JP2001501514A - 電動外科用器械および制御ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電動外科用器械システムは、広範囲の外科用ツールを交換して使用できる単一万能コンソールを含む。コンソールに接続されると各ツールはそれ自身の個別動作パラメータをコンソールに伝達し、コンソールは、外科医のコマンドの指導下でこれらのパラメータの範囲内でツールに給電するように働く。

Description

【発明の詳細な説明】 電動外科用器械および制御ユニット背景技術 本発明は、電動外科用器械に関する。厳密には、本発明は、電動外科用器械、 およびそれらのための電力およびモータ制御回路構成に関する。 多くの整形外科手術には骨の除去または再整形がある。振動および往復運動ノ コギリ、骨用ドリル、ワイヤードライバー、およびリーマなどの多数の様々なツ ールまたは器械が、この目的のために外科医に対して市販されている。そのよう なツールは、典型的に、外科医によって絞られるトリガーによって作動される。 異なるタイプのツールは、しばしば異なる制御構成と異なる電力要件とを有する 。たとえ同じタイプのツールであっても、人体の様々な骨や関節に適応させるた めに様々なサイズで提供される。 これらのツールの幾つかは、空圧動力によって駆動されるか、または機能させ るためにそれらに給電する自己内蔵バッテリーパックを有する。但し、大型の電 動整形外科用器械は、専用コンソールから電力および制御コマンドを受ける。こ のようなコンソールは、典型的に、特定化されたケーブルによって使用するツー ルに接続される。このケーブルは、コンソールからツールに給電する。このケー ブルは、速度要求情報（典型的に、外科医がツールのトリガーを押す度合いによ って指示される）などの、ツールについての情報もこのツールに送る。このコン ソールは、家庭用電源にも接続され、使用中、それは家庭用電源からのエネルギ ーを適切な方法でその専用 ツールを駆動するのに適した形式に変換する。 従来のコンソール設計は、必ずしもツールを交換して使用できない。異なるツ ールは、通常、異なる電圧または電力がそれらの速度範囲が異なる様々な部品に 送られなければならない。異なるツールは、異なる電流要件および制限を有する こともある。 それぞれの異なる整形外科用器械の専用コンソールを使用すると、必ず不都合 が生じる。幾つかのツール（故に、幾つかのコンソール）が手術に必要な場合、 処置台表面が、混雑した手術室内でそれらのために提供されなければならない。 ツールやケーブルが殺菌処理された後に外科手術室に戻される場合、それらは、 それらの対応するコンソールと巧く調和させなければならない。さらに、このコ ンソールは、ツールを外科医に提供することについての経費のかなりの部分を占 めることとなる。故に、この配置構成は、外科手術に関するコストを増す。 多くの従来の外科用ツールシステムについてのさらなる欠点は、ツールが開ル ープ方式で作動されることである。故に、ツールへの負荷が増すと、ツール速度 が降下し、これは望ましいことではない。発明の開示 本発明は、一部、この技術が、単一コンソールに異なるサイズ、速度範囲、お よび電力要件の広範囲のツールを正しく制御させる器械に対する設計が必要であ るということの認識から生まれる。 本発明は、単一万能コンソールが広範囲の外科用ツールを扱うようにすること ができる電動外科用器械システムを提供することによるこの技術についての先に 議論された限界に取り組む。コンソールに接続されると、各ツールは、その個別 の限界および要件をコンソールに伝え、このコンソールは、外科医のコマンドの 指導下でこれ らの限界および要件の範囲内でツールに給電するように働く。 本発明の第１の態様は、コンソールおよび、そのコンソールに接続可能な複数 のツールを含む外科用器械システムを含む。各ツールはモータを含み、そのコン ソールは、電源に接続可能なモータコントローラを含む。このモータコントロー ラは、ツールの動作パラメータを示すツールからの入力を受け、ツールから受け た入力に基づいて適応されるツール制御出力を提供する。 １つの好適態様では、ツールは、コンソールに電流制限信号を提供する電流限 界識別回路を含む。モータコントローラは、ツールからの電流制限信号に基づい て実際にツールに配電される電流を制御して、モータコントローラによって配電 される電流を電流制限以内に保つ。 他の好適態様では、ツールは、ツールのモータが動作すべき最大速度を示すツ ール指定過速度制限に基づいて過速度状態を検出する。このツールは、過速度状 態を示す信号をコンソールに提供する。コンソール内のモータコントローラはツ ールへの出力を制御してモータのスイッチを切る。 本発明の他の特徴は、外科医がトリガーを押し込む度合いによって外科医がツ ール速度の制御を行うことができるように指で操作するトリガーを備えたツール を提供することを含む。モータコントローラは、ツールがコンソールに装着され ているかどうかを検出する。このモータコントローラは、トリガーが押し込まれ た状態でケーブルがツールに装着される場合、モータ制御出力を断つように構成 される。それらの出力は、一旦トリガーが解放され、再度押し込まれると復活さ れる。 本発明の好適態様では、ツールは、外科医がツールのモータを順または逆方向 に作動できるようにする方向切換スイッチをも含む。 ツールからの入力に基づき、モータコントローラは、方向切換スイッチが作動さ れたときを検出し、モータの速度が所定レベルよりも低速となるまで方向の切換 を禁止する。図面の簡単な説明 本発明を添付の図を参照してさらに説明するが、ここで数図面を通じて同一構 成要素には同参照符号を付す。 第１図は、本発明による典型的な外科用器械システムの斜視図である。 第２図は、第１図の外科用器械システムのブロック図である。 第２Ａ図は、第１図および２図で示されたツールの詳細ブロック図である。 第２Ｂ図は、第１図および２図で示されたコンソールの一部の詳細ブロック図 である。 第３図は、外科用器械システム内の各ツールの一部として提供されるコミュテ ーション(commutation)回路の典型的概略図である。 第４Ａ図および４Ｂ図は、外科用器械システム内の各ツールの一部として提供 されるセンサー回路の典型的概略図の部分である。 第５Ａ図および５Ｂ図は、本発明によるモータ制御回路の電力調整および指示 灯制御回路ブロックの典型的概略図の部分である。 第６Ａ図および６Ｂ図は、第５Ａ図および５Ｂ図で示された回路ブロックを越 えた、本発明によるモータ制御回路の追加的部分の典型的概略図の部分である。発明を実施するための最良の形態 Ａ．概要 第１図は、本発明による外科用器械システム２０を示す。この外 科用器械システム２０は、コンソール２２、ケーブル３０によってコンソール２ ２に接続される第１のツール３４、およびケーブル３０’によってコンソール２ ２に接続可能な第２のツール３４’を含む。好適実施例では、ケーブル３０、３ ０’は実質的に同一である。 コンソール２２は、家庭用電源に接続するための電気コード２４を備えている 。コンソール２２は、スイッチ５０、およびコンソール２２およびツール３４が 「READY」動作状態にある時を指示するREADY指示灯３５をも含む。コンソールケ ーブルコネクタ２６は、コンソール２２上に提供され、コンソールがケーブル３ ０、３０’の一方の第１端部２８に接続されるようにする。ケーブル３０、３０ ’の第２端部３２、３２’は、ツールケーブルコネクタ３３、３３’に接続する ように適応される。示されたツール３４は、関節交換インプラントの移植を準備 するために骨を除去するのに適した振動ノコギリである。ツール３４’は、骨用 ドリルである。但し、いかなる数の適切なツールが装置２０に包含されても良く 、この説明の後は、明快にするために、ツール３４に対してのみ行われる。 ツール３４は、ノコギリ刃３６、刃物取り付け部３８、トリガー４０、および 切換スイッチ４１を含む。外科医は、トリガー４０への可変圧力によって刃物取 り付け部３８上のノコギリ刃３６の振動速度を制御する。あるツールは、それら の機能によってたまに方向を逆転することが必要となり、方向制御は、切換スイ ッチ４１の操作によってそのようなツールに対して達成される。コンソール２２ は、ケーブル３０を介してツール３４からモータ速度情報と方向情報と、ツール ３４の動作パラメータに関する他の情報とを受け取り、ケーブル３０を介してツ ール３４にモータ制御信号と電力信号とを提供する。ツール３４は、閉ループ方 式で本発明により作動される。故に、ノコギリ刃３６への負荷が増すと、より大 きな電力がツール ３４のモータに供給されて出力速度を維持する。 第２図は、本発明による外科用器械装置２０の全体の概略を示すブロック図で ある。コンソール２２は、電源４２、AC電力入力モジュール４３、およびライン ４６、４８によって電源に接続されたモータコントローラ４４を含む。主電力ス イッチSoは電源４２と関連する。モータコントローラ４４は、ここでは集合的に ５８と分類されるモータ制御出力５２、５４、５６と、ここでは集合的に７６と 分類されるセンサー入力６０、６２、６４、６６、６８、７０、７２とを有する 。モーター制御出力５８およびセンサー入力７６の全ては、コンソールケーブル コネクタ２６に接続されるので、それらはケーブル３０を介してツール３４に接 続できる。示された実施例では、シールド９０、９２が、モータ制御出力５８内 の電界がセンサー入力７６内にスプリアスの信号を誘導するのを防ぐために提供 される。 ツール３４内にはモータ７８があり、これは、モータコントローラ４４からの モータ制御出力５８を受けるように都合良く構成された３相DCブラシレスモータ である。このツール３４には、ケーブル３０を介してモータコントローラ４４に センサー入力７６を提供するように適応されたツール制御回路８０もある。この ツール制御回路８０は、コミュテーション回路８２とセンサー回路８４とを含む 。これらの回路は、ケーブル３０を介してモータコントローラ４４から導体８６ 、８８を通して動作電力を受ける。 モータコントローラ４４は、モータ７８が制御されている速度を示すTACH信号 をも提供する。これはツール制御回路８０にも提供され、第２Ａ図および２Ｂ図 に対して詳述される。 ある導体は、コミュテーション回路８２とセンサー回路８４との間での連絡の ためにある。導体９４、９６は、動作電力をコミュテ ーション回路８２に送り、信号９８、１００は、切換スイッチ４１の状態（コミ ュテーション回路８２で検出される）をセンサー回路８４に連絡する。 センサー入力７６をより限定的なもので説明する。信号６０、６２、６４は、 コミュテーション回路８２によって提供され、モータ７８のコミュテーション状 態を示す情報をモータコントローラ４４に提供する。これらの信号は、モータ７ ８に隣接して配置されたホール効果センサーによって部分的に発生されるのが好 ましい。信号６６は、特定のツール３４が耐え得る最大電流を示すセンサー回路 ８４によって生成されるアナログ信号である。信号６８、７０は、切換スイッチ ４１の位置（コミュテーション回路８２からの信号９８、１００により提供され る）を２つの２進数字として符号化する。信号６８、７０は、一定の故障状態（ 過速度など）、および停止状態をも符号化する。この停止状態は、ある場合では 、トリガー４０が全く押し込まれていないことを示すセンサーから受けた信号に 基づく。信号７２は、特定のツール３４を適切に駆動するのに必要な電力を示す センサー回路８４によって生成されたアナログ信号である。 Ｂ．ツール３４のブロック図 第２Ａ図は、ツール３４内のコミュテーション回路８２とセンサー回路８４と のより詳細なブロック図である。コミュテーション回路８２は、ホールセンサー １０２、１０４、１０６、１０８、１１０を含む。ホールセンサー１０２、１０ ４、１０６は、モータ７８の回転子の周りに配置され、モータ７８のコミュテー ション状態を示すコミュテーション状態信号６０、６２、６４をモータコントロ ーラ４４に戻す。ホールセンサー１０６は、以下で詳述されるその 出力を回路８４にも送る。 ホールセンサー１０８、１１０は、切換スイッチ４１の位置を示す信号を提供 するためにハンドツール３４上の切換スイッチ４１に対して配置される。ホール センサー１０８、１１０からの出力は、導体９８、１００を介してセンサー回路 ８４に送られる。ホールセンサー１０８、１１０によって提供された信号に基づ いて、切換スイッチ４１の順または逆方向の設定が得られる。 センサー回路８４は、電力調整器１１１、電流制限識別回路１１３、電圧低減 回路１１５、周波数/電圧コンバータ１１７、温度補償器１１９、トリガーセン サー１２１、速度コマンド回路１２３、過速度検出器１２５、方向・過速度制御 回路１２７、およびトリガー解放ホールセンサー１３４を含む。 センサー回路８４はコミュテーション回路８２のセンサーからの複数の入力を 受け取り、ハンドツール３４によって要求されるモータ速度を示す出力、様々な 検出器（過速度検出器など）の状態、および使用されている特定のハンドツール ３４の電流制限を示す電流制限信号をモータ制御回路４４に送る。 厳密には、電力調整器１１１および電圧低減回路１１５は、モータ制御回路４ ４からの電力を導体８６、８８を介して受け取る。電力調整器１１１は電力を調 整（濾波によるなど）し、電圧低減回路１２４は、電力調整器１１１で受けた電 圧レベルをセンサー回路８４で要求される様々な電圧レベルにまで降下させる。 この電力はセンサー回路８４内の残りの回路構成に供給され、コミュテーション 回路８２にも提供されてその内部の回路構成に給電する。 電流制限識別回路１１３は、各タイプのハンドツール３４に特有のものである 。電流制限回路１１３は、モータコントローラ４４に導体６６を介して電流制限 信号を提供する。この電流制限信号は、 コンソール２２内のモータ制御回路４４に差し込まれる特定のハンドツール３４ の電流制限の識別を提供する。これは、モータ制御回路４４に、受信された電流 制限信号に応じて特定ハンドツール３４に提供される電流レベルを修正させる。 TACH信号７４は、モータコントローラ４４’からセンサー回路８４内の周波数 /電圧コンバータ１１７に提供される。TACH信号は、モータ７８の現在速度を示 す。周波数/電圧コンバータ１１７は、TACH信号７４から成るパルス列を電圧出 力に変換し、その電圧出力を過速度検出器１２５および温度補償器１１９に提供 する。 ツール３４の温度が増すと、モータ７８の速度が変化することが観察されてい る。これは、ツール３４内の回路構成のある部分の出力変化のためであった。温 度変動に合わせるために、温度補償器１１９は、センサー回路８４の環境におけ る温度に基づいて周波数/電圧コンバータ１１７から受けた電圧を補償する。こ の補償された電圧は、速度コマンド回路１２３に送られる。速度コマンド回路１ ２３は、モータ７８の実速度を示す補償された電圧信号を、トリガーセンサー１ ２１から受けた信号と比較する。トリガーセンサー１２１は、完全に押し込まれ た状態と完全に解放された状態とに対するトリガーの位置を感知する。トリガー が完全に押し込まれた場合、ハンドツール３４を操作する外科医は、全出力速度 を要求する。同じように、トリガーが完全に解放された場合、外科医はゼロ出力 速度を要求する。このトリガーが完全に押し込まれる状態と完全に解放される状 態との間にある場合、外科医は、中間速度を要求する。 トリガーの位置に基づいて、トリガーセンサー１２１は、その位置を示す出力を 速度コマンド回路１２３に提供する。故に、この信号は、医師により要求された 速度を示す。 速度コマンド回路１２３は、この信号を温度補償器１１９からの 補償された電圧信号と比較してモータ７８の速度を増すべきか落とすべきかを決 定する。この決定に基づいて、速度コマンド回路１２３は速度コマンド出力をモ ータコントローラ４４に提供する。 周波数/電圧コンバータ１１７からのこの電圧は、過速度検出器１２５にも提 供される。過速度検出器１２５は、ツール特有であり、モータ７８の速度が、使 用されている特定のハンドツール３４のモータ７８の所望最大速度を超過するか どうかを判定する。過速度検出器１２５は、この判定を示す信号を方向・過速度 制御回路１２７に出力する。方向・過速度制御回路１２７は、モータコントロー ラ４４からのTACH信号、および切換スイッチ４１の位置を示すホールセンサー１ ０８、１１０からのホールセンサー信号をも受信する。 さらに、トリガー解放ホールセンサー１３４は、トリガー４０に対して配置さ れ、それが全く押し込まれていない位置にあるときを感知する。センサー１３４ は、トリガー４０の位置に基づいてトリガー解放信号を方向・過速度制御回路１ ２７に提供する。 方向・過速度制御回路１２７は、その出力に、切換スイッチ４１の位置を符号 化するために使用される１対のコード信号６８、７０を提供する。これは、モー タ７８が順方向または逆方向に回転されるべきかを示す。方向・過速度制御回路 １２７は、過速度検出器１２５からの出力を受信し、モータ７８が過速度検出に 応じて停止されるべきであることをモータ制御回路４４に示すFAULT信号を出力 ６８、７０に符号化する。 さらに、方向・過速度制御回路１２７は、トリガー４０が全く押し込まれてい ないことをトリガー解放ホールセンサー１３４が示す場合に出力６８、７０にST OPMOTOR信号を符号化する。 方向・過速度制御回路１２７は他の機能も実行する。TACH信号７４が何らかの 理由でモータコントローラ４４から断たれた状態と なる、または不可能状態となる場合、それは、速度コマンド回路１２３によって 、モータ７８が停止したかのように解釈されよう。これは、速度コマンド回路１ ２３をして、速度コマンド信号をモータコントローラ４４に提供して迫加的速度 を要求することとなろう。実際上、モータ７８が回転しており、TACH信号７４が 単に不可能状態であった場合、これは、過速度検出器１２５によって検出され得 ない過速度状態となろう。故に、方向・過速度制御回路１２７は、TACH信号７４ を受信し、ホールセンサー１０６からの入力信号をも受信する。両信号のパルス 列は、モータ７８が動作中であることを示す。TACH信号７４が切り換わらず(モ ータ活動がないことを示す)、ホールセンサー１０６からのホールセンサー信号 ６４が切り換わる場合、方向・過速度制御回路１２７は信号の不調和を故障状態 と解釈し、モータコントローラ４４に提供されるコード信号６８、７０にFAULT 信号を符号化する。FAULT信号を発行する前に、回路１２７は、回路遅延に適応 させるために、２つの信号が一致するかどうかを見極めるのに短時間経過させる ことが好ましい。それらが、短時間経過後も一致しない場合、FAULT信号が発行 される。 C.モータコントローラ４４のブロック図 第２Ｂ図はモータコントローラ４４のより詳細なブロック図である。モータコ ントローラ４４は、計数回路１２９、モータ制御論理１３１、電流制限器１３３ 、コマンド論理１３５、電力制御回路１３７、状態・準備インジケータ１３９、 および電力調整器１４１を含む。第２Ｂ図は、スイッチ５０、およびスイッチON インジケータ５１をも示す。モータ制御回路４４は、第２図に示される電源４２ からライン４６、４８の電力を受ける。この電力は、電力調整器１４１によって 調整され、残りの回路に提供される。さらに、ON スイッチ５０は電力調整器１４１に接続され、スイッチがONにされると、モータ コントローラ４４が励起されていることを医師に示すスイッチONインジケータ５ １に信号を提供する。 センサー回路８４によって提供される速度コマンド信号７２は、計数回路１２ ９に提供され、そこでモータ制御論理１３１のための適正なレベルまで計数され る。この計数された速度コマンド信号は、ライン６０、６２、６４を介してホー ルセンサー１０２、１０１、１０６からのコミュテーション状態信号と共に、モ ータ制御論理１３１に提供される。モータ制御論理１３１は、コマンド論理１３ ５からのSTOP信号、およびFORWARD/REVERSE信号をも受信する。これらの信号は 、コード信号６８、７０から復号される。モータ制御論理１３１は、コミュテー ション信号５２、５４、５６を実際にモータ７８に提供する電力制御回路１３７ に制御信号を提供する。モータ制御論理１３１は、コミュテーション状態信号６ ０、６２、６４に基づく、STOP信号に基づく、FORWARD/REVERSE信号に基づく、 および計数回路１２９からの計数された速度信号に基づく制御信号を電力制御回 路１３７に提供する。 モータ制御論理１３１は電流制限器１３３からの入力をも受信する。電流制限 器１３３は、医師によって使用される特定のハンドツール３４に関する最大許容 電流を示す電流制限識別信号６６をセンサー回路８４から受信する。電流制限器 １３３は、モータ７８に提供されている電流を示す電力制御回路１３７からの電 流信号をも受信する。電流制限器１３３は、提供されている電流が電流識別信号 ６６によって識別された電流制限に達しているかどうかを判定し、その判定を示 す出力信号をモータ制御論理１３１に提供する。モータ７８に提供されている電 流が使用されている特定のハンドツール３４に対する電流制限を越える場合、モ ータ制御論理１３１はモー タ７８に供給されている電流を低減する。 モータ制御論理１３１は、コマンド論理１３５に電力制御信号１４３、および タコメータパルス信号１４５をも提供する。制御信号１４３は、電力制御回路１ ３７を間接的に制御するのに使用され、一方タコメータパルス信号１４５はTACH 信号７４の基礎を形成する。 コマンド論理１３５は、ホールセンサー１０２、１０４、１０６からのコミュ テーション状態信号６０、６２、６４をも受信する。さらに、コマンド論理１３ ５は、センサー回路８４内の方向・過速度制御回路１２７からのコード信号を受 信する。コマンド論理１３５は、コミュテーション状態信号６０、６２、６４の 状態を感知する。これらの信号の１つは、電動ツール３４がモータ制御回路４４ に接続されている限り低論理状態にある。これらのラインの全てが高論理状態に ある場合、コマンド論理１３５は、この状態を何のツールもモータコントローラ ４４に接続されていないことを示すものと解釈する。それでコマンド論理１３５ は、ハンドツールがモータコントローラ４４に差し込まれるまで、および医師が トリガーを完全に解放したことを示すSTOPMOTOR信号をコード信号６８、７０が 提供するまで、電力が提供されないようにする。これは、ツールが差し込まれる と同時に医師がトリガーを誤って部分的に絞ったときなど、ハンドツール３４が モータコントローラ４４に差し込まれ、モータ７８が直ちに回転し始めるのを防 ぐ。 コマンド論理１３５は、モータ７８の回転方向が逆転されるべきときのモータ ７８の速度をも監視する。コマンド論理１３５は、モータ７８の速度が安全レベ ルにまで低減されるまで逆方向コミュテーション信号がモータ７８に提供されな いようにする。故に、モータ７８の回転方向が逆転されるべきであることを示す コード信号６ ８、７０を受信すると、モータ制御論理１３１によって提供されるタコメータパ ルス信号１４５が、モータ７８が低速度で回転していることを示す十分な低レベ ルに達するまで、コマンド論理１３５はモータ７８への電力を断つ。そのときに なって初めて、コマンド論理１３５は、逆方向コミュテーション信号がモータ７ ８に送られるようにする制御信号を電力制御回路１３７に提供する。 コマンド論理１３５は、電力制御回路１３７を制御するのに使用するための信 号をモータ制御論理１３１に戻す。 最後に、コマンド論理１３５は、一組の指示灯およびREADY指示灯３５を包含 する状態・準備インジケータ１３９に出力を提供する。コマンド論理１３５によ って提供された出力は、モータ制御回路４４の様々な故障状態または運転状態を 示す。状態・準備インジケータ１３９は、操作する医師によりまたは技術者によ って観察可能な他の可視的または可聴的特徴であっても良い。 Ｄ．ツール３４の詳細な実施例 １．コミュテーション回路８２ 第３図は、外科用器械システム２０内の各ツール３４の一部として提供された コミュテーション回路８２の典型的概略図を示す。ホール効果１０２、１０４、 １０６は、モータ７８（第２Ａ図に示される）のコミュテーション状態（または 位置）を検出できるようにモータ７８の回転子の周りに配置される。好ましくは 、ホール効果センサーは、それらの少なくとも１つが、回転子の位置に関係なく 常にアクティブとなるように回転子に関して配置される。 第３図は、複数の余分のホールセンサーロケーション１０７、１０９をも示す 。これらのロケーションは、それらが様々な回転子構成に適合させるために配置 できるように提供される。 ホール効果センサー１０８、１１０は、切換スイッチ４１の位置を監視する。 センサー１０８、１１０は、スイッチ４１の順方向位置または逆方向位置を示す 信号をそれぞれ提供する。「T」フィルタ１１２、１１４、１１６は、信号６０ 、６２、６４への電磁(EM)干渉をそれぞれ緩和するために提供される。 ２．センサー回路８４ 第４Ａ図および４Ｂ図は、外科用器械システム２０内の各ツール３４の一部と して提供されたセンサー回路８４の典型的概略図の部分である。センサー回路８ ４は外科用器械システム２０の一部として提供されたツール３４毎に僅かに異な るようであることに留意すべきである。コンソール２２は、それぞれ異なるセン サー回路８４によって連絡された特定要件を受信し、これらの要件に合うように 適応させるように構成される。 示された実施例では、電力調整回路ブロック１１１は、ツール３４がケーブル ３０を介してコンソール２２に接続されると導体８６、８８を介して+１２ボル トのDC電力を受ける。コンデンサ１２０、１２２は、CA、ミルピータスにある、 Linear Technology Corp.社から市販されているLT1121ACS8-5などの電圧制御チ ップ３００を使用する電圧低減回路１１５に、この電圧を提供する前にこの電圧 を調整して+５ボルトDCを提供する。この低電圧は、センサー回路８４内のどこ かで使用され、導体９４、９６によってコミュテーション回路８２内で使用する ためにも送られる。 ツール特有である分圧器１２６を含む電流制限識別回路１１３が提供される。 この分圧器１２６がライン６６に励起する電圧は、特有ツール内のモータ７８が 耐えることができる最大電流を示し、第６Ａ図および６Ｂ図に対して以下で説明 されるようにモータ制御回 路４４によって解釈される。 方向・過速度制御回路１２７は、数個の入力と２つの出力とを有し、論理チッ プ１３８、ホールセンサー１３４，およびEMIフィルタ（またはＴフィルタ）１ ４０、１４２を含む。コミュテーション状態信号６０、６２、６４は、第４Ａ図 に示される実施例では、ツールケーブルコネクタ３３に導かれる前に方向・過速 度制御回路１２７を経由して導かれる。信号６４は、モータ７８が運転中である かどうかを示す回路に情報を分配するためにライン１３０でタップされる。信号 ９８、１００は、コミュテーション回路８２から提供され、方向制御スイッチ４ １の位置を示す。ライン１３２はモータ制御回路４４から提供されるTACH信号７ ４を運ぶ。トリガー解放ホール効果センサー１３４は、完全なトリガー解放時に のみアクティブとなり、ライン１３６を介してその状態についての情報を論理チ ップ１３８に運ぶ。論理チップ１３８は、好ましくは、CA、サンホセにある、At mel Corp.社から市販されているATF 16V8BQLチップである。 論理チップ１３８の主なタスクは、モータ制御回路４４に提供される２つの２ 進数コード信号６８、７０にSTARTMOTOR/STOPMOTOR、およびFORWARD/REVERSE方 向の状態を符号化することである。STARTMOTOR/STOPMOTOR状態は、トリガーが押 されているかどうかを示すホールセンサー１３４によって提供される信号の状態 に基づいて信号６８、７０に符号化される。FORWARD/REVERSE状態は、スイッチ ４１の位置を示す信号９８、１００に基づいて信号６８、７０に符号化される。 「T」フィルタ１４０、１４２は、信号６８、７０へのEM干渉を緩和するために 提供される。 他のタスクもまた論理チップ１３８によって実行される。実モータ活動状態が 有るか無いかを示すライン１３０の信号６４は、モー タ制御回路４４からのモータ駆動電力が有るか無いかを示すライン１３２に提供 されるTACH信号７４に対してクロスチェックされる。これらの２本のラインに現 れる調和しない信号は、TACH信号７４の断線などの、故障を示す。これは、故障 が修正されるまで論理チップ１３８によってFAULT状態が発生されることとなる 。１つの好適実施例では、FAULT状態の発生が維持され、電力が回復されるまで モータ７８が停止されるようにする。 論理チップ１３８は、過速度状態に達した場合にはFAULT状態をも設定する。 より特定的に以下で説明されるように、ライン１４４の過速度信号は、モータ７ ８がその過速度限界のスレッショルドで駆動されていることを示す。論理チップ １３８によって発生された結果得られるFAULT状態は、モータ７８に来る駆動エ ネルギーを停止し、強制的にモータ７８を停止するまで惰性回転させる。 厳密には、周波数/電圧コンバータ回路１１７は、モータ駆動回転速度を示す デジタルTACH信号７４をライン１４８の電圧に変換するために提供される。これ は、好ましくはCA、サンタクララにあるNational Semiconductor Corp.社から市 販されているLM 2907チップである周波数/電圧コンバータチップ１５０によって 達成される。示された配置構成では、抵抗器１５２はツール固有である。この抵 抗器のために選ばれた値は、所定周波数に対して達成された出力電圧を調整し、 故にツールのトリガー４０を押し込む量に対応するモータ速度変化量を調整する 。 過速度検出回路１２５はライン１４８を介してアナログ電圧で提供され、その ラインは演算増幅器１５６の負入力に接続される。演算増幅器１５６の正入力は 、分圧器網１５８およびライン１６０の帰還信号に接続される。この分圧器網１ ５８はツール固有である。それがライン１６２で発生させる電圧は、それが実施 される特定ツ ール３４の過速度制限を示す。動作時、ライン１４８に何らかのアナログ電圧信 号が存在しない場合、演算増幅器１５６は論理高レベルに飽和させ、ライン１４ ４の過速度信号は、過速度状態が存在しないことを論理チップ１３８に示す。但 し、ライン１４８の電圧がライン１６２の過速度限界信号電圧を超えるほど十分 に高くなる場合、過速度信号（ライン１４４の演算増幅器１５６の出力）は論理 低レベルとなり、論理チップ１３８は、上述のようにモータ７８を惰性回転させ ることによって過速度状態に反応する。 周波数/電圧コンバータ１１７は、ある実施例では、感温性であることが観察 されている。温度が上昇すると、コンバータ１１７の出力も増す。この感度は、 その出力を温度と共に変動させ、コンバータ１１７の出力が変動すると、モータ 速度の変動となり、好ましくない。故に、温度補償回路１１９は、周波数/電圧 コンバータ１１７の感温性を補償するために提供される。好ましくはNational S emiconductor社から市販されているLM 45チップである温度センサー１６８は、 ツール３４内の周囲温度を感知するために使用される。演算増幅器１７０は、温 度センサー１６８の出力のアイソレーションおよび信号整合を提供し、その出力 をライン１４８の電圧と合計して、ライン１７２の温度補償されたモータ回転速 度信号を速度コマンド回路１２３に送る。 速度コマンド回路１２３は、外科医によって要求された速度を示す入力をも受 信する。トリガーセンサー回路１２１は、線形ホール効果センサー１６６の動作 状態を設定するためにある。センサー１６６は、トリガーが押し込まれる度合い を感知し、その程度を示す出力信号を提供する。一杯まで絞られたトリガーを表 す最大電圧は、演算増幅器１７６によって設定される。磁石ごとに、ホールセン サー１６６と共に使用される磁石の強度の整合性を制御することは困 難である。異なるホールセンサー１６６の出力は同磁気入力で変更できる（セン サーごとに）ことも観察されている。これらの非整合性を扱うために、演算増幅 器１７６の出力はチップ１７８によってクランプされ、このチップは、好ましく はMA、ノーウッドにあるAnalog Devices社から市販のSSM2220である。このクラ ンプによって、一杯に絞られたトリガーを表す一致した最大電圧を提供する。線 形ホール効果センサー１６６は、好ましくはMA、ウスターにあるAllegro Micros ystems，Inc.社から市販のSS495A1センサーである。 第４図でのホールセンサー１６６の特定的な実施では、オフセット電圧が誘導 される。故に、演算増幅器１８０が提供されてこのオフセットを補償する。 ライン１８２上の線形ホール効果センサー１６６の出力(どのような速度レベ ルを外科医が要求しているかを示す)、およびライン１７２の温度補償されたモ ータ回転速度信号（実モータ速度を示す）は、両方とも速度コマンド回路１２３ への入力である。そこで、２つの信号が演算増幅器１８６によって互いに比較さ れてライン１８８に速度コマンド信号を発生させる。帰還網１９０は、モーター 制御回路４４に提供された閉ループ応答を微調整するために提供される。単一利 得演算増幅器１９２はライン１８８の信号の出力インピーダンスを改良するため に提供され、「T」フィルタ１９４はEM干渉を緩和するために提供される。誤差 信号（または速度コマンド信号）７２は、次にモータ制御回路４４に提供される 。 ３．モータコントローラ４４ 第５Ａ図および５Ｂ図は本発明によるモータ制御回路４４の一部の典型的概略 図の部分を示す。電力調整回路１４１は、電源４２（第 ２図に示される）からライン４６、４８の３４ボルトDCを受け、電圧コンバータ １９８、２００、２０２を含む。電源４２は、好ましくはCA、オックスナードに あるCondor DC Power Supplies，Inc.社から市販されている３４ボルトDC、１１ amp電源である。好ましくはNational Semiconductor社からのLM2574 HUM-ADJチ ップである電圧コンバータチップ１９８、２００、２０２は、入力電圧を残りの モータコントローラ４４で必要とされるレベルにまで変換する。ライン２０４、 ２０６、２０８は、+１２V、+５V、-１２Vが第６図の概略図の様々な点に接続さ れる点を示す。ライン２１０、２１２は、コンソール２２の前部パネル上のスイ ッチインジケータに接続される。 状態・準備インジケータ１３９は、第６Ａ図および６Ｂ図に対して詳述される 第２Ｂ図に示されたコマンド論理１３５からSTOP信号２１４、FAULT信号２１６ 、FORWARD信号２１８、およびREVERSE信号２２０を受信する。これらの信号は、 状態指示LEDs２１４ａ、２１６ａ、２１８ａ、２２０ａをそれぞれ作動させ、よ り厳密に第６Ａ図および６Ｂ図に関連して議論されよう。準備信号２２２も、コ マンド論理１３５から提供され、接地ライン２２６と関連してコンソール２２の 上部パネル上のREADY状態インジケータ３５を作動させるコネクタ２２４を作動 させる。 第６Ａ図および６Ｂ図は、第５Ａ図および５Ｂ図に示された回路ブロック以外 のモータ制御回路４４の残りの部分の典型的概略図の部分である。センサー回路 ８４からの速度コマンド信号７２は、計数回路１２９に提供される。速度コマン ド信号７２は、計数回路ブロック１２９によってモータ制御回路４４内で使用す るために計数される。分圧器２３０および演算増幅器２３２はこれらの機能を提 供する。 この計数された速度コマンド信号は、ライン２３６を介してモータ制御論理回 路１３１に入る。モータ制御論理回路１３１はモータ制御チップ２３８を含む。 このモータ制御チップ２３８は、好ましくはNH、メリマックにあるUnitrode Cor p.社から市販されているUC3625素子である。このモータ制御チップ２３８は、ケ ーブル３０を介してコミュテーション状態信号６０、６２、６４からのコミュテ ーション情報を受信する。このモータ制御チップ２３８は、ライン２４０ａ、２ ４０ｂ、および２４０ｃに提供された３つの高側部出力信号と、ライン２４２ａ 、２４２ｂ、および２４２ｃに提供された３つの低側部出力信号とを有する。こ れらの低側部出力ライン２４２ａ、２４２ｂ、および２４２ｃは、電力制御回路 １３７に直接接続される。 電力制御回路１３７は、ドライバー２５０ａ、２５０ｂ、および２５０ｃのた めの場所（ドライバー２５０ａ、またはドライバー２５０ｂ、または２５０ｃの いずれかしか必要とされず、任意の所定モータコントローラ用に配置される）だ けでなく、パワートランジスタ２４６ａ、２４６ｂ、２４６ｃ、２４８ａ、２４ ８ｂ、２４８ｃを含む。電力制御回路１３７内で、低側部出力ライン２４２ａ、 ２４２ｂ、および２４２ｃが、３つの低側部パワートランジスタ２４６ａ、２４ ６ｂ、および２４６ｃのゲートを作動させる。３つの高側部パワートランジスタ ２４８ａ、２４８ｂ、および２４８ｃのゲートは、当業者には周知の配置構成の 、高側部ドライバー２５０ａ、または高側部ドライバー２５０ｂ、および２５０ ｃのいずれかを介して、それぞれ間接的に作動される。３つの高側部ドライバー ２５０ａ，２５０ｂ、および２５０ｃは、３つの高側部出力ライン２４０ａ、２ ４０ｂ、および２４０ｃの情報が、ツール３４で使用されている特定のドライバ ー（２５０ａ、または２５０ｂおよび２ ５０ｃのいずれか）に適合できるように最初に作動されなければならないので、 これらのラインによって間接的にしか制御されない。この動作は、コマンド論理 １３５によって実行され、典型的に信号を反転させる、または緩衝記憶すること から成る。 コマンド論理１３５は、プログラマブル論理素子、クロック２４８，およびリ セット回路２６２を含む。このプログラマブル論理素子２５２は、好ましくはAt mel Corp.社から市販されているATV2500チップであり、その動作のためにクロッ ク信号を必要とする。ライン２５６のクロック信号は、クロックチップ２５８、 好ましくはNational Semiconductor社から市販されているLMC555チップによって 提供される。このプログラマブル論理素子２５２は、好ましくはTX、ダラスにあ るDallas Semiconductor Corp.社から市販されているDS1232LPチップであるオン /リセットチップ２６２に給電するためにライン２６０で接続されるリセットピ ンを有する。この配置構成は、外科用器械システム２０の電源投入時にプログラ マブル論理素子２５２を一時的にリセット状態に保つので、プログラマブル論理 素子が安定動作状態に落ち着く前の素子内の遷移信号のためにモータが安全でな い状態でうっかり励起されることがない。 コマンド論理１３５は、モータ７８が励起される前に多数のチェックを実行す る。プログラマブル論理素子２５２のピンの内３本は、コミュテーション状態信 号６０、６２、６４に接続される。モータ７８近辺へのホール効果センサー１０ ２、１０４、または１０６の物理的配置のために、これらのラインの少なくとも １つは、ツール３４がケーブル３０によってコンソール２２に接続されている限 りホールセンサー１０２、１０４、および１０６によって論理低レベルまで引か れる。信号６０、６２、および６４の全てが高である場合、このプログラマブル 論理素子２５２は、これをTOOL NOT CONNECTED状態と解釈し、幾つかの予防ステップを取る。 最初に、このプログラマブル論理素子２５２は、TOOL NOT CONNECTEDからTOOL CONNECTEDへの状態の変化を検出すると（すなわち、信号６０、６２、または６ ４の１つが、全てが高であった場合に突然論理低レベルに進むと）、素子２５２ は、STARTMOTOR状態がライン６８、７０に符号化されるかどうかを決定する。そ の場合、これは、トリガーが押されると同時にツール３４が差し込まれたことを 意味する。モータ７８が直ちに回転し始めるのを防ぐために、プログラマブル論 理素子２５２は、モータ制御論理１３１内のモータ制御チップ２３８へのSTOP信 号を作動させることによってロックアウト状態に設定し、STOPMOTOR状態が信号 ６８、７０によって受信されるまでモータ制御チップ２３８へのSTOP信号を不作 動にしない。故に、外科医が、迂闊にもトリガーを引いたままで励起されたケー ブル３０をツールに接続した場合でも、ツール３４は、トリガーが最初に解放さ れて、次に再度引かれるまで回転し始めない。 プログラマブル論理素子２５２は、ライン６８、７０で符号化されたFORWARD/ REVERSE状態をも復号し、モータ制御チップ２３８がパワートランジスタ２４６ ａ〜２４６Ｃ、および２４８ａ〜２４８Ｃをして切換スイッチ４１によって設定 されたようにモータ７８を順方向または逆方向に回転させるように、モータ制御 論理１３１内のモータ制御チップ２３８に提供されたFORWARD/REVERSE信号を調 整する。プログラマブル論理素子２５２が、FORWARDからREVERSEへ、またはその 逆への状態の変化を検出する場合、それは、ライン１４３のモータ制御論理から 受信されたTACH PULSE信号の周波数を最初にチェックする。その周波数が所定レ ベルよりも上であれば、プログラマブル論理素子２５２は、ロックアウト状態を 設定し、そ の周波数が所定レベルよりも下になるまで方向の変更を許さない。故に、外科医 が、モータ７８の運転中にスイッチ４１を切り換える場合、方向は、ツール３４ への損傷を与えることなく逆転が達成され得る速度までモータが減速するまで実 際に逆転しない。 プログラマブル論理素子２５２は、STOP信号２１４、FAULT信号２１６、FORWA RD信号２１８、およびREVERSE信号２２０を提供して、上述のように状態・準備 インジケータ１３９内の状態指示LEDs２１４ａ、２１６ａ、２１８ａ、および２ ２０ａを作動させる出力ピンをも有する。 さらに、ライン２６２ａ、２６２ｂ、および２６２ｃの出力の周波数を表す信 号は、演算増幅器２６６に送られ、そこでレベルシフトを行う。その信号は、次 にTACH信号７４としてセンサー回路８４に送られる。 電流制限回路１３３は、抵抗器網２７０、演算増幅器２７２、演算増幅器２７ ８、および差動演算増幅器２８０を含む。電流制限回路１３３は、ツールが耐え 得るよりも大きな電流を電力制御回路１３７がモータ７８に送るのを防止するた めに提供される。抵抗器網２７０は、ライン２７１によってパワートランジスタ ２４６、２４８を通る主エネルギー流に接続される。これらの抵抗器間の電圧降 下は、モータ制御出力（コミュテーション信号）５２、５４、および５６でモー タ７８に送られた電流を表し、抵抗器網２７０の両側をライン２７４、２７６を 介して差動演算増幅器に接続することによって測定される。同時に、ライン６６ （特定ツール３４に許容される最大電流を識別する）のツール特有電圧は、アイ ソレーションおよび緩衝のための演算増幅器２７８に接続され、次に差動演算増 幅器２８０に提供される。演算増幅器２７２の出力は、演算増幅器２８０の他の 入力に送られるので、演算増幅器２８０の出力は、ケ ーブル３０に現在取り付けられているツールの電流制限と送られた電流との比較 となる。この送られた電流が電流制限まで上昇すると、ライン２８２の信号はモ ータ制御チップ２３８に信号を発して送られる電流を減少させる。 故に、本発明は、従来技術のシステムと比べて重要な利点を提供する。本発明 は、複数の異なるツール３４と共に使用できる万能コンソール２２を提供する。 このツール２２は、特定の動作パラメータ、例えば電流制限、電力要件、速度制 御、および任意の他の所望電力要件などを、コンソールが接続される特定ツール に適応させるためにその出力を適応、構成する。さらに、コンソール２２は、ツ ール３４が運転状態のままで誤って電源投入されないようにし、TACH信号が断た れないようにし、およびツールの動作方向を逆転する前に一定の速度パラメータ を一致させるための対策をとる。 本発明は、出力速度の望ましくない変動を回避するために閉ループ制御および 温度補償をも提供する。 本発明の様々な修正および変形は、本発明の趣旨および範囲を逸脱することな く当業者には明白であり、本発明はここで詳述された実施例に限定されるものと 解釈されるべきではない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バーティンゲイル，スティーブン アー ル. アメリカ合衆国，ミネソタ 55133―3427, セント ポール，ポスト オフィス ボッ クス 33427 (72)発明者 チョウデリー，ノリーン エー. アメリカ合衆国，ミネソタ 55133―3427, セント ポール，ポスト オフィス ボッ クス 33427 (72)発明者 ヘイゲン，キャシー エル. アメリカ合衆国，ミネソタ 55133―3427, セント ポール，ポスト オフィス ボッ クス 33427

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．外科用器械システムであって、 それぞれが一組の動作パラメータに従って動作し、それぞれがモータを具備す る、複数の外科用ツールと、 制御出力信号を提供するモータコントローラを具備し、前記複数のツールのそ れぞれに交代的に結合できるコンソールと、を含み、 前記各外科用ツールが、前記各外科用ツールに関連した前記一組の動作パラメ ータを示す動作パラメータ情報を前記コンソールに提供するように構成され、 かつ前記モータコントローラが、前記コンソールがそのとき装着される外科用 ツールからの前記動作パラメータ情報を受け、受けた前記動作パラメータ情報に 基づく前記制御出力信号を適応させるように構成される、外科用器械システム。 ２．前記一組の動作パラメータが電流制限を含み、前記外科用ツールが前記電 流制限を示す電流制限識別信号を前記コンソールに提供するようにそれぞれ構成 される、請求の範囲第１項に記載の外科用器械システム。 ３．前記コンソールが、 前記コンソールが装着される前記外科用ツールからの前記電流制限識別信号を 受けるように結合され、前記モータコントローラから前記モータに送られている 前記電流が前記電流制限信号によって識別された前記電流制限を越えるかどうか を示す電流制御出力信号を提供する電流制限検出回路を含む、請求の範囲第２項 に記載の外科用器械システム。 ４.前記モータコントローラが前記電流制限検出回路に結合され、前記電流制 御出力信号に基づいて前記モータに提供される電流を制 御する、請求の範囲第３項に記載の外科用器械システム。 ５．各外科用ツールが、 モータ速度を検出し、モータ速度を示すモータ速度信号を提供するモータ速度 検出器と、 前記モータ速度が所望レベルよりも高いかどうかを示す過速度信号を提供する 過速度検出器とを含む、請求の範囲第１項に記載の外科用器械システム。 ６．前記モータコントローラが、前記過速度信号を受け、前記モータ速度が前 記所望レベルよりも高いことを前記過速度信号が示すと前記モータの電源を断つ ように構成される、請求の範囲第５項に記載の外科用器械システム。 ７．前記モータコントローラと、前記モータコントローラがそのとき適応され る前記外科用ツールとが前記モータの閉ループ制御を提供するように構成される 、請求の範囲第１項に記載の外科用器械システム。 ８．前記各外科用ツールが作動信号を提供するオペレータ作動可能入力を含み 、前記モータコントローラが前記作動信号に基づいて前記モータの動作を制御す る、請求の範囲第１項に記載の外科用器械システム。 ９．前記モータコントローラが、 外科用ツールが前記コンソールに接続されているかどうかを検出し、その状態 を示す接続信号を提供する接続検出器を含む、請求の範囲第８項に記載の外科用 器械システム。 １０．前記モータコントローラが、前記オペレータ作動可能入力が作動された 状態で、前記コンソールがそのとき装着されている前記外科用ツールが前記コン ソールに接続されたことを、前記作動信号と前記接続信号とが示すと、前記モー タコントローラが前記モー タの動作を一時的に禁止できるように前記接続信号に基づき前記モータの動作を 制御するように構成される、請求の範囲第９項に記載の外科用器械システム。 １１．前記モータコントローラが、前記オペレータ作動可能入力が作動された 状態で、前記コンソールがそのとき装着されている前記外科用ツールが、前記コ ンソールに接続されたことを、前記作動信号と前記接続信号とが示すと、前記オ ペレータ作動可能入力が停止され、続いて再作動されるまで、前記モータの動作 を一時的に禁止するように構成される、請求の範囲第１０項に記載の外科用器械 システム。 １２．前記モータコントローラが、前記コンソールがそのとき装着されている 前記外科用ツールのオペレータ作動可能入力が、電源投入時に作動されていたこ とを前記動作信号が示すと、前記コンソールの電源投入時に前記モータの動作を 禁止するように構成され、前記モータコントローラは、前記オペレータ作動可能 入力が停止され、続いて再作動されるまで前記モータの動作を禁止する、請求の 範囲第８項に記載の外科用器械システム。 １３．前記各外科用ツールが、 モータ動作の所望方向を示す方向信号を提供するオペレータ作動可能方向入力 を含み、 前記モータコントローラがモータ速度を検出するためにモータ速度検出器を含 み、前記モータコントローラが、前記モータ速度が所望限界の範囲内であること を前記モータ速度検出器が示すまで、前記モータの逆方向を禁止するために前記 方向信号に基づいて前記モータを制御するように構成される、請求の範囲第１項 に記載の外科用器械システム。 １４．前記各外科用ツールが、 前記モータに結合され、モータ活動状態を示す活動状態信号を提供するモータ 活動状態センサーと、 前記モータが制御される前記速度を示す制御出力を受けるために、前記オペレ ータ作動可能入力と前記モータコントローラとに結合され、前記制御出力と前記 作動信号とに基づいて、前記モータコントローラに速度コマンド信号を提供する 速度コマンド回路と、 前記モータ活動状態センサーと前記モータコントローラとに結合され、前記制 御出力と前記活動状態信号とに基づいて、前記モータコントローラに故障信号を 提供する故障検出器とを含む、請求の範囲第８項に記載の外科用器械システム。 １５．前記故障検出器が、前記活動状態信号によって示された前記モータ活動 状態と前記制御出力によって示された前記速度とが調和しない場合に前記故障信 号を提供する、請求の範囲第１４項に記載の外科用器械システム。 １６．前記故障検出器が、前記活動状態信号によって示された前記モータ活動 状態と前記制御出力によって示された前記速度とが互いの所望範囲内に無い場合 に前記故障信号を提供する、請求の範囲第１５項に記載の外科用器械システム。 １７．前記各ツールが、 前記モータが制御されている速度を示すモータ速度信号を提供するモータ速度 インジケータと、 前記動作信号を受けるために前記オペレータ作動可能入力に結合され、前記速 度インジケータに結合され、前記作動信号によって指示された速度に、前記モー タを制御することを要求されたモータ速度の変化を示す速度コマンド信号を提供 する速度コマンド回路とを含む、請求の範囲第８項に記載の外科用器械システム 。 １８．前記ツールが、 前記モータ速度インジケータに結合され、温度変化による変動に対して前記速 度信号を補償する温度補償器をさらに含む、請求の範囲第１７項に記載の外科用 器械システム。 １９．外科用器械システムであって、 それぞれが動作電流制限を有するモータ、および前記動作電流制限を示す電流 制限信号を提供する電流制限識別回路を具備する、複数の外科用ツールと、 制御出力信号を提供するモータコントローラを具備し、前記複数のツールのそ れぞれに交代的に結合できるコンソールと、を含み、 前記モータコントローラが、前記コンソールがそのとき装着されている外科用 ツールからの前記電流信号を受け、受けた前記電流制限信号に基づいて前記制御 出力信号を適応させるように構成される、外科用器械システム。 ２０．外科用器械システムであって、 外科用ツールであって、モータと、モータ速度要求を示す要求された速度信号 を提供するオペレータ作動可能速度入力と、前記オペレータ作動可能速度入力に 結合され速度コマンド信号を提供する速度コマンド回路と、を含み、 コンソールであって、前記外科用ツールに断路自在に結合され、かつ前記速度 コマンド信号に基づいて前記モータにコミュテーション信号を提供し前記モータ が制御されている速度を示すタコメータ信号を提供するモータコントローラを含 み、 前記速度コマンド回路が前記要求された速度信号と前記タコメータ信号とに基 づく前記速度コマンド信号を提供し、 前記外科用ツールが、モータ活動状態を感知し、モータ活動状態を示す活動状 態信号を提供するモータ活動状態センサーを含み、前記外科用ツールが、前記活 動状態信号によって示される前記モータ 活動状態が前記タコメータ信号と調和しない場合に、前記モータコントローラに 故障信号を提供するように構成される、外科用器械システム。 ２１．前記モータコントローラが前記故障信号に基づいてモータ動作を禁止す るように構成される、請求の範囲第２０項に記載の外科用器械システム。 ２２．前記外科用ツールが、外科用ツールに関連した少なくとも１つの動作パ ラメータを示す動作パラメータ情報を前記コンソールに提供するように構成され 、かつ前記モータコントローラが、前記外科用ツールから前記動作パラメータ情 報を受け、その受けた動作パラメータ情報に基づいて前記コミュテーション信号 を適応させるように構成される、請求の範囲第２０項に記載の外科用器械システ ム。