. Pode ser determinada uma amostra de corrente da ramificação de movimento para cada conjunto de amostras de re- troinformação de corrente e tensão armazenado associado a uma amostra de LUT.
[000172] No bloco 224 do algoritmo de pré-distorção, cada amostra de corrente da ramificação de movimento determinada no bloco 222 é comparada a uma amostra de um formato de onda da corrente desejado para determinar uma diferença, ou erro de amplitude da amostra, entre as amostras comparadas. Para essa determinação, a amostra com o formato de onda da corrente desejado pode ser fornecida, por exemplo, de uma LUT 226 de formatos de onda contendo amostras de amplitude para um ciclo de um formato de onda da corrente desejado. A amostra específica do formato de onda da corrente da LUT 226 usada para a comparação pode ser determinada pela endereço da amostra da LUT associado à amostra de corrente da ramificação de movimento usada na comparação. Conforme necessário, a entrada da corrente da ramificação de movimento no bloco 224 pode ser sincronizada com a entrada de seu endereço da amostra da LUT associado no bloco 224. As amostras da LUT armazenadas no dispositivo lógico programável 166 e as amostras da LUT armazenadas na LUT de for-matos de onda 226 podem, portanto, ser iguais em termos de número. Em certas modalidades, o formato de onda da corrente desejado, representado pelas amostras de LUT armazenadas na LUT de formatos de onda 226 pode ser uma onda senoidal fundamental. Outros formatos de onda podem ser desejáveis. Por exemplo, contempla-se que poderia ser usada uma onda senoidal fundamental para acionar o movimento longitudinal principal de um transdutor ultrassônico, sobreposta a um ou mais outros sinais de acionamento em outras frequências, como uma harmônica de terceira ordem para acionar pelo menos duas ressonâncias mecânicas de modo a obter vibrações benéficas em modo transversal ou outros modos.
[000173] Cada valor do erro de amplitude da amostra determinado no bloco 224 pode ser transmitido para a LUT do dispositivo lógico programável 166 (mostrado no bloco 228 na Figura 13A) juntamente com uma indicação de seu endereço de LUT associado. Com base no valor da amostra de erro de amplitude e seu endereço associado (e, opcionalmente, os valores da amostra de erro de amplitude para o mesmo endereço de LUT anteriormente recebido), a LUT 228 (ou ou- tro bloco de controle do dispositivo lógico programável 166) pode pré- distorcer ou modificar o valor da amostra de LUT armazenada no endereço de LUT, de modo que a amostra de erro de amplitude seja reduzida ou minimizada. Deve-se compreender que essa pré-distorção ou modificação de cada amostra de LUT de um modo iterativo ao longo da faixa de endereços de LUT fará com que o formato de onda da corrente de saída do gerador se iguale ou se adapte ao formato de onda da corrente desejado, representado pelas amostras da LUT 226 de formatos de onda.
[000174] As medições de amplitude de corrente e tensão, as medições de potência e as medições de impedância podem ser determinadas no bloco 230 do processador 174, com base nas amostras de re- troinformação de corrente e tensão armazenadas na localização de memória 218. Antes da determinação dessas quantidades, as amostras de retroinformação podem ser adequadamente dimensionadas e, em certas modalidades, processadas através de um filtro 232 adequado para remover o ruído resultante, por exemplo, do processo de captura de dados e dos componentes harmônicos induzidos. As amostras filtradas de tensão e corrente podem, portanto, representar substancialmente a frequência fundamental do sinal de saída do acionamento do gerador. Em certas modalidades, o filtro 232 pode ser um filtro de resposta ao impulso finita (FIR) aplicado no domínio da frequência. Essas modalidades podem usar a transformada rápida de Fourier (FFT) dos sinais de saída de corrente e tensão do sinal de acionamento. Em certas modalidades, o espectro de frequência resultante pode ser usado para fornecer funcionalidades adicionais ao gerador. Em uma modalidade, por exemplo, a razão entre o componente harmônico de segunda e/ou terceira ordem em relação ao componente de frequência fundamental pode ser usado como indicador de diagnóstico.
[000175] No bloco 234, um cálculo de valor quadrático médio (RMS) pode ser aplicado a um tamanho de amostra das amostras de retroin- formação da corrente representando um número integral de ciclos do sinal de acionamento, para gerar uma medição Irms representando a corrente de saída do sinal de acionamento.
[000176] No bloco 236, um cálculo de valor quadrático médio (RMS) pode ser aplicada a um tamanho de amostra das amostras de retroin- formação da tensão representando um número integral de ciclos do sinal de acionamento, para determinar uma medição Vrms representando a tensão de saída do sinal de acionamento.
[000177] No bloco 238, as amostras de retroinformação de corrente e tensão podem ser multiplicadas ponto por ponto, e um cálculo de média é aplicado às amostras representando um número integral de ciclos do sinal de acionamento, para determinar uma medição Pr da real potência de saída do gerador.
[000178] No bloco 240, a medição Pa da potência de saída aparente do gerador pode ser determinada como o produto Vm • Ims.
[000179] No bloco 242, a medição Zm da magnitude da impedância de carga pode ser determinada como o quociente Vrms/Irms.
[000180] Em certas modalidades, as quantidades Irms, Vrms, Pr, Pa e Zm determinadas nos blocos 234, 236, 238, 240 e 242, podem ser usadas pelo gerador 102 para implementar quaisquer dentre um número de processos de controle e/ou diagnóstico. Em certas modalidades, qualquer dessas quantidades pode ser comunicada a um usuário por meio, por exemplo, de um dispositivo de saída 147 Integral ao gerador 102, ou um dispositivo de saída 147 conectado ao gerador 102 através de uma interface de comunicação adequada (por exemplo, uma interface USB). Os vários processos de diagnóstico podem incluir, sem limitação, integridade do cabo, integridade do instrumento, integridade da fixação instrumento, sobrecarga do instrumento, proximidade de sobrecarga do instrumento, falha no travamento da frequência, excesso de tensão, excesso de corrente, excesso de potência, falha no sensor de tensão, falha no sensor de corrente, falha na indicação por áudio, falha na indicação visual, curto-circuito, falha no fornecimento de potência e falha no capacitor de bloqueio, por exemplo.
[000181] O bloco 244 do processador 174 pode implementar um algoritmo de controle de fases para determinação e controle da fase da impedância de uma carga elétrica (por exemplo, o transdutor ultrassô- nico) conduzida pelo gerador 102. Conforme discutido acima, ao controlar a frequência do sinal de acionamento para minimizar ou reduzir a diferença entre a fase da impedância determinada e um ponto de ajuste da fase da impedância (por exemplo, 0°), os efeitos de distorção harmônica podem ser minimizados ou reduzidos, sendo aumentada a exatidão na medição de fase.
[000182] O algoritmo de controle de fases recebe como entrada as amostras de retroinformação de corrente e tensão armazenadas na localização de memória 218. Antes de seu uso no algoritmo de controle de fases, as amostras de retroinformação podem ser adequadamente dimensionadas e, em certas modalidades, processadas através de um filtro adequado 246 (que pode ser idêntico ao filtro 232) para remover o ruído resultante do processo de captura de dados e dos componentes harmônicos induzidos, por exemplo. As amostras filtradas de tensão e corrente podem, portanto, representar substancialmente a frequência fundamental do sinal de saída do acionamento do gerador.
[000183] No bloco 248 do algoritmo de controle de fases, é determinada a corrente através da ramificação de movimento do transdutor ultrassônico. Essa determinação pode ser idêntica àquela descrita acima em conexão com o bloco 222 do algoritmo de pré-distorção. Assim, a saída do bloco 248 pode ser, para cada conjunto de amostras de retroinformação de corrente e tensão armazenado associado a uma amostra de LUT, uma amostra de corrente da ramificação de movi- mento.
[000184] No bloco 250 do algoritmo de controle de fases, a fase da impedância é determinada com base na entrada sincronizada de amostras da corrente da ramificação de movimento determinada no bloco 248 e correspondente a amostras de retroinformação da tensão. Em certas modalidades, a fase da impedância é determinada como a média entre a fase da impedância medida na borda de subida dos formatos de onda e a fase da impedância medida na borda de descida dos formatos de onda.
[000185] No bloco 252 do algoritmo de controle de fases, o valor da fase da impedância determinado no bloco 222 é comparado ao ponto de ajuste da fase 254 para determinar uma diferença, ou erro de fase, entre os valores comparados.
[000186] No bloco 256 do algoritmo de controle de fases, com base em um valor do erro de fase determinado no bloco 252 e na magnitude de impedância determinada no bloco 242, é determinada uma saída de frequência para controlar a frequência do sinal de acionamento. O valor da saída de frequência pode ser continuamente ajustado pelo bloco 256 e transferido para um bloco de controle DDS 268 (discutido abaixo) de modo a manter a fase da impedância determinada no bloco 250 do ponto de ajuste da fase (por exemplo, erro de fase zero). Em certas modalidades, a fase da impedância pode ser regulada para um ponto de ajuste de fase de 0°. Dessa maneira, qualquer distorção harmônica estará centralizada ao redor da crista do formato de onda da tensão, acentuando a exatidão da determinação da impedância de fase.
[000187] O bloco 258 do processador 174 pode implementar um algoritmo para modulação da amplitude de corrente do sinal de acionamento, de modo a controlar a corrente, a tensão e a potência do sinal de acionamento, de acordo com pontos de ajuste especificados pelo usuário, ou de acordo com requisitos especificados por outros processos ou algoritmos implementados pelo gerador 102. O controle dessas quantidades pode ser realizado, por exemplo, mediante o dimensionamento das amostras de LUT na LUT 228, e/ou mediante o ajuste da tensão de saída em escala total do DAC 168 (que fornece a entrada ao amplificador de potência 162) por meio de um DAC 186. O bloco 260 (que pode ser implementado como um controlador PID em certas modalidades) pode receber como entrada amostras de retroinforma- ção da corrente (que podem ser adequadamente dimensionadas e filtradas) a partir da localização de memória 218. As amostras de retroin- formação da corrente podem ser comparadas ao valor de "demanda por corrente" Id determinado pela variável controlada (por exemplo, corrente, tensão ou potência) para determinar se o sinal de acionamento está fornecendo a corrente necessária. Em modalidades nas quais a corrente do sinal de acionamento é a variável de controle, a demanda por corrente Id pode ser especificada diretamente por um ponto de ajuste da corrente 262A (Isp). Por exemplo, um valor RMS dos dados de retroinformação da corrente (determinado como no bloco 234) pode ser comparado ao ponto de ajuste da corrente RMS Isp especificado pelo usuário para determinar a ação adequada para o controlador. Se por exemplo os dados de retroinformação da corrente indicam um valor de RMS menor que o ponto de ajuste da corrente Isp, dimensionamento da LUT e/ou tensão de saída em escala total do DAC 168 pode ser ajustada pelo bloco 260, de modo que seja aumentada a corrente do sinal de acionamento. Por outro lado, o bloco 260 pode ajustar um dimensionamento da LUT e/ou a tensão de saída em escala total do DAC 168 para diminuir a corrente do sinal de acionamento quando os dados de retroinformação da corrente indicam um valor RMS maior que o ponto de ajuste da corrente Isp.
[000188] Em modalidades nas quais a tensão de sinal de aciona- mento é a variável de controle, a demanda por corrente Id pode ser especificada indiretamente, por exemplo, com base na corrente necessária para manter um ponto de ajuste de tensão desejado 262B ( Vsp) dada a magnitude de impedância de carga Zm medida no bloco 242 (por exemplo Id = Vsp/Zm). De modo similar, em modalidades nas quais a potência de sinal de acionamento é a variável de controle, a demanda por corrente Id pode ser especificada indiretamente, por exemplo, com base na corrente necessária para manter um ponto de ajuste de potência desejado 262C (Psp) dada a tensão Vrms medida nos blocos 236 (por exemplo Id = Psp/Vrms).
[000189] O bloco 268 pode implementar um algoritmo de controle DDS para controlar o sinal de acionamento mediante a recuperação de amostras da LUT armazenadas na LUT 228. Em certas modalidades, o algoritmo de controle DDS é um algoritmo de oscilador numericamente controlado (NCO, de "numerically-controlled oscilador") para gerar amostras de um formato de onda a uma taxa de temporização fixa com o uso de uma técnica de saltar pontos (localizações na memória). O algoritmo NCO pode implementar um acumulador de fase, ou conversor de frequência para fase, que funciona como um apontador de endereço para recuperação de amostras de LUT da LUT 228. Em uma modalidade, o acumulador de fase pode ser um acumulador de fase com tamanho do passo D, módulo N, onde D é um número inteiro positivo representando um valor de controle da frequência, e N é o número de amostras de LUT na LUT 228. Um valor de controle da frequência D=1, por exemplo, pode fazer com que o acumulador de fase aponte sequencialmente para cada endereço da LUT 228, resultando em uma saída de formato de onda que replica o formato de onda armazenado na LUT 228. Quando D>1, o acumulador de fase pode saltar endereços na LUT 228, resultando em uma saída de formato de onda que tem uma frequência mais alta. Consequentemente, a frequência do formato de onda gerado pelo algoritmo de controle DDS pode, portanto, ser controlado variando-se adequadamente o valor de controle da frequência. Em certas modalidades, o valor de controle da frequência pode ser determinado com base na saída do algoritmo de controle de fases implementado no bloco 244. A saída do bloco 268 pode fornecer a entrada de DAC 168 que, por sua vez, fornece um sinal analógico correspondente a uma entrada do amplificador de potência 162.
[000190] O bloco 270 do processador 174 pode implementar um algoritmo de controle do conversor de modo do interruptor para modular dinamicamente a tensão no trilho do amplificador de potência 162, com base no envelope de formato de onda do sinal sendo amplificado, otimizando assim a eficiência do amplificador de potência 162. Em certas modalidades, as características do envelope de formato de onda podem ser determinadas mediante o monitoramento de um ou mais sinais contidos no amplificador de potência 162. Em uma modalidade, por exemplo, as características do envelope de formato de onda podem ser determinadas por monitoramento da mínima de uma tensão de drenagem (por exemplo, uma tensão de drenagem MOSFET) que é modulada de acordo com o envelope do sinal amplificado. Um sinal de tensão da mínima pode ser gerado, por exemplo, por um detector de mínima da tensão acoplado à tensão de drenagem. O sinal de tensão da mínima pode ser amostrado por ADC 176, com a saída de amostras de tensão da mínima sendo recebidas no bloco 272 do algoritmo de controle do conversor de modo do interruptor. Com base nos valores das amostras de tensão da mínima, o bloco 274 pode controlar um sinal de saída de PWM por um gerador de PWM 276 que, por sua vez, controla a tensão do trilho fornecida ao amplificador de potência 162 pelo regulador de modo do interruptor 170. Em certas modalidades, contanto que os valores das amostras de tensão da mínima sejam menores que uma entrada-alvo para a mínima 278 no bloco 262, a tensão no trilho pode ser modulada de acordo com o envelope de formato de onda, conforme caracterizado pelas amostras de tensão da mínima. Quando as amostras de tensão da mínima indicam baixos níveis de potência do envelope, por exemplo, o bloco 274 pode causar uma baixa tensão no trilho a ser fornecida ao amplificador de potência 162, com a tensão total do trilho sendo fornecida somente quando as amostras de tensão da mínima indicam níveis máximos de potência do envelope. Quando as amostras de tensão da mínima caem abaixo do alvo para a mínima 278, o bloco 274 pode fazer com que a tensão do trilho seja mantida em um valor mínimo adequado para garantir o funcionamento adequado do amplificador de potência 162.
[000191] As Figuras de 33A a 33C ilustram circuitos de controle de dispositivos cirúrgicos de acordo com várias modalidades. Conforme discutido acima em conexão com a Figura 10, um circuito de controle pode modificar características de um sinal de interrogação transmitido pelo gerador 102. As características do sinal de interrogação, que podem indicar de modo inequívoco um estado ou configuração do circuito de controle, podem ser distinguidas pelo gerador 102 e usadas para controlar aspectos de seu funcionamento. Os circuitos de controle podem estar contidos em um dispositivo cirúrgico ultrassônico (por exemplo, no cabo 116 do dispositivo cirúrgico ultrassônico 104) ou em um dispositivo eletrocirúrgico (por exemplo, no cabo 130 do dispositivo eletrocirúrgico 106).
[000192] Com referência à modalidade da Figura 33A, um circuito de controle 300-1 pode ser conectado ao gerador 102 para receber um sinal de interrogação (por exemplo, um sinal de interrogação bipolar a 2 kHz) do circuito condicionador de sinal 202 (por exemplo, dos terminais HS e SR do gerador (Figura 10) por meio de um par condutor de fio 112 ou fio 128). O circuito de controle 300-1 pode compreender uma primeira ramificação que inclui diodos conectados em série D1 e D2, e uma chave SW1 conectada em paralelo com D2. O circuito de controle 300-1 pode compreender também uma segunda ramificação que inclui diodos conectados em série D3, D4 e D5, uma chave SW2 conectada em paralelo com D4, e um resistor R1 conectado em paralelo com D5. Em certas modalidades e conforme mostrado, D5 pode ser um diodo Zener. O circuito de controle 300-1 pode compreender, adicionalmente, um elemento de armazenamento de dados 302 que, juntamente com um ou mais componentes da segunda ramificação (por exemplo, D5, R1), define um circuito de dados 304. Em certas modalidades, o elemento de armazenamento de dados 302, e possivelmente outros componentes do circuito de dados 304, podem estar contidos no interior do instrumento (por exemplo, instrumento 124, instrumento 134) do dispositivo cirúrgico, com outros componentes do circuito de controle 300-1 (por exemplo, SW1, SW2, D1, D2, D3 e D4) estando contidos no cabo (por exemplo, cabo 116, cabo 130). Em certas modalidades, o elemento de armazenamento de dados 302 pode ser um dispositivo de barramento de fio único (por exemplo, um protocolo EEPROM de fio único), ou outro protocolo de fio único ou um dispositivo de protocolo de rede de interconexão local (LIN). Em uma modalidade, por exemplo, o elemento de armazenamento de dados 302 pode compreender uma EEPROM Maxim DS28EC20, disponível junto à Maxim Integrated Products, Inc., Sunnyvale, CA, EUA, conhecido sob o nome comercial de "1-Wire". O elemento de armazenamento de dados 302 é um exemplo de um elemento de circuito que pode estar contido no circuito de dados 304. O circuito de dados 304 pode compreender, adicional ou alternativamente, um ou mais outros elementos de circuito ou componentes capazes de transmitir ou receber dados. Esses elementos ou componentes de circuito podem ser configurados para, por exemplo, transmitir dados capturados por um ou mais sensores (por exemplo, um sensor de temperatura baseado em instrumento) e/ou receber dados do gerador 102 e fornecer uma indicação a um usuário (por exemplo, uma indicação por LED ou outra indicação visível) com base nos dados recebidos.
[000193] Durante o funcionamento, um sinal de interrogação (por exemplo, um sinal de interrogação bipolar a 2 kHz) do circuito condicionador de sinal 202 pode ser aplicado através de ambas as ramificações do circuito de controle 300-1. Desse modo, a tensão aparecendo através das ramificações pode ser inequivocamente determinada pelos estados de SW1 e SW2. Por exemplo, quando SW1 está aberta, a queda de tensão através do circuito de controle 300-1 para valores negativos do sinal de interrogação será a soma das quedas de tensão direta através de D1 e D2. Quando SW1 está fechada, a queda de tensão para valores negativos do sinal de interrogação será determi-nada pela queda de tensão direta somente de D1. Dessa forma, por exemplo, com uma queda na tensão direta de 0,7 volts para cada um dentre D1 e D2, os estados aberto e fechado de SW1 podem corresponder às quedas de tensão de 1,4 volts e 0,7 volts, respectivamente. Da mesma forma, a queda de tensão através do circuito de controle 300-1 para valores positivos do sinal de interrogação pode ser inequivocamente determinada pelo estado de SW2. Por exemplo, quando SW2 está aberta, a queda de tensão através do circuito de controle 300-1 será a soma das quedas de tensão direta através de D3 e D4 (por exemplo, 1,4 volts) e a tensão de ruptura de D5 (por exemplo, 3,3 volts). Quando SW2 está fechada, a queda de tensão através do circuito de controle 300-1 será a soma da queda de tensão direta através de D3 e da tensão de ruptura de D5. Consequentemente, o estado ou a configuração de SW1 e SW2 podem ser distinguidos pelo gerador 102 com base na tensão do sinal de interrogação aparecendo através das entradas do circuito de controle 300-1 (por exemplo, conforme medido por um ADC do circuito condicionador de sinal 202).
[000194] Em certas modalidades, o gerador 102 pode ser configurado para comunicar-se com o circuito de dados 304 e, em particular, com o elemento de armazenamento de dados 302, através da segunda interface de circuito de dados 210 (Figura 10) e o par condutor do fio 112 ou fio 128. A faixa de frequência do protocolo de comunicação usado para comunicar-se com o circuito de dados 304 pode ser mais alta que a faixa de frequência do sinal de interrogação. Em certas modalidades, por exemplo, a frequência do protocolo de comunicação para o elemento de armazenamento de dados 302 pode ser, por exemplo, de 200 kHz ou uma frequência significativamente mais alta, sendo que a frequência do sinal de interrogação usado para determinar os diferentes estados de SW1 e SW2 pode ser, por exemplo, de 2 kHz. O diodo D5 pode limitar a tensão fornecida ao elemento de armazenamento de dados 302 em uma faixa de operação adequada (por exemplo, 3,3-5V).
[000195] Conforme explicado acima em conexão com a Figura 10, o circuito de dados 304 e, em particular, o elemento de armazenamento de dados 302, podem armazenar informações relacionadas ao instrumento cirúrgico específico com o qual estão associados. Essas informações podem ser recuperadas pelo gerador 102 e incluem, por exemplo, um número de modelo, um número serial, um número de operações nas quais o instrumento cirúrgico foi usado, e/ou qualquer outro tipo de informação. Adicionalmente, qualquer tipo de informação pode ser comunicada do gerador 102 ao circuito de dados 304 para armazenamento do elemento de armazenamento de dados 302. Essas informações podem compreender, por exemplo, um número atualizado de operações nas quais o instrumento cirúrgico foi usado e/ou a datas e/ou horários de seu uso.
[000196] Conforme observado acima, o circuito de dados 304 pode adicional ou alternativamente compreender componentes ou elemen- tos além do elemento de armazenamento de dados 302 para transmissão ou recepção de dados. Esses componentes ou elementos podem ser configurados para, por exemplo, transmitir dados capturados por um ou mais sensores (por exemplo, um sensor de temperatura baseado em instrumento) e/ou receber dados do gerador 102 e fornecer uma indicação a um usuário (por exemplo, uma indicação por LED ou outra indicação visível) com base nos dados recebidos.
[000197] Modalidades do circuito de controle podem compreender chaves adicionais. Com referência à modalidade da Figura 33B, por exemplo, o circuito de controle 300-2 pode compreender uma primeira ramificação tendo uma primeira chave SW1 e uma segunda chave SW2 (para um total de três chaves), com cada combinação de estados de SW1 e SW2 correspondendo a uma queda de tensão exclusiva através do circuito de controle 300-2 para valores negativos do sinal de interrogação. Por exemplo, os estados abertos e fechados de SW1 adicionam ou removem, respectivamente, as quedas de tensão direta de D2 e D3, e os estados abertos e fechados de SW2 adicionam ou removem, respectivamente, a queda de tensão direta de D4. Na moda-lidade da Figura 33C, a primeira ramificação do circuito de controle 300-3 compreende três chaves (para um total de quatro chaves), com a tensão de ruptura do diodo Zener D2 sendo usada para distinguir alterações na queda de tensão resultante da operação de SW1 a partir de alterações de tensão resultantes da operação de SW2 e SW3.
[000198] As Figuras 14 e 15 ilustram circuitos de controle de dispositivos cirúrgicos de acordo com várias modalidades. Conforme discutido acima em conexão com a Figura 10, um circuito de controle pode modificar características de um sinal de interrogação transmitido pelo gerador 102. As características do sinal de interrogação, que podem indicar de modo inequívoco o estado ou configuração do circuito de controle, podem ser distinguidas pelo gerador 102 e usadas para controlar aspectos de seu funcionamento. O circuito de controle 280 da Figura 14 pode estar contido em um dispositivo cirúrgico ultrassônico (por exemplo, no cabo 116 do dispositivo cirúrgico ultrassônico 104), e o circuito de controle 282 da Figura 15 pode estar contido em um dispositivo eletrocirúrgico (por exemplo, no cabo 130 do dispositivo eletroci- rúrgico 106).
[000199] Com referência à Figura 14, o circuito de controle 280 pode ser conectado ao gerador 102 para receber um sinal de interrogação (por exemplo, um sinal de interrogação bipolar a 2 kHz) do circuito condicionador de sinal 202 (por exemplo, dos terminais HS e SR do gerador (Figura 10) por meio de um par condutor de fio 112). O circuito de controle 280 pode compreender uma primeira chave SW1 em série com um primeiro diodo D1 para definir uma primeira ramificação, e uma segunda chave SW2 em série com um segundo diodo D2 para definir uma segunda ramificação. A primeira e a segunda ramificações podem ser conectadas em paralelo de modo que a direção de condução de avanço de D2 seja oposta àquela de D1. O sinal de interrogação pode ser aplicado através de ambas as ramificações. Quando tanto SW1 como SW2 estão abertas, o circuito de controle 280 pode definir um circuito aberto. Quando SW1 está fechada e SW2 está aberta, o sinal de interrogação pode sofrer uma retificação de meia-onda em uma primeira direção (por exemplo, a metade positiva do sinal de interrogação é bloqueada). Quando SW1 está aberta e SW2 está fechada, o sinal de interrogação pode sofrer uma retificação de meia-onda em uma segunda direção (por exemplo, a metade negativa do sinal de interrogação é bloqueada). Quando tanto SW1 como SW2 estão fechadas, nenhuma retificação pode ocorrer. Consequentemente, com base nas diferentes características do sinal de interrogação correspondente aos diferentes estados de SW1 e SW2, o estado ou a configuração do circuito de controle 280 pode ser distinguida pelo gerador 102 com ba se em um sinal de tensão aparecendo através das entradas do circuito de controle 280 (por exemplo, conforme medido por um ADC do circuito condicionador de sinal 202).
[000200] Em certas modalidades e conforme mostrado na Figura 14, o fio 112 pode compreender um circuito de dados 206. O circuito de dados 206 pode compreender, por exemplo, um dispositivo de armazenamento não volátil, como um dispositivo EEPROM. O gerador 102 pode trocar informações com o circuito de dados 206 através da primeira interface de circuito de dados 204, conforme discutido acima em conexão com a Figura 10. Esse tipo de informação pode ser específico para um dispositivo cirúrgico Integral com, ou configurado para uso com, o fio 112, e pode compreender, por exemplo, um número de modelo, um número serial, um número de operações nas quais o dispositivo cirúrgico foi usado, e/ou quaisquer outros tipos de informação. As informações podem, também ser comunicadas do gerador 102 para o circuito de dados 206 para armazenamento no mesmo, conforme discutido acima em conexão com a Figura 10. Em certas modalidades e com referência às Figuras de 33E a 33G, o circuito de dados 206 pode estar disposto em um adaptador para fazer a interface entre um tipo ou modelo específico de dispositivo cirúrgico e o gerador 102.
[000201] Com referência à Figura 15, o circuito de controle 282 pode ser conectado ao gerador 102 para receber um sinal de interrogação (por exemplo, um sinal de interrogação bipolar a 2 kHz) do circuito condicionador de sinal 202 (por exemplo, dos terminais HS e SR do gerador (Figura 10) por meio de um par condutor de fio 128). O circuito de controle 282 pode compreender os resistores R2, R3 e R4 conectados em série, com chaves SW1 e SW2 conectadas através de R2 e R4, respectivamente. O sinal de interrogação pode ser aplicado através de pelo menos um dentre os resistores conectados em série para gerar uma queda de tensão através do circuito de controle 282. Por exemplo, quando tanto SW1 como SW2 estão abertas, a queda de tensão pode ser determinada por R2, R3 e R4. Quando SW1 está fechada e SW2 está aberta, a queda de tensão pode ser determinada por R3 e R4. Quando SW1 está aberta e SW2 está fechada, a queda de tensão pode ser determinada por R2 e R3. Quando tanto SW1 como SW2 estão fechadas, a queda de tensão pode ser determinada por R3. Consequentemente, com base na queda de tensão através do circuito de controle 282 (por exemplo, conforme medido por um ADC do circuito condicionador de sinal 202), o estado ou a configuração do circuito de controle 282 pode ser distinguido pelo gerador 102.
[000202] A Figura 16 ilustra uma modalidade de um circuito de controle 280-1 de um dispositivo cirúrgico ultrassônico, como o dispositivo cirúrgico ultrassônico 104. O circuito de controle 280-1, em adição a compreender componentes do circuito de controle 280 da Figura 14, pode compreender um circuito de dados 284 que tem um elemento de armazenamento de dados 286. Em certas modalidades, o elemento de armazenamento de dados 286, e possivelmente outros componentes do circuito de dados 284, podem estar contidos no interior do instrumento (por exemplo, instrumento 124) do dispositivo cirúrgico ultras- sônico, com outros componentes do circuito de controle 280-1 (por exemplo, SW1, SW2, D1, D2, D3, D4 e C1) estando contidos no interior do cabo (por exemplo, cabo 116). Em certas modalidades, o elemento de armazenamento de dados 286 pode ser um dispositivo de barramento de fio único (por exemplo, um protocolo EEPROM de fio único), ou outro protocolo de fio único ou um dispositivo de protocolo de rede de interconexão local (LIN). Em uma modalidade, por exemplo, o elemento de armazenamento de dados 286 pode compreender uma EEPROM de um fio Maxim DS28EC20, disponível junto à Maxim Integrated Products, Inc., Sunnyvale, CA, conhecida sob o nome comercial de "1-Wire."
[000203] Em certas modalidades, o gerador 102 pode ser configurado para comunicar-se com o circuito de dados 284 e, em particular, com o elemento de armazenamento de dados 286, através da segunda interface de circuito de dados 210 (Figura 10) e o par condutor do fio 112. Em particular, a faixa de frequência do protocolo de comunicação usado para comunicar-se com o circuito de dados 284 pode ser mais alta que a faixa de frequência do sinal de interrogação. Em certas modalidades, por exemplo, a frequência do protocolo de comunicação para o elemento de armazenamento de dados 286 pode ser, por exemplo, de 200 kHz ou uma frequência significativamente mais alta, sendo que a frequência do sinal de interrogação usado para determinar os diferentes estados de SW1 e SW2 pode ser, por exemplo, de 2 kHz. Consequentemente, o valor do capacitor C1 do circuito de dados 284 pode ser selecionado de modo que o elemento de armazenamento de dados 286 esteja "oculto" da frequência relativamente baixa do sinal de interrogação, ao mesmo tempo em que se permite que o gerador 102 se comunique com o elemento de armazenamento de dados 286 na frequência mais alta do protocolo de comunicação. Um diodo em série D3 pode proteger o elemento de armazenamento de dados 286 contra ciclos negativos do sinal de interrogação, e um diodo Zener em paralelo D4 pode limitar a tensão fornecida ao elemento de armazenamento de dados 286 a uma faixa de operação adequada (por exemplo, 3,3-5V). Quando no modo de condução em avanço, D4 podem também prender os ciclos negativos do sinal de interrogação ao terra.
[000204] Conforme explicado acima em conexão com a Figura 10, o circuito de dados 284 e, em particular, o elemento de armazenamento de dados 286, podem armazenar informações relacionadas ao instrumento cirúrgico específico com o qual estão associados. Essas informações podem ser recuperadas pelo gerador 102 e incluem, por exemplo, um número de modelo, um número serial, um número de operações nas quais o instrumento cirúrgico foi usado, e/ou qualquer outro tipo de informação. Adicionalmente, qualquer tipo de informação pode ser comunicada do gerador 102 ao circuito de dados 284 para armazenamento do elemento de armazenamento de dados 286. Essas informações podem compreender, por exemplo, um número atualizado de operações nas quais o instrumento cirúrgico foi usado e/ou a datas e/ou horários de seu uso. Além do mais, como os diferentes tipos de comunicações entre o gerador 102 e o dispositivo cirúrgico podem estar separados por faixa de frequência, a presença do elemento de armazenamento de dados 286 pode ser "invisível" aos geradores que não tenham a indispensável funcionalidade de leitura de dados, permitindo assim a compatibilidade com versões anteriores do dispositivo cirúrgico.
[000205] Em certas modalidades e conforme mostrado na Figura 17, o circuito de dados 284-1 pode compreender um indutor L1 para proporcionar isolamento do elemento de armazenamento de dados 286 em relação aos estados de SW1 e SW2. A adição de L1 pode adicionalmente possibilitar o uso do circuito de dados 284-1 em dispositivos eletrocirúrgicos. A Figura 18, por exemplo, ilustra uma modalidade de um circuito de controle 282-1 que combina o circuito de controle 282 da Figura 15 com o circuito de dados 284-1 da Figura 17.
[000206] Em certas modalidades, um circuito de dados pode compreender uma ou mais chaves para modificar uma ou mais características (por exemplo, amplitude, retificação) de um sinal de interrogação recebido pelo circuito de dados, de modo que um estado ou configuração das uma ou mais chaves seja inequivocamente distinguível com base em uma ou mais características. A Figura 19, por exemplo, ilustra uma modalidade de um circuito de controle 282-2 em que o circuito de dados 284-2 compreende uma chave SW3 conectada em paralelo com D4. Um sinal de interrogação pode ser comunicado do gerador 102 (por exemplo, a partir do circuito condicionador de sinal 202 da Figura 10) a uma frequência suficiente para que o sinal de interrogação seja recebido pelo circuito de dados 284-2 via C1, porém bloqueado de outras porções do circuito de controle 282-2 por L1. Desse modo, uma ou mais características de um primeiro sinal de interrogação (por exemplo, um sinal de interrogação bipolar a 25 kHz) podem ser usadas para distinguir o estado de SW3, e uma ou mais características de um segundo sinal de interrogação em uma frequência mais baixa (por exemplo, um sinal de interrogação bipolar a 2 kHz) podem ser usadas para distinguir os estados de SW1 e SW2. Embora a adição de SW3 seja ilustrada em conexão com o circuito de controle 282-2 em um dispositivo eletrocirúrgico, deve-se compreender que SW3 pode ser adicionada a um circuito de controle de um dispositivo cirúrgico ultrassônico, como o circuito de controle 280-2 da Figura 17.
[000207] Adicionalmente, deve-se compreender que as chaves em adição a SW3 podem ser adicionadas a um circuito de dados. Conforme mostrado nas Figuras 20 e 21, por exemplo, as modalidades do circuito de dados 284-3 e 284-4, respectivamente, podem compreender uma segunda chave SW4. Na Figura 20, os valores de tensão de diodos Zener D5 e D6 podem ser selecionados de modo que seus valores de tensão sejam suficientemente diferentes para permitir uma discriminação confiável do sinal de interrogação na presença de ruído. A soma dos valores de tensão de D5 e D6 pode ser igual a ou menor que o valor de tensão de D4. Em certas modalidades, dependendo dos valores de tensão de D5 e D6, pode ser possível eliminar D4 da modalidade do circuito de dados 284-3 ilustrada na Figura 20.
[000208] Em certos casos, as chaves (por exemplo, de SW1 a SW4) podem impedir a capacidade do gerador 102 comunicar-se com o elemento de armazenamento de dados 286. Em uma modalidade, es- sa questão pode ser resolvida mediante a declaração de um erro se os estados das chaves forem tais que possam interferir com a comunicação entre o gerador 102 e o elemento de armazenamento de dados 286. Em outra modalidade, o gerador 102 pode somente permitir a comunicação com o elemento de armazenamento de dados 286 quando determinado pelo gerador 102 que os estados das chaves não interferirão com a comunicação. Como os estados das chaves podem ser até um certo ponto imprevisíveis, o gerador 102 pode fazer essa determinação de maneira recorrente. A adição de L1 em certas modalidades pode evitar a interferência causada por chaves externas ao circuito de dados (por exemplo, SW1 e SW2). Para chaves contidas no interior do circuito de dados (por exemplo, SW3 e SW4), o isolamento das chaves por separação de faixas de frequência pode ser feito mediante a adição de um capacitor C2 tendo um valor de capacitância significativamente menor que C1 (por exemplo, C2<<C1). As modalidades dos circuitos de dados 284-5, 284-6 e 284-7 compreendendo C2 são mostrados nas Figuras de 22 a 24, respectivamente.
[000209] Em qualquer das modalidades das Figuras de 16 a 24, dependendo das características da resposta de frequência de D4, pode ser desejável ou necessário adicionar um diodo rápido em paralelo a D4 e apontando na mesma direção.
[000210] A Figura 25 ilustra uma modalidade de um circuito de controle 280-5 no qual a comunicação entre o gerador 102 e um elemento de armazenamento de dados é implantada com o uso de um protocolo de comunicação de amplitude modulada (por exemplo, um protocolo de um fio de amplitude modulada [conhecido sob o nome comercial de "1-Wire"] protocolo LIN de amplitude modulada). A modulação por amplitude do protocolo de comunicação em uma portadora de alta frequência (por exemplo, 8 MHz ou mais alto) aumenta substancialmente a separação das faixas de frequência entre sinais de interrogação de baixa frequência (por exemplo, sinais de interrogação a 2 kHz) e a frequência nativa de "banda-base" do protocolo de comunicação usado nas modalidades das Figuras de 16 a 24. O circuito de controle 280-5 pode ser similar ao circuito de controle 280-1 da Figura 16, com o circuito de dados 288 compreendendo um capacitor adicional C3 e um resistor R5 que, em conjunto com D3, demodulam o protocolo de comunicação modulado por amplitude para recepção pelo elemento de armazenamento de dados 286. Como na modalidade da Figura 16, D3 pode proteger o elemento de armazenamento de dados 286 contra ciclos negativos do sinal de interrogação, e D4 pode limitar a tensão fornecida ao elemento de armazenamento de dados 286 a uma faixa de operação adequada (por exemplo, de 3,3 a 5V), bem como controlar ciclos negativos do sinal de interrogação ao terra, quando no modo de condução para diante. A separação de frequências aumentada pode permitir que C1 seja um tanto pequeno em relação às modalidades das Figuras de 16 a 24. Adicionalmente, a frequência mais alta do sinal da portadora pode, também, otimizar a imunidade a ruídos das comunicações com o elemento de armazenamento de dados, pois o mesmo está adicionalmente removido da faixa de frequências do ruído elétrico que pode ser gerado pelos outros dispositivos cirúrgicos usados no mesmo ambiente da sala de cirurgia. Em certas modalidades, a frequência relativamente alta da portadora em combinação com as características da resposta de frequência de D4 podem tornar desejável ou necessário adicionar um diodo rápido em paralelo com D4 e apontando na mesma direção.
[000211] Com a adição de um indutor L1 para evitar interferência com o elemento de armazenamento de dados 286, as comunicações causadas pelas chaves externas ao circuito de dados 288 (por exemplo, SW1 e SW2), o circuito de dados 288 pode ser usado em circuitos de controle dos instrumentos eletrocirúrgicos, conforme mostrado na modalidade do circuito de dados 288-1 da Figura 26.
[000212] Com a exceção de C2 e R3, e a mais provável necessidade por D7, as modalidades das Figuras 25 e 26 são similares ás modalidades de "banda de base" das Figuras de 16 a 24. Por exemplo, o modo pelo qual as chaves podem ser adicionadas aos circuitos de dados das Figuras de 19 a 21 é diretamente aplicável às modalidades das Figuras 25 e 26 (incluindo a possibilidade de eliminar D4 do equivalente a portadora modulada da Figura 20). Os equivalentes de portadora modulada dos circuitos de dados nas modalidades das Figuras de 22 a 24 podem simplesmente requerer a adição de um indutor adequadamente dimensionado L2 em série com C2 de modo a isolar a frequência de interrogação para as chaves adicionais (por exemplo, SW3 e SW4) para uma faixa de frequência intermediária, entre a frequência da portadora e a frequência mais baixa de interrogação para chaves externas ao circuito de dados. Uma modalidade desse tipo de circuito de dados 282-7 é mostrada na Figura 27.
[000213] Na modalidade da Figura 27, qualquer interferência com a capacidade do gerador para comunicar-se com o elemento de armazenamento de dados 286, causada por estados de SW1 e SW2, pode ser resolvida conforme descrito acima em conexão com as modalidades das Figuras de 19 a 24. Por exemplo, o gerador 102 pode declarar um erro se os estados das chaves puderem impedir a comunicação, ou o gerador 102 pode somente permitir a comunicação quando o mesmo determinar que os estados das chaves não causarão interferência.
[000214] Em certas modalidades, o circuito de dados pode não compreender um elemento de armazenamento de dados 286 (por exemplo, um dispositivo EEPROM) para armazenar informações. As Figuras de 28 a 32 ilustram modalidades de circuitos de controle que usam elementos resistivos e/ou indutivos para modificar uma ou mais caracte- rísticas de um sinal de interrogação (por exemplo, amplitude, fase) de modo que um estado ou configuração do circuito de controle possa ser inequivocamente discernível com base em uma ou mais características.
[000215] Na Figura 28, por exemplo, o circuito de dados 290 pode compreender um resistor de identificação R1, com o valor de C1 selecionado de modo que R1 fique "oculto" de um primeiro sinal de interrogação de baixa frequência (por exemplo, um sinal de interrogação a 2 kHz) para determinar os estados de SW1 e SW2. Mediante a medição da tensão e/ou da corrente (por exemplo, amplitude, fase) nas entradas do circuito de controle 280-6 resultantes de um segundo sinal de interrogação dentro de uma faixa de frequência substancialmente mais alta, o gerador 102 pode medir o valor de R1 através de C1, de modo a determinar qual dentre uma pluralidade de resistores de identificação está contido no instrumento. Essa informação pode ser usada pelo gerador 102 para identificar o instrumento, ou uma característica específica do instrumento, de modo que os processos de controle e diagnóstico possam ser otimizados. Qualquer interferência com a capacidade do gerador para medir R1, causada por estados de SW1 e SW2, pode ser resolvida declarando-se um erro se os estados das chaves puderem impedir a medição, ou mantendo-se a tensão do segundo sinal de interrogação, que tem frequência mais alta, abaixo das tensões de ativação de D1 e D2. Essa interferência pode, também, ser resolvida pela adição de um indutor em série com o conjunto de circuitos da chave (L1 na Figura 29) para bloquear o segundo sinal de interrogação, que tem frequência mais alta, enquanto deixa passar o primeiro sinal de interrogação que tem frequência mais baixa. A adição de um indutor dessa maneira pode, também, habilitar o uso do circuito de dados 290 em circuitos de controle de instrumentos eletrocirúrgicos, conforme mostrado na modalidade do circuito de dados 290-2 da Figu- ra 30.
[000216] Em certas modalidades, múltiplos capacitores C1 para permitir a interrogação em múltiplas frequências poderiam ser usados para diferenciar entre um número maior de valores de R1 distintos para uma dada razão entre sinal e ruído, ou para um dado conjunto de tolerâncias para componentes. Em uma modalidade como essa, os indutores podem ser colocados em série com todos os valores de C1 menos os mais baixos, de modo a criar faixas específicas de passagem para diferentes frequências de interrogação, conforme mostrado na modalidade do circuito de dados 290-3 na Figura 31.
[000217] Em modalidades de circuitos de controle com base no circuito de controle 280 da Figura 14, resistores de identificação podem ser medidos sem a necessidade de usar separação por faixa de frequência. A Figura 32 ilustra uma dessas modalidades, com R1 selecionado para ter um valor relativamente alto.
[000218] As Figuras de 33D a 33I ilustram modalidades de fios multi- condutores e adaptadores que podem ser usados para estabelecer comunicação elétrica entre o gerador 102 e um cabo de um dispositivo cirúrgico. Em particular, os fios podem transmitir o sinal de acionamento do gerador ao dispositivo cirúrgico e possibilitar as comunicações baseadas em controle entre o gerador 102 e um circuito de controle do dispositivo cirúrgico. Em certas modalidades, os fios podem ser formados integralmente com o dispositivo cirúrgico ou configurados para engate removível por meio de um conector adequado do dispositivo cirúrgico. Os fios 112-1, 112-2 e 112-3 (Figuras de 33E a 33G, respectivamente) podem ser configurados para uso com um dispositivo cirúrgico ultrassônico (por exemplo, dispositivo cirúrgico ultrassônico 104), e o fio 128-1 (Figura 33D) pode ser configurado para uso com um dispositivo eletrocirúrgico (por exemplo, dispositivo eletrocirúrgico 106). Um ou mais dos fios pode ser configurado para conexão direta com o gerador 102, como o fio 112-1, por exemplo. Nessas modalidades, o fio pode compreender um circuito de dados (por exemplo, circuito de dados 206) para armazenar informações relacionadas ao dispositivo cirúrgico específico ao qual está associado (por exemplo, um número de modelo, um número serial, um número de operações nas quais o dispositivo cirúrgico foi usado, e/ou qualquer outro tipo de informação). Em certas modalidades, um ou mais dos fios pode se conectar ao gerador 102 por meio de um adaptador. Por exemplo, os fios 112-2 e 112-3 podem conectar-se ao gerador 102 por meio de um primeiro adaptador 292 (Figura 33I), e o fio 128-1 pode conectar-se ao gerador 102 por meio de um segundo adaptador 294 (Figura 33H). Nessas modalidades, um circuito de dados (por exemplo, circuito de dados 206) pode estar disposto no fio (por exemplo, fios 112-2 e 112-3) ou no adaptador (por exemplo, segundo adaptador 294).
[000219] Em várias modalidades, o gerador 102 pode ser eletricamente isolado dos dispositivos cirúrgicos 104 e 106, de modo a evitar a presença de correntes indesejadas e potencialmente nocivas no paciente. Por exemplo, se o gerador 102 e os dispositivos cirúrgicos 104 e 106 não estivessem eletricamente isolados, a tensão fornecida aos dispositivos 104 e 106 através do sinal de acionamento poderia, potencialmente, alterar o potencial elétrico do tecido do paciente sendo tratado pelos um ou mais dispositivos 104 e 106 e, assim, resultar em correntes indesejadas no paciente. Deve-se compreender que essas preocupações podem ser mais agudas durante o uso de um dispositivo cirúrgico ultrassônico 104, que não se destina a passar nenhuma corrente através dos tecidos. Consequentemente, o restante da descrição do cancelamento ativo de vazamento de corrente é descrito em termos de um dispositivo cirúrgico ultrassônico 104. Deve-se considerar, porém, que os sistemas e métodos aqui descritos podem ser aplicáveis a dispositivos eletrocirúrgicos 106 também.
[000220] De acordo com várias modalidades, um transformador de isolamento, como o transformador de isolamento 156, pode ser usado para oferecer isolamento elétrico entre o gerador 102 e o dispositivo cirúrgico 104. Por exemplo, o transformador 156 pode proporcionar isolamento entre a plataforma não isolada 154 e a plataforma isolada 152 descritas acima. A plataforma isolada 154 podem estar em comunicação com o dispositivo cirúrgico 104. O sinal de acionamento pode ser fornecido pelo gerado 102 (por exemplo, o módulo gerador 108) ao enrolamento primário 164 do transformador de isolamento 156, e fornecido ao dispositivo cirúrgico 104 a partir do enrolamento secundário 158 do transformador de isolamento. Considerando as não idealidades dos transformadores reais, porém, essa disposição pode não proporcionar um isolamento elétrico completo. Por exemplo, um transformador real pode ter capacitância parasita entre os enrolamentos primário e secundário. A capacitância parasita pode impedir um completo isolamento elétrico e permitir que um potencial elétrico presente no enrolamento primário afete o potencial do enrolamento secundário. Isso pode resultar em vazamentos de corrente no interior do paciente.
[000221] Os padrões contemporâneos da indústria, como o padrão do Comissão Internacional de Eletrotécnica (IEC, ou International Electrotechnical Commission) 60601-1, limitam a quantidade permitida para vazamento de corrente no paciente a 10 μA ou menos. O vazamento de corrente pode ser passivamente reduzido mediante o uso de um capacitor de vazamento entre o enrolamento secundário do transformador de isolamento e o terra (por exemplo, fio terra). O capacitor de vazamento pode operar de modo a suavizar as alterações no potencial do lado do paciente acoplado pelo lado não isolado por meio da capa- citância parasita do transformador de isolamento, reduzindo assim o vazamento de corrente. Conforme aumentam a tensão, a corrente, a potência e/ou a frequência do sinal de acionamento fornecido pelo ge- rador 102, no entanto, o vazamento de corrente também pode aumentar. Em várias modalidades, o vazamento de corrente induzido pode aumentar para além da capacidade de um capacitor de vazamento passivo para manter a mesma abaixo de 10 μA e/ou outros padrões de vazamento de corrente.
[000222] Consequentemente, várias modalidades estão direcionadas a sistemas e métodos para cancelar ativamente o vazamento de corrente. A Figura 34 ilustra uma modalidade de um circuito 800 para cancelamento ativo do vazamento de corrente. O circuito 800 pode ser implementado como parte de, ou em conjunto com, o gerador 102. O circuito pode compreender um transformador de isolamento 802 tendo um enrolamento primário 804 e um enrolamento secundário 806. O sinal de acionamento 816 pode ser fornecido através do enrolamento primário 804, gerando um sinal de acionamento isolado através do enrolamento secundário 806. Em adição ao sinal de acionamento isolado, a capacitância parasita 808 do transformador de isolamento 802 pode acoplar algum componente do potencial do sinal de acionamento em relação ao terra 818 ao enrolamento secundário 806 no lado do paciente.
[000223] Um capacitor de vazamento 810 e um circuito de cancelamento ativo 812 podem ser usados, conforme mostrado, conectados entre o enrolamento secundário 806 e o terra 818. O circuito de cancelamento ativo 812 pode gerar um sinal de acionamento inverso 814 que pode estar cerca de 180° fora de fase com o sinal de acionamento 816. O circuito de cancelamento ativo 812 pode estar eletricamente acoplado ao capacitor de vazamento 810 para conduzir o mesmo a um potencial que, em relação ao terra 818, está cerca de 180° fora de fase com o sinal de acionamento 816. Consequentemente, a carga elétrica do enrolamento secundário do lado do paciente 806 pode atingir o terra 818 através do capacitor de vazamento 810 em vez de através do paciente, reduzindo o vazamento de corrente. De acordo com várias modalidades, o capacitor de vazamento 810 pode ser projetado de modo a atender aos padrões industriais, governamentais e de design adequados quanto à robustez. Por exemplo, o capacitor de vazamento 810 pode ser um capacitor do tipo Y de acordo com o padrão IEC 60384-14 e/ou pode compreender múltiplos capacitores físicos em série.
[000224] A Figura 35 ilustra uma modalidade de um circuito 820 que pode ser implementado pelo gerador 102 para obtenção de cancelamento ativo do vazamento de corrente. O circuito 820 pode compreender um circuito gerador 824 e um circuito do lado do paciente 822. O circuito gerador 824 pode gerar e/ou modular o sinal de acionamento, conforme descrito na presente invenção. Por exemplo, em algumas modalidades o circuito gerador 824 pode operar de maneira similar à plataforma não isolada 154 descrita acima. Além disso, por exemplo, o circuito do lado do paciente 822 pode operar de maneira similar ao estado isolado 152 descrito acima.
[000225] O isolamento elétrico entre o circuito gerador 824 e o circuito do lado do paciente 822 pode ser oferecido por um transformador de isolamento 826. O enrolamento primário 828 do transformador de isolamento 826 pode ser acoplado ao circuito gerador 824. Por exemplo, o circuito gerador 824 pode gerar o sinal de acionamento através do enrolamento primário 828. O sinal de acionamento pode ser gerado através do enrolamento primário 828 de acordo com qualquer método adequado. Por exemplo, de acordo com várias modalidades, o enrolamento primário 828 pode compreender uma derivação central 829 que pode ser mantida em uma tensão CC (por exemplo, 48 volts). O circuito gerador 824 pode compreender plataformas de saída 825 e 827 que estão, respectivamente, acopladas às outras extremidades do enrolamento primário 828. As plataformas de saída 825 e 827 podem fazer com que correntes correspondentes ao sinal de acionamento fluam no enrolamento primário 828. Por exemplo, as porções positivas do sinal de acionamento podem ser realizadas quando a plataforma de saída 827 traz sua tensão de saída para baixo da tensão da derivação central, fazendo com que a plataforma de saída 827 disperse corrente através do enrolamento primário 828. Uma corrente correspondente pode ser induzida no enrolamento secundário 830. Da mesma forma, porções negativas do sinal de acionamento podem ser implementadas quando o estado de saída 827 traz sua tensão de saída para abaixo da tensão da derivação central, fazendo com que a plataforma de saída 825 disperse uma corrente oposta através do enrolamento primário 828. Isso pode induzir uma corrente oposta correspondente no enro-lamento secundário 830. O circuito do lado do paciente 822 pode executar vários condicionamentos de sinal e/ou outros processamentos para o sinal de acionamento isolado, o que pode ser obtido devido a um dispositivo 104 via linhas de saída 821, 823.
[000226] Um transformador de cancelamento ativo 832 pode ter um enrolamento primário 834 e um enrolamento secundário 836. O enrolamento primário 834 pode estar eletricamente acoplado ao enrolamento primário 828 do transformador de isolamento 826, de modo que o sinal de acionamento é fornecido através do enrolamento 834. Por exemplo, o enrolamento primário 834 pode compreender dois enrolamentos 843 e 845. Uma primeira extremidade 835 do primeiro enrolamento 845 e uma primeira extremidade 839 do segundo enrolamento 843 podem ser eletricamente acopladas à derivação central 829 do enrolamento 828. Uma segunda extremidade 841 do primeiro enrolamento 845 pode ser eletricamente acoplada ao estágio de saída 827, en-quanto uma segunda extremidade 837 do segundo enrolamento 843 pode ser eletricamente acoplada ao estado de saída 825. O enrolamento secundário 836 do transformador de cancelamento 832 pode ser acoplado ao terra 818 e a um primeiro eletrodo de um capacitor de cancelamento 840. O outro eletrodo do capacitor de cancelamento 840 pode ser acoplado à linha de saída 823. Um resistor de carga opcional 838 também pode ser eletricamente acoplado em paralelo, através do enrolamento secundário 836.
[000227] De acordo com várias modalidades, o enrolamento secundário 836 do transformador de cancelamento ativo pode ser enrolado e/ou conectado por fio aos outros componentes 840, 838 e 818, de modo que sua polaridade seja oposta á polaridade do enrolamento primário 834. Por exemplo, um sinal de acionamento inverso pode ser induzido através do enrolamento secundário 836. Em relação ao terra 818, o sinal de acionamento inverso pode estar 180° fora de fase com o sinal de acionamento fornecido através do enrolamento primário 834 do transformador de cancelamento ativo 832. Em conjunto com o resistor de carga 838, o enrolamento secundário 836 pode proporcionar o sinal de acionamento inverso no capacitor de cancelamento 840. Consequentemente, a carga que faz com que o potencial de vazamento apareça no circuito do lado do paciente 822 devido ao sinal de acionamento pode ser trazida para o capacitor de cancelamento 840. Dessa maneira, o capacitor 840, o enrolamento secundário 836 e o resistor de carga 838 pode dissipar para o terra 818 a corrente de um possível vazamento, minimizando o vazamento de corrente pelo paciente.
[000228] De acordo com várias modalidades, os parâmetros dos componentes 832, 838 e 840 podem ser selecionados para maximizar o cancelamento do vazamento de corrente e, em várias modalidades, para diminuir as emissões electromagnéticas. Por exemplo, o transformador de cancelamento ativo 832 pode ser produzido a partir de materiais e de acordo com uma construção que lhe permite igualar a frequência, temperatura, umidade e outras características do transformador de isolamento 826. Outros parâmetros do transformador ativo 832 (por exemplo, número de voltas, razões entre voltas, etc.) podem ser selecionados de modo a se obter um equilíbrio entre a minimiza- ção da corrente induzida por saída, emissões eletromagnéticas (EM) e vazamento de corrente devido a tensão externa aplicada. Por exemplo, o circuito 820 pode ser configurado para atender ao IEC 60601 ou a outros padrões industriais ou governamentais adequados. O valor do resistor de carga 838 pode ser escolhido de maneira similar. Além disso, os parâmetros do capacitor de cancelamento 840 (por exemplo, capacitância, etc.) podem ser selecionados para igualar, tanto quanto possível, as características das capacitâncias parasitas responsáveis pela indução de vazamento de corrente.
[000229] A Figura 36 ilustra uma modalidade alternativa de um circuito 842 que pode ser implementado pelo gerador 102 para obtenção de cancelamento ativo do vazamento de corrente. O circuito 842 pode ser similar ao circuito 820, porém, o enrolamento secundário 836 do transformador de cancelamento ativo 832 pode ser eletricamente acoplado à linha de saída 823. O capacitor de cancelamento 823 pode ser conectado em série entre o enrolamento secundário 836 e o terra 818. O circuito 842 pode operar de maneira similar àquela do circuito 820. De acordo com várias modalidades (por exemplo, quando o transformador de cancelamento ativo 832 é um transformador de aumento da tensão), a tensão de trabalho total, por exemplo conforme definida em IEC 60601-1, pode ser minimizada.
[000230] A Figura 37 ilustra uma modalidade alternativa de um circuito 844 que pode ser implementado pelo gerador 102 para obtenção de cancelamento ativo do vazamento de corrente. O circuito 844 pode omitir o transformador de cancelamento ativo 832 e substituí-lo por um segundo enrolamento secundário 846 do transformador de isolamento 826. O segundo enrolamento secundário 846 pode ser conectado à linha de saída 823. O capacitor de cancelamento 840 pode ser conec- tado em série entre o segundo enrolamento secundário 846 e o terra. O segundo enrolamento secundário pode ser enrolado e/ou conectado por fio com uma polaridade oposta àquela do enrolamento primário 828 e do enrolamento secundário 830. Consequentemente, quando o sinal de acionamento está presente através do enrolamento primário 828, o sinal de acionamento inverso conforme descrito acima pode estar presente através do enrolamento secundário 846. Consequentemente, o circuito 844 pode cancelar o vazamento de corrente de maneira similar àquela descrita acima em relação aos circuitos 820 e 842. Omitir o transformador de cancelamento ativo 832, conforme mostrado no circuito 844, pode reduzir o número de peças, o custo e a complexidade.
[000231] A Figura 38 ilustra ainda outra modalidade de um circuito 848 que pode ser implementado pelo gerador 102 para obtenção de cancelamento ativo do vazamento de corrente. O circuito 848 pode ser configurado para cancelar correntes indesejadas no circuito do lado do paciente 822 devido a acoplamento capacitivo, conforme descrito acima, bem como a outros efeitos externos, como efeitos específicos para certas frequências (por exemplo, ruído em 60 Hz ou outra frequência, proveniente das fontes de alimentação), efeitos de trajetória, efeitos de carga, etc. Em vez de ser eletricamente acoplado ao terra 818, o capacitor de cancelamento 840, conforme mostrado no circuito 848, pode ser acoplado a um circuito de controle de correção 851. O circuito 851 pode compreender um processador de sinal digital (PSD) 850 ou outro processador. O DSP 850 pode receber entradas 858 (por exemplo, via um conversor de analógico para digital). As entradas 858 podem ser valores tendendo a indicar efeitos externos que podem causar vazamento de corrente adicional. Os exemplos desse tipo de entradas podem ser, por exemplo, parâmetros da fonte de alimentação, dados de carga como impedância, impedância ou outros valores des- crevendo a trajetória do circuito 848 ao dispositivo 104, etc. Com base nas entradas 858, o DSP 85 pode derivar um potencial de cancelamento que, quando fornecido ao capacitor de cancelamento 840, pode cancelar as correntes do lado do paciente devido aos efeitos externos. O potencial de cancelamento pode ser fornecido, digitalmente, ao conversor de digital para analógico 852, o qual pode proporcionar uma versão analógica do potencial de cancelamento ao capacitor de cancelamento 840. Consequentemente, a queda de tensão através do capacitor de cancelamento 840 pode ser uma função do sinal de acionamento inverso, presente através do segundo enrolamento secundário 846, e do potencial de cancelamento encontrado pelo circuito 851.
[000232] O circuito 848 é mostrado com o transformador de cancelamento ativo 832 omitido, e o capacitor 840 e o segundo enrolamento secundário 846 na configuração do circuito 844. Deve-se considerar, porém, que o circuito de controle de correção 851 pode ser usado em qualquer das configurações aqui descritas (por exemplo, 820, 842, 844, etc.). Por exemplo, o circuito de controle de correção 851 pode ser substituído pelo terra 818 em qualquer dos circuitos 820, 842 e 844.
[000233] A Figura 39 ilustra uma modalidade de um circuito 860 que pode ser implementado pelo gerador 102 para obtenção de cancelamento do vazamento de corrente. De acordo com o circuito 860, o capacitor de cancelamento 840 pode estar conectado entre o enrolamento primário 828 do transformador de isolamento 826 e a linha de saída 823 (por exemplo, a linha de saída comum). Desse modo, o inverso do sinal de acionamento pode aparecer através do capacitor de cancelamento 840, causando um efeito de cancelamento do vazamento de corrente similar àqueles descritos acima.
[000234] A Figura 40 ilustra uma outra modalidade de um circuito 862 que pode ser implementado pelo gerador 102 para obtenção de cancelamento do vazamento de corrente. O circuito 862 pode ser simi lar ao circuito 860, com a exceção de que o capacitor de cancelamento pode estar conectado entre a linha de saída 823 (por exemplo, a linha de saída comum) e dois capacitores adicionais 864 e 866. O capacitor 864 pode estar conectado entre o capacitor de cancelamento 840 e o enrolamento primário 828 do transformador de isolamento 826. O capacitor 866 pode estar conectado entre o capacitor de cancelamento 840 e o terra 818. A combinação dos capacitores 864 e 866 pode proporcionar uma trajetória de radiofrequência (RF) ao terra que pode otimizar o desempenho de RF do gerador 102 (por exemplo, mediante a diminuição das emissões electromagnéticas).
[000235] Um gerador cirúrgico, como o gerador 102 esquematicamente ilustrado na Figura 10, por exemplo, pode ser eletricamente acoplado a uma variedade de instrumento cirúrgico. Os instrumentos cirúrgicos podem incluir, por exemplo, tanto instrumentos baseados em RF como dispositivos baseados em ultrassom. A Figura 41 ilustra uma interface entre receptáculo e conector 900 de acordo com uma modalidade não limitadora. Em uma modalidade, a interface 900 compreende um conjunto de receptáculo 902 e um conjunto do conector 920. O conjunto do conector 920 pode ser eletricamente acoplado à extremidade distal de um fio 921 que é por fim conectado a um instrumento cirúrgico de mão, por exemplo. A Figura 59 ilustra um gerador cirúrgico 1050 de acordo com uma modalidade não limitadora. O gerador cirúrgico 1050 pode compreender um corpo do gerador cirúrgico 1052 que geralmente inclui a cápsula externa do gerador. O corpo cirúrgico 1052 pode definir uma abertura 1054 para receber um conjunto de receptáculo, como o conjunto de receptáculo 1058 ilustrado na Figura 59. Agora com referência às Figuras 41 e 59, o conjunto de receptáculo 902 pode compreender um lacre 906 para de modo geral impedir o ingresso de fluidos no gerador cirúrgico 1050 por meio da abertura 1054. Em uma modalidade, o lacre 906 consiste em um lacre de epóxi.
[000236] A Figura 42 é uma vista lateral explodida do conjunto de receptáculo 902 de acordo com uma modalidade não limitadora. O conjunto de receptáculo 902 pode incluir uma variedade de componentes, como um magneto 212, por exemplo. O conjunto de receptáculo 902 pode compreender também uma pluralidade de soquetes 908 que podem estar dispostos em uma formação genericamente circular, ou qualquer outra formação adequada. A Figura 48 é uma vista ampliada de um soquete 908 de acordo com uma modalidade não limitadora. Em uma modalidade, o soquete 908 é bifurcado e o conjunto de receptáculo 902 inclui nove soquetes bifurcados 908, enquanto um número maior ou menor de soquetes pode ser usado em outras modalidades. Cada um dos soquetes 908 pode definir uma cavidade interna 910 para receber pinos eletricamente condutivos, conforme discutido com mais detalhes abaixo. Em algumas modalidades, vários soquetes 908 estarão montados no interior do conjunto de receptáculo 902 em diferentes elevações, de modo que se faça contato com certos soquetes antes de outros soquetes, quando um conjunto do conector é inserido no conjunto de receptáculo.
[000237] A Figura 43 é uma vista lateral explodida do conjunto do conector 920 de acordo com uma modalidade não limitadora. O conjunto do conector 920 pode compreender, por exemplo, um corpo do conector 922 que inclui uma porção de inserção 924 que é dimensionada para ser recebida pelo conjunto de receptáculo 902, conforme descrito abaixo com mais detalhes. O conjunto do conector 920 pode compreender uma variedade de outros componentes, como um pino ferroso 926, uma placa de circuito 928 e uma pluralidade de pinos eletricamente condutivos 930. Conforme mostrado na Figura 54, o pino ferroso 926 pode ser cilíndrico. Em outras modalidades, o pino ferroso 926 pode ter outros formatos, como retangular, por exemplo. O pino ferroso 926 pode ser de aço, ferro ou qualquer outro material magneticamente compatível que seja atraído por campos magnéticos ou que possa ser magnetizável. O pino ferroso 926 pode, também, ter um anteparo 927, ou outro tipo de recurso que se estende lateralmente. Agora com referência à Figura 55, os pinos eletricamente condutivos 930 podem estar fixados a, e se estendendo a partir da, placa de circuito 928. A placa de circuito 928 pode, também, incluir um conjunto de circuitos para identificação de dispositivo, como os circuitos ilustrados nas Figuras de 33E a 33G, por exemplo. Dessa forma, em várias modalidades, a placa de circuito 928 pode conter EEPROM, resistores, ou quaisquer outros componentes elétricos. Em algumas modalidades, as porções da placa de circuito 928 podem estar encerradas em um recipiente ou de outro modo encapsuladas, para otimizar a esterilidade do dispositivo cirúrgico e ajudar na resistência à água.
[000238] Novamente com referência à Figura 43, o conjunto do conector 920 pode, também, incluir um elemento para alívio de tensão 932. Conforme mostrado na Figura 56, o elemento para alívio de tensão 932 geralmente aceita carregamento dos fios para impedir que esse carregamento seja aplicado à placa de circuito 928 e/ou aos soque- tes 908. Em algumas modalidades, o elemento para alívio de tensão 932 pode incluir um entalhe de alinhamento 934 para ajudar na montagem. Novamente com referência à Figura 43, o conjunto do conector 920 pode, também, incluir uma cobertura 936 que é acoplada ao corpo do conector 922. A Figura 57 ilustra a cobertura 936 de acordo com uma modalidade não limitadora. A cobertura 936 pode geralmente servir como elemento para alívio de flexão para um fio associado, ajudando a lacrar o conjunto do conector 920. Em algumas modalidades, a cobertura 936 pode encaixar-se por pressão sobre o corpo do conector 922. Para aplicações com uso de autoclave, a cobertura 936 pode ser um componente sobremoldado. Em outras modalidades, podem ser usadas outras técnicas de fixação, como adesivos ou soldagem rotaci- onal, por exemplo.
[000239] A Figura 44 é uma vista em perspectiva do conjunto de receptáculo 902 mostrado na Figura 41. A Figura 45 é uma vista em perspectiva explodida do conjunto de receptáculo 902. A Figura 46 é uma vista em elevação anterior do conjunto de receptáculo 902. A Figura 47 é uma vista em elevação lateral do conjunto de receptáculo 902. Com referência às Figuras de 44 a 47, o conjunto de receptáculo 902 pode compreender um flange 950. O flange 950 pode ter uma parede interna 952 e uma parede externa 954. Abrangendo a parede interna 952 e a parede externa 954 está uma superfície de flange 956. A parede interna 952 pode incluir pelo menos uma porção curva e pelo menos uma porção linear. A parede interna 952 do flange 950 define uma cavidade 960 que tem uma geometria exclusiva. Em uma modalidade, a cavidade 960 é definida por cerca de 270 graus de um círculo e dois segmentos lineares que são tangenciais ao círculo e se interceptam para formar um ângulo θ. Em uma modalidade, o ângulo θ é de cerca de 90 graus. Em uma modalidade, uma porção central protu- berante 962 que tem uma periferia externa 964 está posicionada na cavidade 960. A porção central protuberante 962 pode ter uma superfície central 966 que define uma reentrância 968. O magneto 912 (Figura 42) pode ser posicionado adjacente à reentrância 968. Conforme ilustrado, os soquetes 908 podem ser posicionados através de aberturas 972 definidas pela superfície central 966 da porção central protu- berante 962. Em modalidades que usam uma disposição circular de soquetes 908, o magneto 912 pode ser posicionado internamente ao círculo definido pelos soquetes. O corpo do receptáculo 904 pode também definir uma reentrância posterior 976 (Figura 47). A reentrância posterior 976 pode ser dimensionada para receber o lacre 906. A face do flange 966 pode ser inclinada a um ângulo β (Figura 47). Con- forme ilustrado na Figura 61, uma face do corpo 1052 do gerador cirúrgico 1050 também pode ser inclinada no ângulo β.
[000240] A Figura 49 é uma vista em perspectiva do conjunto do conector 920, e a Figura 50 é uma vista em perspectiva explodida do conjunto do conector 920. A Figura 51 é uma vista em elevação lateral do corpo do conector 922 com as Figuras 52 e 53 ilustrando vistas em perspectiva das extremidades distal e proximal, respectivamente, do corpo do conector 922. Agora com referência às Figuras de 49 a 53, o corpo do conector 922 pode ter um flange 980. O flange 980 pode compreender pelo menos uma porção curva e pelo menos uma porção linear.
[000241] Os conjuntos de adaptador 1002 e 1004 podem compreender os componentes substancialmente similares que estão contidos pelo corpo do conector 922 (Figura 50). Por exemplo, cada um dos conjuntos de adaptador 1002 e 1004 pode abrigar uma placa de circuito com conjunto de circuitos para identificação de dispositivos. Cada um dos conjuntos de adaptador 1002 e 1004 pode, também, abrigar um dentre um pino ferroso e um magneto, para auxiliar na conexão com o gerador cirúrgico. Uma parede externa 982 do flange 980 pode ter um formato genericamente similar ao da parede interna 952 do conjunto de receptáculo 902 (Figura 46). Uma parede interna 984 do flange 980 pode ter um formato similar ao da periferia externa 964 da porção central protuberante 962. O corpo do conector 922 pode, também, ter uma parede 988 que inclui uma pluralidade de aberturas 990. As aberturas 990 podem ser dimensionadas para receber os pinos eletricamente condutivos 930 e o pino ferroso 926. Em uma modalidade, o anteparo 927 do pino ferroso 926 é dimensionado de modo que não possa passar através da abertura 990. Em algumas modalidades, o pino ferroso 926 pode ser capaz de um movimento de translação em relação à parede 988. Quando montado, o anteparo 927 do pino ferro- so 926 pode ser posicionado entre a parede 988 e a placa de circuito 928. O pino ferroso 926 pode ser posicionado de modo a encontrar o campo magnético do magneto 912 quando o conjunto do conector 920 é inserido no conjunto de receptáculo 902. Em algumas modalidades, uma conexão adequada será denotada por um clique audível quando o pino ferroso 926 faz um movimento de translação em relação à parede 988 e atinge o magneto 912. Conforme deve ser compreendido, vários componentes podem estar posicionados entre o pino ferroso 926 e o magneto 912, como uma arruela, por exemplo, para reduzir o desgaste incidental dos componentes em interface. Adicionalmente, em algumas modalidades, o magneto 912 pode ser acoplado ao conjunto do conector 920 e o pino ferroso 926 pode ser acoplado ao con-junto de receptáculo 902.
[000242] A Figura 58 ilustra dois conjuntos de adaptador 1002 e 1004 de acordo com várias modalidades não limitadoras. Os conjuntos de adaptador 1002 e 1004 permitem que conjuntos de conectores tendo várias geometrias sejam eletricamente acoplados a um conjunto de receptáculo de um gerador cirúrgico. O conjunto do adaptador 1002 é configurado para acomodar um instrumento cirúrgico que tem um conjunto do conector 1006, e o conjunto do adaptador 1004 é configurado para acomodar um instrumento cirúrgico que tem um conjunto do conector 1008. Em uma modalidade, o conjunto do conector 1006 está associado a um dispositivo cirúrgico baseado em RF por meio de um fio 1060, e o conjunto do conector 1008 está associado a um dispositivo baseado em ultrassom por meio de um fio 1062. Conforme deve ser compreendido, outras modalidades de conjuntos de adaptador podem acomodar instrumentos cirúrgicos que têm conjuntos de conectores diferentes daqueles ilustrados na Figura 58. A Figura 59 ilustra o conjunto do adaptador 1002 após ser inserido no conjunto de receptáculo 1058 de um gerador cirúrgico 1050 de acordo com uma modalidade não limitadora. A Figura 60 ilustra o conjunto do conector 1006 após ser inserido no conjunto do adaptador 1002 e, portanto, eletricamente acoplado ao gerador cirúrgico 1050. De maneira similar, a Figura 61 ilustra o conjunto do adaptador 1004 após ser inserido no conjunto de receptáculo 1058 de um gerador cirúrgico 1050 de acordo com uma modalidade não limitadora. A Figura 62 ilustra o conjunto do conector 1008 após ser inserido no conjunto do adaptador 1004. Consequentemente, embora cada um dos conjuntos de conectores 1006 e 1008 tenha geometrias diferentes, ambos podem ser usados com o gerador cirúrgico 1050.
[000243] Com referência às Figuras de 58 a 62, em uma modalidade o conjunto do adaptador 1002 tem uma porção distal 1010 que compreende um flange 1012. O flange 1012 é configurado para ser inserido no conjunto de receptáculo 1058 do instrumento cirúrgico 1050 e pode ser similar ao flange 980 ilustrado na Figura 52, por exemplo. Qualquer número de pinos eletricamente condutivos, ou outros componentes de conexão, pode estar posicionado na porção distal para engatar-se ao conjunto de receptáculo 1058. Em uma modalidade, o conjunto do adaptador 1002 tem, também, uma porção proximal 1014 que define uma cavidade 1016. A cavidade 1016 pode ser configurada para aceitar um conjunto de conector específico, como o conjunto do conector 1006. Conforme deve ser compreendido, a porção proximal 1014 pode ser configurada adequadamente com base no tipo de conjunto do conector com o qual será usada. Em uma modalidade, o conjunto do adaptador 1006 tem uma porção distal 1020 que compreende um flange 1022. O flange 1022 é configurado para ser inserido no conjunto de receptáculo 1058 do instrumento cirúrgico 1050 e pode ser similar ao flange 980 ilustrado na Figura 52, por exemplo. O conjunto do adaptador 1004 tem, também, uma porção proximal 1024 que define uma cavidade 1026. Na modalidade ilustrada, a porção central 1028 está posicionada na cavidade 1026 e está configurada para aceitar o conjunto do conector 1008.
[000244] A Figura 63 ilustra uma vista em perspectiva de um painel posterior 1100 de um gerador 1102 de acordo com uma modalidade não limitadora. O gerador 1102 pode ser similar ao gerador 102 ilustrado na Figura 10, por exemplo. O painel posterior 1100 pode compreender várias portas de entrada e/ou saída 1104. O painel posterior 1110 pode compreender, também, um dispositivo de exibição de papel eletrônico 1106. O dispositivo de exibição de papel eletrônico 1106 pode ser baseado em eletroforese, na qual um campo eletromagnético é aplicado a um material condutor de modo que este tenha mobilidade. As micropartículas que têm condutividade são distribuídas entre substratos flexíveis de tipo delgado, e posições das micropartículas (ou par-tículas de toner) são alteradas devido à alteração das polaridades de um campo eletromagnético, de modo que dados sejam exibidos. A abordagem técnica para realização do papel eletrônico pode ser obtida usando-se qualquer técnica adequada, como cristal líquido, eletrolumi- nescência orgânica (EL), tela de reflexão por filme reflexivo, eletroforese, microesferas (twist ball), ou tela de reflexão mecânica, por exemplo. De modo geral, a eletroforese é um fenômeno em que, quando as partículas estão suspensas em um meio (isto é, um meio de dispersão), as partículas estão eletricamente carregadas e, quando um campo elétrico é aplicado às partículas carregadas, estas se movem através do meio de dispersão para um eletrodo que tem uma carga oposta. Uma discussão com mais detalhes referente a dispositivos com tela de papel eletrônico pode ser encontrada na patente US n° 7.751.115, intitulada "ELECTRONIC PAPER DISPLAY DEVICE, MANUFACTURING METHOD AND DRIVING METHOD THEREOF", cuja totalidade está aqui incorporada, a título de referência.
[000245] A Figura 64 ilustra o painel posterior 1110 ilustrado na Figu- ra 63. As Figuras 65 e 66 apresentam vistas ampliadas do painel posterior 1110. Com referência às Figuras de 64 a 66, o dispositivo de exibição de papel eletrônico 1106 pode exibir uma variedade de informações, como um número serial, um número de peça, números de patente, etiquetas de aviso, identificadores de portas, instruções, informações sobre o fornecedor, informações sobre manutenção, informações sobre o fabricante, informações operacionais, ou qualquer outro tipo de informação. Em uma modalidade, as informações exibidas no dispositivo de exibição de papel eletrônico 1106 podem ser alteradas ou atualizadas por meio da conexão de um dispositivo de computação a uma porta de comunicação (por exemplo, uma porta USB) do gerador 1102.
[000246] Conforme mostrado na Figura 66, em algumas modalidades o painel posterior 1100 pode compreender uma porção interativa 1108. Em uma modalidade, a porção interativa 1108 permite que um usuário forneça informações ao gerador 1102 com o uso de dispositivos de entrada, como botões 1110. A porção interativa 1108 pode, também, exibir informações que são simultaneamente exibidas em um painel frontal (não mostrado) do gerador 1102.
[000247] Em um procedimento cirúrgico com o uso do dispositivo cirúrgico ultrassônico, como o dispositivo cirúrgico ultrassônico 104, o atuador de extremidade 126 transmite energia ultrassônica ao tecido colocado em contato com o atuador de extremidade 126, para realizar uma ação de corte e cauterização. A aplicação de energia ultrassônica dessa maneira pode causar aquecimento localizado do tecido. O monitoramento e o controle desse aquecimento pode ser desejável, para minimizar a ocorrência de danos não intencionais ao tecido e/ou para otimizar a eficácia da ação de corte e cauterização. A medição direta do aquecimento ultrassônico requer a presença de dispositivos detectores de temperatura no atuador de extremidade 126 ou próximo ao mesmo. Embora sejam tecnicamente exequíveis as medições do aquecimento ultrassônico baseadas em sensor, a complexidade do design e outras considerações podem tornar pouco prática a medição direta. Várias modalidades do gerador 102 podem resolver esse problema mediante a geração de uma estimativa da temperatura ou do aquecimento resultantes de uma aplicação de energia ultrassônica.
[000248] Em particular, uma modalidade do gerador 102 pode implementar uma rede neural artificial para estimar o aquecimento ultras- sônico com base em um certo número de variáveis de entrada 1218. As redes neurais artificiais são modelos matemáticos que aprendem relações complexas e não lineares entre entradas e saídas, com base na exposição a padrões conhecidos de entrada e saída, um processo comumente denominado "treinamento". Uma rede neural artificial pode compreender uma rede de unidades de processamento simples, ou nós, conectadas umas às outras para executar tarefas de processamento de dados. A estrutura de uma rede neural artificial pode ser mais ou menos análoga à estrutura de redes neurais biológicas pre-sentes no cérebro. Quando uma rede neural artificial é apresentada a um padrão de dados de entrada, a mesma produz um padrão de saída. Uma rede neural artificial pode ser treinada para uma tarefa de processamento específica, mediante a apresentação de grandes quantidades de dados para treinamento. Dessa maneira, a rede neural artificial pode modificar sua estrutura mediante a alteração da "intensidade" de comunicação entre os nós, para otimizar seu desempenho quanto aos dados para treinamento.
[000249] A Figura 67 ilustra uma modalidade de uma rede neural artificial 1200 para geração de uma temperatura estimada Test resultante de uma aplicação de energia ultrassônica com o uso de um dispositivo cirúrgico ultrassônico, como o dispositivo cirúrgico ultrassônico 104. Em certas modalidades, a rede neural pode ser implementada no pro- cessador 174 e/ou no dispositivo lógico programável 166 do gerador 102. A rede neural 1200 pode compreender uma camada de entrada 1202, um ou mais nós 1204 definindo uma camada oculta 1206, e um ou mais nós 1208 definindo uma camada de saída 1210. Por uma questão de clareza, somente uma camada oculta 1206 é mostrada. Em certas modalidades, a rede neural 1200 pode compreender uma ou mais camadas ocultas adicionais em uma disposição em cascata, com cada camada oculta adicional tendo um certo número de nós 1204 que podem ser iguais a, ou diferentes de, o número de nós 1204 presentes na camada oculta 1206.
[000250] Cada nó 1204 e 1208 nas camadas 1202 e 1210 pode incluir um ou mais valores de peso w 1212, um valor de viés b 1214, e uma função de transformação f 1216. Na Figura 67, o uso de diferentes subscritos para esses valores e funções se destina a ilustrar que cada um desses valores e funções podem ser diferentes dos outros valores e funções. A camada de entrada 1202 compreende uma ou mais variáveis de entrada p 1218, com cada nó 1204 da camada oculta 1206 recebendo como entrada pelo menos uma dentre as variáveis de entrada p 1218. Conforme mostrado na Figura 67, por exemplo, cada nó 1204 pode receber todas as variáveis de entrada p 1218. Em outras modalidades, menos que todas as variáveis de entrada p 1218 podem ser recebidas por um nó 1204. Cada variável de entrada p 1218 recebida por um nó 1204 específico é pesada por um valor de peso correspondente w 1212, e então adicionada a quaisquer outras variáveis de entrada p 1218 com peso similar, bem como ao valor de viés b 1214. A função de transformação f 1216 do nó 1204 é, então, aplicada à soma resultante para gerar a saída do nó. Na Figura 67, por exemplo, a saída do nó 1204-1 pode ser apresentada como f1(n1), onde ni = (wi,ip + wi,2p2 + ••• + wijp + bi.
[000251] Um nó específico 1208 da camada de saída 1210 pode re- ceber uma saída de um ou mais dos nós 1204 da camada oculta 1206 (por exemplo, cada nó 1208 recebe saídas fiO,fzO,..., fi(^) dos respectivos nós 1204-1, 1204-2,..., 1204-i na Figura 67), sendo cada saída recebida pesada por um valor de peso w 1212 correspondente e, subsequentemente, adicionada a quaisquer outras saídas recebidas com peso similar, bem como a um valor de viés b 1214. A função de transformação f 1216 do nó 1208 é, então, aplicada à soma resultante para gerar a saída do nó, que corresponde a uma saída da rede neural 1200 (por exemplo, a temperatura estimada Test na modalidade da Figura 67). Embora a modalidade da rede neural 1200 na Figura 67 compreenda somente um nó 1208 na camada de saída 1210, em outras modalidades a rede neural 1200 pode compreender mais de uma saída, caso no qual a camada de saída 1210 pode compreender múltiplos nós 1208.
[000252] Em certas modalidades, a função de transformação f 1216 de um nó 1204 e 1208 pode ser uma função de transferência não linear. Em uma modalidade, por exemplo, uma ou mais das funções de transformação f 1216 podem ser uma função sigmóide. Em outras modalidades, as funções de transformação f 1216 podem incluir uma sigmóide tangente, uma sigmóide tangente hiperbólica, uma sigmóide logarítmica, uma função de transferência linear, uma função de transferência linear saturada, uma função de transferência de base radial, ou algum outro tipo de função de transferência. A função de transformação f 1216 de um nó específico 1204 e 1208 pode ser igual a, ou diferente de, uma função de transformação f 1216 em um outro nó 1204 e 1208.
[000253] Em certas modalidades, as variáveis de entrada p 1218 recebidas pelos nós 1204 da camada oculta 1206 podem representar, por exemplo, sinais e/ou outras quantidades ou problemas conhecidas ou que se acredite causarem um efeito sobre a temperatura ou o aquecimento resultante de uma aplicação de energia ultrassônica. Essas variáveis podem compreender, por exemplo, um ou mais dentre: saída da tensão de acionamento pelo gerador 102, saída da corrente de acionamento pelo gerador 102, frequência de acionamento da saída do gerador 102, saída da potência de acionamento pelo gerador 102, saída da energia de acionamento pelo gerador 102, impedância do transdutor ultrassônico 114, e duração do intervalo de tempo durante o qual a energia ultrassônica é aplicada. Adicionalmente, uma ou mais das variáveis de entrada p 1218 podem não estar relacionadas a saídas do gerador 102 e podem compreender, por exemplo, características do atuador de extremidade 126 (por exemplo, tamanho, geometria e/ou material da ponta da lâmina) e um tipo particular de tecido a que se dirige a energia ultrassônica.
[000254] A rede neural 1200 pode ser treinada (por exemplo mediante alteração ou variação dos valores de peso w 1212, dos valores de viés b 1214, e das funções de transformação f 1216) de modo que sua saída (por exemplo, temperatura estimada Test na modalidade da Figura 67) adequadamente se aproxime de uma dependência medida da saída para valores conhecidos das variáveis de entrada p 1218. O treinamento pode ser realizado, por exemplo, mediante o fornecimento de conjuntos conhecidos de variáveis de entrada p 1218, a comparação da saída da rede neural 1200 com saídas medidas correspondentes aos conjuntos conhecidos de variáveis de entrada p 1218, e a modificação dos valores de peso w 1212, dos valores de viés b 1214, e/ou das funções de transformação f 1216 até que o erro entre as saídas da rede neural 1200 e das saídas medidas correspondentes esteja abaixo de um nível de erro predeterminado. Por exemplo, a rede neural 1200 pode ser treinada até que o valor quadrático médio de erro esteja abaixo de um limite de erro predeterminado. Em certas modalidades, aspectos do processo de treinamento podem ser implementa- dos pela rede neural 1200 (por exemplo, mediante a propagação de erros de volta através da rede 1200 para ajustar de maneira adaptativa os valores de peso w 1212 e/ou os valores de viés b 1214).
[000255] A Figura 68 ilustra uma comparação entre os valores de temperatura estimada Test e os valores de temperatura medida Tm para uma implementação de uma modalidade da rede neural 1200. A rede neural 1200 usada para gerar Test na Figura 68 compreendia seis variáveis de entrada p 1218: tensão de acionamento, corrente de acionamento, frequência de acionamento, potência de acionamento, impe- dância do transdutor ultrassônico, e duração do intervalo ao longo do qual a energia ultrassônica foi aplicada. A camada oculta 1206 compreendia 25 nós, e a camada de saída 1210 compreendia um único nó 1208. Os dados para treinamento foram gerados com base em 13 aplicações de energia ultrassônica a artérias carótidas. A temperatura real (Tm) foi determinada com base em medições de IR ao longo de uma faixa de 250 amostras para valores diferentes das variáveis de entrada p 1218, com temperaturas estimadas Test sendo geradas pela rede neural 1200 com base em valores correspondentes das variáveis de entrada p 1218. Os dados mostrados na Figura 68 foram gerados em uma passagem que foi excluída dos dados para treinamento. As temperaturas estimadas Test demonstram uma aproximação razoavelmente acurada das temperaturas medidas Tm na região de 43 a 88 °C (110 a 190°F). Acredita-se que inconsistências nas temperaturas estimadas Test aparecendo em certas regiões, como a região em seguida a 473 °C (110 °F), possam ser minimizadas ou reduzidas mediante a implementação de redes neurais adicionais específicas para essas regiões. Adicionalmente, inconsistências nos dados que possam distorcer a saída treinada da rede neural 1200 podem ser identificados e incluídos na programação como casos especiais, para otimizar ainda mais o desempenho.
[000256] Em certas modalidades, quando a temperatura estimada excede um limite de temperatura definido pelo usuário Tth, o gerador 102 pode ser configurado para controlar a aplicação de energia ultras- sônica, de modo que a temperatura estimada Test seja mantida no limite de temperatura Tth ou abaixo do mesmo. Por exemplo, em modalidades nas quais a corrente de acionamento é uma variável de entrada p 1218 para a rede neural 1200, a corrente de acionamento pode ser tratada como uma variável de controle, e modulada para minimizar ou reduzir a diferença entre Test e Tth. Essas modalidades podem ser implementadas com o uso de um algoritmo de controle da retroinforma- ção (por exemplo, um algoritmo de controle PID), com Tth sendo fornecida ao algoritmo de controle como um ponto de ajuste, Test sendo fornecida ao algoritmo como uma retroinformação da variável de processo, e a corrente de acionamento correspondendo à saída controlada do algoritmo. Nos casos em que a corrente de acionamento serve como a variável de controle, as variações adequadas no valor da corrente de acionamento precisam ser representadas nos conjuntos de variáveis de entrada p 1218 usados para treinar a rede neural 1200. Em particular, a efetividade da corrente de acionamento como variável de controle pode ser reduzida se os dados para treinamento refletirem valores constantes da corrente de acionamento, já que a rede neural 1200 pode reduzir os valores de peso w 1212 associados à corrente de acionamento devido a sua aparente falta de efeito sobre a temperatura. Deve-se compreender que as variáveis de entrada p 1218 diferentes da corrente de acionamento (por exemplo, tensão de acionamento) podem ser usadas para minimizar ou reduzir a diferença entre Test e Tth.
[000257] De acordo com várias modalidades, o gerador 102 pode fornecer potência a uma porção de tecido de acordo com uma ou mais curvas de potência. Uma curva de potência pode definir uma relação entre potência aplicada ao tecido e a impedância do tecido. Por exemplo conforme a impedância do tecido se altera (por exemplo, aumenta) durante a coagulação, a potência fornecida pelo gerador 102 pode, também, alterar-se (por exemplo, diminuir) de acordo com a curva de potência aplicada.
[000258] Diferentes curvas de potência podem ser particularmente adequadas, ou inadequadas, para diferentes tipos e/ou tamanhos de porções de tecido. As curvas de potência agressivas (por exemplo, curvas de potência que exigem altos níveis de potência) podem ser adequadas para grandes porções de tecido. Quando aplicadas a porções de tecido menores, como pequenos vasos sanguíneos, as curvas de potência mais agressivas podem levar à cauterização externa. A cauterização externa pode reduzir a qualidade da coagulação/solda na parte externa e pode também impedir a coagulação completa das porções internas do tecido. De maneira similar, as curvas de potência menos agressivas podem falhar na obtenção da hemostase quando aplicadas a porções de tecido maiores (por exemplo, feixes maiores).
[000259] A Figura 69 ilustra uma modalidade de um gráfico 1300 mostrando curvas de potência exemplificadoras 1306, 1308 e 1310. O gráfico 1300 compreende um eixo de impedância 1302 ilustrando crescentes impedâncias potenciais do tecido, da esquerda para a direita. Um eixo de potência 1304 ilustra potência crescente de baixo para cima. Cada uma das curvas de potência 1306, 1308 e 1310 pode definir um conjunto de níveis de potência, sobre o eixo de potência 1304, correspondente a uma pluralidade de impedâncias potenciais de tecido detectadas, no eixo de impedância 1302. Em geral, as curvas de potência podem assumir formatos diferentes, e isso é ilustrado na Figura 69. A curva de potência 1306 é mostrada com um formato em degraus, enquanto as curvas de potência 1308 e 1310 são mostradas com formatos curvos. Deve-se compreender que curvas de potência usadas por várias modalidades podem assumir qualquer formato útil contínuo ou não contínuo. A taxa de aplicação de potência ou a agressividade de uma curva de potência pode ser indicada por sua posição no gráfico 1300. Por exemplo, as curvas de potência que fornecem potência mais alta para uma dada impedância do tecido podem ser consideradas mais agressivas. Consequentemente, entre duas curvas de potência, a curva posicionada mais alto no eixo de potência 1304 pode ser a mais agressiva. Deve-se compreender que algumas curvas de potência podem se sobrepor.
[000260] A agressividade de duas curvas de potência pode ser comparada de acordo com qualquer método adequado. Por exemplo, uma primeira curva de potência pode ser considerada mais agressiva que uma segunda curva de potência ao longo de uma determinada faixa de possíveis impedâncias de tecido, se a primeira curva de potência tiver uma potência aplicada mais alta correspondente a pelo menos metade da faixa de possíveis impedâncias de tecido. Além disso, por exemplo, uma primeira curva de potência pode ser considerada mais agressiva que uma segunda curva de potência ao longo de uma determinada faixa de possíveis impedâncias de tecido, se a área sob a primeira curva ao longo da dita faixa for maior que a área sob a segunda curva ao longo da faixa. De maneira equivalente, quando as curvas de potência são expressas separadamente, uma primeira curva de potência pode ser considerada mais agressiva que uma segunda curva de potência ao longo de um dado conjunto de possíveis impedâncias de tecido se a soma dos valores de potência para a primeira curva de potência ao longo do conjunto de possíveis impedâncias de tecido for maior que a soma dos valores de potência para a segunda curva de potência ao longo do conjunto de possíveis impedâncias de tecido.
[000261] De acordo com várias modalidades, os algoritmos de deslocamento da curva de potência aqui descritos podem ser usados com qualquer tipo de dispositivo cirúrgico (por exemplo, dispositivo ultras- sônico 104, dispositivo eletrocirúrgico 106). Nas modalidades que usam um dispositivo ultrassônico 104, as leituras de impedância do tecido podem ser tomadas com o uso de eletrodos 157 e 159. Com um dispositivo eletrocirúrgico, como 106, as leituras de impedância do tecido podem ser tomadas com o uso do primeiro e do segundo eletrodos 177 e 179.
[000262] Em algumas modalidades, um dispositivo eletrocirúrgico 104 pode compreender um material com coeficiente positivo de temperatura (PTC, de "positive temperature coefficient") posicionado entre um ou ambos os eletrodos 177 e 179 e a porção de tecido. O material com PTC pode ter um perfil de impedância que permanece relativamente baixo e relativamente constante até que atinja uma temperatura limite ou gatilho, ponto a partir do qual a impedância do material com PTC podem aumentar. Durante o uso, o material com PTC pode ser colocado em contato com o tecido enquanto a potência é aplicada. A temperatura-gatilho do material com PTC pode ser selecionada de modo a corresponder a uma temperatura do tecido, indicando a conclusão da soldagem ou coagulação. Portanto, conforme o processo de soldagem ou coagulação é concluído, a impedância do material com PTC pode aumentar, causando uma correspondente diminuição na potência realmente fornecida ao tecido.
[000263] Deve-se compreender que, durante o processo de coagulação ou soldagem, a impedância do tecido pode geralmente aumentar. Em algumas modalidades, a impedância do tecido pode mostrar um aumento súbito, indicando uma coagulação bem sucedida. O aumento pode se dever a alterações fisiológicas no tecido, a um material com PTC atingindo seu limite de gatilho, etc., e pode ocorrer em qualquer ponto do processo de coagulação. A quantidade de energia que pode ser necessária para causar o súbito aumento de impedância pode es tar relacionada à massa térmica do tecido sendo trabalhado. A massa térmica de qualquer dada porção de tecido, por sua vez, pode estar relacionada ao tipo e quantidade de tecido na dita porção.
[000264] Várias modalidades podem usar esse aumento súbito na impedância do tecido para selecionar uma curva de potência adequada para uma dada porção de tecido. Por exemplo, o gerador 102 pode selecionar e aplicar curvas de potência sucessivamente mais agressivas até que a impedância do tecido atinja um limite de impedância indicando que o aumento súbito ocorreu. Por exemplo, atingir o limite de impedância pode indicar que a coagulação está progredindo adequadamente com a curva de potência atualmente aplicada. O limite de im- pedância pode ser um valor de impedância do tecido, uma taxa de alteração da impedância do tecido e/ou uma combinação de impedância e taxa de alteração. Por exemplo, o limite de impedância pode ser atingido quando se observa um certo valor de impedância e/ou taxa de alteração de impedância. De acordo com várias modalidades, diferentes curvas de potência podem ter diferentes limites de impedância, conforme descrito na presente invenção.
[000265] A Figura 70 ilustra uma modalidade de um fluxo de processos 1330 para aplicação de uma ou mais curvas de potência uma porção de tecido. Pode-se usar qualquer número adequado de curvas de potência. As curvas de potência podem ser sucessivamente aplicadas por ordem de agressividade, até que uma das curvas de potência conduza o tecido ao limite de impedância. Em 1332, o gerador 102 pode aplicar uma primeira curva de potência. De acordo com várias modalidades, a primeira curva de potência pode ser selecionada para fornecer potência a uma taxa relativamente baixa. Por exemplo, a primeira curva de potência pode ser selecionada de modo a evitar a cauterização do tecido com as porções de tecido menores e mais vulneráveis.
[000266] A primeira curva de potência pode ser aplicada ao tecido de qualquer maneira adequada. Por exemplo, o gerador 102 pode gerar um sinal de acionamento implementando a primeira curva de potência. A curva de potência pode ser implementada mediante a modulação da potência do sinal de acionamento. A potência do sinal de acionamento pode ser modulada de qualquer maneira adequada. Por exemplo, a tensão e/ou a corrente do sinal podem ser moduladas. Além disso, em várias modalidades o sinal de acionamento pode ser pulsado. Por exemplo, o gerador 102 pode modular a potência média mediante a alteração da largura de pulso, do ciclo de trabalho, etc. do sinal de acionamento. O sinal de acionamento pode ser fornecido ao primeiro e ao segundo eletrodos 177 e 179 do dispositivo eletrocirúrgico 106. Além disso, em algumas modalidades o sinal de acionamento implementando a primeira curva de potência pode ser fornecido a um gerador ul- trassônico 114 do dispositivo ultrassônico 104 descrito acima.
[000267] Durante a aplicação da primeira curva de potência, o gerador 102 pode monitorar a energia total fornecida ao tecido. A impedân- cia do tecido pode ser comparada ao limite de impedância em um ou mais limites de energia. Pode haver qualquer número adequado de limites de energia, os quais podem ser selecionados de acordo com qualquer metodologia adequada. Por exemplo, os limites de energia podem ser selecionados para corresponder a pontos conhecidos nos quais diferentes tipos de tecido atingem o limite de impedância. Em 1334, o gerador 102 pode determinar se a energia total aplicada ao tecido alcançou ou excedeu um primeiro limite de energia. Se a energia total ainda não tiver atingido o primeiro limite de energia, o gerador 102 pode continuar aplicando a primeira curva de potência em 1332.
[000268] Se a energia total tiver atingido o primeiro limite de energia, o gerador 102 pode determinar se o limite de impedância foi alcançado (1336). Conforme descrito acima, o limite de impedância pode ser uma taxa predeterminada de alteração de impedância (por exemplo, au- mento), uma impedância predeterminada, ou uma combinações de ambas. Se o limite de impedância for atingido, o gerador 102 pode continuar aplicando a primeira curva de potência em 1332. Por exemplo, atingir o limite de impedância na primeira curva de potência pode indicar que a agressividade da primeira curva de potência é suficiente para causar coagulação ou soldagem adequadas.
[000269] Caso o limite de impedância não seja atingido em 1336, o gerador 102 pode incrementar até a próxima e mais agressiva curva de potência em 1338, e aplicar a curva de potência como a curva de potência atual em 1332. Quando o próximo limite de energia é atingido em 1334, o gerador 102 pode novamente determinar se o limite de im- pedância foi atingido em 1336. Se o mesmo não foi alcançado, o gerador 102 pode novamente incrementar até a próxima e mais agressiva curva de potência em 1338, e aplicar aquela curva de potência em 1332.
[000270] O fluxo de processos 1330 pode continuar até ser terminado. Por exemplo, o fluxo de processos 1330 pode ser terminado quando o limite de impedância é atingido em 1336. Ao se atingir o limite de impedância, o gerador 102 pode aplicar a curva de potência então atual até que a coagulação ou soldagem esteja concluída. Além disso, por exemplo, o fluxo de processos 1330 pode terminar na exaustão de todas as curvas de potência disponíveis. Pode-se usar qualquer número adequado de curvas de potência. Se a curva de potência mais agressiva não conseguir conduzir o tecido ao limite de impedância, o gerador 102 pode continuar aplicando a curva de potência mais agressiva até que o processo esteja de outro modo terminado (por exemplo, encerrado pelo clínico ou ao atingir um limite final de energia).
[000271] De acordo com várias modalidades, o fluxo de processos 1330 pode continuar até a ocorrência de um limite para terminação. O limite para terminação pode indicar que a coagulação e/ou soldagem está concluída. Por exemplo, o limite para terminação pode basear-se em um ou mais dentre impedância do tecido, temperatura do tecido, capacitância do tecido, indutância do tecido, tempo decorrido, etc. Estes podem consistir em um único limite para terminação ou, em várias modalidades, diferentes curvas de potência podem ter diferentes limites para terminação. De acordo com várias modalidades, diferentes curvas de potência podem usar diferentes limites de impedância. Por exemplo, o fluxo de processos 1330 pode fazer transição de uma primeira para uma segunda curva de potência se a primeira curva de potência tiver deixado de conduzir o tecido a um primeiro limite de impe- dância do tecido e pode, subsequentemente, deslocar-se de uma se-gunda para uma terceira curva de potência se a segunda curva de potência tiver deixado de conduzir o tecido a um segundo limite de impe- dância.
[000272] A Figura 71 ilustra uma modalidade de um gráfico 1380 mostrando curvas de potência exemplificadoras 1382, 1384, 1386 e 1388 que podem ser usadas em conjunto com o fluxo de processos 1330. Embora sejam mostradas quatro curvas de potência 1382, 1384, 1386 e 1388, deve-se compreender que qualquer número adequado de curvas de potência pode ser usado. A curva de potência 1382 pode representar a curva de potência menos agressiva e pode ser aplicada primeiro. Se o limite de impedância não for atingido no primeiro limite de energia, então o gerador 102 pode fornecer a segunda curva de po-tência 1384. As outras curvas de potência 1386 e 1388 podem ser usadas conforme necessário, por exemplo da maneira acima descrita.
[000273] Conforme ilustrado na Figura 71, as curvas de potência 1382, 1384, 1386 e 1388 têm formatos diferentes. Deve-se considerar, porém, que algumas ou todas dentre um conjunto de curvas de potência implementadas pelo fluxo de processos 1330 podem ter o mesmo formato. A Figura 72 ilustra uma modalidade de um gráfico mostrando curvas de potência exemplificadoras com formato comum 1392, 1394, 1396 e 1398, que podem ser usadas em conjunto com o fluxo de processos da Figura 70. De acordo com várias modalidades, as curvas de potência com formato comum, como 1392, 1394, 1396 e 1398, podem ser múltiplos constantes uma da outra. Consequentemente, o gerador 102 pode implementar as curvas de potência com formato comum 1392, 1394, 1396 e 1398 mediante a aplicação de diferentes múltiplos a uma única curva de potência. Por exemplo, a curva 1394 pode ser implementada multiplicando-se a curva 1392 por um primeiro multiplicador constante. A curva 1396 pode ser gerada multiplicando-se a curva 1392 por um segundo multiplicador constante. Da mesma forma, a curva 1398 pode ser gerada multiplicando-se a curva 1392 por um terceiro multiplicador constante. Consequentemente, em várias modalidades, o gerador 102 pode incrementar até uma curva de potência próxima mais agressiva em 1338, mediante a alteração do multiplicador constante.
[000274] De acordo com várias modalidades, o fluxo de processos 1330 pode ser implementado por um dispositivo digital (por exemplo, um processador, processador de sinal digital, matriz de portas lógicas programável em campo (FPGA), etc.) do gerador 102. Os exemplos desses dispositivos digitais incluem, por exemplo, processador 174, dispositivo lógico programável 166, processador 190, etc.). As Figuras de 73A a 73C ilustram fluxos de processos descrevendo rotinas que podem ser executadas por um dispositivo digital do gerador 102 para implementar de modo geral o fluxo de processos 1330 descrito acima. A Figura 73A ilustra uma modalidade de uma rotina 1340 para preparar o gerador 102 para agir sobre uma nova porção de tecido. A ativação ou o início da nova porção de tecido pode ser iniciada em 1342. Em 1344, o dispositivo digital pode apontar para uma primeira curva de potência. A primeira curva de potência, conforme descrito acima, pode ser a curva de potência menos agressiva a ser implementada como parte do fluxo de processos 1330. Apontar para a primeira curva de potência pode compreender apontar para uma fórmula determinísti- ca indicando a primeira curva de potência, apontar para uma tabela de pesquisa que representa a primeira curva de potência, apontar para um primeiro multiplicador de curva de potência, etc.
[000275] Em 1346, o dispositivo digital pode reinicializar uma sinalização do limite de impedância. Conforme descrito abaixo, definir a sinalização do limite de impedância pode indicar que o limite de impe- dância foi atingido. Consequentemente, a inicialização da sinalização pode indicar que o limite de impedância não foi atingido, como pode ser adequado no início do fluxo de processos 1330. Em 1348, o dispositivo digital pode seguir para a próxima rotina 1350.
[000276] A Figura 73B ilustra uma modalidade de uma rotina 1350 que pode ser realizada pelo dispositivo digital. para monitorar a impe- dância do tecido. Em 1352, podem ser medidas a carga ou a impe- dância do tecido. A impedância do tecido pode ser medida de acordo com qualquer método adequado, e usando-se quaisquer componentes físicos adequados. Por exemplo, de acordo com várias modalidades, a impedância do tecido pode ser calculada de acordo com a lei de Ohm, usando a corrente e a tensão fornecidas ao tecido. Em 1354, o dispositivo digital pode calcular uma taxa de alteração da impedância. A taxa de alteração da impedância pode, da mesma forma, ser calculada de acordo com qualquer maneira adequada. Por exemplo, o dispositivo digital pode manter valores anteriores de impedância do tecido e calcular uma taxa de alteração comparando um ou mais valores atuais da impedância do tecido com os valores anteriores. Além disso, deve- se compreender que a rotina 1350 assume que o limite de impedância é uma taxa de alteração. Nas modalidades em que o limite de impe- dância é um valor, 1354 pode ser omitido. Se o valor atual de impe- dância do tecido taxa de alteração (ou a própria impedância) for maior que o limite (1356), então a sinalização do limite de impedância pode ser definida. O dispositivo digital pode seguir para a próxima rotina em 1360.
[000277] A Figura 73C ilustra uma modalidade de uma rotina 1362 que pode ser realizada pelo dispositivo digital para fornecer uma ou mais curvas de potência a uma porção de tecido. Em 1364, a potência pode ser aplicada ao tecido, por exemplo, conforme descrito acima em relação a 1334 da Figura 70. O dispositivo digital pode dirigir a aplicação da curva de potência, por exemplo, mediante a aplicação da curva de potência para encontrar uma potência correspondente para cada impedância de tecido detectada, modulando a potência correspondente sobre um sinal de acionamento fornecido ao primeiro e ao segundo eletrodos A20, A22, ao transdutor 114, etc.
[000278] Em 1366, o dispositivo digital pode calcular a energia acumulada total aplicada ao tecido. Por exemplo, o dispositivo digital pode monitorar o tempo total de aplicação da curva de potência, bem como a potência aplicada a cada vez. A energia total pode ser calculada a partir desses valores. Em 1368, o dispositivo digital pode determinar se a energia total é maior que ou igual a um próximo limite de energia, por exemplo, similar ao modo descrito acima em relação a 1334 da Figura 70. Se o próximo limite de energia não for atingido, a curva de potência atual pode continuar a ser aplicada em 1378 e 1364.
[000279] Se o próximo limite de energia for atingido em 1368, então em 1370 o dispositivo digital pode determinar se a sinalização do limite de impedância foi definida. O estado da sinalização do limite de impe- dância pode indicar se o limite de impedância foi atingido. Por exemplo, a sinalização do limite de impedância pode ter sido definida pela rotina 1350 se o limite de impedância foi atingido. Se a sinalização de impe- dância não estiver definida (por exemplo, o limite de impedância não foi atingido), então o dispositivo digital pode determinar, em 1372, se ainda restam curvas de potência mais agressivas a serem implementadas. Em caso positivo, o dispositivo digital pode apontar a rotina 1362 para a próxima e mais agressiva curva de potência em 1374. A rotina 1362 pode continuar (1378) a fornecer potência de acordo com a nova curva de potência em 1364. Se todas as curvas de potência disponíveis tiverem sido aplicadas, então o dispositivo digital pode de- sabilitar o cálculo e a verificação de energia acumulada para o restante da operação no tecido em 1376.
[000280] Se a sinalização de impedância está ajustada para 1370 (por exemplo, o limite de impedância foi atingido), então o dispositivo digital pode desabilitar o cálculo e a verificação de energia acumulada pelo restante da operação no tecido em 1376. Deve-se compreender que, em algumas modalidades, o cálculo de energia acumulada pode ser contínuo, enquanto 1370, 1372, 1374 e 1376 podem ser descontínuos. Por exemplo, o gerador 102 e/ou o dispositivo digital podem implementar um desligamento automatizado quando a energia acumulada atinge um valor predeterminado.
[000281] A Figura 74 ilustra uma modalidade de um fluxo de processos 1400 para aplicação de uma ou mais curvas de potência uma porção de tecido. Por exemplo, o fluxo de processos 1400 pode ser implementado pelo gerador 102 (por exemplo, o dispositivo digital do gerador 102). Em 1402, o gerador 102 pode fornecer uma curva de potência ao tecido. A curva de potência pode ser derivada mediante a aplicação de um multiplicador a uma primeira curva de potência. Em 1404, o gerador 102 pode determinar se o limite de impedância foi atingido. Se o limite de impedância não foi atingido, o gerador 102 pode aumentar o multiplicador como uma função da energia aplicada total. Isso pode ter o efeito de aumentar a agressividade da curva de potência aplicada. Deve-se compreender que o multiplicador pode ser aumentado periodicamente ou continuamente. Por exemplo, o gerador 102 pode verificar o limite de impedância (1404) e aumentar o multiplicador (1406) a um intervalo periódico predeterminado. Em várias modalidades, o gerador 102 pode verificar continuamente o limite de im- pedância (1404) e aumentar o multiplicador (1406). O aumento do multiplicador como uma função da energia aplicada total pode ser realizado de qualquer maneira adequada. Por exemplo, o gerador 102 pode aplicar uma equação determinística que recebe o total da energia recebida como entrada e fornece um valor de multiplicador correspon-dente como saída. Além disso, por exemplo, o gerador 102 pode armazenar uma tabela de pesquisa que compreende uma lista de possíveis valores para energia aplicada total e valores de multiplicador correspondentes. De acordo com várias modalidades, o gerador 102 pode fornecer um sinal de acionamento pulsado ao tecido (por exemplo, por meio de um dos dispositivos cirúrgicos 104 e 106). De acordo com várias modalidades, quando o limite de impedância é atingido, o multiplicador pode ser mantido constante. O gerador 102 pode continuar aplicando potência, por exemplo, até que um limite de terminação seja alcançado. O limite de terminação pode ser constante, ou pode depender do valor final do multiplicador.
[000282] Em algumas modalidades usando um sinal de acionamento pulsado, o gerador 102 pode aplicar uma ou mais curvas de carga compostas ao sinal de acionamento e, por fim, ao tecido. As curvas de carga compostas, como outras curvas de potência aqui descritas, podem definir um nível de energia a ser aplicado ao tecido como uma função de uma ou mais propriedades medidas do tecido (por exemplo, impedância). As curvas de carga compostas podem, adicionalmente, definir características de pulso, como largura de pulso, em termos das propriedades medidas do tecido.
[000283] A Figura 75 ilustra uma modalidade de um diagrama de blocos 1450 descrevendo a seleção e a aplicação de curvas de carga compostas pelo gerador 102. Deve-se compreender que o diagrama de blocos 1450 pode ser implementado com quaisquer tipo adequado de gerador ou dispositivo cirúrgico. De acordo com várias modalidades, o diagrama de blocos 1450 pode ser implementado com o uso de um dispositivo eletrocirúrgico, como o dispositivo 106 descrito acima em relação às Figuras de 4 a 7. Além disso, em várias modalidades, o diagrama de blocos 1450 pode ser implementado com um dispositivo cirúrgico ultrassônico, como o dispositivo cirúrgico 104 descrito acima em relação às Figuras 2 e 3. Em algumas modalidades, o diagrama de blocos 1450 pode ser usado com um dispositivo cirúrgico que tem capacidades de corte bem como de coagulação. Por exemplo, um dispositivo cirúrgico de RF, como o dispositivo 106, pode compreender um gume cortante, como a lâmina 175 para cortar o tecido antes ou durante a coagulação.
[000284] Novamente com referência à Figura 75, um algoritmo 1452 pode ser executado, por exemplo por um dispositivo digital do gerador 102, para selecionar e aplicar curvas de carga compostas 1456, 1458, 1460 e 1462. O algoritmo 1452 pode receber um entrada de momento de um relógio 1454 e pode, também, receber uma entrada em laço 1472 dos sensores 1468. A entrada em laço 1472 pode representar propriedades ou características do tecido que podem ser usadas no algoritmo 1452 para selecionar e/ou aplicar uma curva de carga composta. Exemplos dessas características podem compreender, por exemplo, corrente, tensão, temperatura, refletividade, força aplicada ao tecido, frequência de ressonância, taxa de alteração da frequência de ressonância, etc. Os sensores 1468 podem ser sensores dedicados (por exemplo, termômetros, sensores de pressão, etc.) ou podem ser sensores implementados por meio de software para derivação de características do tecido com base em outros valores do sistema (por exemplo, para observar e/ou calcular tensão, corrente, temperatura do tecido, etc., com base no sinal de acionamento). O algoritmo 1452 pode selecionar uma das curvas de carga compostas 1456, 1458, 1460 e 1462 para aplicar, por exemplo com base na entrada em laço 1472 e/ou na entrada de tempo do relógio 1454. Embora sejam mostradas quatro curvas de carga compostas, deve-se compreender que qualquer número adequado de curvas de carga compostas pode ser usado.
[000285] O algoritmo 1452 pode aplicar uma curva de carga composta selecionada de qualquer maneira adequada. Por exemplo, o algoritmo 1452 pode usar a curva de carga composta selecionada para calcular um nível de energia e uma ou mais características de pulso com base na impedância do tecido (por exemplo, a impedância do tecido atualmente medida pode ser uma parte, ou pode ser derivada, da entrada em laço) ou características de frequência de ressonância de um dispositivo ultrassônico 104. Os exemplos de características de pulso que podem ser determinadas com base na impedância do tecido de acordo com uma curva de carga composta podem incluir largura de pulso, tempo de subida e tempo desligado.
[000286] No ponto de ajuste 1464, as características de potência e pulso derivadas podem ser aplicadas ao sinal de acionamento. Em várias modalidades, um circuito de retroinformação 1474 pode ser implementado para permitir uma modulação mais acurada do sinal de acionamento. Na saída do ponto de ajuste 1464, o sinal de acionamento pode ser fornecido a um amplificador 1466, o qual pode proporcionar amplificação adequada. O sinal de acionamento amplificado pode ser fornecido a uma carga 1470 (por exemplo, via sensores 1468). A carga 1470 pode compreender o tecido, o dispositivo cirúrgico 104 e 106, e/ou qualquer fio eletricamente acoplando o gerador 102 ao dispositivo cirúrgico 104 e 106 (por exemplo, fios 112 e 128).
[000287] A Figura 76 mostra um fluxo de processos ilustrando uma modalidade do algoritmo 1452, conforme implementada pelo gerador 102 (por exemplo, por um dispositivo digital do gerador 102). O algoritmo 1452 pode ser ativado em 1476. Deve-se compreender que o algoritmo 1452 pode ser ativado de qualquer maneira adequada. Por exemplo, o algoritmo 1452 pode ser ativado por um clínico ao acionar o dispositivo cirúrgico 104 e 106 (por exemplo, ao puxar ou de outro modo acionar um gatilho de fechamento da mandíbula 138 e 142, uma chave, uma alça, etc.).
[000288] De acordo com várias modalidades, o algoritmo 1452 pode compreender uma pluralidade de regiões 1478, 1480, 1482 e 1484. Cada região pode representar um estágio diferente de corte e coagulação de uma porção de tecido. Por exemplo, na primeira região 1478, o gerador 102 pode executar uma análise de condições iniciais do tecido (por exemplo, impedância). Na segunda região 1480, o gerador 102 pode aplicar energia ao tecido de modo a preparar o mesmo para corte. Na terceira região, ou região de corte 1482, o gerador 102 pode continuar a aplicar energia enquanto o dispositivo cirúrgico 104 e 106 corta o tecido (por exemplo, com o dispositivo eletrocirúrgico 106, sendo que o corte pode ser realizado mediante o avanço da lâmina A18). Na quarta região, ou região de conclusão 1484, o gerador 102 pode aplicar energia após o corte, para completar a coagulação.
[000289] Agora com referência à primeira região 1478, o gerador 102 pode medir qualquer uma ou mais condições do tecido adequadas incluindo, por exemplo, corrente, tensão, temperatura, refletividade, força aplicada ao tecido, etc. Em várias modalidades, uma impedância inicial do tecido pode ser medida de acordo com qualquer método adequado. Por exemplo, o gerador 102 pode modular o sinal de acionamento para fornecer uma tensão ou corrente conhecida ao tecido. A impedância pode ser derivada da tensão conhecida e da corrente medida, ou vice-versa. Deve-se considerar que a impedância do tecido pode, alternativa ou adicionalmente, ser medida de qualquer outra maneira adequada. De acordo com o algoritmo 1452, o gerador 102 pode prosseguir da primeira região 1478 para a segunda região 1480. Em várias modalidades, o clínico pode finalizar o algoritmo 1452 na primeira região 1478, por exemplo, mediante a desativação do gerador 102 e/ou do dispositivo cirúrgico 104 e 106. Se o clínico finaliza o algoritmo 1542, a aplicação de RF (e/ou ultrassônico) pode, também, ser interrompida em 1486.
[000290] Na segunda região 1480, o gerador 102 pode começar a aplicar energia ao tecido através do sinal de acionamento para preparar o tecido para corte. A energia pode ser aplicada de acordo com as curvas de carga compostas 1456, 1458, 1460 e 1462, conforme descrito abaixo. A aplicação de energia de acordo com a segunda região 1480 pode compreender modulação dos pulsos sobre o sinal de acionamento, de acordo com algumas ou todas dentre as curvas de carga compostas 1456, 1458, 1460 e 1462. Em várias modalidades, as curvas de carga compostas 1456, 1458, 1460 e 1462 podem ser sucessivamente aplicadas por ordem de agressividade (por exemplo, para acomodar diversos tipos de volume de tecido presos entre as mandíbulas do instrumento).
[000291] A primeira curva de carga composta 1456 pode ser aplicada primeiro. O gerador 102 pode aplicar a primeira curva de carga composta 1456 mediante a modulação de um ou mais pulsos da primeira curva de carga composta sobre o sinal de acionamento. Cada pulso da primeira curva de carga composta pode ter potência e características de pulso determinadas de acordo com a primeira curva de carga composta e considerando a impedância do tecido medida. A im- pedância do tecido medida para o primeiro pulso pode ser a impedân- cia medida na primeira região 1478. Em várias modalidades, o gerador 102 pode usar o todo ou uma porção dos pulsos da primeira curva de carga composta para tomar medições adicionais de impedância do tecido ou frequência de ressonância. As medições adicionais podem ser usadas para determinar a potência e outras características de pulso de um ou mais pulsos subsequentes.
[000292] A Figura 77 ilustra uma modalidade de um fluxo de processos 1488 para geração de um primeiro pulso da curva de carga composta. O fluxo de processos 1488 pode ser executado pelo gerador 102 (por exemplo, por um dispositivo digital do gerador 102), por exemplo como parte do algoritmo 1452. Em 1490, o gerador 102 pode calcular uma largura de pulso (Tpw). A largura de pulso pode ser determinada considerando-se a mais recente impedância do tecido medida (Z) e de acordo com a primeira curva de carga composta 1456.
[000293] Em 1492, o gerador 102 pode aumentar gradualmente a potência do sinal de acionamento até uma potência de pulso (PLimit) ao longo de um tempo de subida (trampa), aplicando assim o pulso ao tecido. A potência de pulso pode ser, novamente, determinada considerando-se a mais recente impedância do tecido medida (Z) e de acordo com a primeira curva de carga composta 1456. O tempo de subida pode ser determinado de acordo com a curva de carga composta considerando-se a impedância do tecido, ou pode ser constante (por exemplo, constante para todos os pulsos da primeira curva de carga com-posta, constante para todos os pulsos, etc.). O gerador 102 pode aplicar a potência de pulso ao sinal de acionamento de qualquer maneira adequada incluindo, por exemplo, mediante a modulação de uma corrente e/ou tensão fornecida pelo sinal de acionamento. De acordo com várias modalidades, o sinal de acionamento pode ser um sinal em corrente alternada (CA) e, portanto, o pulso propriamente dito pode compreender múltiplos ciclos do sinal de acionamento.
[000294] O sinal de acionamento pode ser mantido na potência de pulso durante a largura de pulso em 1494. Na conclusão do pulso, o sinal de acionamento pode ser gradualmente diminuído, em 1496, ao longo de um tempo de queda (Tdesce). O tempo de descida pode ser determinado de acordo com a primeira curva de carga composta considerando-se a impedância do tecido, ou pode ser constante (por exemplo, constante para todos os pulsos da primeira curva de carga composta, constante para todos os pulsos, etc.). Deve-se compreender que, dependendo da modalidade, o tempo de subida e o tempo de descida podem ou não ser considerados parte da largura de pulso. Em 1498, o gerador 102 pode pausar durante um tempo desligado (Tdesliga- do). Como o tempo de subida e o tempo de descida, o tempo desligado pode ser determinado de acordo com a primeira curva de carga composta considerando-se a impedância do tecido, ou pode ser constante (por exemplo, constante para todos os pulsos da primeira curva de carga composta, constante para todos os pulsos, etc.).
[000295] Na conclusão do tempo desligado, o gerador 102 pode repetir o fluxo de processos 1488, contanto que seja aplicada a primeira curva de carga composta 1456. De acordo com várias modalidades, o gerador 102 pode aplicar a primeira curva de carga composta 1456 durante um intervalo predeterminado de tempo. Consequentemente, o fluxo de processos 1488 pode ser repetido até que tenha decorrido o intervalo predeterminado de tempo (por exemplo, conforme determinado com base no entrada de tempo recebida do relógio 1454). Além disso, em várias modalidades a primeira curva de carga composta pode ser aplicada durante um número predeterminado de pulsos. Como a largura de pulso aplicada varia de acordo com a impedância do tecido medida, o tempo total durante o qual é aplicada a primeira curva de carga composta pode, também, variar com a impedância do tecido medida. De acordo com várias modalidades, a primeira curva de carga composta 1456 (bem como as demais curvas de carga compostas 1458, 1460 e 1462) pode especificar a diminuição das larguras de pul- so conforme aumenta a impedância do tecido. Consequentemente, uma impedância do tecido inicial mais alta pode levar a menos tempo sendo usado para a primeira curva de carga composta.
[000296] Uma vez concluída a primeira curva de carga composta 1456, o gerador 102 pode aplicar sucessivamente as curvas de carga consolidadas restantes 1458, 1460 e 1462 durante toda a aplicação da segunda região 1480. Cada curva de carga 1458, 1460 e 1462 pode ser aplicada de maneira similar àquela da curva de carga 1456 descrita acima. Por exemplo, os pulsos de acordo com uma curva de carga atual podem ser gerados até a conclusão daquela curva de carga (por exemplo, a expiração de um intervalo predeterminado de tempo ou um número predeterminado de pulsos). O número predeterminado de pulsos pode ser o mesmo para cada curva de carga composta 1456, 1458, 1460 e 1462 ou pode ser diferente. De acordo com várias modalidades, os pulsos de acordo com as curvas de carga 1458, 1460 e 1462 podem ser gerados de maneira similar ao fluxo de processos 1488, exceto pelo fato de que a potência de pulso, a largura de pulso e, em algumas modalidades, o tempo de subida, o tempo de descida e o tempo desligado, podem ser derivados de acordo com a curva de carga composta atual.
[000297] A segunda região 1480 pode ser terminada após a ocorrência de vários eventos. Por exemplo, se o tempo total de aplicação de RF tiver excedido um tempo-limite, então o gerador 102 pode finalizar a operação nos tecidos mediante a interrupção da aplicação de RF (e/ou ultrassônico) em 1486. Além disso, vários eventos podem fazer com que o gerador 102 faça transição da segunda região 1480 para a terceira região 1482. Por exemplo, o gerador 102 pode fazer transição para a terceira região 1482 quando a impedância do tecido (Z) exceder um limite de impedância do tecido (Zterm) e a energia de RF tiver sido aplicada durante pelo menos mais que um tempo mínimo (Tstart). O li- mite de impedância do tecido pode ser uma impedância e/ou uma taxa de alteração da impedância indicando que a porção de tecido está adequadamente preparada para ser cortada pela lâmina 175.
[000298] De acordo com várias modalidades, se a curva de carga final 1462 for concluída na segunda região 1480, antes da conclusão da segunda região 1480, então a curva de potência final 1462 pode ser aplicada de maneira contínua, por exemplo, até que o limite de impe- dância do tecido seja atingido, o tempo máximo da segunda região seja alcançado e/ou o tempo-limite seja alcançado. Além disso deve-se considerar que, com alguns cortes no tecido, a segunda região 1480 pode estar concluída antes que sejam executadas todas as curvas de carga consolidadas disponíveis 1456, 1458, 1460 e 1462.
[000299] Na terceira região 1482, o gerador 102 pode continuar a modular pulsos sobre o sinal de acionamento. De modo geral, os pulsos da terceira região podem ser modulados sobre o sinal de acionamento de acordo com qualquer maneira adequada incluindo, por exemplo, aquela descrita acima com referência ao fluxo de processos 1488. As características de potência e pulso dos pulsos da terceira região podem ser determinadas de acordo com qualquer método adequado e, em várias modalidades, podem ser determinadas com base na curva de carga composta que estava sendo executada no momento da conclusão da segunda região 1480 (a curva de carga atual). De acordo com várias modalidades, a curva de carga atual pode ser usada para determinar a potência de pulso dos pulsos da terceira região, enquanto as características de pulso (por exemplo, largura de pulso, tempo de subida, tempo de descida, tempo desligado, etc.) podem ser constantes independentemente da curva de carga composta. Em algumas modalidades, a terceira região 1482 pode usar uma curva de carga composta específica para a terceira região, que pode ser uma das curvas de carga 1456, 1458, 1460 e 1462 usada na segunda regi- ão 1480, ou pode ser uma curva de carga composta diferente (não mostrada).
[000300] O gerador 102 pode continuar a executar a terceira região 1482 até receber uma indicação de que o corte do tecido está completo. Em modalidades nas quais são usados implementos cirúrgicos que têm uma lâmina, como 175, a indicação pode ser recebida quando a lâmina 175 atinge sua posição mais distal, conforme mostrado na Figura 6. Isso pode acionar um sensor de limite do bisturi (não mostrado) indicando que a lâmina 175 atingiu o final de sua trajetória. Ao receber a indicação de que o corte do tecido está completo, o gerador 102 pode continuar para a quarta região 1484. Deve-se considerar também que, em algumas modalidades, o gerador 102 pode fazer transição da terceira região 1482 diretamente para a terminação de RF (e/ou ultras- sônico) em 1486, por exemplo, se o tempo-limite tiver sido alcançado.
[000301] Na quarta região 1484, o gerador 102 pode proporcionar um perfil de energia projetado para completar a coagulação do tecido agora cortado. Por exemplo, de acordo com várias modalidades, o gerador 102 pode proporcionar um número predeterminado de pulsos. Os pulsos podem ser fornecidos de maneira similar àquela descrita acima em relação ao fluxo de processos 1488. As características de potência e pulso dos pulsos podem ser determinadas de acordo com qualquer maneira adequada. Por exemplo, as características de potência e pulso dos pulsos da quarta região podem ser determinadas com base na curva de carga composta atual, a curva de carga específica para a terceira região, ou a curva de carga composta específica para a quarta região. Em algumas modalidades, a potência pode ser determinada com base na curva de carga composta atual, enquanto as características de pulso podem ser específicas para a quarta região. Além disso, de acordo com várias modalidades, as características de potência e pulso dos pulsos da quarta região podem ser determinadas independentemente da curva de carga composta atual.
[000302] A Figura 78 ilustra uma modalidade de um diagrama de temporização de pulsos 1474 ilustrando uma aplicação exemplificado- ra do algoritmo 1452 pelo gerador 102 (por exemplo, por um dispositivo digital do gerador 102). Um pulso da primeira região 1502 é mostrado na primeira região 1478. O pulso da primeira região 1502 pode ser usado, conforme descrito, para medir uma impedância inicial do tecido. Na conclusão do pulso da primeira região (1509), a segunda região 1480 pode começar com os pulsos da segunda região 1504 aplicados. Os pulsos da segunda região 1504 podem ser aplicados de acordo com as várias curvas de carga compostas 1456, 1458, 1460 e 1462, por exemplo, conforme descrito na presente invenção. No diagrama exemplificador 1474, a segunda região 1480 conclui em 1510, quando o tecido atinge o limite de impedância (Zterm). A terceira região 1482 é, então, implementada com pulsos da terceira região 1506, conforme descrito acima, aplicados até que um sinal de limite do bisturi seja recebido em 1512. Nesse ponto, a quarta região 1484 pode ter início, com pulsos da quarta região 1508, conforme descrito acima, aplicados até a conclusão do ciclo em 1514.
[000303] De acordo com várias modalidades, o gerador 102 pode implementar uma interface de usuário em conjunto com o algoritmo 1452. Por exemplo, a interface de usuário pode indicar a região atual do algoritmo. A interface de usuário pode ser implementada de maneira visual e/ou auditiva. Por exemplo, o gerador 102 podem compreender um alto-falante para gerar tons audíveis ou outras indicações sonoras. Pelo menos uma indicação audível pode corresponder à segunda região 1480. As terceira e quarta regiões 1482 e 1484 podem, também, ter indicações audíveis específicas para a região. De acordo com várias modalidades, a primeira região 1478 também pode ter uma indicação audível específica para a região. De acordo com várias mo- dalidades, as indicações audíveis podem compreender tons pulsados gerados pelo gerador 102. A frequência dos sons e/ou o tom dos mesmos pode indicar a região atual. Em adição a, ou em vez de, indicações audíveis, o gerador 102 pode também oferecer uma indicação visual da região atual (por exemplo, no dispositivo de saída 147). Deve-se considerar que o clínico pode usar a interface de usuário descrita para usar adequadamente o gerador 102 e os dispositivos cirúrgicos 104 e 106 associados. Por exemplo, a indicação da segunda região 1480 pode informar ao clínico que o tratamento do tecido teve início. A indicação da terceira região 1482 pode informar ao clínico que o tecido está pronto para a operação de corte. A indicação da quarta região 1484 pode informar ao clínico que a operação de corte está completa. A cessação da indicação e/ou uma indicação final pode indicar que o total da operação de corte/coagulação está completa.
[000304] A Figura 79 ilustra uma representação gráfica da tensão, corrente e potência do sinal de acionamento, de acordo com uma curva de carga exemplificadora 1520. No gráfico 1520, a tensão do sinal de acionamento é representada pela linha 1522, a corrente do sinal de acionamento é representada pela linha 1524 e a potência do sinal de acionamento é representada pela linha 1526. A largura de pulso não é indicada na Figura 79. Em várias modalidades, os valores para tensão 1522, corrente 1524 e potência 1526 indicados pelo gráfico 1520 podem representar possíveis valores dentro de um único pulso. Consequentemente, a curva de carga 1520 pode ser expressa como uma curva de carga composta pela adição de uma curva (não mostrada) indicando uma largura de pulso como uma função da impedância do tecido ou de outra condição do tecido. Conforme mostrado para a curva de carga 1520, a tensão máxima 1522 é de 100 volts em valor qua-drático médio (RMS), a corrente máxima é de 3 ampéres RMS e a potência máxima é de 135 watts RMS.
[000305] As Figuras de 79 a 84 ilustram representações gráficas de várias curvas de carga compostas exemplificadoras 1530, 1532, 1534, 1536, 1538 e 1540. Cada uma das curvas de carga compostas 1530, 1532, 1534, 1536, 1538 e 1540 pode indicar tanto potência de pulso como largura de pulso em termos de impedância do tecido medida. As curvas de carga compostas 1530, 1532, 1534 e 1536 podem ser implementadas seja em isolamento ou como parte de um padrão de curvas de carga compostas sucessivamente mais agressivas, conforme descrito acima em relação ao algoritmo 1452.
[000306] A Figura 80 ilustra uma representação gráfica de uma primeira curva de carga composta exemplificadora 1530. A curva de carga composta 1530 pode ter uma potência de pulso máxima de 45 watts RMS e uma largura de pulso máxima de 0,35 segundos. Na Figura 80, a potência como uma função da impedância do tecido é indicada por 1542, enquanto a largura de pulso como uma função da im- pedância do tecido é indicada por 1544. A Tabela 1, abaixo, ilustra valores para a curva de carga composta 1530 para impedâncias do tecido de 0 Q a 475 Q.Tabela 1
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[000307] Em várias modalidades, a curva de carga composta 1530 pode ser adequada para dispositivos cirúrgicos menores e/ou porções de tecido menores.
[000308] A Figura 81 ilustra uma representação gráfica de uma segunda curva de carga composta exemplificadora 1532. A curva de carga composta 1532 pode ter uma potência de pulso máxima de 45 watts RMS e uma largura de pulso máxima de 0,5 segundos. Na Figura 81, a potência como uma função da impedância do tecido é indicada por 1546, enquanto a largura de pulso como uma função da impe- dância do tecido é indicada por 1548. A Tabela 2, abaixo, ilustra valores para a curva de carga composta 1532 para impedâncias do tecido de 0 Q a 475 Q.Tabela 2
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[000309] A curva de carga composta 1532 pode ser indicada para porções de tecido pequenas, com um único vaso e, de acordo com várias modalidades, pode ser uma primeira curva de potência composta aplicada na região dois 1480.
[000310] A Figura 82 ilustra uma representação gráfica de uma terceira curva de carga composta exemplificadora 1534. A curva de carga composta 1534 pode ter uma potência de pulso máxima de 60 watts RMS e uma largura de pulso máxima de 2 segundos. Na Figura 82, a potência como uma função da impedância do tecido é indicada por 1550, enquanto a largura de pulso como uma função da impedância do tecido é indicada por 1552. A Tabela 3, abaixo, ilustra valores para a curva de carga composta 1534 para impedâncias do tecido de 0 Q a 475 Q. Tabela 3
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[000311] A curva de carga composta 1534 pode ser mais agressiva que a curva anterior 1532 devido a sua potência geralmente mais alta. A curva de carga composta 1534 pode também, inicialmente, ter larguras de pulso maiores que a curva anterior 1532, embora as larguras de pulso da curva de carga composta 1534 possam começar a diminuir a apenas 150 Q. De acordo com várias modalidades, a curva de carga composta 1536 pode ser usada no algoritmo 1542 como uma curva de carga implementada sequencialmente após a curva de carga composta 1532.
[000312] A Figura 83 ilustra uma representação gráfica de uma quarta curva de carga composta exemplificadora 1536. A curva de carga composta 1536 pode ter uma potência de pulso máxima de 90 watts RMS e uma largura de pulso máxima de 2 segundos. Na Figura 83, a potência como uma função da impedância do tecido é indicada por 1554, enquanto a largura de pulso como uma função da impedância do tecido é indicada por 1556. A Tabela 4, abaixo, ilustra valores para a curva de carga composta 1536 para impedâncias do tecido de 0 Q a 475 Q.Tabela 4
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[000313] A curva de carga composta 1536 pode, novamente, ser mais agressiva que a curva anterior 1534 e, portanto, pode ser implementada sequencialmente após a curva 1534 no algoritmo 1452. Além disso, de acordo com várias modalidades, a curva de carga composta 1536 pode ser adequada para uso com feixes de tecido maiores.
[000314] A Figura 84 ilustra uma representação gráfica de uma quinta curva de carga composta exemplificadora 1538. A curva de carga composta 1538 pode ter uma potência de pulso máxima de 135 watts RMS e uma largura de pulso máxima de 2 segundos. Na Figura 84, a potência como uma função da impedância do tecido é indicada por 1558, enquanto a largura de pulso como uma função da impedância do tecido é indicada por 1560. A Tabela 5, abaixo, ilustra valores para a curva de carga composta 1538 para impedâncias do tecido de 0 Q a 475 Q.Tabela 5
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[000315] A curva de carga composta 1538 pode ser usada sequencialmente após a curva anterior 1536 no algoritmo 1452.
[000316] A Figura 85 ilustra uma representação gráfica de uma sexta curva de carga composta exemplificadora 1540. A curva de carga composta 1540 pode ter uma potência de pulso máxima de 90 watts RMS e uma largura de pulso máxima de 2 segundos. Na Figura 85, a potência como uma função da impedância do tecido é indicada por 1562, enquanto a largura de pulso como uma função da impedância do tecido é indicada por 1564. A Tabela 6, abaixo, ilustra valores para a curva de carga composta 1540 para impedâncias do tecido de 0 Q a 475 Q.Tabela 6
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[000317] A curva de potência composta 1540 é menos agressiva que a curva de potência anterior 1538. De acordo com várias modalidades, a curva de potência composta 1540 pode ser implementada no algoritmo 1452 sequencialmente após a curva 1538. Além disso, em algumas modalidades a curva de potência composta 1540 pode ser implementada no algoritmo 1452 como uma terceira ou quarta curva de potência composta específica para determinada região.
[000318] Conforme descrito acima, cada uma dentre as várias curvas de potência compostas usadas no algoritmo 1452 pode ser implementada para um número predeterminado de pulsos. A Tabela 7, abaixo, ilustra o número de pulsos por curva de potência composta para uma modalidade exemplificadora com o uso das curvas de potência 1532, 1534, 1536 e 1540 sequencialmente no algoritmo 1452.Tabela 7
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[000319] A última curva de potência composta 1540 é mostrada sem um número de pulsos correspondente. Por exemplo, a curva de potência composta 1540 pode ser implementada até que o clínico encerre a operação, até que o limite de tempo seja atingido, até que o limite de impedância do tecido seja atingido, etc.
[000320] De acordo com várias modalidades, o gerador 102 pode fornecer potência a uma porção de tecido de um modo que dê origem a um valor desejado de outros parâmetros do tecido. A Figura 86 ilustra uma modalidade de um diagrama de blocos 1570 descrevendo a aplicação de um algoritmo 1572 para manutenção de uma velocidade constante de alteração da impedância do tecido. O algoritmo 1572 pode ser implementado pelo gerador 102 (por exemplo, por meio de um dispositivo digital do gerador 102). Por exemplo, o algoritmo 1572 pode ser usado pelo gerador 102 para modular o sinal de acionamento. Os sensores 1574 podem detectar uma condição do tecido, como im- pedância do tecido e/ou uma taxa de alteração da impedância do tecido. Os sensores 1574 podem ser sensores baseados em componentes de hardware ou, em várias modalidades, podem ser sensores implementados por meio de software. Por exemplo, os sensores 1574 podem calcular a impedância do tecido com base na corrente e na tensão medidas para o sinal de acionamento. O sinal de acionamento pode ser fornecido pelo gerador 102 ao cabo/implemento/carga 1576, o qual pode ser a combinação elétrica do tecido, do dispositivo cirúrgico 104, 106, e um cabo 112 e 128 eletricamente acoplando o gerador 102 ao dispositivo 104, 106.
[000321] O gerador 102, mediante a implementação do algoritmo 1572, pode monitorar a impedância do tecido ou a carga incluindo, por exemplo, a taxa de alteração da impedância. O gerador 102 pode modular uma ou mais dentre a tensão, a corrente e/ou a potência fornecida através do sinal de acionamento, para manter a taxa de alteração da impedância do tecido a um valor constante predeterminado. Além disso, de acordo com várias modalidades, o gerador 102 pode manter a taxa de alteração da impedância do tecido acima de uma taxa mínima de alteração de impedância.
[000322] Deve-se compreender que o algoritmo 1572 pode ser implementado em conjunto com vários outros algoritmos aqui descritos. Por exemplo, de acordo com várias modalidades, o gerador 102 pode modular sequencialmente a impedância do tecido para taxas diferentes, cada vez mais agressivas, similar ao que ocorre no método 1330 aqui descrito com referência à Figura 70 da presente invenção. Por exemplo, uma primeira taxa de alteração da impedância pode ser mantida até que a energia total aplicada ao tecido exceda um limite de energia predeterminado. No limite de energia, se as condições do tecido não tiverem atingido um nível predeterminado (por exemplo, uma impedância do tecido predeterminada), então o gerador 102 pode usar o sinal de acionamento para conduzir o tecido a uma segunda taxa de alteração da impedância, mais alta. Além disso, em várias modalidades, as taxas de alteração da impedância do tecido podem ser usadas de maneira similar àquela descrita acima em relação às curvas de carga compostas. Por exemplo, em vez de usar uma pluralidade de curvas de carga compostas, o algoritmo 1452 da Figura 75 pode invocar a aplicação de uma pluralidade de taxas de alteração da impedância do tecido. Cada taxa de alteração da impedância do tecido pode ser mantida durante um intervalo predeterminado de tempo e/ou um número predeterminado de pulsos. As taxas podem ser sucessivamente aplicadas por ordem de valor (por exemplo, as taxas podem aumentar sucessivamente). Em algumas modalidades, porém, as taxas de alteração da impedância do tecido conduzidas podem atingir um pico e, então, serem reduzidas.
[000323] Conforme anteriormente discutido, em uma modalidade, o gerador 102 pode compreender um módulo de gerador ultrassônico 108 para acionar um dispositivo ultrassônico, como o dispositivo ul- trassônico 104 fornecendo-se um sinal de acionamento para o transdutor 114 de qualquer maneira adequada. Por exemplo, o gerador 102 pode compreender uma chave ativada pelo pé 120 acoplada ao gerador 102 por meio de um fio do chave ativada pelo pé 122 (Figura 8). Os circuitos de controle podem ser empregados para detectar a presença da chave ativada pelo pé 120 e do módulo de gerador ultrassô- nico 108 de modo que a operação da chave ativada pelo pé 120 cor-responda à ativação do módulo de gerador ultrassônico 108. Conse-quentemente, um clínico pode ativar o transdutor 114 e, por meio disso, o transdutor 114 e a lâmina 151, mediante pressão na chave ativada pelo pé 120. Em uma modalidade, a chave ativada pelo pé 120 pode compreender múltiplos pedais, em que cada pedal pode ser ativado para executar uma função particular. Em uma modalidade, a chave ativada pelo pé 120 pode compreender um primeiro pedal, por exemplo, para habilitar e/ou controlar o modo ultrassônico do gerador 120 em um segundo pedal, por exemplo, para habilitar e/ou controlar o modo eletrocirúrgico do gerador 120. Consequentemente, o gerador 102 pode configurar os pedais da chave ativada pelo pé 120 dependendo de qual modo de acionamento do gerador 102 está ativo.
[000324] Conforme anteriormente discutido, o modo de acionamento do gerador 102 pode ser determinado pela identificação de dispositivo. As características do sinal de interrogação, que podem indicar de modo inequívoco o estado ou a configuração do circuito de controle podem ser distinguidas pelo gerador 102 e usadas para controlar aspectos de sua operação. Qualquer um dos circuitos de controle 280, 280-1 a 280-9, 282 e 282-1 a 282-8 anteriormente descritos em conjunto com as Figuras 14-32 pode ser configurado para ajustar ou indicar o modo de acionamento do gerador 102, por exemplo. Tais circuitos de controle podem estar contidos, por exemplo, em um dispositivo cirúrgico ul- trassônico (por exemplo, em um cabo de um dispositivo cirúrgico ul- trassônico) ou pode estar contidos em um dispositivo eletrocirúrgico (por exemplo, em um cabo de um dispositivo eletrocirúrgico).
[000325] Em uma modalidade, o gerador 102 pode ser configurado para operar em modo ultrassônico com o uso do módulo de gerador ultrassônico 108. Consequentemente, o primeiro pedal da chave ativada pelo pé 120 habilita e/ou controla a operação do módulo de gerador ultrassônico 108. Durante a operação em modo ultrassônico, o primeiro pedal (por exemplo, o pedal esquerdo) pode ser configurado para ativar a saída ultrassônica do módulo de gerador ultrassônico 108 para gerar um sinal de acionamento que corresponde a um nível mínimo de potência ultrassônica (PMin) (por exemplo, ajuste mínimo de energia) e o segundo pedal (por exemplo, o pedal direito) pode ser configurado para ativar o módulo de gerador ultrassônico 108 para gerar um sinal de acionamento que corresponde a um nível máximo de potência ul- trassônica (PMax) (por exemplo, ajuste máximo de energia). Será entendido que o primeiro ou o segundo pedal pode ser configurado para ativar o módulo de gerador ultrassônico 108 para gerar um sinal de acionamento que corresponde aos níveis mínimo (PMin) ou máximo (PMax) de potência ultrassônica, sem limitação. Portanto, o pedal esquerdo ou o direito pode ser atribuído como primeiro pedal e o outro pedal pode ser atribuído como o segundo pedal. Em modalidades nas quais a chave ativada pelo pé 120 compreende mais de dois pedais, cada um dos pedais pode ser atribuído a uma função predeterminada. Em algumas modalidades, um ou mais dos pedais ativados pelo pé podem ser desativados ou ignorados pela lógica ou pelo software DSP do gerador 102 (por exemplo, instruções executáveis, dispositivos de hardware ou combinações dos mesmos).
[000326] Em uma modalidade, o gerador 102 é configurado em modo ultrassônico e a chave ativada pelo pé 120 compreende dois pedais, por exemplo, o primeiro e o segundo ou o esquerdo e o direito. Durante o modo de ativação da chave ativada pelo pé ultrassônica 120, quando uma ativação válida do primeiro pedal (por exemplo, pedal esquerdo) da chave ativada pelo pé 120 for detectada e um dispositivo cirúrgico ultrassônico 104 (Figura 8) estiver conectado ao módulo de gerador ultrassônico 108, o software DSP do gerador 102 é configurado para acionar o transdutor ultrassônico 114 do dispositivo cirúrgico ultrassônico 104 no nível máximo de potência, por exemplo. Para os transdutores ultrassônicos 114, o nível máximo de potência (PMax) pode ser obtido na corrente máxima de acionamento (IMax). Em modali-dades nas quais a chave ativada pelo pé 120 compreende mais de dois pedais, quaisquer dois dos múltiplos pedais podem ser configurados de acordo com a funcionalidade acima.
[000327] Em uma modalidade, durante o modo de ativação da chave ativada pelo pé ultrassônica 120, quando uma ativação válida do segundo pedal (por exemplo, pedal direito) da chave ativada pelo pé 120 for detectada e um dispositivo cirúrgico ultrassônico 104 (Figura 8) estiver conectado ao módulo de gerador ultrassônico 108, a lógica ou o software DSP do gerador 102 é configurado para acionar o transdutor ultrassônico 114 do dispositivo cirúrgico ultrassônico 104 no nível mínimo de potência, por exemplo. Para os transdutores ultrassônicos 114, o nível máximo de potência pode ser obtido na corrente mínima de acionamento.
[000328] Em outra modalidade, o gerador 102 pode compreender um módulo de gerador eletrocirúrgico/de RF 110 para acionar o dispositivo eletrocirúrgico 106 de qualquer maneira adequada. Os circuitos de controle podem ser empregados para detectar a presença da chave ativada pelo pé 120 e do módulo de gerador eletrocirúrgico/de RF 110 de modo que a operação da chave ativada pelo pé 120 corresponda à ativação do módulo de gerador eletrocirúrgico/de RF 110. Consequentemente, o gerador 102 pode ser configurado para operar em modo eletrocirúrgico (por exemplo, modo de RF bipolar) com o uso do módulo de gerador eletrocirúrgico/de RF 110 e a chave ativada pelo pé 120 pode compreender dois pedais, por exemplo, o primeiro e o segundo ou o esquerdo e o direito. O primeiro pedal da chave ativada pelo pé 120 habilita e/ou controla a operação do módulo de gerador eletroci- rúrgico/de RF 110. Durante a operação em modo eletrocirúrgico, o primeiro pedal (por exemplo, o pedal esquerdo) pode ser configurado para ativar a saída de RF bipolar do módulo de gerador eletrocirúrgi- co/de RF 110 e a chave do segundo pedal (por exemplo, o pedal direito) pode ser ignorada e pode ser chamada de uma chave inativa. Será entendido que a chave inativa (por exemplo, o pedal direito) pode ser usada pelo usuário para entrada no gerador 102 além do nível de potência. Por exemplo, golpear o pedal de chave inativa pode ser uma forma na qual o usuário pode tomar conhecimento ou desfazer uma falha, dentre outras funções, bem como outras entradas do usuário no gerador por meio do pedal de chave inativa. Em modalidades nas quais a chave ativada pelo pé 120 compreende mais de dois pedais, quaisquer dois dos múltiplos pedais podem ser configurados de acordo com a funcionalidade acima.
[000329] Em uma modalidade, durante o modo de ativação da chave ativada pelo pé eletrocirúrgica 120, quando um dispositivo cirúrgico de RF ou eletrocirúrgico 106 (Figura 8) está conectado ao módulo de gerador eletrocirúrgico/de RF 110, o gerador 102 DSP e o software ou a lógica da interface de usuário (UI) é configurada para ignorar o status do segundo pedal da chave ativada pelo pé 120, que é a chave de ativação máxima. Consequentemente, na há mudança na entrega de potência na retroinformação visual ou audível para o usuário quando o segundo pedal da chave ativada pelo pé 120 é ativado. Portanto, quando o módulo de gerador eletrocirúrgico/de RF 110 faz transição de inativo para ativo da entrada de chave Max no segundo pedal da chave ativada pelo pé 120 enquanto todas as outras entradas de chave de ativação estão inativas, o módulo de gerador eletrocirúrgico/de RF 110 ignora a entrada de chave do segundo pedal da chave ativada pelo pé 120 e não ecoa ou emite um tom.
[000330] Em uma modalidade, durante o modo de ativação da chave ativada pelo pé eletrocirúrgica 120, quando um dispositivo cirúrgico de RF ou eletrocirúrgico 106 (Figura 8) é conectado ao módulo de gerador eletrocirúrgico/de RF 110, o software DSP do gerador 102 é configurado para acionar o dispositivo eletrocirúrgico ou de RF 106 de acordo com um algoritmo predeterminado específico para o dispositivo eletrocirúrgico ou de RF 106. Vários algoritmos são discutidos na presente revelação.
[000331] Conforme anteriormente discutido, de acordo com várias modalidades, o gerador 102 pode implantar uma interface de usuário em conjunto com o algoritmo 1452 descrito em conjunto com a Figura 75. Agora, será descrita uma modalidade de uma interface de usuário com referência às Figuras 75 e 76, em que a Figura 75 ilustra um fluxo de processo que ilustra uma modalidade do algoritmo 1452, conforme implantado pelo gerador 102 (por exemplo, por meio de um dispositivo digital do gerador 102) e a Figura 76 ilustra um fluxo de processo que ilustra uma modalidade do algoritmo 1452, conforme implantado pelo gerador 102 (por exemplo, por meio de um dispositivo digital do gerador 102). O algoritmo 1452 pode ser ativado em 1476. Deve-se compreender que o algoritmo 1452 pode ser ativado de qualquer maneira adequada. Por exemplo, o algoritmo 1452 pode ser ativado por um clínico ao acionar o dispositivo cirúrgico 104 e 106 (por exemplo, ao puxar ou de outro modo acionar um gatilho de fechamento da mandíbula 138 e 142, uma chave, uma alça, etc.).
[000332] Consequentemente, em uma modalidade, o algoritmo 1452 pode ser implantado para controlar a operação do módulo de gerador eletrocirúrgico/de RF 110 para controlar o dispositivo cirúrgico de RF ou eletrocirúrgico 106 (Figura 8). Consequentemente, em uma modalidade do algoritmo 1452, um primeiro tom de ativação ocorre durante a ativação do dispositivo cirúrgico de RF ou eletrocirúrgico 106 que faz transição para um segundo tom de ativação que ocorre quando as condições/limiar(es) de impedância e/ou energia são satisfeitas e, então, faz transição para um terceiro tom de ativação que ocorre quando as condições/limiar(es) de impedância e/ou energia e uma condição de posição de atuador de extremidade 132 (por exemplo, facas) são satis-feitas, em sua totalidade. O tom proveniente do segundo tom de ativação para o terceiro tom de ativação é reinicializado mediante abertura das garras conforme determinado pela impedância conforme descrito com referência ao algoritmo 1452 conforme descrito e ilustrado em conjunto com a Figura 76 usadas para acionar o dispositivo cirúrgico de RF ou eletrocirúrgico 106.
[000333] Consequentemente, agora com referência à Figura 76, em uma modalidade, o algoritmo 1452 controla a ativação de várias re- troinformações audíveis durante certas regiões de entrega de potência e faz transição entre regiões. Em uma modalidade, são fornecidas múltiplas retroinformações audíveis com base na região e no ciclo ope- racional do módulo de gerador eletrocirúrgico/de RF 110 do gerador 102. Em uma modalidade, por exemplo, um primeiro tom de áudio (Tom de Áudio-I) é emitido quando se inicia o ciclo de entrega de potência eletrocirúrgica (RF). O primeiro tom de áudio é emitido, por exemplo, sempre que o módulo de gerador eletrocirúrgico/de RF 110 do gerador 102 entrar na primeira região 1478 e continuar na segunda região 1480.
[000334] Um segundo tom de áudio (Tom de Áudio-II) é emitido quando o limiar de impedância de tecido é alcançado. Em uma modalidade, emite-se o segundo tom, por exemplo, logo que o módulo de gerador eletrocirúrgico/de RF 110 do gerador 102 entrar na terceira região 1482. Em um aspecto, o segundo tom pode ser sinalizado de modo que, se ocorrer uma transição da terceira região 1482 para a segunda região 1480, continua-se a emitir o segundo tom.
[000335] Um terceiro tom de áudio (Tom de Áudio-III) é emitido quando o ciclo de entrega de potência eletrocirúrgica (RF) for concluído. Em uma modalidade, quando a lógica ou o software DSP do gerador 102 e/ou determinar que foi alcançado um status de "ciclo concluído", o terceiro tom é emitido mediante a conclusão de um quarto pulso de energia na quarta região 1484.
[000336] Ainda com referência à Figura 76, em uma modalidade, o algoritmo 1452 pode ser empregado quando avançar na direção do tecido, que é definido como abertura das garras do atuador de extremidade 132 (Figura 8) sem liberar a ativação de energia, prendendo-se novamente ao tecido e, então, continuando a ativação de energia. Para acomodar o avanço na funcionalidade de tecido, o algoritmo 1452 pode ser implantado da seguinte forma. Enquanto estiver na segunda região 1480 ou na terceira região 1482, se a impedância de tecido |Zmag| > |Zgarras_abertas|, o algoritmo 1452 entra novamente na primeira região 1478 e implanta os limites aplicáveis de Potência (P), Corrente (I) e Tensão (V) da primeira região 1478. Em uma modalidade, enquanto entra novamente na primeira região 1478, o Ttempo esgotado não é reinicializado e o temporizador Tinício e o parâmetro e acúmulo de energia são reinicializados. Em uma modalidade, enquanto entra novamente na primeira região 1478, o algoritmo 1452 deverá fazer com que o primeiro tom de áudio (Tom de Áudio-I) seja emitido e a lógica para chavear novamente para o segundo tom de áudio (Tom de Áudio-II) é mantida da mesma forma que anteriormente discutido.
[000337] Será entendido que a sequência anteriormente descrita de tons, o primeiro, o segundo e o terceiro tons de áudio, pode ser aplicada para indicar entrega de energia para o tecido quando o gerador 102 estiver configurado para operar em modo ultrassônico com o uso do módulo de gerador ultrassônico 108. Por exemplo, o primeiro tom de áudio (Tom de Áudio-I) é emitido quando se inicia o ciclo de entrega de energia ultrassônica, o segundo tom de áudio (Tom de Áudio-II) é emitido quando o limiar de impedância de tecido é alcançado e o terceiro tom de áudio (Tom de Áudio-III) é emitido quando é concluído o ciclo de entrega de energia ultrassônica.
[000338] As Figuras 87 a 99 ilustram várias modalidades adicionais em que circuitos de controle de dispositivos cirúrgicos são fornecidos. Em uma modalidade, o circuito de controle pode compreender uma primeira porção de circuito acoplada à pelo menos uma chave que pode ser operada entre um estado aberto e um estado fechado. A primeira porção de circuito comunica-se com um gerador cirúrgico através de um par condutor para receber um sinal de controle para determinar um estado da pelo menos uma chave. O circuito de controle também compreende pelo menos um resistor acoplado à pelo menos uma chave, em que o estado da pelo menos uma chave pode ser determinado com base no valor do pelo menos um resistor. Em uma modalidade, o pelo menos um resistor é acoplado em série à pelo menos uma chave. Em uma modalidade, o pelo menos um resistor é acoplado em paralelo à pelo menos uma chave. Em uma modalidade, o circuito de controle compreende uma referência de tensão acoplada em paralelo à pelo menos uma chave. Em uma modalidade, o circuito de controle compreende um capacitor acoplado à referência de tensão, em que o estado da pelo menos uma chave pode ser determinado com base em um coeficiente angular da tensão no capacitor. Em uma modalidade, o circuito de controle compreende um oscilador em comunicação com a pelo menos uma chave, em que o estado da pelo menos uma chave pode ser determinado com base em uma frequência do oscilador, que é determinada pelo valor do pelo menos um resistor. Em uma modalidade, o circuito de controle compreende um dispositivo de entrada de múltiplas chaves de um fio acoplado à pelo menos uma chave e o pelo menos um resistor, em que o estado da pelo menos uma chave é pode ser determinado com base no pelo menos um resistor e é comunicado ao gerador sobre um protocolo de comunicação de um fio. Em uma modalidade, o sinal de controle é um pulso de corrente constante diferencial que tem uma fase positiva e uma fase negativa. Em uma modalidade, o circuito de controle compreende uma segunda porção de circuito que compreende um elemento de circuito de dados acoplado à primeira porção de circuito. Em uma modalidade, o elemento de circuito de dados compreende pelo menos um dispositivo de memória. Em uma modalidade, o pelo menos um dispositivo de memória compreende pelo menos uma memória programável e apagável eletricamente somente para leitura de um fio (EEPROM).
[000339] Em várias modalidades, fornece-se um circuito de controle de um dispositivo cirúrgico. Em uma modalidade, o circuito de controle compreende uma primeira porção de circuito acoplada a pelo menos uma chave que pode ser operada entre um estado aberto e um estado fechado. A primeira porção de circuito comunica-se com um gerador cirúrgico através de um par condutor para receber um sinal de controle de terminais de entrada para determinar um estado da pelo menos uma chave. O sinal de controle tem uma primeira fase e uma segunda fase. Um primeiro transistor é acoplado entre os terminais de entrada, um primeiro capacitor e um primeiro resistor é acoplado em série ao primeiro capacitor. Durante a primeira fase do sinal de controle, o primeiro transistor é mantido em modo de desativação enquanto o primeiro capacitor é carregado a uma tensão predeterminada e durante uma porção inicial da segunda fase do sinal de controle, o primeiro transistor faz transição do modo de desativação para o modo de saturação e é mantido em modo de saturação até que o primeiro capacitor seja descarregado através do primeiro resistor. Durante uma porção final da segunda fase do sinal de controle, o primeiro transistor faz transição do modo de saturação para o modo de desativação quando a primeira tensão de capacitor cair abaixo de um limiar predeterminado. Em uma modalidade, durante a porção inicial da segunda fase do sinal de controle, enquanto o primeiro transistor está em modo de saturação, uma primeira impedância é apresentada entre os terminais de entrada e, durante a porção final da segunda fase do sinal de controle, enquanto o primeiro transistor está em modo de desativação, uma segunda impedância é apresentada entre os terminais de entrada, em que o estado da pelo menos uma chave pode ser determinado com base no primeiro e no segundo valores de impedância. Em uma modalidade, o circuito de controle compreende pelo menos um segundo resistor acoplado à pelo menos uma chave, em que a segunda impe- dância se baseia pelo menos em parte no pelo menos um segundo resistor quando a pelo menos uma chave estiver no estado aberto. Em uma modalidade, o circuito de controle compreende pelo menos um segundo resistor acoplado à pelo menos uma chave, em que a segunda impedância se baseia pelo menos em parte no pelo menos um se gundo resistor quando a pelo menos uma chave estiver no estado fechado. Em uma modalidade, o circuito de controle compreende um segundo transistor acoplado ao primeiro capacitor para carregar o primeiro capacitor durante a primeira fase do sinal de controle. Em uma modalidade, o circuito de controle compreende uma segunda porção de circuito que compreende um elemento de circuito de dados acoplado à primeira porção de circuito, em que a primeiro tensão de capacitor é suficiente para abastecer tensão para o elemento de dados. Em uma modalidade, o circuito de controle compreende uma referência de tensão acoplada em paralelo à pelo menos uma chave. Em uma mo-dalidade, o circuito de controle compreende um segundo capacitor acoplado à referência de tensão, em que o estado da pelo menos uma chave pode ser determinado com base em um coeficiente angular da tensão no segundo capacitor. Em uma modalidade, a primeira fase do sinal de controle é uma transição positiva de um pulso de corrente e a segunda fase do sinal de controle é uma transição negativa de um pulso de corrente.
[000340] Em várias modalidades, fornece-se um método. Em uma modalidade, o método método compreende receber um sinal de controle em um circuito de controle de um dispositivo cirúrgico e determinar o estado da pelo menos uma chave com base no valor do resistor. O circuito de controle compreende uma primeira porção de circuito acoplada a pelo menos uma chave que pode ser operada entre um estado aberto e um estado fechado, em que a primeira porção de circuito se comunica com um gerador cirúrgico através de um par condutor para receber o sinal de controle, em que a primeira porção de circuito compreende pelo menos um resistor acoplado à pelo menos uma cha-ve. Em uma modalidade, o método compreende apresentar uma primeira impedância durante uma primeira fase do sinal de controle e apresentar uma segunda impedância durante uma segunda fase do sinal de controle com base no estado da pelo menos uma chave, em que determinar o estado da pelo menos uma chave compreende comparar a primeira impedância à segunda impedância. Em uma modalidade, o método compreende gerar um primeiro coeficiente angular de tensão durante uma primeira fase do sinal de controle e gerar um segundo coeficiente angular de tensão durante uma segunda fase do sinal de controle, em que determinar o estado da pelo menos uma chave compreende comparar o primeiro coeficiente angular de tensão à segundo coeficiente angular de tensão. Em uma modalidade, o método compreende gerar uma primeira frequência durante a primeira fase do sinal de controle e gerar uma segunda frequência durante uma segunda fase do sinal de controle, em que determinar o estado da pelo menos uma chave compreende comparar a primeira frequência à segunda frequência. Em uma modalidade, o método compreende ler um valor do pelo menos um resistor por meio de um dispositivo de entrada de múltiplas chaves de um fio acoplado à pelo menos uma chave e comunicar o valor do pelo menos um resistor para o gerador sobre um protocolo de comunicação de um fio.
[000341] Os circuitos de controle revelados em conjunto com as Figuras 87 a 99 são adequados para uso com dispositivos cirúrgicos, incluindo, por exemplo, dispositivos cirúrgicos descartáveis. Os circuitos de controle pode superar desafios como restrições de custo, condições de uso não ideais de dispositivo cirúrgico e compatibilidade com equipamento existente. Além disso, a resistência em série nas linhas de chave pode aumentar ao longo do tempo e o uso devido ao acúmulo de resíduo proveniente do contato com agentes de limpeza no cabo de dispositivo cirúrgico.
[000342] A metodologia de configuração e detecção de cada um dos circuitos de controle descritos em conjunto com as Figuras 87 a 99 pode ser configurada para operar com qualquer uma dentre, qualquer combinação de, ou a totalidade de, as seguintes exigências: compatibilidade com fontes de corrente constante com o uso de detecção de estado de nível de tensão conforme pode ser fornecido no gerador 102; circuitos de compensação para a impedância do cabo 112 (por exemplo, linha) (isto é, contatos de cabo contaminados); funcionalidade de suporte para múltiplas chaves fornecidas no cabo de dispositivo cirúrgico (modelo escalonável para suportar uma, duas, três ou mais chaves no cabo do dispositivo cirúrgico); fornecer um estado de presença de circuito; funcionalidade de suporte para múltiplos estados de chave simultâneos; funcionalidade de suporte para múltiplos componentes de memória de um fio (potência e comunicação); baixo custo para o dispositivo descartável; maximizar o uso de componentes "da prateleira"; minimizar área de projeção de circuito (por exemplo, aproximadamente 15 mm x 15 mm); fornecer mitigação de condições arriscadas resultantes devido à falha de componente de ponto único (por exemplo, circuito aberto/curto-circuito); fornece mitigação de descarga electrostática (ESD).
[000343] As várias modalidades dos circuitos de controle descritos em conjunto com as Figuras 87 a 99 são configuradas para estarem situadas em um cabo de um instrumento cirúrgico. Os circuitos de controle recebem um sinal de interrogação transmitido pelo gerador 102 através de um cabo 112. Conforme discutido acima em conexão com a Figura 10, um circuito de controle pode modificar características de um sinal de interrogação transmitido pelo gerador 102. As características do sinal de interrogação, que pode indicar de modo inequívoco o estado ou a configuração do circuito de controle e/ou do cabo do dispositivo cirúrgico, podem ser distinguidas por meio do conjunto de circuitos situado no lado do gerador 102 e são usadas para controlar os aspectos da operação do mesmo. As várias modalidades dos circuitos de controle descritos em conjunto com as Figuras 87 a 99 podem estar contidas em um dispositivo cirúrgico ultrassônico (por exemplo, no cabo 116 do dispositivo cirúrgico ultrassônico 104), em um dispositivo eletrocirúrgico (por exemplo, no cabo 130 do dispositivo eletrocirúrgico 106) ou em uma combinação de dispositivo ultrassônico/eletrocirúrgico (por exemplo, no cabo de um dispositivo que incorpora os aspectos funcionais do dispositivo ultrassônico 104 e do dispositivo eletrocirúrgi- co 106 em um único cabo), conforme descrito no presente documento.
[000344] A Figura 87 ilustra uma modalidade de um circuito 1602 de controle que compreende circuito de resistência chaveada paralela com suporte de comunicação de dados de alta velocidade e pelo menos um elemento de dados que compreende pelo menos um dispositivo de memória. Em uma modalidade, o circuito de controle 1602 pode ser operado por meio de um sinal de controle sob a forma de um pulso de corrente diferencial. Conforme mostrado na Figura 87, em uma modalidade, o circuito de controle 1602 pode ser conectado ou acoplado ao gerador 102 através do cabo 112 (e/ou 128) para receber um sinal de interrogação (por exemplo, um sinal de interrogação bipolar a uma frequência predeterminada, como 2 kHz, por exemplo) de um circuito de condicionamento de sinal 202 (por exemplo, de terminais de gerador HS e SR mostrados na Figura 10 através de um par condutivo de cabo 112 ou 128). Em uma modalidade, o circuito de controle 1602 compreende múltiplas chaves paralelas SW1, SW2, SWn. A modalidade do circuito de controle 1602 na Figura 87 pode ser empregada com qualquer número adequado n de chaves em paralelo com um resistor fixo R1. Consequentemente, qualquer número adequado de chaves SWn, em que n é um número inteiro maior do que zero, pode estar situado em paralelo a uma resistência fixa predeterminada para fornecer uma indicação da configuração e/ou da operação de um dispositivo cirúrgico 1600 (por exemplo, um dispositivo ultrassônico 104, um dispositivo eletrocirúrgico 106 ou um dispositivo ultrassônico/eletrocirúrgico combinado 104/106). O número de chaves n determina o número de possíveis estados. Por exemplo, uma única chave SW1 pode indicar até dois estados, dois chaves podem indicar até quatro estados e n chaves podem indicar até 2n estados. As chaves SW1, SW2, SWn podem ser qualquer tipo de chave. Em uma modalidade, as chaves SW1, SW2, SWn são chaves de botão de pressão situado no cabo do dispositivo cirúrgico 1600. As modalidades, entretanto, não estão limitadas neste contexto.
[000345] Dependendo do estado aberto ou fechado de cada uma das chaves SW1, SW2, SWn, por exemplo, o circuito de condicionamento de sinal 202 (por exemplo, de terminais de gerador HS e SR mostrados na Figura 10 através de um par condutivo do cabo 112, 128) apresentaria uma impedância diferente (por exemplo, resistência). Para modalidades nas quais n=2 que emprega duas chaves SW1, SW2, por exemplo, quatro impedâncias configuráveis de chave exclusivas podem ser detectadas pelo circuito de condicionamento de sinal 202, conforme descrito na Tabela 8, abaixo:Tabela 8
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[000346] O sinal de interrogação pode ser acoplado através das entradas HS/SR do circuito de controle 1602 e aplicado através de ambas as ramificações de chaves SW1, SW2. Quando SW1 e SW2 estão abertas, o circuito de controle 280 pode definir um circuito aberto que corresponde a um primeiro estado. Quando SW1 estiver aberta e SW2 estiver fechada, o sinal de interrogação pode definir um segundo estado. Quando SW1 estiver fechada e SW2 estiver aberta, o sinal de in- terrogação pode definir um terceiro estado. Quando SW1 e SW2 estiverem fechadas, o sinal de interrogação pode definir um quarto estado. Consequentemente, com base nas diferentes características do sinal de interrogação correspondente aos diferentes estados de SW1 e SW2, o estado ou a configuração do circuito de controle 280 pode ser distinguida pelo gerador 102 com base em um sinal de tensão aparecendo através das entradas do circuito de controle 280 (por exemplo, conforme medido por um ADC do circuito condicionador de sinal 202).
[000347] Ainda com referência à Figura 87, em uma modalidade, o circuito de controle 1602 compreende um diodo D1 colocado através dos terminais HS/RS do circuito de controle 1602 para agarrar e proteger o circuito de controle 1602 contra descargas eletrostáticas (ESD) e/ou transientes provenientes do dispositivo cirúrgico 1600 e do gerador 102 quando o dispositivo cirúrgico 1600 for conectado e desconec- tado do gerador 102. Na modalidade ilustrada, o diodo D1 é um su-pressor de tensão transiente bidirecional. O diodo D1 pode ser selecionado com base em uma classificação de ESD predeterminada, como, por exemplo descarga de contato de 8 kV, tensão de trabalho nominal de 5 V, tamanho pequeno e baixa capacitância para minimizar o efeito sobre as formas de onda de pulso. Qualquer supressor de tensão transiente bidirecional adequado pode ser empregado sem limitação. Em outras modalidades, conforme mostrado nas Figuras 93 a 95 e 97, por exemplo, podem ser colocados múltiplos diodos através das entradas HS/SR para proteger o dispositivo cirúrgico 1600 e/ou o circuito de controle 1602 contra ESD e outros transientes.
[000348] O diodo D2 é fornecido para roteamento unidirecional de pulsos de corrente negativa para a rede de resistor R1, R2, R3 e Rn+1 configurada pelas chaves SW1, SW2, SWn. Na modalidade ilustrada, o diodo D2 é um único diodo Schottky para fornecer uma baixa queda de tensão e minimizar o impacto para a faixa de tensão utilizável para a ADC do gerador 102. O diodo D2 pode ser fornecido sob forma distinta, como parte de um pacote de múltiplos diodos ou pode ser formado como parte de um circuito integrado personalizado (por exemplo, ASIC). Em outras modalidades, podem ser empregados outros diodos adequados sem limitação. Durante a fase positiva (borda ascendente) do pulso de corrente, o diodo D2 é orientado de modo reverso e a corrente flui através do transistor M1, que carrega o capacitor de porta C2 através do diodo D3. Durante a fase negativa (borda descendente) do pulso de corrente, o diodo D2 é orientado para frente e a ADC do gerador 102 apresenta a impedância da rede de resistor R1, R2, R3 e Rn+1 configurada pelas chaves SW1, SW2, SWn. Em outras modalidades, pode ser empregado um par de diodos para potência bidirecional conforme mostrado em conjunto com as Figuras 92 a 95 e 97.
[000349] O transistor M1 é fornecido para rotear um pulso de corrente positiva do gerador 102 para o capacitor de porta C2. Na modalidade ilustrada, o transistor M1 é um MOSFET de canal p, embora em outras modalidades, possa ser usado qualquer transistor adequado, sem limitação. Na modalidade ilustrada, o terminal de dreno do transistor M1 é conectado ao terminal de entrada de HS e aos cátodos de diodos D1, D2 e o terminal de porta é conectado ao terminal de entrada de SR do dispositivo cirúrgico 1600. A fonte de transistor M1 é conectada ao terminal de entrada de SR através do resistor R5. Um pulso de corrente positiva, conforme descrito com maiores detalhes com referência à Figura 88, recebido no terminal de HS carrega o capacitor C2 através de M1. o capacitor C2 é acoplado à porta de transistor M2 e, quando carregado, pode ligar o transistor M2 durante uma fase negativa do pulso de corrente ou da fonte de alimentação ao pelo menos um dispositivo de memória 1604 durante uma fase positiva do pulso de corrente de entrada. Embora mostrado como um componente distinto, o transistor M1 pode ser fornecido um pacote de múltiplos transistores ou pode ser formado como parte de um circuito integrado personalizado (por exemplo, ASIC). Em outras modalidades, podem ser empregados outros transistores adequados sem limitação.
[000350] Em uma modalidade, o pelo menos um dispositivo de memória 1604 pode compreender, por exemplo, uma ou mais EEPROM(s) de um fio, conhecidas sob o nome comercial "1-Wire". Conforme anteriormente discutido, a EEPROM de um fio é um dispositivo de memória de um fio 1604. De modo geral, podem ser empregados múltiplas EEPROMs no circuito de controle 1602. Na modalidade ilustrada, podem ser usadas até duas EEPROMs no dispositivo cirúrgico 1600. A(s) EEPROM(s) são alimentadas durante a fase positiva do pulso de corrente. O transistor M1 também fornece baixa queda de tensão direta e minimiza o impacto sobre as comunicação de alta velocidade de EEPROM. O transístor M1 fornece capacidades de bloqueio reverso, que não podem ser concretizadas com um diodo simples.
[000351] Um segundo transistor M2 fornece uma trajetória de baixa impedância substancial para encurtar a rede de resistor R1, R2, R3, Rn+1 a fim de que a ADC faça uma medição de referência inicial. O terminal de dreno de transistor M2 é conectado ao anodo de diodo D2 e a uma extremidade de resistores R1, R2, R3 e Rn+1. O terminal de fonte de transistor M2 é conectado ao terminal de SR do dispositivo cirúrgico 1600. Na modalidade ilustrada, o transistor M2 também é um transistor de MOSFET de canal p, embora em outras modalidades, possa ser empregado qualquer transistor adequado. Durante uma fase positiva do pulso de corrente, o transistor M2 é ligado e aplica uma trajetória de baixa impedância substancial através dos terminais HS/RS do dispositivo cirúrgico 1600 por um período de tempo relativamente curto conforme definido por uma constante de tempo de RC no terminal de porta de transistor M2, em que a constante de tempo de RC é determinada pelo resistor R4 e pelo capacitor de porta C2, em que ca- da um dos mesmos é acoplado à porta do transistor M2. O resistor R4 fornece uma trajetória de descarga e a temporização para a queda de tensão de capacitor de porta C2. O capacitor de porta C2 carrega durante a fase positiva do pulso de corrente, quando o transistor M2 for circuito aberto ou isolado. Eventualmente, a tensão no capacitor de porta C2 é suficiente para orientar negativamente a porta-fonte e liga o transistor M2 durante a fase negativa do pulso de corrente. Uma primeira medição é, então, obtida pela ADC do circuito de condicionamento de sinal 202 no gerador 102, que é mencionada neste documento como a medição "ADC_NEG1", conforme mostrado na Figura 90, por exemplo.
[000352] O diodo D3 fornece uma trajetória de corrente durante a fase positiva do pulso de corrente e permite que o capacitor de porta C2 carregue rapidamente enquanto se desvia do resistor R4, o que fornece a trajetória de descarga para o capacitor de porta C2. Em uma modalidade, o transistor M2 pode ser selecionado devido a um limiar de porta mínimo e máximo bem definido para fornecer melhor caracterização de temporização de LIGADO/DESLIGADO para a medição de diferencial. Em uma modalidade, o componente de transistor M2 pode ser fornecido como um componente distinto independente ou no mesmo pacote que o transistor M1. O resistor R4 pode ser selecionado com base na tolerância de 1%, no coeficiente de temperatura de 100 ppm e no pequeno tamanho de pacote. O critério de seleção de com-ponente identificado é fornecido meramente como um exemplo não limitador. Qualquer componente adequado pode ser substituído para executar a funcionalidade desejada.
[000353] Conforme anteriormente discutido, a rede de resistor R1, R2, R3 e Rn+1 é configurada pelas chaves SW1, SW2, SWn para apresentar uma diferente resistência (por exemplo, impedância) para a ADC do gerador 102. O resistor R1 ajusta a resistência máxima usada para detecção de chave, por exemplo, quando todas as chaves SW1, SW2, SWn estiverem abertas ("desligadas"). Quando a SW1 estiver fechada ("ligada"), o resistor R2 está situado em paralelo aos outros resistores de detecção de chave, conforme mostrado na Tabela 8, por exemplo. Quando a SW2 estiver fechada ("ligada"), o resistor R3 está situado em paralelo aos outros resistores de detecção de chave, conforme mostrado na Tabela 8, por exemplo. Cada um dos resistores R1, R2, R3, Rn+1 pode ser selecionado com base em uma tolerância de 1%, no coeficiente de temperatura de 100 ppm e no pequeno tamanho de pacote, sem limitação. o capacitor C1 pode estar situado em em paralelo aos resistores R1, R2, R3 e Rn+1 para fornecer filtração de alta frequência de ruído conduzido e/ou irradiado, por exemplo. Em uma modalidade, o capacitor C1 pode ser um capacitor de cerâmica, sem ex-cluir outros tipos de capacitor.
[000354] O resistor R5 fornece uma trajetória de impedância relativamente baixa para ligar rapidamente o transistor M2 durante o início da fase negativa do pulso de corrente. O capacitor de porta C2 carrega em conjunto com o resistor R4 para aumentar a tensão de porta acima do limar de ligamento de transistor M2 por um curto período de tempo. O valor do resistor R5 também pode ser selecionado para fornecer uma tensão de abastecimento suficiente para a uma ou mais EE- PROM(s) durante a fase positiva do pulso de corrente.
[000355] A Figura 88 é uma representação gráfica de um aspecto de um sinal de controle sob a forma de uma forma de onda de pulso de corrente constante 1610 que pode ser gerado pelo circuito de condicionamento de sinal 202 do gerador 102 conforme mostrado na Figura 10. O tempo, em milissegundos (mS), é mostrado ao longo do eixo horizontal e a corrente, em miliamps (mA), é mostrada ao longo do eixo vertical. Na modalidade ilustrada na Figura 88, são produzidos pulsos de corrente constante periódicos 1612, 1614, em que cada um tem uma primeira fase mostrada como transições positivas 1612a, 1614a e uma segunda fase mostrada como transições negativas 1612c, 1614c, at +/- 15 mA por meio de um gerador de fonte de corrente situado no lado do gerador 102. O gerador de fonte de corrente é acoplado aos terminais de entrada HS/SR do dispositivo cirúrgico 1600/circuito de controle 1602 através do cabo 112, 128. Podem ser empregadas outras amplitudes de corrente constante. Na modalidade ilustrada, o circuito de controle 1602 utiliza ambas as polaridades de pulso para detectar até 2n combinações exclusivas de chaves SW1, SW2, SWn e também apoia a comunicação com a(s) EEPROM(s) de um fio.
[000356] A Figura 88A é uma representação gráfica de um aspecto de um sinal de controle sob a forma da forma de onda de pulso de corrente constante 1610 da Figura 88 mostrando valores numéricos de vários recursos da forma de onda 1610 de acordo com uma modalidade exemplificadora. Na modalidade exemplificadora da Figura 88A, mostra-se o tempo no eixo horizontal em milissegundos (mS) enquanto a corrente ao longo do eixo horizontal é mostrada em miliamps (mA). Também, na modalidade exemplificadora da Figura 88A, os pulsos de corrente 1612, 1614 podem ter uma amplitude de +/- 15 mA.
[000357] Será entendido que, embora o pulso de corrente seja caracterizado como tendo uma primeira fase que é uma transição positiva e uma segunda fase é uma transição negativa, o escopo da presente revelação inclui modalidades nas quais o pulso de corrente é caracterizado como tendo a polaridade oposta. Por exemplo, o pulso de corrente pode ser caracterizado como tendo uma primeira fase que é uma transição negativa e uma segunda fase é uma transição positiva. Também será entendido que a seleção dos componentes de qualquer um dos circuitos de controle aqui revelados pode ser adequadamente adaptada e configurada para operar com o uso de um pulso de corrente caracterizado como tendo uma primeira fase que é uma transição negativa e uma segunda fase é uma transição positiva. Também, embora a presente revelação descreva o sinal de controle como um pulso de corrente diferencial, o escopo da presente revelação inclui modalidades nas quais o sinal de controle é caracterizado como um pulso de tensão. Consequentemente, as modalidades reveladas dos circuitos de controle não são limitadas no contexto do pulso de corrente diferencial descrito em conjunto com a Figura 88.
[000358] Agora com referência às Figuras 87 e 88, em uma modalidade, o circuito de controle 1602 opera em um pulso diferencial com resistores paralelos R1, R2, R3 e Rn+1 configurados pelas chaves SW1, SW2, SWn. Adicionalmente, fornece-se comunicação de dados de alta velocidade através do transistor M1 para o pelo menos um dispositivo de memória 1604. Em uma modalidade, o circuito de controle 1602 usa uma resistência variável ditada pelo fechamento de uma ou mais chaves de botão de pressão SW1, SW2, SWn. As bordas positivas 1612a, 1614a e as bordas negativas 1612c, 1614c dos pulsos de corrente 1612, 1614 são usadas para derivar uma medição que irá permitir a compensação de um cabo em série desconhecido 112, 128 e a resistência à contaminação dos contatos das chaves SW1, SW2, SWn dentro de uma faixa predeterminada. Inicialmente, um pulso de corrente positiva 1612a carrega o capacitor de porta C2 e, subsequentemente, um pulso de corrente negativo 1612c permite que o transistor M2 se vire por um breve período de tempo definido pela constante de tempo de RC do capacitor de porta C2 e do resistor R4. Durante a primeira fase do pulso de corrente negativo 1612c, o transistor M2 é colocado em um estado saturado criando uma trajetória de impedância muito baixa através do dispositivo cirúrgico 1600 entre os terminais HS/SR. Após um período de tempo definido pela constante de tempo de RC do par de R4 e C2, o capacitor de porta C2 descarrega através do resistor R4 e o canal de FET do transistor M2 abre fazendo com que a corrente total seja orientada através da trajetória do resistor R1, R2, R3, Rn+1 com base no estado das chaves de botão de pressão SW1, SW2, SWn. O estado de baixa impedância quando o transistor M2 estiver em estado fechado (modo de saturação) e o estado da rede de resistor R1, R2, R3, Rn+1 quando o transistor M2 estiver em um estado aberto (modo de desativação) são os dois estados de impedância no domínio de tempo que são usados para detectar a ativação de chaves de botão de pressão SW1, SW2, SWn. Isso proporciona a capacidade de compensar uma resistência de trajetória externa (contatos de cabo, cabeamento, resistência de conector) comparando-se a diferença entre os dois estados.
[000359] Com referência novamente à Figura 88, cada uma dentre uma combinação de chaves SW1, SW2, SWn cria uma resistência exclusiva apresentada à ADC no gerador 102 durante a fase negativa do pulso de corrente. Os pulsos de corrente constante 1612, 1624 transmitidos do gerador 102 para o dispositivo cirúrgico 1600 apresentam uma tensão exclusiva de volta para uma ADC no gerador 102 que é proporcional à resistência selecionada pelas chaves SW1, SW2, SWn. O capacitor de porta C2 do transístor M1 carrega durante a fase de pulso de corrente positiva 1612a, 1614a. Quando a forma de onda de pulso de corrente muda de uma positiva para negativa em 1612b, 1614b, a tensão no capacitor de porta C2 liga o transistor M2, que encurta efetivamente o circuito de controle 1602 do dispositivo cirúrgico 1600 entre os terminais HS/SR. O curto-circuito ocorre por um curto período de tempo que é ajustado pela constante de tempo definida pelo resistor R4 e pelo capacitor de porta C2 acoplado à porta do transistor M2. Após o capacitor de porta C2 ter descarregado completamente através do resistor R4, o circuito de controle 1602 faz transição para uma impedância que representa o estado de chaves de botão de pressão SW1, SW2, SWn. Usar essas duas medições para cada período de tempo quando o transistor M2 estiver em um estado de circuito aberto e um estado de curto circuito permite que o sistema de circuito de controle 1602 tolere as variações de resistência devido aos efeitos de fiação de cabo, resistência de contato de conector e resistência de chave de botão de pressão. Adicionalmente, conforme anteriormente discutido, usar o transistor M1 de MOSFET de canal p ao invés de um diodo é um meio eficaz para facilitar comunicação de EEPROM velocidade alta sem afetar adversamente a capacidade de detecção de chave manual.
[000360] A Figura 89 é uma representação gráfica 1620 de várias regiões de detecção associadas ao aspecto do sinal de controle mostrado na Figura 88. O tempo em "mS" é mostrado ao longo do eixo horizontal e a impedância em "kQ" é mostrada ao longo do eixo vertical. São mostradas cinco regiões de detecções (1-5) na representação gráfica 1620. Também com referência às Figuras 87 e 88, a região 1 representa o estado do transistor M2 quando o mesmo estiver em modo de saturação durante a fase negativa 1612c do pulso de corrente 1612 criando uma trajetória de baixa resistência através do dispositivo cirúrgico 1600. Isso é a medição de ADC de linha de base que representa o resistor em série R1, exceto pela chave de botão de pressão SW1, SW2, SWn resistência de detecção. A região 2 representa o estado do transistor M2 após o capacitor de porta C2 ter completamente descarregado através do resistor R4 ao longo de um período de tempo constante definido por R4 e C2. Na região 2, o dispositivo cirúrgico 1600 irá apresentar uma resistência que representa um estado da chave de botão de pressão exclusivo SW1, SW2, SWn. A amplitude na região 2 muda dependendo dos estados das chaves de botão de pressão SW1, SW2, SWn. A região 3 representa a região ôhmica do transistor M2 quando o mesmo estiver fazendo a transição do modo de saturação para o modo de desativação. A região 4 representa a borda positiva crescente 1612a do pulso de corrente 1612 para carregar o capacitor de porta C2 acoplado à porta do transistor M2. O diodo D3 com seu anodo também acoplado à porta do transistor M2 permite que o capacitor de porta C2 seja carregado rapidamente a fim de estar dentro de uma faixa de tempo total predeterminada. A região 5 representa a borda decrescente ou negativa 1612c do pulso de corrente 1612 quando o transistor M2 estiver fazendo a transição do modo de desativação para o modo de saturação.
[000361] A Figura 90 é uma representação gráfica de um aspecto de um sinal de controle sob a forma de uma forma de onda de pulso de corrente 1630 medido no gerador 102 com SW1 fechada uma impe- dância de cabo/conector 112, 128 de zero ohm. A forma de onda de pulso de corrente 1630 mostra um primeiro pulso de corrente 1632 seguido de um segundo pulso de corrente 1634. O capacitor de porta C2, que é acoplado à porta do transistor M2, carrega durante a borda positiva inicial 1632a. Durante a borda negativa 1632b do pulso de corrente 1632, o transistor M2 entra em um estado saturado (ligado) criando uma impedância externa muito baixa para o dispositivo cirúrgico 1600 entre os terminais HS/SR. Durante um primeiro período de amostra 1636, a ADC realiza uma primeira medida de impedância "de referên-cia" identificada como "ADC_NEG1" na forma de onda 1630. Após um período de tempo T definido pela constante de tempo ajustada por R4 e C2, o capacitor de porta C2 descarrega através do resistor R4 e o canal de FET do transistor M2 se abre fazendo com que a corrente total seja orientada através da combinação paralela de resistores R1 e R3 (R1||R3) visto que SW1 está na posição fechada. Consequentemente, com o transistor M2 no estado desligado, a impedância externa ao dispositivo cirúrgico 1600 é medida durante um segundo período de amostra 1638 pela ADC e é identificada como "ADC_NEG2" na forma de onda 1630. Um terceiro período de amostra 1639 pode ser reser- vado para detecção de instrumento remanescente e ocorre após uma borda positiva subsequente 1634a do pulso de corrente 1634 e é identificada como ADC_POS.
[000362] A Figura 90A é uma representação gráfica de um aspecto de um sinal de controle sob a forma da forma de onda de pulso de corrente 1630 da Figura 90 mostrando valores numéricos de vários recursos da forma de onda 1630 de acordo com uma modalidade exemplifi- cadora. O tempo em "mS" é mostrado ao longo do eixo horizontal e as Contagens de ADC são mostradas ao longo do eixo vertical interno e ADC Vin em volts (V) mostrada ao longo do eixo vertical externo.
[000363] A Figura 91 é um traço de osciloscópio de uma forma de onda de entrada de ADC medida real 1640 com o uso de um gerador 102 e um circuito de controle 1602. O tempo em "mS" é mostrado ao longo do eixo horizontal e ADC Vin em volts (V) é mostrada ao longo do eixo vertical. O formato da forma de onda real 1640 mostrada na Figura 90 é muito similar ao formato da forma de onda simulado 1630 mostrado na Figura 90.
[000364] A Figura 92 ilustra outra modalidade de um circuito de controle 1702 que compreende um circuito de resistência chaveada paralela e pelo menos um elemento de dados que compreende pelo menos um dispositivo de memória. Em uma modalidade, o circuito de controle 1702 pode ser operado por um sinal de controle sob a forma de um pulso de corrente diferencial. Conforme anteriormente discutido em relação ao circuito de controle 1602 mostrado na Figura 87, o circuito de controle 1702 faz interface com uma fonte de corrente (gerador), que emite pulsos de corrente constante positiva e negativa periódicos a +/15 mA, conforme mostrado na Figura 88, por exemplo. O modelo de circuito de controle 1702 utiliza ambas as polaridades de pulso para detectar até 2n combinações de chave exclusivas e também suporta a comunicação com um ou mais dispositivos de memória 1704, como, por exemplo, uma EEPROM(s) de um fio.
[000365] Em uma modalidade, o circuito de controle 1702 pode ser conectado ao gerador 102 para receber um sinal de interrogação (por exemplo, um sinal de interrogação bipolar a uma frequência predeterminada, como 2 kHz, por exemplo) do circuito de condicionamento de sinal 202 (por exemplo, de terminais de gerador HS e SR mostrados na Figura 10 através de um par condutivo de cabo 112, 128). O circuito de controle 1702 pode ser acoplado a um número predeterminado de n chaves para fornecer uma indicação da configuração e/ou da operação de um dispositivo cirúrgico 1700 (por exemplo, um dispositivo ultrassônico 104, um dispositivo eletrocirúrgico 106 ou um dispositivo ultrassônico/eletrocirúrgico combinado 104/106). O circuito de con-trole 1702 mostrado na Figura 92 tem estrutura e operação substancialmente similares ao circuito de controle 1602 descrito em conjunto com as Figuras 87-91, exceto que o transistor M1 é substituído pelo diodo D4. De outro modo, os dois circuitos de controle 1602 e 1702 funcionam de maneira substancialmente similar.
[000366] Conforme mostrado na Figura 92, durante a fase positiva do pulso de corrente, conforme mostrado na Figura 88, o diodo D2 é orientado de modo reverso e o diodo D4 é orientado para frente para permitir que o capacitor de porta C2 carregue através do diodo D3. Durante a fase negativa do pulso de corrente, o diodo D4 é orientado de modo reverso e o diodo D2 é orientado para frente para conectar os resistores R1, R2, R3, Rn+1 em paralelo em uma configuração determinada pelo estado de chaves SW1, SW2, SWn. Durante um período inicial da fase negativa do pulso de corrente, o transistor M2 está em modo de saturação devido à tensão no capacitor de porta carregado C2 e fornece uma trajetória de baixa impedância para o gerador externo 102 durante um período igual à constante de tempo definida por R4 e C2. Durante esse período, ADC realiza uma medida de impedância inicial "ADC_NEG1" conforme mostrado na forma de onda 1630 da Figura 90. Uma vez que o capacitor de porta C2 descarrega através do resistor R4, o transistor M2 desliga e a ADC observa a impedância configurada pela combinação paralela de resistores R1 e de qualquer um dos outros resistores R2, R3, Rn+1 que pode ser chaveado por chaves correspondentes SW1, SW2, SWn, conforme anteriormente descrito em conjunto com as Figuras 87-91. A região de detecção é similar àquela mostrada na Figura 89.
[000367] A Figura 93 ilustra uma modalidade de um circuito de controle 1802 que compreende um circuito de resistência chaveada em série e pelo menos um elemento de dados que compreende pelo menos um dispositivo de memória. Em uma modalidade, o circuito de controle 1802 pode ser operado por meio de um sinal de controle sob a forma de um pulso de corrente diferencial. Conforme anteriormente discutido em relação aos circuitos de controle 1602, 1702 mostrados nas Figuras 87, 92, o circuito de controle 1802 faz interface com uma fonte de corrente (gerador), que emite pulsos de corrente constante positiva e negativa periódicos a +/- 15 mA, conforme mostrado na Figura 88, por exemplo. O circuito de controle 1802 utiliza ambas as polaridades de pulso para detectar até 2n combinações de chave exclusivas e também suporta a comunicação para um ou mais dispositivos de memória 1804, 1806, como, por exemplo, duas EEPROM(s) de um fio.
[000368] Em uma modalidade, o circuito de controle 1802 pode ser conectado ao gerador 102 para receber um sinal de interrogação (por exemplo, um sinal de interrogação bipolar a uma frequência predeterminada, como 2 kHz, por exemplo) do circuito de condicionamento de sinal 202 (por exemplo, de terminais de gerador HS e SR mostrados na Figura 10 através de um par condutivo de cabo 112, 128). O circuito de controle 1802 pode ser acoplado a um número predeterminado de n chaves para fornecer uma indicação da configuração e/ou da operação de um dispositivo cirúrgico 1800 (por exemplo, um dispositivo ultrassônico 104, um dispositivo eletrocirúrgico 106 ou um dispositivo ultrassônico/eletrocirúrgico combinado 104/106).
[000369] Em uma modalidade, o circuito de controle 1802 emprega uma resistência variável em série configurável por até n chaves de botão de pressão SW1, SW2, SWn. Os pulsos de corrente positiva e negativa podem ser usados para derivar uma medição, o que irá permitir a compensação de um cabo em série conhecido e a resistência à contaminação dentro de uma dada faixa. Inicialmente, uma fase positiva de um pulso de corrente reversa orienta o diodo D2 e avança o diodo D4 para carregar o capacitor de porta C2 através do diodo D3. Durante uma fase negativa subsequente do pulso de corrente, o diodo D2 é orientado para frente e o diodo D4 é orientado de modo reverso. Consequentemente, o diodo D2 agora acopla resistores em série R1, R2, R3, Rn+1, em uma configuração determinada pelo estado de chaves de botão de pressão SW1, SW2, SWn, à ADC externa no gerador 102. Durante a primeira porção da fase negativa do pulso de corrente, o transistor M2 está em modo de saturação devido à tensão no capacitor de porta carregado C2, criando assim uma trajetória de impedância muito baixa através do dispositivo cirúrgico 1800. Após um período de tempo definido pela constante de tempo ajustada pelo resistor R4 e C2, o capacitor de porta C2 descarrega e o canal de FET do transistor M2 se abre para orientar a corrente total através da trajetórias de resisto- res em série definida por resistores R1, R2, R3, Rn+1, em uma configuração determinada pelo estado de chaves de botão de pressão SW1, SW2, SWn. O estado encurtado inicial do transistor M2 e o estado de impedância subsequente da trajetória de resistor em série são os únicos dois estados de impedância no domínio de tempo que são usados para detectar o estado de chaves de botão de pressão SW1, SW2, SWn. Isso proporciona a capacidade de compensar uma resistência de trajetória externa (contatos de cabo, cabeamento, resistência de conector) mediante a comparação da diferença entre esses dois estados. A região de detecção é similar àquela mostrada na Figura 89.
[000370] Dependendo do estado aberto ou fechado de cada uma das chaves SW1, SW2, SWn por exemplo, o circuito de condicionamento de sinal 202 (por exemplo, de terminais de gerador HS e SR mostrados na Figura 10 através de um par condutivo do cabo 112, 128) apresentaria uma impedância diferente (por exemplo, resistência). Para a modalidade em que n=3, e o circuito de controle 1802 inclui três chaves SW1, SW2, SW3, por exemplo, existem oito impedâncias configuráveis de chave exclusivas que podem ser detectadas pelo circuito de condicionamento de sinal 202 com base nos estados de chaves SW1, SW2, SW3, conforme descrito na Tabela 9 abaixo:Tabela 9
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[000371] Os diodos de proteção dupla D1 e D5 colocados através dos terminais HS/RS do circuito de controle 1802 são usados para prender ESD e/ou transientes provenientes do dispositivo cirúrgico 1800 e do gerador 102 quando o dispositivo cirúrgico 1800 for conectado e desconectado do gerador 102.
[000372] A Figura 94 ilustra uma modalidade de um circuito 1902 de controle que compreende um circuito de resistência chaveada em sé- rie com uma referência de tensão de precisão e pelo menos um elemento de dados que compreende pelo menos um dispositivo de memória. Em uma modalidade, o circuito de controle 1902 pode ser operado por meio de um sinal de controle sob a forma de um pulso de corrente diferencial. Conforme anteriormente discutido em relação aos circuitos de controle 1602, 1702, 1802 mostrados nas Figuras 87, 92 e 93, o circuito de controle 1902 faz interface com uma fonte de corrente (gerador), que emite pulsos de corrente constante positiva e negativa periódicos a +/- 15 mA, conforme mostrado na Figura 88, por exemplo. O circuito de controle 1902 utiliza ambas as polaridades de pulso para detectar até 2n combinações de chave exclusivas e também suporta a comunicação para um ou mais dispositivos de memória 1904, 1906, como, por exemplo, duas EEPROM(s) de um fio.
[000373] Em uma modalidade, o circuito de controle 1902 pode ser conectado ao gerador 102 para receber um sinal de interrogação (por exemplo, um sinal de interrogação bipolar a uma frequência predeterminada, como 2 kHz, por exemplo) do circuito de condicionamento de sinal 202 (por exemplo, de terminais de gerador HS e SR mostrados na Figura 10 através de um par condutivo de cabo 112, 128). O circuito de controle 1902 pode ser acoplado a um número predeterminado de n chaves para fornecer uma indicação da configuração e/ou da operação de um dispositivo cirúrgico 1900 (por exemplo, um dispositivo ultrassônico 104, um dispositivo eletrocirúrgico 106 ou um dispositivo ultrassônico/eletrocirúrgico combinado 104/106).
[000374] Em uma modalidade, o circuito de controle 1902 emprega uma resistência variável em série configurável por até n chaves de botão de pressão SW1, SW2, SWn. O circuito de controle 1902 na Figura 94, contudo, compreende uma referência de tensão de desvio adicional implantada com diodo zener D6, que permite que valores superiores de resistência sejam usados para detecção de chave. Valores de resistência mais altos se encaixam melhor quando uma baixa resistência de contato de botão de pressão não puder ser mantida (isto é, circuitos flexíveis de tinta condutora). Em outros aspectos, o circuito de controle 1902 tem operação substancialmente similar ao circuito de controle 1802 descrito em conjunto com a Figura 93, exceto que a im- pedância configurável de chave está em paralelo ao resistor R6.
[000375] Dependendo do estado aberto ou fechado de cada uma das chaves SW1, SW2, SWn por exemplo, o circuito de condicionamento de sinal 202 (por exemplo, de terminais de gerador HS e SR mostrados na Figura 10 através de um par condutivo do cabo 112, 128) apresentaria uma impedância diferente (por exemplo, resistência). Para a modalidade em que n=3 e, o circuito de controle 1902 inclui três chaves SW1, SW2, SW3, por exemplo, existem oito impedâncias configuráveis de chave exclusivas que podem ser detectadas pelo circuito de condicionamento de sinal 202 com base nos estados de chaves SW1, SW2, SW3, conforme descrito na Tabela 10, abaixo:Tabela 10
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[000376] A Figura 95 ilustra uma modalidade de um circuito 2002 de controle que compreende um circuito de resistência chaveada de frequência variável e pelo menos um elemento de dados que compreen- de pelo menos um dispositivo de memória. Conforme anteriormente discutido em relação aos circuitos de controle 1602, 1702, 1802, 1902 mostrados nas Figuras 87, 92, 93 e 94, o circuito de controle 2002 faz interface com uma fonte de corrente (gerador), que emite pulsos de corrente constante positiva e negativa periódicos a +/- 15 mA conforme mostrado na Figura 88, por exemplo. O circuito de controle 2002 utiliza ambas as polaridades de pulso para detectar até 2n combinações de chave exclusivas e também suporta a comunicação para um ou mais dispositivos de memória 2004, 2006, como, por exemplo, duas EE- PROM(s) de um fio.
[000377] Em uma modalidade, o circuito de controle 2002 pode ser conectado ao gerador 102 para receber um sinal de interrogação (por exemplo, um sinal de interrogação bipolar a uma frequência predeterminada, como 2 kHz, por exemplo) do circuito de condicionamento de sinal 202 (por exemplo, de terminais de gerador HS e SR mostrados na Figura 10 através de um par condutivo de cabo 112, 128). O circuito de controle 2002 pode ser acoplado a um número predeterminado de n chaves para fornecer uma indicação da configuração e/ou da operação de um dispositivo cirúrgico 2000 (por exemplo, um dispositivo ultrassônico 104, um dispositivo eletrocirúrgico 106 ou um dispositivo ultrassônico/eletrocirúrgico combinado 104/106).
[000378] O circuito de controle de configuração de resistência cha- veada 2002 emprega frequência de pulso variável para determinar os estados de chaves de botão de pressão SW1, SW2, SWn. O circuito de controle 2002 utiliza ambas as polaridades de pulso para detectar até 2n combinações de chave exclusivas e também suporta a comunicação para um ou mais dispositivos de memória 2004, 2006, como, por exemplo, duas EEPROM(s) de um fio. O uso de frequência variável permite que o método de detecção empregado pelo circuito de controle 2002 seja independente da resistência em série variável externa. Um circuito de acionador Schmitt 2008 é configurado como um oscila- dor de RC, em que a frequência de oscilação é determinada pela constante de tempo de RC ajustada pela chave de botão de pressão configurada pelos resistores R1, R2, R3, Rn+1 e pelo capacitor C3. Um pulso de corrente negativo inicial carrega capacitor de grande volume C4 para ser usado como uma fonte de alimentação a fim de mover-se livremente entre pulsos de fonte de corrente. Então, o gerador de fonte de corrente é configurado para corrente zero durante a medição de frequência. Os pulsos de saída são acoplados de modo capacitivo por C5 novamente ao comparador de gerador. A partir desse momento, a frequência de oscilador pode ser processada para determinar os estados das chaves SW1, SW2, SWn.
[000379] Dependendo do estado aberto ou fechado de cada uma das chaves SW1, SW2, SWn por exemplo, o circuito de condicionamento de sinal 202 (por exemplo, de terminais de gerador HS e SR mostrados na Figura 10 através de um par condutivo do cabo 112, 128) apresentaria uma frequência diferente (fo) com base na resistência selecio- nável de chave. Para uma modalidade em que n=3 e o circuito de controle 2002 inclui três chaves SW1, SW2, SW3, por exemplo, existem oito frequências configuráveis de chave exclusivas determinadas pela constante de tempo de RC para o acionador Schmitt 2008 com base no oscilador ajustado pela chave de botão de pressão configurada por resistores R1, R2, R3, R4 e pelo capacitor C3. A frequência (fo) observada pelo circuito de condicionamento de sinal 202 com base nos estados de chaves SW1, SW2, SW3, são conforme descrito na Tabela 11 abaixo: Tabela 11
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[000380] A Figura 96, é uma representação gráfica 2010 de uma modalidade de um método de detecção mostrando regiões de detecção para o circuito de controle 2002 que compreende um circuito de resistência chaveada de frequência variável e um dispositivo de memória, conforme descrito em conjunto com a Figura 95. O tempo (mS) é mostrado ao longo do eixo horizontal e a tensão (V) é mostrada ao longo do eixo vertical. Conforme mostrado na Figura 96, a região 1 mostra uma saída de pulso de circuito de comparador do gerador 102 derivada do circuito de oscilador com base em RC 2008 do circuito de controle 2001. Conforme mostrado na Tabela 11, para n=3, haveria oito frequências exclusivas que representam aquele estado de cada chave de botão de pressão SW1, SW2, SW3. A região 2 mostra o capacitor de abastecimento de grande volume C4 para o circuito de osci- lador 2008 sendo carregado por um pulso de corrente negativo. A região 3 mostra uma forma de onda de pulso na entrada de comparador do gerador 102.
[000381] A Figura 97 ilustra uma modalidade de um circuito de controle 2102 que compreende um circuito de resistência chaveada para- lela com uma referência de tensão de precisão e ao menos um elemento de dados que compreende pelo menos um dispositivo de memória que emprega uma forma de onda de coeficiente angular variável para determinar estados de chave. Em uma modalidade, o circuito de controle 2102 pode ser operado por meio de um sinal de controle sob a forma de um pulso de corrente diferencial. Conforme anteriormente discutido em relação aos circuitos de controle 1602, 1702, 1802, 1902, 2002 mostrados nas Figuras 87, 92, 93, 94 e 95, o circuito de controle 2102 faz interface com uma fonte de corrente (gerador), que emite pulsos de corrente constante positiva e negativa periódicos a +/- 15 mA conforme mostrado na Figura 88, por exemplo. O circuito de controle 2102 utiliza ambas as polaridades de pulso para detectar até 2n combinações de chave exclusivas e também suporta a comunicação para um ou mais dispositivos de memória 2104, 2106, como, por exemplo, duas EEPROM(s) de um fio.
[000382] Em uma modalidade, o circuito de controle 2102 pode ser conectado ao gerador 102 para receber um sinal de interrogação (por exemplo, um sinal de interrogação bipolar a uma frequência predeterminada, como 2 kHz, por exemplo) do circuito de condicionamento de sinal 202 (por exemplo, de terminais de gerador HS e SR mostrados na Figura 10 através de um par condutivo de cabo 112, 128). O circuito de controle 2102 pode ser acoplado a um número predeterminado de n chaves para fornecer uma indicação da configuração e/ou da operação de um dispositivo cirúrgico 2100 (por exemplo, um dispositivo ultrassônico 104, um dispositivo eletrocirúrgico 106 ou um dispositivo ultrassônico/eletrocirúrgico combinado 104/106).
[000383] O circuito de controle 2102 emprega uma forma de onda de coeficiente angular variável para determinar os estados de chaves de botão de pressão SW1, SW2, SWn. Uma fonte de pulso de corrente constante aciona uma corrente para uma carga capacitiva, por exem- plo, o capacitor C6, para gerar um coeficiente angular dependente do valor de capacitância do capacitor C6. Com o uso de um regulador de desvio D6 e de uma combinação de capacitor carregado cria um circuito ativo que varia o coeficiente angular mediante a variação da resistência configurável de chave R1, R2, R3, Rn+1 ao invés disso de variar a capacitância C6. Cada estado de chave de botão de pressão SW1, SW2, SWn cria um coeficiente angular em elevação exclusivo conforme mostrado na Figura 98, com base em uma constante de tempo exclusiva determinada por uma combinação do capacitor C6 e da resistência R1, R2, R3, Rn+1 conforme selecionado pelas chaves SW1, SW2, SWn.
[000384] Dependendo do estado aberto ou fechado das chaves SW1, SW2, SWn por exemplo, o circuito de condicionamento de sinal 202 (por exemplo, de terminais de gerador HS e SR mostrados na Figura 10 através de um par condutivo do cabo 112, 128) apresentaria um coeficiente angular em elevação diferente com base em uma constante de tempo exclusiva com base na resistência selecionável de chave. Para uma modalidade em que n=3 e o circuito de controle 2102 inclui três chaves SW1, SW2, SW3, por exemplo, existem oito coeficientes angulares em elevação configuráveis de chave exclusivos determinados pela constante de tempo de RC determinada pela chave de botão de pressão configurada pelos resistores R1, R2, R3, R4 e pelo capacitor C6. O coeficiente angular em elevação observado pelo circuito de condicionamento de sinal 202 é baseado no estado de cada combinação de chave SW1, SW2, SW3, conforme descrito na Tabela 12 abaixo:Tabela 12
Figure img0017
[000385] A Figura 98 é uma representação gráfica 2110 de uma modalidade de um método de detecção mostrando regiões de detecção para o circuito de controle de elevação/coeficiente angular 2102 que compreende um circuito de resistência chaveada de eleva- ção/coeficiente angular variável e um dispositivo de memória, conforme descrito em conjunto com a Figura 97. O tempo (mS) é mostrado ao longo do eixo horizontal e as contagens de ADC são mostradas ao longo do eixo vertical. A região 1 mostra o coeficiente angular variável controlado pela constante de tempo determinada pelo capacitor C6 e pela resistência configurável R1, R2, R3, R4 da chave SW1, SW2, SW3. Cada estado de chave SW1, SW2, SW3 fornece um coeficiente angular exclusivo. A região 2 é a região no tempo para reinicializar a constante de tempo de RC. O modelamento por simulação confirmou a imunidade à resistência à corrosão muito sensível ao contato. Todavia, a medição baseada no tempo pode ser suscetível à indutância e à condutância de cabo devido a bordas temporárias rápidas de sinalização. Consequentemente, os circuitos de compensação para indutância e capacitância de cabo devido ao fato de que as bordas temporárias rápidas de sinalização são contempladas nessa descrição. A detecção de coeficiente angular minimizaria o risco de falsa detecção de estado de chave. Talvez seja necessário que as bordas crescentes e decrescentes de pulso de corrente sejam inferiores à frequência de ressonância mais baixa do cabo, por exemplo. As modalidades, entretanto, não estão limitadas neste contexto.
[000386] A Figura 99 ilustra uma modalidade de um circuito de controle 2202 que compreende um dispositivo de entrada de múltiplas chaves de um fio. Conforme anteriormente discutido em relação aos circuitos de controle 1602, 1702, 1802, 1902, 2002, 2102 mostrados nas Figuras 87, 92, 93, 94, 95 e 97, o circuito de controle 2202 faz interface com uma fonte de corrente (gerador), que emite pulsos de corrente constante positiva e negativa periódicos a +/- 15 mA conforme mostrado na Figura 88, por exemplo. O circuito de controle 2202 utiliza ambas as polaridades de pulso para detectar até 2n combinações de chave exclusivas e também suporta a comunicação com um ou mais dispositivos de memória, como, por exemplo, duas EEPROM(s) de um fio, que não são mostradas na Figura 99 para ser breve e conciso, mas podem ser incluídas em vários aspectos dessa modalidade. Além disso, o par de diodos D2/D4 para potência bidirecional não é mostrado na Figura 99 para ser breve e conciso, mas pode ser incluído em vários aspectos dessa modalidade.
[000387] Em uma modalidade, o circuito de controle 2202 pode ser conectado ao gerador 102 para receber um sinal de interrogação (por exemplo, um sinal de interrogação bipolar a uma frequência predeterminada, como 2 kHz, por exemplo) do circuito de condicionamento de sinal 202 (por exemplo, de terminais de gerador HS e SR mostrados na Figura 10 através de um par condutivo de cabo 112, 128). O circuito de controle 2202 pode ser acoplado a um número predeterminado de n chaves para fornecer uma indicação da configuração e/ou da operação de um dispositivo cirúrgico 2200 (por exemplo, um dispositivo ultrassônico 104, um dispositivo eletrocirúrgico 106 ou um dispositivo ultrassônico/eletrocirúrgico combinado 104/106).
[000388] Em uma modalidade, o dispositivo de entrada de múltiplas chaves de um fio do circuito de controle 2202 emprega um dispositivo de expansão de porta de um fio 2204 como um circuito integrado de um fio de I/O programável Maxim DS2408 de 8 canais disponível junto à Maxim Integrated Products, Inc., Sunnyvale, CA, EUA, ou equivalentes do mesmo, conhecidos sob o nome comercial "1-Wire". O dispositivo de expansão de porta 2204 pode ser alimentado dp pulso de corrente negativo do gerador 102. O dispositivo de expansão de porta 2204 está em conformidade com o protocolo de comunicação de um fio para acomodar até oito entradas de chave 2208. As saídas do dispositivo de expansão de porta 2204 são configuradas como dreno aberto e fornecem uma resistência de 100 Q máxima. Um protocolo de comunicação de acesso de canal sólido assegura que as mudanças de ajuste de saída ocorrem sem erros. Uma saída de estroboscópio de dados válidos pode ser usada para travar estados de lógica do dispositivo de expansão de porta 2204 em conjunto de circuitos externo como um conversor de D/A (DAC) ou barramento de dados de microcontro- lador. O dispositivo de expansão de porta 2204 seleciona uma dentre oito chaves SW1-SW8 para selecionar um dentre oito resistores correspondentes 1-8 no banco de resistor 2210. Em uma modalidade, por exemplo, um método de detecção compreende ler qualquer uma dos estados das chaves SW1-SW8 com o uso do protocolo de comunicação de um fio do circuito de controle 2202 que utiliza a mesma funcionalidade de software usada para ler as EEPROMs do dispositivo cirúrgico 2200. Em outras modalidades, o circuito de controle 2202 pode ser expandido para ler entradas de chave adicionais. Em uma modalidade, a verificação de erro de código de redundância cíclica (CRC) pode ser empregada para eliminar ou minimizar a incerteza de estados de chave. Pode ser possível que as comunicações de um fio sejam suscetíveis ao ruído de ativação de outros instrumentos eletrocirúrgi- cos, consequentemente, são contemplados circuitos de compensação e técnicas para minimizar a interferência proveniente de tais instrumentos eletrocirúrgicos nessa descrição.
[000389] Embora várias modalidades dos dispositivos tenham sido aqui descritas em conexão com determinadas modalidades apresentadas, podem ser implementadas muitas modificações e variações dessas modalidades. Por exemplo, tipos diferentes de atuadores de extremidade podem ser empregados. Também, onde os materiais são revelados para determinados componentes, outros materiais podem ser usados. A descrição mencionada anteriormente e as reivindicações seguintes são destinadas a abranger todas essas modificações e variações.
[000390] Qualquer patente, publicação ou outro material de descrição, no todo ou em parte, que diz-se ser incorporado à presente invenção a título de referência, é incorporado à presente invenção somente até o ponto em que os materiais incorporados não entrem em conflito com definições, declarações ou outro material de descrição existentes apresentados nesta descrição. Desse modo, e até onde for necessário, a descrição como explicitamente aqui determinada substitui qualquer material conflitante incorporado aqui a título de referência. Qualquer material, ou porção do mesmo, que são tidos como incorporados a título de referência na presente invenção, mas que entra em conflito com definições, declarações, ou outros materiais de descrição existentes aqui determinados serão aqui incorporados apenas até o ponto em que nenhum conflito surgirá entre o material incorporado e o material de descrição existente.

Claims (7)

1. Dispositivo cirúrgico (1600), caracterizado pelo fato de que compreende: um atuador de extremidade (126, 132) para atuar no tecido; e um circuito de controle (1602) configurado para comunicação com um gerador cirúrgico (102), o circuito de controle (1602) com-preende: um par de condutores (112) para se comunicar com o gerador cirúrgico (102); uma primeira porção de circuito que compreende: uma primeira chave (SW1) configurada para chavear entre um estado aberto e um estado fechado. um primeiro resistor (R1) acoplado em paralelo com a primeira chave (SW1); uma segunda chave (SW2) configurada para alternar entre um estado aberto e um estado fechado; e um segundo resistor (R2) acoplado em paralelo com a segunda chave (SW2), em que uma combinação da primeira chave (SW1) e do primeiro resistor (R1) é acoplada em série com uma combinação da segunda chave (SW2) e do segundo resistor (R2); uma referência de tensão acoplada em paralelo com a primeira porção do circuito, em que o circuito de controle (1602) é configurado para receber do gerador (102) e sobre o par de condutores (112) um sinal de interrogação, em que um estado de pelo menos uma primeira chave ou da segunda chave é determinado a partir de pelo menos uma característica do sinal de interrogação; um capacitor (C1, C2, C3, C4, C5 C6) acoplado em paralelo com a primeira porção do circuito; um resistor (R1, R2, R3, R4, R5 R6) acoplado em série com a primeira porção do circuito; e um dispositivo de memória (1604) acoplado à primeira porção do circuito.
2. Dispositivo cirúrgico (1600), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o estado da primeira chave (SW1) pode ser determinado com base em um coeficiente angular de uma tensão no capacitor (C1, C2, C3, C4, C5 C6).
3. Dispositivo cirúrgico (1600), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende um oscilador (2008) em comunicação com a pelo menos uma chave (SW1, SW2, SW3), sendo que o estado da pelo menos uma chave (SW1, SW2, SW3) pode ser determinado com base em uma frequência do oscila- dor (2008).
4. Dispositivo cirúrgico (1600), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende um dispositivo de entrada (145) de múltiplas chaves de um fio (122, 128) acoplado à pelo menos uma chave (SW1, SW2, SW3), sendo que o estado da pelo menos uma chave (SW1, SW2, SW3) é comunicado ao gerador (102) através de um protocolo de comunicação de um fio (122, 128).
5. Dispositivo cirúrgico (1600), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sinal de interrogação é um pulso de corrente constante diferencial tendo uma fase positiva e uma fase negativa.
6. Dispositivo cirúrgico (1600), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de memória (1604) compreende pelo menos uma memória somente de leitura programável e apagável eletricamente (EEPROM) de apenas um fio (122, 128).
7. Dispositivo cirúrgico (1600), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a fase positiva do sinal de interrogação é uma transição positiva do pulso de corrente constante di- ferencial e a fase negativa do pulso de corrente constante diferencial é uma transição negativa do pulso de corrente constante diferencial.
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