JP2005536314A - Electrosurgical generator - Google Patents
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Abstract
本発明は、一定電圧および可変パワー出力を提供し、とりわけ形状が変化するダイナミックな活動化表面領域を示す活動化電極における切断用アーク構成に適した電気外科手術ジェネレータに関する。原則的には、一定の電圧ベース制御は、RF共鳴インバータの出力の増幅を達成するべく機能するd.c.リンク電圧のレベルを用いることで達成される。デュアル型のループフィードバック制御は、出力電圧ベースの制御信号が低いゲインでは遅く導入され、一方でリンクモータ電圧ベースの制御が早く印可されることを示している。d.c.リンク電圧の制御の改良が、パワー要素修正段を含む入力ネットワークの使用によって達成される。The present invention relates to an electrosurgical generator suitable for a cutting arc configuration at an activated electrode that provides constant voltage and variable power output, and in particular exhibits a dynamically activated surface area that changes shape. In principle, constant voltage-based control is achieved by using a level of d.c. link voltage that functions to achieve amplification of the output of the RF resonant inverter. Dual loop feedback control indicates that output voltage based control signals are introduced late at low gains while link motor voltage based control is applied early. Improved control of the d.c. link voltage is achieved through the use of an input network that includes a power element correction stage.
Description
医学研究者による電気療法の使用は、歴史的には18世紀まで遡る。当時は、電気療法のスタティック(静電気)ジェネレータが実際の話題に挙がっていた。20世紀になると、生体組織に対する高周波数電流の適用研究が、高周波数電流治療学を用いる為に最初に考案されたd'Arsonalを開始した。電気外科手術的な切断及びその類似行為を実行する目的で高周波電流を用いることは、Cushing及びBovieによって1920年代に推進された。1970年代には、固体状態の電気外科手術ジェネレータが導入され、複数のそのようなジェネレータが、現在基本的に多くの医療現場にて利用可能である。 The use of electrotherapy by medical researchers dates back to the 18th century. At that time, electrotherapy static generators were the real topic. In the 20th century, the application of high-frequency current to living tissue began with d'Arsonal, which was first devised to use high-frequency current therapy. The use of high frequency currents to perform electrosurgical cutting and similar acts was promoted by the Cushing and Bovie in the 1920s. In the 1970s, solid state electrosurgical generators were introduced, and a number of such generators are currently available in many medical settings.
高周波数の電流が切断及び焼灼のために用いられる時には、手術上の部位における当該組織が制御された損傷を被ってしまう。活動化切断電極に瞬間的に付着する、即ち切断アーク(電孤)の形成が達成されるように僅かに離れていることで、組織を分裂即ち除去させることによって、切断が達成される。通常、連続したサイン波が電極に近接する組織細胞が蒸発されてしまう切断機能を実行するために採用される。冷たい(cold)メスを用いることに対する、この電気外科手術的切断手順の利点は、切断が容易であることに加えて組織のダメージをおさえ、面積を狭くすることに加えて浅い領域にすることの双方にある。この点に関しては、切断電極のアークに近接する細胞が蒸発され、数層分深い位置に存在する細胞は基本的にダメージを受けることがない。それらの切断システムは、一般的にはモノポーラ型で用いられ、ここで切断電極がアクティブであると考えられており、外科手術電流は大きなデュアル型の構成要素であって、電流は離隔された位置にて患者の皮膚に接続された分散電極より戻る。 When high frequency currents are used for cutting and cauterization, the tissue at the surgical site suffers controlled damage. Cutting is accomplished by splitting or removing the tissue by momentarily attaching to the activated cutting electrode, i.e., slightly away so that the formation of a cutting arc is achieved. Usually, a continuous sine wave is employed to perform a cutting function that evaporates tissue cells in proximity to the electrode. The advantage of this electrosurgical cutting procedure over the use of a cold scalpel is that it is easy to cut, in addition to reducing tissue damage and reducing the area in addition to reducing the area. In both. In this regard, the cells that are close to the arc of the cutting electrode are evaporated, and the cells that are several layers deep are basically not damaged. These cutting systems are generally used in a monopolar type, where the cutting electrode is considered active, the surgical current is a large dual component, and the current is in a remote location Return from the dispersive electrode connected to the patient's skin.
高周波数のジェネレータ装置を用いることによる凝固もまた実行可能であり、熱によるダメージによって組織タンパク質の変性が起こることで凝固が達成される。妨害されまた不連続な波形は、典型的には凝固を実行するために用いられるものである。凝固は一般的に、
(1)組織がアークストライクによって炭化される電気破壊
(2)細胞が脱水化される乾燥
(3)凝固するようにより遅く組織を加熱するホワイト凝固等
が含まれる。凝固手順の断続的波がモノポーラ及びバイポーラシステムの双方によって実行されてきた。
Coagulation by using a high frequency generator device is also feasible, and is achieved by denaturation of tissue proteins due to heat damage. The disturbing and discontinuous waveform is typically used to perform clotting. Coagulation is generally
(1) Electric breakdown in which tissue is carbonized by arc strike (2) Drying in which cells are dehydrated (3) White coagulation that heats tissue more slowly to coagulate is included. Intermittent waves of the solidification procedure have been performed by both monopolar and bipolar systems.
止血を行いながら切断を実行するために、今日の電気外科手術ジェネレータは、切断及び凝固波形を混合させるべく制御されてもよい。この混合を達成するためには、例えばより低い強度の連続的なサイン波がより高い強度の凝固パルスと共にパワー増幅の手順またはそれに類似する手順を用いて、出力電圧の上昇に先立ってミックスされる。 To perform a cut while performing hemostasis, today's electrosurgical generators may be controlled to mix the cutting and coagulation waveforms. To achieve this mixing, for example, a lower intensity continuous sine wave is mixed with a higher intensity coagulation pulse with a power amplification procedure or similar procedure prior to output voltage rise. .
電気外科手術的な切断の反応は、多くの研究課題であった。この点に関して、複数の研究者は、切断が電流の熱の電気的な伝導が行われるにつれて組織が沸点まで温度上昇し、細胞は基本的に相変化の結果として破裂することを見出した。それとは別に、電磁波が取込組織上に衝当し、組織の熱による収縮特性によって変化が生成されるパラレルなメカニズムが明らかとなった。圧力波の原因となるのは、組織における急激な加熱時の熱平衡維持能力の欠如にある。この点に関しては、次の文献:
"Electrosurgery" J. A. Pierce, John Wiley & Sons New York, NY
を参照していただきたい。
Electrosurgical cutting response has been a subject of much research. In this regard, several investigators have found that as the electrical conduction of the heat of cutting takes place, the tissue rises in temperature to the boiling point and the cells basically rupture as a result of the phase change. Apart from that, the parallel mechanism by which the electromagnetic wave hits the uptake tissue and the change is generated by the heat shrinkage property of the tissue became clear. The cause of the pressure wave is the lack of ability to maintain thermal equilibrium during rapid heating in the tissue. In this regard, the following document:
"Electrosurgery" JA Pierce, John Wiley & Sons New York, NY
Please refer to.
切断手順に勝るのは、導かれた気体状態でのアーク形成である。切断が実行される時、切断電極は組織と機械的に接触することはなく、寧ろ組織を介して移動する時に蒸気の膜上を進行する。そのような訳で、切断電極と組織との間の分離が発生し、そのことが切断時のアーク形成を可能とし得る。このようなアークの存在によって、電流が高く狭い空間に閉じ込められて場所及び時間の双方で高度に電極化される性質によってアークとなり、極めて短時間で高い電流密度での電気放出が行われる。 Overcoming the cutting procedure is arc formation in a guided gaseous state. When cutting is performed, the cutting electrode is not in mechanical contact with the tissue, but rather travels over the vapor membrane as it moves through the tissue. As such, a separation between the cutting electrode and the tissue may occur, which may allow arc formation during cutting. Due to the presence of such an arc, an electric current is confined in a narrow space and becomes an electrode due to the property of being highly electroded both in place and in time, and electric discharge at a high current density is performed in a very short time.
通常、電気外科手術的ジェネレータは、固定形状のアクティブ電極に伴う必須のアーク構成を得るべく構成されている。例えば、アクティブ電極はロッド形状またはスペード形状の外科用のメスの形を取り得る。アーク形成は外科医にテクニックを要求するものであり、一般的にはインピーダンスがアークストライキングに適するまで、電極は標的組織に向かって徐々に移動する。アークを作り出すエネルギーは、典型的にはRF周波数において動作する共鳴インバータによって生成される。そのようなインバータにおける制御は、アークが負のダイナミックインピーダンスを示すという問題を含む。一般的には、RFインバータに供給される電圧の調整が行われるが、全体としての出力制御はパワーレベルの選択によって行われるものである。出力電圧のフィードバックによるインバータ制御は、主として必須アークの上述のロード特性によって回避された。そのような試みの制御は、しばしば振動不安定を導き出してしまう。従ってパワーコントロールは、医学的に実行可能な出力性能限界で用いられる。 Typically, an electrosurgical generator is configured to obtain the requisite arc configuration with a fixed shape active electrode. For example, the active electrode may take the form of a rod or spade surgical knife. Arcing requires a technique from the surgeon, and generally the electrode moves gradually toward the target tissue until the impedance is suitable for arc striking. The energy that creates the arc is typically generated by a resonant inverter that operates at the RF frequency. Control in such an inverter involves the problem that the arc exhibits negative dynamic impedance. Generally, the voltage supplied to the RF inverter is adjusted, but overall output control is performed by selecting a power level. Inverter control by feedback of output voltage was avoided mainly by the above-mentioned load characteristics of the essential arc. Control of such attempts often leads to vibration instability. Power control is therefore used at the limit of medically viable output performance.
しかし、現在では、電気外科手術的に実行される医療器具の開発においては、操作手順の間にアクティブ表面領域にて変化する形状を有する高精度構造のアクティブ切断電極を必要としている。比較的一定なパワー出力を示すジェネレータは、そのような動作状況下でアークに耐久することができない。この点について、パワー出力は、可変であって、アクティブ電極の形状及びサイズの変化に追従してもよい。結論としては、このことが一定電圧の制御及び可変パワー状況の条件下で、RF切断出力を提供可能な電気外科手術ジェネレータを要求する。 However, at present, the development of medical instruments that are performed electrosurgically requires an active cutting electrode with a precision structure that has a shape that changes in the active surface area during the operating procedure. Generators that exhibit a relatively constant power output cannot withstand arcing under such operating conditions. In this regard, the power output is variable and may follow changes in the shape and size of the active electrode. In conclusion, this requires an electrosurgical generator capable of providing an RF disconnected output under conditions of constant voltage control and variable power conditions.
電気外科手術ジェネレータの動作に関する別の要求は、初期的なアーク形成に関するものである。近年考慮されているシステムの適用はアクティブ電極が内部に組み込まれ、また切断されるべき組織に接触する時にアークのスタートアップを要求する。時間間隔を定めるような予備的なインピーダンスは、医師の技術によって達成されるものでなければ、初期的なアーク構成を達成するために利用不可能である。 Another requirement for the operation of the electrosurgical generator relates to initial arc formation. The application of systems that have been considered in recent years requires an arc start-up when the active electrode is incorporated inside and contacts the tissue to be cut. A preliminary impedance, such as defining a time interval, is not available to achieve the initial arc configuration unless it is achieved by physician skill.
本発明はダイナミックな活動化表面領域の特性を示すアクティブ電極において切断アーク(電孤)を形成し、また維持することが可能な電気外科手術ジェネレータに関するものである。この維持されたアーク形成を達成するにあたり、ジェネレータは、アーク生成インバータを制御するべく機能するレベルの、制御・調整されたD.C.リンク電圧を達成させる。一定電圧及び可変パワーの特性は、d.c.リンク電圧にかかるより低いゲインまたは遅い入力制御を示している、アウターループ出力電圧フィードバック制御によって実現される。このアウターループコントロールは、d.c.リンク電圧にかかる迅速で高いゲイン特性を有する、インナーループフィードバック制御と混合される。後者の制御は、手順の開始または再開始におけるパワー増加を促進させる。組織内にアクティブ電極が埋め込まれるような条件下で必要とされる切断アークを生成するために、この増加が機能する。スタートアップパワーを生成するために、通常の切断パワーレベルが引き出させると直ぐに、d.c.リンク電圧の調整を通して、アークを生成するのに十分なレジスト間隔の間、ブースト電圧レベルへと既述のd.c.リンク電圧が上げられる。 The present invention relates to an electrosurgical generator capable of forming and maintaining a cutting arc (electric arc) in an active electrode exhibiting dynamic activated surface area characteristics. In achieving this sustained arc formation, the generator is controlled and tuned at a level that functions to control the arc generating inverter. C. Achieve link voltage. The characteristics of constant voltage and variable power are: d. c. Realized by outer loop output voltage feedback control, indicating lower gain or slower input control over the link voltage. This outer loop control is d. c. Mixed with inner loop feedback control, which has a quick and high gain characteristic on the link voltage. The latter control facilitates an increase in power at the start or restart of the procedure. This increase works to produce the required cutting arc under conditions such that the active electrode is implanted in the tissue. As soon as the normal cutting power level is drawn to generate startup power, d. c. Through adjustment of the link voltage to the boost voltage level for a resist interval sufficient to generate an arc d. c. The link voltage is increased.
電気外科手術ジェネレータは、外部よりの電流及び電圧と付随する従来の長所とを組み合わせるのに機能するようにパワー要素の制御ステージを含めた、入力トリートメントネットワークを有する。しかしながら、この入力ステージは、変形実施例にもかかわらず、世界共通のジェネレータの使用を可能とするものであり、制御されたd.c.リンク電圧を導入するd.c.リンクインバータの好適に用いられる暫定的な規制電圧レベルを確立する。 The electrosurgical generator has an input treatment network that includes a control stage for the power element to function to combine external currents and voltages with the associated conventional advantages. However, this input stage allows the use of a universal generator, despite the variant embodiment, and is controlled d. c. Introduce link voltage d. c. Establish a provisional regulated voltage level that is preferably used for link inverters.
本発明の別の目的は、以下の記載によって幾分明白になり、また明らかとなりうる。従って、本発明は、方法、システム、及び装置を有し、構造、構成要素の組み合わせ、部品配列、及び作業工程を含んでおり、それらのことは、以降の詳細な実施例に於いて明らかにされる。添付された図面と共に詳細な説明が参照することによって、本発明の本質及び目的のより完全な理解が可能である。 Other objects of the invention will become apparent and will be apparent from the following description. Accordingly, the present invention comprises methods, systems, and apparatus, and includes structures, component combinations, component arrangements, and work steps, which will become apparent in the detailed examples that follow. Is done. A more complete understanding of the nature and objects of the invention can be obtained by reference to the detailed description when taken in conjunction with the accompanying drawings.
以下に詳述されるように、付随するブースト電圧フィーチャを有する本発明の電気外科手術ジェネレータは、電気外科的に支持された組織回収器具を用いる使用のために選択されたトポロジーに関連して記載されている。本器具の実施例は、電気外科手術的な切断電流サイン波を用いるものであって、それは議論の一部となっていない焼灼特性である。しかしながら、焼灼を要求するような変形実施例を含めた機器が、Eggers,らの米国特許出願番号09/472,673 (1999年12月27日)"Minimally Invasive Intact Recovery of Tissue"に記載されており、また、同日のEggers,らの米国特許出願(代理人整理番号NET-2-039-3)に記載されている。本発明の電気外科手術ジェネレータは、所与の手順の間その表面領域範囲を変化させるアクティブ切断電極に部分的に適している可変式のパワー出力、及び一定の電圧特性に基づく構成で、初期的に記載されている。それらの記載に加えて、固定された領域を有する従来方式のアクティブ電極と共に用いるためのパワーモニタリングコントロールを有するジェネレータの構成が示されている。 As will be described in detail below, the electrosurgical generator of the present invention with an associated boost voltage feature is described in connection with a topology selected for use with an electrosurgically supported tissue retrieval instrument. Has been. An embodiment of the instrument uses an electrosurgical cutting current sine wave, which is an ablation characteristic that is not part of the discussion. However, a device including a modified embodiment that requires shochu is described in Eggers, et al., US patent application Ser. No. 09 / 472,673 (December 27, 1999) “Minimally Invasive Intact Recovery of Tissue” It is also described in US Patent Application (Attorney Docket No. NET-2-039-3) of Eggers, et al. The electrosurgical generator of the present invention is initially configured with a variable power output suitable for an active cutting electrode that changes its surface area range during a given procedure, and a configuration based on constant voltage characteristics. It is described in. In addition to those descriptions, a generator configuration with power monitoring control for use with a conventional active electrode having a fixed region is shown.
図1を参照すると、本発明の電気外科手術ジェネレータが、通常は符号10で示されている電気外科手術的な無損傷の組織の回収システムの構成要素として記載されている。システム10は、通常は符号12で示されているような組織回収器具であって、再利用可能な構成要素14、構成要素14にスライド可能にマウントされる後方部分を有する使い捨て可能な構成要素16有している。再利用可能な構成要素14は、高分子製のハウジング18を有する。
Referring to FIG. 1, the electrosurgical generator of the present invention is described as a component of an electrosurgical intact tissue retrieval system, generally indicated at 10. The
使い捨て構成要素16は、長手方向のカニューレ即ち器具の軸線24に沿って延在する、通常は符号22で示されている長寸のデリバリカニューレを含む。デリバリカニューレ22の末端は、カラー30によって所定の位置に保持された自由に回転する吸引マニフォルド28を介するのは勿論のこと、ハウジング18と螺合可能な回転可能ねじ型コネクタ26を介して延在する。符号32で示されているようなカニューレ22の前方領域は通常符号34で示されているような先端即ちチップへと延在する。フレキシブルな吸気管がスモーク/スチーム排気機能を提供し、符号36で示されているようにマニフォルド28よりコネクタ38で押し付けられてコネクタ40を通過するのは勿論のこと、バキュームシステム46のハウジング即ちコンソールの空気入力44へと向かって再利用可能なコネクタ42が介在して延在する。ハウジング46はオン/オフスイッチ48を有し、ケーブル52を介してコンソール46へと接続されたフットスイッチ50を用いることによって、管36におけるスモーク/スチーム/ボディ流体クリーニング排気を提供するべく活動化される。先端34よりのスモーク/スチーム排気は、カニューレ22の外部表面上に沿った、後方に戻るスチーム移動によって組織に対して熱的な損傷を与えることを回避するのに必要とされる。バキュームシステムは先端領域32へと延在する。この点に関し、符号35で示されているような5つのスモーク/スチーム採取または吸気取り込みポートが端部32に設けられている。それらポート35の僅か後方に、ブロッキングリブ即ちリング37が設けられ、それらはスチーム若しくはスモークがデリバリカニューレ22の外部表面に沿って移動しないように機能する。
The
符号38で示しているようなグリップコネクタがハウジング18の各側面部分上に配置されており、符号54で示されているような変形のグリップであるようなスタビライザハンドグリップを支持するべく追加的に機能する。ハウジング18の前部分に配置されているのが3つのボタンスイッチ56乃至58であり、それらは、各々arm/disarmスイッチ、エネルギー化ポジションスイッチ、及び組織キャプチャスタートスイッチである。ハウジング18の各々の側面上においてスイッチ56乃至58より僅かに上の位置で、LEDベースのインジケータ即ちキューライトの線形アレイが存在し、或るそのようなアレイが符号60で示されている。インジケータ60によって提供される視覚的キューは前から後ろに説明すると、緑色のライトであるstart/resetキュー、緑色のライトで提供される組織キャプチャ完了キュー、及び黄色のライトで提供される組織キャプチャstartキュー(スイッチ58の上)、黄色のライトで提供されるエネルギー化位置キュー(スイッチ57の上)、及び緑のライトで提供されるarm/disarm組織キャプチャキュー(スイッチ56の上)となっている。エネルギー化及び制御が通常は符号64で示されているような複合コントロールアセンブリ及び電気外科手術ジェネレータコンソールと接続されているマルチストランドケーブル62を介して器具12へと提供される。接続は、マルチリードコネクタ66を介して示されており、それはコンソールのコネクタ68へと接続されている。器具12の電気外科手術活動化電極アセンブリは、モノポーラで動作する。そのような訳で、従来方式の比較的大きな分散型リターン電極アセンブリが符号70で示されており患者の皮膚近くに配置される。アセンブリ70は2つの電極構成要素72及び74を有して構成されており、それらがケーブル76及びコネクタ78を介してコンソールのコネクタ80へと接続されている。代わりに、リターン電極がデリバリカニューレ22の先端部付近表面に配置されてもよく、それは図示されたリターン電極70の使用の所望とする位置である。
A grip connector as indicated at 38 is disposed on each side portion of the
on/offスイッチ82を活動化させると、パワーがコンソール64において回路へと供給される。スイッチ82が“on”である時、スイッチ上に配置された緑色の視覚インジケータLEDが光る。コンソールコネクタ68を有するコネクタ66とケーブルとが適切に接続されているとき、コネクタ68の上に設けられた緑色のLED86が光ることによって示される。この接続テストはハウジング18の内部においてコーディングレジスタに対し電流を流すことによって実行される。3つのペダルフットスイッチ88がケーブル90を介しコンソール64のリアパネルへと接続されている。スイッチ88の3つのペダル88a乃至88cはボタンスイッチ56乃至58に代わるスイッチングを模倣しまた提供する。
When the on / off
符号60で示されているようなハウジング18のLEDアレイに対応する視覚的なキューがコンソール64においてもまた提供されている。この点に関し、start/resetスイッチ92がLEDインジケータライト94と操作上の関連を有するが、ここでインジケータライト94はスイッチが活動化されると緑色に光る。黄色のポジションモードのビジュアルキューLEDは前述のプリカーサ電極のエネルギー化を示しておりそれは符号96で示されている。このLEDは、標的とする組織ボリュームに近接して開口しているデリバリカニューレのチップ34の電気外科手術的な前進の間、黄色の出力を提供する。次に、LED98によってarmキャプチャモードのビジュアルキューが提供され、器具12の組織キャプチャフィーチャのアーミングを表す。一度、符号56または88aにおいて示されているようなarm/disarmスイッチが押下されると、符号57若しくは88bで示されているようなエネルギー化位置スイッチはもはや活動化不能である。しかし、医師はarm/disarmスイッチを再び押下することによって、ポジションモードへと戻ってもよい。黄色のキャプチャモードビジュアルキューがLED100によって提供され、組織キャプチャ手順の開始及び実行を示し、そのようなキャプチャが終了すると、緑色のキャプチャ終了モードビジュアルキューはLED102によって緑色で提供される。ポーズモード状態は緑色のLED104を点灯させることによって示される。一般的には、このポーズモードはキャプチャスイッチ58若しくはフットスイッチ88cを開放することによって実行される。
A visual cue corresponding to the LED array of
上述したようにスチームの移動が起こるので、システム10がハウジング即ちコンソール46で示されているようなバキュームシステムが活動化されることを補償することが望ましい。望ましくは、コンソール46のコントロールアセンブリはシステム46のスタート時においてのみ手順を開始することが許されるべく機能する。そのようなシステム46のモニタリングが管36に付着されたブロック51において示されているバキューム活動化スイッチによって達成される。コンソール64に対するこのモニタリングの出力は矢印53で示されている。
Since steam movement occurs as described above, it is desirable for the
リターン電極70のコネクタ78がコンソールコネクタ80へと接続され、スイッチ82が入れられると、患者の回路セーフティモニタ回路(PCSM)がセルフテストを実行する。start/resetスイッチ94が連続的に押下される場合、2つの電極構成要素72及び74に対する欠陥テストが実行される。後者のテストに通らない場合、視覚的及び音声のパルス上の警告キューが発せられ、視覚的キューがコネクタ80に近接して設けられた赤色のLED106において提供される。
When the
図2を参照すると、器具12の使い捨て可能構成要素16が、再利用可能な構成要素14のハウジング18内部に挿入される前の状態で示されている。図において、デリバリカニューレ22が、再び円筒形の形状をしたサポートハウジング108より前方へと延在していることが分かる。サポートハウジング108の前方領域は、回転可能なコネクタ26を支持する。この点に関し、コネクタ26が刻み付きのフランジ112と共に回転可能に固定される外側ねじ110と共に構成されていることが分かる。サポートハウジング108の後方端部においては、突出したインデックスピン114が配置され、それは使い捨て可能な構成要素16が挿入される時に、ハウジング18内部の長寸の受容キャビティ118に沿って内部に延在する上向きに設けられた長寸のスロット116内部においてスライド可能に受容される。キャビティ118の内部のねじ山120が使い捨て可能な構成要素16が再利用可能な構成要素14の内部に挿入される時に、コネクタ26の外側のねじ山118と螺合する。
With reference to FIG. 2, the
サポートハウジング108上のインデックスピン114の反対側に配置されているのは、2つの離隔して配置された電気接点122及び124であり、それらは受け入れキャビティ118内にサポートハウジング108の挿入を行う際、ハウジング18内部に配置された対応する電気的な端子とライティング接点を形成するべく向けられている。接点122及び124は、各々チップ32におけるプリカーサ電極アセンブリ及びキャプチャ構成要素に関連する電気外科手術切断及びパージングのためのケーブルへと適用される電気外科手術切断電流を選択的にレシーブする。それらケーブルは、デリバリカニューレ22内部のキャプチャ構成要素よりガイダンスタブ若しくはイヤーを有するケーブルターミネータ構成要素へと延在しており、それらの1つは符号126で示されており、軸線24に平行に設けられた長寸のスタビライザスロット130内部にスライド可能にマウントされている。対応するガイダンスタブ及びスロットの組み合わせがサポートハウジング108の反対側においても見られる。符号130において見られるようにスロットの前方に配置されているのは2つの追加的な長寸ドライブスロットであり、その内の1つが符号134で示されていて、軸線24と平行関係に構成されている。ドライブアセンブリのドライブ部品の外向きに延在するイヤー若しくはガイドタブがスロットより延在しており、それらは符号138及び140で示されている。それらのイヤー即ちタブ138及び140は後方に配置された駆動表面を支持し、ここで駆動表面とはドライブアセンブリに対し前方への動作を伝達するべく用いられるものである。この前方への動作はデリバリカニューレ22よりキャプチャ構成要素を展開させるために機能する。サポートハウジング108がハウジング18の受け入れキャビティ118内部に挿入されるとき、それらのタブ138及び140がハウジング18の前方部分において提供されている各々符号142及び144で示されているような反対側に配置されたノッチを挿通する。同時に、ノッチ146は再利用可能なハウジング18内部前方に配置され、電気接点122及び124の通過を許容する。ここで明らかなのは、再利用可能な構成要素14内部に使い捨て構成要素16を挿入するための手順が、受け入れキャビティ118内部に使い捨て可能なサポートハウジング108を挿入する過程及びコネクタ26の刻込部分112を回転させる過程を伴い、ねじ山120内にねじ山110を螺着させる。図は、またホース即ち管36のブロッキングコネクタ42のための手順に続いて用いられるバキューム閉止プラグ148を示しており、後方の管の機械的に接続された前方構成要素内に幾分かの流体を捕捉する。最後に、タブ150がドライブスロット134の前方部分を介して延在しているのが分かる。このタブはプラグアセンブリ完全ストップ304(図9)の構成要素であり、プレセレクトキャプチャ構成要素の直径の大きさに関連してイヤー138及び140を有するドライブ部品によって許容された前方への移動距離を制限するべく機能する。
Located on the opposite side of the
図3を参照すると、再利用可能な構成要素14の内部に保持されたドライブフィーチャ及び使い捨て可能な構成要素16の駆動フィーチャの動作環境を示す断面図が示されている。この図において、モータアセンブリが通常は符号160で示されている。アセンブリ160は直流電気モータ160Aで構成されており、それは遊星歯車アセンブリ160Bと一体化されている。アセンブリ160は、ステンレススチール製の蛇腹型の幾分フレキシブルなカプラ162において回転方向の出力を提供し、それはモータマウントチャンバ164内部に配置されている。チャンバ164の内部には、モータアセンブリ160が幾分自己整列的な動作をすることが許容されており、しかしながらコルクストップ構成要素166によって回転方向の動きが制限されている。この実施例では、カプラ162がシールチャンバ170の内部に配置されたトーラス型流体シール168を介して延在している。構成要素172が前方へと延在しており、スラストベアリング174と回転可能で固定されていることがわかる。ベアリング174はモータアセンブリ160よりもたらされるドライビング力の全てに対してサポートを提供する。この点に関し、ロッド型のねじ込み変換構成要素172が通常は符号176で示されているようなトランスファアセンブリと螺合されている。トランスファアセンブリ176はボールねじ若しくはナット構成要素178を有し、それは構成要素172及び通常はY字型のヨーク180のねじ山と螺合している。ヨーク180は、サポートハウジング108が初期的に受容キャビティ118に挿入されると、駆動部品タブ又はイヤー138及び140(図2)と駆動可能に結合する為に整列されるが、離れた位置まで延在すべく構成された離隔した駆動部品を有して構成されている。上述したようなドライブ構成要素の非拘束性能を確実とするために、蛇腹162の圧縮として明らかとされるような軸方向のクリープ現象を回避する必要がある。一般的には、スリーブがアセンブリ160の出力ドライブシャフトを超えて提供され、一方で構成要素172における対応する段階的に縮小される径がカプラ162が衝当するショルダーを提供する。
Referring to FIG. 3, a cross-sectional view illustrating the operating environment of the drive features held within the
コントロール入力及び出力は勿論のこと電気外科手術切断電流がケーブル62よりハウジング18へと導入される。マルチリード型構成要素の内2つはその内の1つが符号180で示されており、接点クランプ182へと延在しており、それらが使い捨て可能構成要素16の接点122及び124に対し電気外科手術切断エネルギーを供給するために2つの接点を保持している。
Electrosurgical cutting current as well as control inputs and outputs are introduced from
図3はまた、デリバリカニューレ22の先端の詳細を示してもいる。チップ34が例えば約10mmの直径で、比較的小さな組織ボリュームを包含するために用いられるものとして描かれている。チップは4つのプリカーサ電極構成要素を含み、それが長手方向の軸24に対し対称的に交差して配置されている。プリカーサ電極の電気外科手術切断部分の2つは、符号184及び185で示されており、先端を切り取った高温形状のセラミック(アルミナ)の保護チップ190の僅か前方に配置されている。セラミックチップ190の後方には、高分子化合物のチップ構成要素192及び194が存在し、それらはデリバリカニューレ22に接続されている。後ろの方の構成要素194は、先に記載したような吸気ポート35及びsmoke/steamブロックリング37を保持していることが分かる。前方の構成要素192はキャプチャ構成要素の5枚の薄いステンレススチールのリーフの配列のために傾斜構造を提供しており、それらキャプチャ構成要素のチップは編み込まれたステンレススチールのパージングケーブルを保持しており、それらが切断を目的として電気外科手術的に励起され、標的とする組織ボリュームの周辺に鳥籠のような形状の構造を形成するべく切断のパージング動作を行う。別法では、プリカーサ電極、リーフ、パージングケーブル、及びカニューレが強い磁性を帯びていない物質(例えばチタンやニチノール)で構成されてもよく、生検の手順の磁気共鳴映像によるガイダンスでこの装置を使用可能とする。それらキャプチャ構成要素のリーフに対して付与されたドライブはヨーク180及びドライブ部品のイヤー138及び140より発せられる。これらリーフの各々は、リーディングエッジにおけるアイレットで終結しており、それらの内の何れかが符号196で示されている。高分子化合物のチップ構成要素192及び194は共に機能し、通常は符号198で示されているようなガイダンスアセンブリを形成し、リーフを適切な距離及び適切な攻撃角度で方向付けるべくキャプチャ処理中に機能する。本実施例における攻撃角度は45度である。
FIG. 3 also shows details of the tip of the
デリバリーカニューレ22は、比較的小さな直径例えば約5mmを有する。前方部分32では、5本のパージングケーブルアセンブリを保持する2つのアイレットを備えて形成されたリーディングエッジを有する五角形の形状をしたステンレススチール製の長寸のリーフ構造からなる先に記載されたキャプチャ構成要素が配置されている。図4を参照すると、キャプチャ構成要素が高分子化合物のガイドチューブと共に記述のパージングケーブルを装着する前の製造段階で、通常は符号200で示されている。図5の通常の断面図で明らかにされているように、キャプチャ構成要素200は通常五角形の断面構造を有しており、平坦なステンレススチールのストックより初期的に化学的なミルを施され、前方部分202は厚さ0.003インチ及び幅が0.080インチである連続した5枚のリーフとして形成されている。5枚のリーフが図において符号210乃至214で示されており、五角形のベース部分218より既述の2つのアイレットチップ196へと延在している。各々のリーフ210乃至214はその長さに渡って幾分中心部に設けられた長手方向に延在する溝を化学的にミルされている。この溝において図5で示されているように、ポリアミド製のフレキシブルなガイドチューブが固着されている。それらガイドチューブは極めて小さく、例えば約0.020インチの直径を有しまた壁の厚さは約0.0015インチである。ガイドチューブが図5において符号220乃至224で示されており、各々がリーフ210乃至214に対し接着されている。各々のガイドチューブ220乃至224は、各々が符号230乃至234で示されているようなパージングケーブルをスライド可能にガイドする。これらマルチストランド型ステンレススチール製ケーブルは約0.005インチの直径を有する。ポリアミド製のガイドチューブ220乃至224は既述の溝に対し初期的に取着される。次に、チューブは絶縁コーティング材料及び接着を達成し完全なキャプチャ構成要素アセンブリ200のための必須とされる電気的な絶縁を提供する過程によって、化学的にミルされた溝内部において対応する溝へと接着される。ここで前記コーティングはその厚さが約0.001インチであり、”パリレン”の名称で市販されているような気相重合の均等なコーティングである。パリレンというのはポリマー類の一般名称である。それらの内標準的なものがパリレンCと称されており、完全に線形で、高い結晶性の物質であるポリパラキシレンである。そのようなコーティングはSpeciality Coating Systems, (SCS) of Indianapolis, IN.のようなパリレンコーティングサービス提供会社より入手可能である。図4では、キャプチャ構成要素200のリーディングエッジにおけるアイレットの構造が明らかとされている。アイレットを含むリーディングエッジはそれを介するケーブルの取着に先立って、示されている方向よりも外向きに湾曲している。更には、キャプチャ構成要素200はドライブチューブ即ちドライブロッド236に対して溶接して被着されており、ドライブロッド236はサポートハウジング108内へと後方に延在しタブ若しくはイヤー138及び140に関連するドライブ部品と結合している(図2)。
The
図6を参照すると、デリバリカニューレの前方領域32及びチップ34が断面図として開示されている。この図において、デリバリカニューレ22は先に記載した高分子化合物(ポリエーテルリミド)のチップ構成要素194へと前方に向かって延在しているのが分かる。デリバリカニューレ22は構成要素194においてボーダー240へと向かって延在する5ミルの厚さのポリオレフィンシュリンクチューブ238によって電気的に絶縁されている。デリバリカニューレ22の内部表面より次に内側にあるのは、五角形の形状をなす5枚のキャプチャ構成要素リーフであって、それらの内2枚の一部が符号210及び212で示されている。次に内側に存在するのは、ステンレススチール製のサポートチューブ242であり、それは使い捨て可能な構成要素16のサポートハウジング108の後方部分においてマウントされており、デリバリカニューレ22を介して高分子化合物のチップ構成要素192と結合した外向きに広がった領域部分244へと前方に向かって延在している。この広がりは、キャプチャ構成要素のリーフ及びケーブルの前方への展開動作の間に生じる更なる連続した前方方向への効力にサポートチューブが耐久するために有用である。サポートチューブ242の内側にあるのは、電気外科手術的なプリカーサ電極チューブ246であり、電気接点122を介して伝達される電気外科手術的な切断エネルギーを受容し保持する目的でサポートハウジング108の後方部分へ向かって延在している(図2)。プリカーサ電極チューブ246が後方へと延在するにつれて高分子化合物のシュリンクラップ248によってサポートチューブ242が絶縁されている。
Referring to FIG. 6, the delivery cannula
プリカーサ電極は通常長寸のL字形状を有する4本のステンレススチールの電極ワイヤのサブアセンブリとしてマウントされており、それらの内2つが電極184及び185で示されている。この点に関しそれら電極184及び185の長寸の構成要素はサブアセンブリチューブ252へと延在する各々符号250及び251で示されている。4本のそのような電極アセンブリは、このチューブ252の内部にクリンプされており、そのチューブ252は、次にプリカーサ電極チューブ246の前方の部分でクリンプされている交差した形状のパターンに構成された電極のための4つの切断表面の使用によって、結果として好適な器具位置決めをもたらすことが分かる。そのような対向する電極表面の構成が例えば図7及び図8において明らかとされている。通常はプリカーサ電極の切断部分は器具の長手方向の軸線に対して直角に延在してよく、複雑な組織ボリュームに対して対向するような関係で器具を挿入しまた位置決めする間に切断される組織に直接対向するように構成され得る。このようなプリカーサ電極の切断部分の対向の大きさの程度はキャプチャ構成要素によって展開される対応する最大の直径大きさよりも小さな効果的な距離を提供するべく選択される。図6では、そのような範囲を、点線に軌跡によって示した動作ライン254が明らかとしている。
The precursor electrodes are mounted as subassemblies of four stainless steel electrode wires, usually having an elongated L shape, two of which are indicated by
図6はまた、リーフ210乃至214のためのガイドとして機能する高分子化合物のチップ構成要素194も開示している。同時に、高分子化合物のチップ構成要素192が器具の軸線24に対して45度の角度を付けられた5つのスロープを構成している。それらスロープの内1つがリーフ210に関連して符号258で示されている。それらスロープはキャプチャ手順の間出現するためにリーフ210乃至214の45度の攻撃角度を提供している。
FIG. 6 also discloses a
一般的には、プリカーサ電極184乃至187が10mmのキャプチャ構成要素200の最大の効果的キャプチャ設計で用いられるために約6.5mmから7.0mmの組織切断及び対向長さを有する。同時に、効果的な直径が20mmまで拡張されると、プリカーサ電極またはそれらの縦方向の対向長さが約10mmであってよい。より長い縦方向の長さの1つを有して構成されるとき、電極は前方に向かって僅かに傾斜しており、弾力を有しているので、電気外科手術的に活動化されたパージングケーブルが物理的にプリカーサ電極に接触するとき前方方向へと湾曲することが可能である。この手順において、プリカーサ電極は開回路であり、キャプチャ構成要素のリーフと共に配列させられる時に再構成されてもよい。この一時的なより長いプリカーサ電極の再エネルギー化は捕獲されるより大きな組織サンプルに対して電極が収縮する若しくは曲がる場合に有効であることが分かる。
Generally, the precursor electrodes 184-187 have a tissue cut and opposing length of about 6.5 mm to 7.0 mm for use in a maximum effective capture design of a 10
図7及び図8はデリバリカニューレ22のチップ34の正面図を示しており、リーフ及びケーブルが図7においては収縮した状態であるのは勿論のこと図8においてはリーフ及びケーブルが拡張された状態でとりわけプリカーサ電極の配置を図示している。図7において示されている手順の開始時における配置では、ケーブル230乃至234の電気外科手術的な切断部分によって示された活動化領域が幾分小さいが、手順の完了時における最大のパージングにおけるそれは僅かに大きい。図7では、5本のリーフ210乃至214のリーフチップが、パージングケーブル230乃至234の一部に関連して表されている。この構成では、プリカーサ電極184乃至187が活動化されてもよく、アークを形成するが、一方で器具12はチップ34が標的とする組織ボリュームに対向する位置関係を持って方向付けられて扱われる。プリカーサ電極構造は、次に活動化を停止し(回路が開かれる)、キャプチャ構成要素200が電気外科手術切断エネルギーを有するパージングケーブル230乃至234の活動化を形成するアークに関連して展開される。しかしながら、ケーブルが組織内に埋め込まれるために、ブースト電圧はブースト時間の間ケーブル230乃至234の活動化部分と対向する組織との間に切断用のアークを形成するのに十分であることが要求される。
7 and 8 show front views of the
図8はリーフ210乃至214が展開している様子を示しており、パージングケーブル230乃至234が”広がりきって(played out)”おり、キャプチャ構成要素の効果的な直径が標的とする組織ボリュームが回収されるような周辺の境界まで拡張している。この拡張及びそれに続くパージング構成を提供するために、ここで注意していただきたいのはケーブル230がガイドチューブ220を介しスライド可能であって、リーフ214のチップに対し取着されていることである。ケーブル231はガイドチューブ221を介してスライド可能であって、リーフ213のチップに対して取着されている。ケーブル232はガイドチューブ222を介してスライド可能であって、リーフ212のチップに対し取着されている。ケーブル233はガイドチューブ222を介してスライド可能であって、リーフ211のチップに対し取着されている。またケーブル234はガイドチューブ224を介してスライド可能であって、リーフ210のチップに対して取着されている。
FIG. 8 shows the deployment of the leaves 210-214, with the purging cables 230-234 "played out" and the effective diameter of the capture component is the target tissue volume. It extends to the surrounding boundaries where it can be recovered. To provide this expansion and subsequent purging configuration, it should be noted here that the
図9を参照すると、使い捨て可能な構成要素16のサポートハウジング108の部分的な断面図が提供されている。この図において、サポートチューブ242はサポートハウジング108の後方部分においてバルクヘッド270と結合するべく延在していることが分かる。チューブ270はカラー272によって所与の位置に保持されている。サポートチューブ242を介して延在しているのは、絶縁性のシュリンクラップカバー248を有していない先に述べたプリカーサチューブ246である。プリカーサ電極チューブ246は電気接点122と衝当して接触していることが分かる。この構成では、電気外科手術切断エネルギーがチューブ246内部へと接点122より伝達されてもよく、プリカーサ電極184乃至187へと伝達されてもよい。キャプチャ構成要素のドライブアセンブリの後方部分は通常は符号274で示されていて、既述のドライブチューブ236及びドライブ部品276を有することが分かる。ドライブ部品276は断面図で示されており、ここで立体成形されたイヤー138及び140(図2)は表されていない。しかし、注意して頂きたいのはそれがドライブチューブ236の端部へと結合されていて、チューブ236及びドライブ部品276の双方を器具の軸線24に沿ってサポートチューブ242を介してスライド可能に移動させることである。ヨーク180は図3において示されているが、イヤー138及び140に結合していて、イヤー若しくはタブ138及び140と衝当可能に結合することで前方へとドライブアセンブリ274を移動させる(図2及び図3)。
Referring to FIG. 9, a partial cross-sectional view of the
パージングケーブル230乃至234がサポートハウジング108の内部キャビティ278へとドライブチューブ236のアウトボードへと後方に延在している。それらパージングケーブルの内2本が象徴的に符号230及び231を付されて示されている。これらのケーブルは、ドライブ部品276を介して延在する対応する5本のチャネルを介しスライド可能に延在していて、それらの内1つが符号280で示されている。ケーブル230乃至234は高分子化合物のケーブルターミネーター構成要素282と固定して接続されるまで更に延在する。構成要素282はサポートチューブ242上にスライド可能にマウントされていて、ケーブル230乃至234に押し付けられている前方の金環即ちカラー284を含む。これらケーブルは、次に後方の金環即ちカラー288とリジットで電気的な接続を持つために構成要素282の中央のフランジ部分286を介して延在する。カラー288は、次に電気的なコネクタ124へと接続されたフレキシブルな電気ケーブル290に結合され、ここで前方に向かってスライドするようにケーブルターミネーター構成要素282に続く。従って、電気外科手術的切断電流がコネクタ124、ケーブル290、金環288よりケーブル230乃至234に対して供給される。ケーブルターミネーター構成要素282は2つの外向きに延在するイヤー若しくはタブによって安定化されており、ここでそれらの内1つはスタビライザスロット130内部に組み込まれたタブ126として図2において記載されているものである。ケーブルターミネーター構成要素282の前方には、ケーブルストップ292が設けられている。このカラー型のストップ292はキャプチャ構成要素200のリーフのリーディングエッジによって展開された最大の直径範囲を定める位置において、サポートチューブ242に対し接着されている。この最大の直径範囲は、組織ボリュームを超えて延在し、符号294の点線で示されている標的とする組織ボリュームを真ん中付近で通過して象徴的に図中に示されている。示されているようなキャプチャ構成要素200の配置では、ケーブルターミネーター構成要素282がケーブルストップ292に衝当して結合し始め得り、モータアセンブリ160、変換構成要素172、及びトランスファアセンブリ176(図3)によって前方にドライブアセンブリ274が駆動し続けるとパージングケーブル230乃至234が引っ張られる。ここで注意して頂きたいのはドライブアセンブリ274が前方へと移動し図中に示されているようなキャプチャ構成要素の配置が達成されると、通常は符号296で示されているようなラッチアセンブリの2つの反対側に配置された弾力を有するラッチを通過することである。ここで前記ラッチアセンブリは弾力を有するラッチ298及び300を含む。アセンブリ296は回収した組織標本にアクセスし、またその動きを促進させるための図中に示されたリーフの基本的な解放のためにキャプチャ構成要素のポスト手段の収縮の程度を限定する。最終的には、ストップ部品304からなるドライブ安全ストップ機構がキャビティ278内部に固定され、キャプチャの選択された最大直径大きさのためにキャプチャ構成要素200の最大限のパージング即ち収縮を示す位置を超えてのドライブアセンブリ274の前方方向への動きを制限する。そのような必要とされない動きは例えばケーブルターミネーター構成要素282の前方方向への動きを中断するべくケーブルストップ292の破壊を生じ得る。ドライブアセンブリ274が前方へと駆動され続け、ドライブ部品276がセーフティストップ部品304に近接すると、キャプチャ機構200のリーフが取り除かれるべき組織ボリュームを取り囲む取り囲み構造を確定するべく互いに内側にパージングされ得る。このとき、パージングケーブルの活動化電極切断構成要素の相対的な長さが非常に小さな活動化切断領域を最終的に決定するべく減少し始める。図10では、図9において示された手順に関する配置に続く構成要素の位置決めが示されている。ドライブ部品276及びその関連するドライブチューブまたはドライブアセンブリ274のロット236が更に前方に駆動されていることが分かり、ドライブ部品276はドライブセーフティストップ機構302へと近接して配置されている。ケーブルターミネーター構成要素282はケーブルストップ292に衝当している。このことによって5本のケーブル230乃至234がテンションを掛けられ、標的とする組織294の取り囲みがパージングされ、キャプチャ構成要素200のキャプチャリーフによって組織ボリュームの包囲が行われる。
Purging cables 230-234 extend rearward into the
ここでは、ケーブル230乃至234によって実行される引っ張り力が、モータ160Aの一部においてコントロールアセンブリのコントロールフィーチャが前方のストール状態を関知し得る程度である。このことが起こると、ケーブル230乃至234に対する切断エネルギーが終了され、モータアセンブリ160が逆方向に駆動すべくエネルギー化される。従って、ヨーク180がドライブ部品276のタブ若しくはイヤー138及び140との自由に衝当する結合部より離れ、ホームポジションに戻る。そのような訳で器具12の再利用可能な構成要素14が次に使用されるために再度設定される。通常、医師は吸気ライン36のカプラ42を解放し、その内部にプラグ148を挿入することによって流体を捕捉する。使い捨て可能な構成要素16は、次にコネクタ26において前方のねじ接続を外すことによって取り除かれ、イヤー即ちタブ138及び140がラッチアセンブリ296と衝当すべく手動で戻される。このことはキャプチャ構成要素200が図9において示されているような配置に概ね戻り、回収した組織サンプルに対し医師が容易にアクセス可能となる。
Here, the pulling force performed by the cables 230-234 is such that the control feature of the control assembly can be aware of a forward stall condition in a portion of the motor 160A. When this happens, the cutting energy for the cables 230-234 is terminated and the
図1を再び参照すると、システム10によって実行される手順は、初期的に意図される生検の領域において皮膚レベルで局所的な麻酔薬を投与する過程を含む。スイッチ82がコンソール64の電源を入れるべく活動化され、ケーブル62がコネクタ68に取着される。接続がテストの結果うまく行くと、緑色のLED86が点灯する。医師はコンソール64上にあるstart/resetボタン92を押下し、その結果患者セーフティ回路モニタテストが実行され、このテストに失敗すると赤色のLED106及び音声によるキューがパルス上の出力を提供する。取り外し可能な構成要素16が再利用可能な構成要素14の内部にマウントされ、取り除かれる組織ボリュームの最大の幅よりも広い2mmの幅及び約4mmの深さまでコールドメスを用いることで皮膚の切開が実行される。スモーク/スチームエバキュエータ46がフットスイッチ50よりスイッチを入れられ、デリバリカニューレ22のチップ34が、チップにおけるプリカーサ電極が皮膚表面より少なくとも3mm下にあるように切り口へと延在している。そのようなわけで、それらの電極が初期的に皮膚内部へ埋め込まれる。次に位置決めモードがフットスイッチ88bまたはハウジング18のボタンスイッチ57のenergize/positionを押下する及び押下し続けることで開始され最初のブーストに影響を与える。LED96がアレイ60において対応するLEDは勿論のこと点灯する。音声によるキューが規則的なトーンで提供される。デリバリカニューレ22のチップ34が取り除かれるべき組織ボリュームに近接して対抗する位置まで進む。そのような位置に到達するとき、位置決めモードが終了され(フットスイッチ88bまたはボタンスイッチ57が開放される)、arm/disarm組織キャプチャボタンまたはスイッチ56もしくはフットスイッチ88Aが瞬間的に押下され、LED98は勿論のことそれらスイッチ上のLEDが点灯し、システム10がarmキャプチャモードに入る。このモードの間、スイッチ57及び88bが利用不能である。スタートキャプチャボタンまたはスイッチ58もしくはフットスイッチ88cが次に押下されまた押下され続け、LED100は勿論のことスイッチ58上にあるLEDが点灯し、キャプチャモードが開始され、モータ160a(図3)が作動しはじめ、モータ電流が適切な動作を確実とすべくモニタされる間1.5秒の間、前方へとヨークアセンブリ180を前進させる。ヨーク180がドライブ部品276のイヤー138及び140と契合すると、モータアセンブリ160は動きを止める。電気外科手術ジェネレータは第1のブーストを印加し、次に通常の切断エネルギーがパージングケーブル230乃至234(図7)へとかけられ、1.5秒後にモータアセンブリ160はキャプチャ構成要素200を展開開始すべくエネルギー化される。パージングケーブル230乃至234の活動下の間、既述の規則的な音がコンソール64より提供される。このキャプチャモードはキャプチャ構成要素200が図10において記載されている配置に到達するまで継続される。その場合、前方のストール状況がモータ160aにおいて確認されると、モータアセンブリ160の前方向へのエネルギー化が終了され、モータが逆回転し、初期的なホームポジションへとトランスファアセンブリ176を引き戻す。アレイ60における対応するLEDの出力は勿論のことコンソール64上のLED102が点灯し、電気外科手術電流が適用されたことを示す音声が終了する。デリバリカニューレ22が患者より取り除かれ、プラグ148がバキュームコネクタ42へと取着され、コネクタ26が使い捨て可能なユニット16の取り外しを許容すべく回転される。取り外し可能ユニットの取り外しに際しイヤー即ちタグ138及び140が手動で格納されても良くラッチアセンブリ296と結合してキャプチャ構成要素200が組織のサンプルにアクセスするために図9において示されているような配置になることを可能とする。
Referring again to FIG. 1, the procedure performed by the
位置決めモード及びキャプチャモードの双方に関連する手順の開始時または、フィンガースイッチ58若しくはフットスイッチ88cの開放及びLED104の点灯に関連して起こるポーズアクティビティに続く再開における既述のブースト電圧レベルで電気外科手術エネルギーが印加される。この印加の程度は切断を可能とするためのアークの構成が少なくとも開始されるまでのブースト間隔であり、例えば8分の3秒のような経験に基づいた所定のブースト間隔である。
Electrosurgical operation at the aforementioned boost voltage level at the start of a procedure associated with both the positioning mode and capture mode or at the resumption following a pause activity that occurs in connection with the opening of the
電気外科ジェネレータ機能からパーシング・ケーブル230乃至234に供給される切断エネルギー上の制御は、とりわけ、生成された電力がアークに耐久し、切断するのに効果的である必要がある従来式の設計手法と、同時に、切断の近接の組織、機器、若しくは回収された組織検体に過剰な損傷を生じる程度になっていないということの両方に基づくようにされている。しかしながら、システム10の場合には、更なる基準が生じる。ケーブル230乃至234の組織衝突部分として明示される場合、探査電極は、手順の際に面領域の範囲が変化する。それは初期にブースト電圧下で励起が開始されて、点光源に多少類似する形状を有している。次に、それの周縁部の範囲が増大されて、徐々に拡大される線光源に類似するようになり、その後、それは同様に点光源に類似する形状になるように戻る。即ち、システム10によって、キャプチャ構成要素200の初期の拡張の際に、電力出力の増大が要求されて、その後に続いて、収縮パーシング包込みが生じた際に、電力出力特性が減少される。更に、この手順の開始時に、プレカーサー電極若しくはキャプチャ構成要素ケーブルのいずれかである探査電極アセンブリが、組織内に埋込まれて、ケーブル230乃至234の切断部分と切断される組織との間に延在する電弧の開始と、蒸気の生成に適切なブースト時間間隔の間、ブースト電圧が呼出される。実質的に、切断を生じるのは、この電弧であり、ケーブルではない。アクティブ電極部分は、ただ単に隣接する組織細胞層から生成される蒸気内にスライドされるだけである。従って、コントロールは手順を通じてアークに耐久しうる。
Control over the cutting energy supplied to the parsing cables 230-234 from the electrosurgical generator function is, among other things, a conventional design approach where the generated power needs to be durable and effective in cutting the arc. At the same time, it is based both on the fact that the tissue, instrument, or recovered tissue specimen in the vicinity of the cut is not excessively damaged. However, in the case of the
従来式の電気外科ジェネレータは、ブレード若しくはロッドのように、固定式の構成若しくは形状の探査電極と共に実行されるように設計されている。ターゲットの組織に向かって電弧が形成されるまで、例えば、約1ミリメートルまで、探査電極を移動させることで、初期の電弧形成若しくは電弧生成を生じさせる執刀医の技術及び経験によって、必要な切断電弧の生成が達成される。図11−A及び図11−Bを参照すると、この技法が描写されている。ライン316で示されているように電気外科ジェネレータ314への戻りを提供する大きな分散電極312が背中に取付けられている患者が310で示されている。ジェネレータ314は、固定形状の探査電極318にライン312で示しているように切断エネルギーを供給している。
Conventional electrosurgical generators are designed to be implemented with probe electrodes of a fixed configuration or shape, such as blades or rods. Depending on the surgeon's skill and experience to produce the initial arc formation or arc generation by moving the probe electrode up to the target tissue, e.g., up to about 1 millimeter, the necessary cutting arc Production is achieved. Referring to FIGS. 11-A and 11-B, this technique is depicted. A patient is shown at 310 with a large
電弧の開始を達成するように、電気外科ジェネレータの出力は、例えば、1300乃至1500オームの適切な範囲のインピーダンスに取組む必要がある。このインピーダンスは、本質的に抵抗であり、BからCへの距離によって示されるように患者310の体によって示される抵抗Rtissueを有しており、患者310の組織322から離間された探査電極によって生成されるインピーダンス若しくは抵抗との組合わされて、その値は、約300オーム乃至約500オームの範囲に及んでいる。図11−Bには、AからBへの距離として間隔Lgが、拡大されて図示されている。図12を参照すると、この抵抗RABが距離Lgの変化に対して破線324及び326でプロットされている。点線324で示されているように、Lgの値が約2ミリメートルを上回る値になっているところでは、抵抗が無限に近付いて電弧が生成されないことに留意されたい。しかしながら、固定式構成の探査電極が、約1ミリメートルの距離Lgに近付くにつれて、抵抗が、抵抗Rtissue(BからC)と組合わせて電弧を形成することが可能である約500オーム乃至1000オームになることが示されている。AからCを示している固有の抵抗Rtotalを用いると、切断電弧は、一般式:Rtotal = Rtissue + Rarcの通りに保持される。上記の配置を用いて、従来式の電気外科ジェネレータが固定出力電力及び可変印加電圧に関して作動される。従って、この出力電力レベルは、安全な範囲に、例えば、約80ワット乃至約100ワットに保持される。
To achieve arc initiation, the output of the electrosurgical generator should address an appropriate range of impedances, for example, 1300 to 1500 ohms. This impedance is inherently resistive and has a resistance R tissue as indicated by the body of the
探査電極が初期および再起動時に組織内に埋込まれており、利用できる間隔がない場合であっても、システム10を用いて達成される執刀医の技法によって、電極の離間で生じる以外の方法で、電弧形成と同等のものが実行される。短時間(tboost)のブースト電圧(Vboost)の適用によって、初期に露出されており、組織に埋込まれたケーブル230乃至234の探査部(アクティブ部分)またはプリカーサ電極に隣接する組織の固体構造の気化が生じる。これによって、初期離間と同等のものが引起こされて、電弧の開始に関して必要なインピーダンスが達成される。ブースト電圧を適用する時間間隔は、例えば、約500ミリ秒未満の固定した持続時間であってもよいし、若しくはこのブースト電圧印加後に電弧の生成によって規定されてよい。電弧形成時のインピーダンス変化Rtotalは、急激な変化を示しており、出力電流の流れにおいて、対応する急激な降下を生じる。従って、ブースト電圧印加を終了するように、電弧の形成が容易に検出される。
Methods other than occur at electrode separation, depending on the surgeon's technique achieved using
図13を参照すると、10ミリメートルの捕獲最大直径範囲及び板状ベーコンを用いて実行された実験に関するシステム10の性能が描写されている。この図面では、計算されたオーム換算の全抵抗が時間に対してプロットされている。更に、適用されている最大振幅電圧が、その時間に関してプロットされている。更に、DCモータ170aで目撃されている電流が示されている。手順の開始時、ブースト電圧を印加する前に、全抵抗は、図11−Aでの距離B−Cに関して前述されたような組織の抵抗Rissueと等しくなっている。その500オーム・レベルは、破線区域328で示されている。ブースト電圧は、ライン330で示されているように、最大振幅1400ボルトのブースト電圧でのブースト時間間隔を開始するように、ケーブル電極に印加されている。そのブースト電圧が、500ミリ秒の時間間隔Tboostの間、課せられて、その後、実線部分334で示されるように、その印加電圧は急激に降下する。ブースト時間間隔の間に、破線部分336及び垂直方向破線部分338で示されるように、約200ミリ秒後に、電弧が形成されて、全抵抗が急激に上昇して、線部分334において、印加電圧が水平方向実線部分342で示される通常切断電圧レベルに降下するのが示されているように、固定のブースト時間間隔の終了時点の近くで1500オームに到達する。適用されているこの通常切断電圧は、最大振幅が1000ボルトのレベルになっているのが見てとれる。垂直方向破線部分344で示されるように、ブースト電圧の適用から、thsのように識別されるヘッド・スタート時間間隔の後に、モータ160aが概ね同時に電圧印加される。モータ・アセンブリ160の電圧印加によって、ケーブル230乃至234の最大直径の周縁範囲に向かう展開が開始される際に、リーフ210乃至214の拡張が開始される。これが行われるために、組織のアクティブな切断部(active cutting)に結合されているケーブルの長さ、及び結果的に面の領域が拡張されて、破線の曲線部分346によって示されるように、対応する全抵抗の降下が開始される。リーフ先端部の最大周縁部領域、及びアクティブ・ケーブルの切断の長さが最大値に到達するときに、垂直方向破線348で示されるように、抵抗が最低値に到達しており、且つ出力増大を伴って適用電流が最大値に到達している。
Referring to FIG. 13, the performance of the
手順の時間間隔が、垂直方向の破線348で示される時間を超えて継続されると、組織を切断するのに用いられるケーブル230乃至234の使用可能な面は、その後にパーシングが続けられるために減少して、又、破線の曲線部分350で示されるように、全抵抗が再度増大するために、組織の切断に関連する有効ケーブル長が減少するようになる。この時間間隔の間、線部分344で開始されたDCモータ電流は、電流レベル353で示されるようなモータ失速閾値に到達するまで、破線部分352で示されるように漸進的に増大している。モータ駆動電圧及び通常切断電圧は、各破線部分354及び356で示されるように、急激に終了する。この手順の後、線部分358及び360で示されるように、全抵抗Rtotalが組織抵抗Rtissueに戻る。
If the time interval of the procedure is continued beyond the time indicated by the vertical dashed
図14を参照すると、図13に関連して実行される手順によって示される時間間隔の間に発生するピーク電流出力のプロットが図示されている。この図面では、既述のブースト電圧での電圧印加時間が垂直点線362で示されている。電圧はブーストレベルで印加され、水平方向の点線コントロールライン364で示されているように継続し、このブースト電圧レベルは500ミリ秒のブースト間隔の後終了して、垂直点線366で示されているようになる。その後、印加電圧は、水平方向の点線368で示されているような一定の電圧レベルで保たれる。制御ライン362及び364で示されているようなブースト電圧の印加の間、約200ミリ秒の非常に短い時間間隔の間、曲線370で示すような急激な上昇、符号372で示されるピークレベルをしめす非常に急激な電流上昇が、非常に急激な降下をその後に伴って示されている。この200ミリ秒の間に、組織細胞の気化によって効果的な初期離間が実行される。更に、プロットは、手順の際のワット損と一致しているとみなすことが可能である。曲線部分372はブースト電圧の終了の目的で検出されてもよく、よってブースト時間がアーク形成の時間に対応する。
Referring to FIG. 14, a plot of peak current output occurring during the time interval shown by the procedure performed in connection with FIG. 13 is illustrated. In this drawing, the voltage application time at the aforementioned boost voltage is indicated by a vertical dotted
図13に戻って、システム10と共にそれを想起すると、電気外科ジェネレータから適用される出力は、ブースト電圧の適用、及びケーブル電極形状の変化に従って変化しており、手近な例として、ワット損を見積もることが可能である。ブースト電圧の適用の開始は、線330で示されており、500オームの組織抵抗に直面している。従って、電弧が形成されるまで、最大振幅1400ボルトの適用ブースト電圧の下で、約500ワットのワット損が生じている。しかしながら、その電力は、破線338で示されるように、例えば、約200ミリ秒の時間間隔の、電弧が形成されるまでの非常に短い時間間隔の間、非常に制限された領域で生成される。破線338で示されるように電弧が形成されるとすぐに、電弧によって示されるインピーダンスが500オームの組織のインピーダンスに付加されて、ワット損は、約167ワットに降下する。この167ワットは、少し高いが、垂直方向の線334で示されるようにブースト電圧が除去されるまでしか維持されない。その後に、約85ワットのワット損を伴う最大振幅1000ボルトの通常切断電圧が生じる。しかしながら、今や探査電極の拡張が開始されているので、破線の位置決め線348で示されるように、ケーブルの長さが拡張されて、且つ捕獲装置のリーディング・エッジの最大周縁領域が達成されて、全抵抗が約800オームに降下すると電力が再度上昇する。従って、電力は、約85ワットから約159ワットに上昇するようになる。しかしながら、この159ワットの電力値は、非常に広範な支出の線状ソース電極が最大線状範囲になっているのに関連している値である。次に、パーシング動作が生じて、その線状範囲が点の値に向かって減少して、同様に、ワット損も減少して、再度、捕獲完了時の85ワットに近付いていく。前述から明らかなように、手順の間中、ブースト電圧レベル(例えば、1100ボルトの最大振幅)での電気外科エネルギーを連続的に適用することが可能である。要するに、このブースト時間間隔tboostが、プレカーサー電極の配置若しくはパーシング・ケーブルによる捕獲のいずれに関わらず手順の全時間を包含するように拡張される。しかしながら、そのようにブースト時間間隔を拡張する結果として、生検手順の際に、生検の検体及びその周囲の健全な組織にかなりの深さの熱的損傷を生じてしまう過剰な電力が生成される可能性がある。
Returning to FIG. 13 and recalling it with the
100ミリ秒乃至1000ミリ秒の時間間隔の間、好適には、約250ミリ秒乃至約750ミリ秒の間の時間tboostの間、ブースト電流が適用される。ブースト電圧Vboostは、最大振幅が約1000ボルト乃至約2000ボルトの範囲に及んでおり、好適には、最大振幅が約1100ボルト乃至約1300ボルトの範囲内である。ブースト時間間隔の終了時には、電気外科エネルギーが破線1446で示されるように通常の切断電圧レベルVcutに降下する。この切断電圧Vcutは、最大振幅が約700ボルト乃至約1200ボルトの範囲内、好適には、最大振幅が約800ボルト乃至約1000ボルトの範囲内から選択される。
The boost current is applied for a time interval between 100 milliseconds and 1000 milliseconds, preferably for a time t boost between about 250 milliseconds and about 750 milliseconds. The boost voltage V boost has a maximum amplitude in the range of about 1000 volts to about 2000 volts, and preferably has a maximum amplitude in the range of about 1100 volts to about 1300 volts. At the end of the boost time interval, the electrosurgical energy drops to the normal cutting voltage level V cut as shown by dashed
切断アークを維持するのに要求される上述の可変出力パワー性能を達成するために、電気外科手術ジェネレータは一定の電圧制御を用いる。必要な切断用のアークが陰性のダイナミックインピーダンスを示すので、そのような制御方法は典型的には安定しない振動出力となってしまう。しかしながら、本発明のジェネレータを用いるならば安定した出力が可能となる。 In order to achieve the above-described variable output power performance required to maintain the cutting arc, the electrosurgical generator uses constant voltage control. Such a control method typically results in an unstable vibration output since the necessary cutting arc exhibits a negative dynamic impedance. However, stable output is possible if the generator of the present invention is used.
図15を参照すると、電気外科ジェネレーション機構、及びコンソール64が組み込まれた制御アセンブリが示されている概略的なブロック図が図示されている。一般的に、パーシング・ケーブル230乃至234及び機器のプレカーサー電極への電気外科入力は、約350KHzの動作周波数で提供される。しかしながら、この動作周波数は、約250KHz乃至約10MHzの範囲で選択されてよい。戻り電極が使い捨て式構成要素のシャフト若しくは送出カニューレ上に末端部若しくは先端部に近接して配置されている上述に記載の米国特許第09/472,673号、現在の米国特許第_____号に説明されるような双極式、若しくは準双極式の機器の様式の場合には、動作周波数は、約100KHz程度にできるだけ低くされてよい。種々の捕獲装置の最大直径値、及び関連する縦方向捕獲寸法は、単にケーブル・ストップ292(図9及び10参照)だけに基づいている。その構成によって、障害状態を示すその他の負荷特性状態、並びに前方及び後方への失速状態の検出制御と共に、モータ・アセンブリ160が動作され得る。図面において、従来式のACラインの入力が、ブロック382で示されている電磁干渉(EMI)フィルタに延在するようなライン380で示されている。ライン384及び記号386で示されるように、フィルタされた出力は次にヒューズを通して、ブロック388で示されるフロント・パネルの出力オン/オフスイッチ機能に渡される。このスイッチング機能は、図1の82に関して説明されている。スイッチ機能388によって、このフィルタリングされた入力がライン390及びブロック392で示される力率補正ブースト・コンバータに渡される。コンバータ392は、AC入力をDC電流に整流して、DC電圧レベルを安定した暫定レベルに押上げると同時に、正弦波入力電圧波形と適合する正弦波入力電流波形を生成する。これによって、ライン電流調波を減少させるように高力率が提供される。コンバータ392は、ライン394及び396で示されるように380電圧DCバスとして暫定電圧を提供する。ブロック392で力率補正特性を提供することによって、種々の有益な属性が生じる。従来式の電気外科ジェネレータと比較してより少ない電流が引出されるようにされており、このデバイスは、世界的な標準の電源設備で汎用的に用いることが可能である。更に重要な点は、コンバータ392によって、ライン394に予め安定化された暫定電圧を生じて、それにより、電気外科ジェネレータ機能で次に続くリンク・インバータを最適化することが可能な点である。
Referring to FIG. 15, a schematic block diagram illustrating an electrosurgical generation mechanism and a control assembly incorporating a console 64 is illustrated. In general, the electrosurgical inputs to the parsing cables 230-234 and the instrument precursor electrodes are provided at an operating frequency of about 350 KHz. However, this operating frequency may be selected in the range of about 250 KHz to about 10 MHz. As described above in U.S. patent application Ser. No. 09 / 472,673, now U.S. Pat. In the case of such a bipolar or quasi-bipolar instrument format, the operating frequency may be as low as possible, on the order of about 100 KHz. The maximum diameter values of various capture devices, and the associated longitudinal capture dimensions, are based solely on the cable stop 292 (see FIGS. 9 and 10). Depending on the configuration, the
ライン396は、ライン402及び404に関連してブロック468及び470で各々示されている主要な低電圧電源(LVPS)及び補助的低電圧電源にDC入力を提供するように機能する。機器12に関連付けられている制御システムの臨界を考慮して冗長な低電圧電源が用いられている。これに関連して、そのような冗長性がない場合には、低電圧電源の障害によって、近い将来に手順における臨界時間間隔の間の特定の時点に全制御システムが運転停止を生じてしまう可能性がある。
ライン394及び396で安定化されている380電圧DCも同様にして、ライン408及びブロック410で示されるようにモータ駆動回路に非常に特有のモータ電圧を提供するように機能するブロック406で示される低電圧電源に方向付けられている。モータ電圧を制御する上では、例えば、10ボルト周辺のレベルが、それが捕獲装置のリーフ構成要素及びケーブル構成要素の前方への適切な進行速度を提供する電圧レベルである限り、重要である。これに関連して、リーフ及び電気外科的に励起されたケーブルの展開が、ミリメートル/秒に換算して測定される。高速過ぎる駆動が付加されている場合には、励起されたケーブルは、組織に接触して押付けられてしまって適切な切断がされずに、制御システムの一部の応答に基づく捕獲失敗の失速が生じてしまう可能性がある。制御システムは、例えば、前方への失速の電流の検出に基づいてパーシング作業の完了を決定してモータ駆動装置410を動作させているので、捕獲装置が適切に作動する前に制御システムによって前方への失速が検出されてしまうひっかかり現象等により生じるモータ駆動装置での異常に対して適応されている。リーフ及び関連するパーシング・ケーブルの前進速度が慎重に制御されているので、例えば、初期モータ動作を用いて開始される所定の初期試験時間間隔の前に検出される失速状態は全て機能不全を示していることが知られている。機器14若しくは「ハンドル・コネクタ」68が、簡略的なブロック412で図示されており、そこでは、ブロック480でモータ駆動機能に接続されている矢印414によって示される通信モータ駆動装置の入力の通信の様子が図示されている。用語「ハンドル」は再利用可能構成要素14のことである。更に、ブロック410で示されるモータ駆動装置への制御が、ブロック416及び双方向矢印418で示されるように、制御回路及び駆動回路を含む制御配置から提供されている。
A 380 voltage DC regulated at
ライン394に戻ると、更に、双方向矢印422で示されるように、ブロック416の制御及び駆動の回路基板の制御下にあることが図示されているブロック420で示される100KHzリンク・インバータに、コンバータ392の安定化された380ボルトDC出力が導入されている。この制御は、電気外科出力エネルギーの定電圧制御の効果のために必要とされており、それにより、電弧維持、非振動性能を達成する一方で、切断電弧の負の動的インピーダンスへの適合がされている。ブロック426で示されているアイソレーション変圧器の一方の側へのライン424で示されるインバータ420のAC(方形波形式)出力も図示されている。変圧器426によって、ライン428で示されるように出力が提供されて、この出力は、ライン502で約100ボルトの値を有するDCリンク電圧を発生させるように、ブロック430で示されるように整流及びフィルタリングされる。ライン432でのこのリンク電圧の振幅は、非常に効果的に制御されており、システムの出力の振幅を変化させるように機能する。ライン432は、ブロック434で示されるような2つのリレー断路器に方向付けられている。これらのリレー断路器は、矢印436で示されるように制御及び駆動の回路基板416から制御されている。DCリンク電圧は、次に、矢印438で示されるように、ブロック440で示されるようにRFインバータに方向付けられている。インバータ440は、矢印442で示されるように、ブロック416で示される制御及び駆動の回路基板によって制御関係で動作する。このリレー断路器434をRFインバータ440の前に配置することによって、障害若しくはその他の異常が生じた場合に、RFインバータ440への入力自体が切断されることに留意されたい。インバータ440は、特定の周波数に同調されている従来式の共振回路若しくはタンク回路の類である。その出力ピーク間電圧振幅は、DCリンク電圧の振幅によって制御されている。即ち、ブースト及び通常の切断性能のために、ネガティブダイナミックインピーダンスアークドライブのための出力電圧振幅が一定に保持されて、その周波数も同様に一定に保持される。
Returning to
インバータ440の出力は、ライン444及びブロック446で示されるように、通常(非ブースト)時の切断のためにその振幅を最高約800ボルト乃至約1000ボルトの最大振幅に逓増させる高電圧変圧器の一方の側に方向付けられている。ライン448でのこの変圧器出力段446の出力は、電弧生成の電気外科切断出力であり、この出力は、結局、ブロック450で示される高電圧出力段で一連のリレーで、矢印452で示されるプレカーサー電極入力若しくは矢印454で示される捕獲装置ケーブルのいずれかに向けられる。ブロック520で示される段450の上の制御は、矢印456で示されている。
The output of
分散電極70に電気的に関連するコンソール64のコネクタ80が、ブロック458で示されている。ライン460で示されているように高電圧出力ステージ450に対する戻りを提供するのに加えて、コネクタはブロック462で示されているような者回路安全モニタ(PCSM)に接続されている。ライン464及び466で示されているように分散電極72及び74の各々がモニタ回路462に接続されていて、制御されて、矢印468で示されているように制御及び駆動ボード16へと提供される。図1での戻り電極70に関して上述されたように、本システムは単極式に動作して、戻り電極として二重構成要素式分散パッドを利用している。各々、戻り電極コネクタのRE1及びRE2のリードに方向付けられている双方向矢印464及び466で示されているように、高周波小電流が、例えば72における一方のパッドから患者に沿って、例えば74における別のパッドへと方向付けられて、それらのパッドの間での組織の抵抗が検証されてもよい。このPCSM回路462は、2つの戻り電極パッドに約10ボルトの信号を50KHzで印加して、抵抗の適切性の検証が行われる。そのような検証が行われた上でのみ、このシステムは、準備完了状態に進行することによって、実行者にこの手順の継続を許可するようにされている。このPCSM試験が満足されない場合、若しくはこのPCSM試験に通らない場合には、このシステムは進行をせずに、視覚的なパルス状警報及び聴覚的なパルス状警報が共に生成される。PCSM回路462は又、ブロック388に於いて示されているon/offスイッチがオンの時、セルフテストも実行する。
The connector 80 of the console 64 that is electrically associated with the
図1でコンソール64に記載されているようなフロントパネルコントロールがブロック470に於いて示されている。ライン472で示されているこれらコントロール及びブロック474は、フロントパネルの回路ボードと関係している、それは、ライン476にて示されており、コントロール及びブロック416で閉め差sれたドライブボードよりの入力及び出力を提供する。コントロール及びドライブボードの双方が、ブロック478及びスイッチングラインバスの矢印480で示されるようにフットスイッチ88よりの入力をレシーブする。構成要素14のボタン・スイッチ56乃至58からの入力は、矢印482で示されているのに対して、例えば60でのLEDアレイへの出力が矢印484が示されている。最後に、真空スイッチ51が、ブロック416に延在するものとして以前に説明された矢印53と同一の番号のブロックによって示されている。矢印53は、2つのリード入力を示している。
Front panel controls, such as those described for console 64 in FIG. 1, are shown at
このように説明された回路配置を用いることによって、ライン380でのAC入力とアイソレーション変圧器426との間に主要回路が作成される。前述のDCリンク電圧を提供するアイソレーション変圧器426の出力から、第2の低電圧回路が導出される。この第2回路は、ブロック446で示される高電圧変圧器に延在されている。この回路配置によって、前記の電気外科切断出力を生成するシステムを備えた高電圧回路が達成される。これらの3つの異なる回路領域は、種々の絶縁障壁を用いてシステムに組込まれる。これに関連して、いくつかの構成要素が、安全な付加的低電圧回路の統制下(SELV)に入れられるのに対して、その他全ての回路は、接触の可能性から完全に絶縁される。患者に取付けられる医学的デバイスの場合には、一方のデバイスから、例えば、患者に取付けられている別のデバイスに電流が確実に流れないようにする配慮が、より厳しく求められる。図16を参照すると、図15のシステムの図面と関連付けされ得る隔離及び絶縁の図が示されている。図16には、丸囲みされた絶縁コード1乃至7が配置されている。これらのコードは、各々、絶縁の種類:BI、BOP、RI、RI、BI、RI、及びOPに対応している。これらの絶縁の種類は、更に、以下のように識別可能である:
「OP」−機能絶縁
「BOP」−異極性部品間の基礎絶縁
「BI」−感電に対する第1レベルの保護を提供する基礎絶縁
「RI」−強化絶縁
図16を参照すると、点線の境界線500が、コンソール64の導電性エンクロージャを示している。矢印504で示されるような探査電極(AE)、及びライン506及び508で示されるような戻り電極(RE)によって接触される患者が502で記号を用いて図示されている。機器12の非導電性ハンドルがブロック510で示されており、且つケーブル及びコネクタ・カバーが62が符号512で示されている。又、コンソール64の非導電性フロント・パネルが、ブロック514で示されている。
By using the circuit arrangement thus described, a main circuit is created between the AC input on
“OP” —functional insulation “BOP” —basic insulation between different polarity components “BI” —basic insulation providing first level protection against electric shock “RI” —reinforced insulation Referring to FIG. Shows the conductive enclosure of the console 64. A patient contacted by an exploration electrode (AE) as indicated by
コントロール・システムへのAC入力が、各々、ライン516乃至518で図示されているライン、ニュートラル・ライン、及び接地ラインによって示されている。これによって、先に述べた主要回路が開始されている。絶縁コード1が、ライン516及びシャーシ500の間に延在されていることに留意されたい。次に、主要回路が、520で記号を用いて示されている変圧器機能に延在しており、且つ高電圧絶縁境界線である境界コード3を保有しているのが示されている。更に、絶縁境界線コード4を備えているライン522で示される約100ボルトDCリンク電圧への変換が生じるようにされている。このシステムは、ブロック524及び既述の440で示されるRFインバータを通して、絶縁障壁コード5を備えている概ね526で示される高電圧変圧機能に延在されている。この変換機能は、図15のブロック446に記載されている。この変換機能526によって、絶縁コード6と共に、ライン528で示される高電圧出力が生成される。次に、このシステムは、ブロッキング・コンデンサ530、フロント・パネル514、探査電極564を備えている機器12へのケーブル512を通って、そこから患者502へと延在されている。ライン506及び508で示されるこれらの戻り電極は、現在、ブロック532で示されているPCSM回路に関連付けられているのが見てとることができる。このPCSM回路は、更に、ブロック536で示される低電圧制御回路に機能的に関連付けられる前に絶縁障壁5で絶縁されている。536等で、これらの低電圧制御回路シャーシ500に関してコード4で絶縁されるのが示されている。この低電圧制御への所定の入力及びそこからの所定の出力は、フロント・パネル514、ケーブル・アセンブリ512、及び機器ハウジング・アセンブリ510を横切って延在する双方向矢印538で示されている。図1で示され
、ここではバス矢印540に関連して掲載された点線ブロックに記載されているフットスイッチ機能88は、絶縁コード3と共に、回路536から絶縁されて変圧機能544で示されている。同様にして、真空スイッチ51が、変圧機能592に延在する矢印53と共に破線のブロックによって特定されている。ライン546及び548で示されるような回路536への+12ボルトDC入力は、絶縁コード3に関連付けられている変圧機能550で示されているように絶縁されている。ブロック552で示されるDCリンク・コンバータ機能は、絶縁コード3を共っている変圧機能558によって示されているように、低電圧制御回路536から絶縁されている。ここで注意して頂きたいのは、リンクコンバータ回路552がライン516におけるライン入力と517におけるナチュラル入力との間に接続されることである。各々のラインは560及び562で示されている。ブロック524に於けるRFインバータ機能への制御出力はライン564で示されており、低電圧制御回路536より延在する。ブロック524にて示されている機能がライン566及び568で示されているようにより低いレベルのd.c.リンク電圧に関連して作動するかもしれない。最終的に、絶縁コード7が、ブロック510で示されるようにケーブル・アセンブリ512と機器12との間のインタフェースで関連付けられていることに留意されたい。
The AC input to the control system is indicated by the lines illustrated by lines 516-518, neutral line, and ground line, respectively. Thereby, the main circuit described above is started. Note that
コンソール64は回路ボードのシーケンスを有しており、特定のものは、制御ボード及び駆動ボード、及びフロントパネルボードとして図15に関連して識別されている。一般的には、回路ボードとはドータボードまたは主要な電源回路ボードとして識別されるマザーボードである。 The console 64 has a sequence of circuit boards, certain of which are identified in connection with FIG. 15 as control and drive boards and front panel boards. In general, a circuit board is a motherboard identified as a daughter board or a main power circuit board.
次に、電源回路基板(ボード)に関連付けられている機能及び構成要素に議論を移す。これらの構成要素は、以下のように図17−A、図17−B乃至図23−A、図23−B、及び図23−Cに関して説明されている。図17−A及び図17−Bは、その上へのラベルの通りに解釈される必要がある。図17−Aを参照すると、この図面に再度図示されている前述のEMIフィルタ382にライン入力が設けられている。「後部パネル電源エントリ・モジュール」と示されるこのデバイス382は、ドイツ国、Endigen 79343のSchurer, Inc.社により市販されているAC入力型番第5110.1033.3号を備えたライン・フィルタ等が提供されてよい。デバイス382からのこのフィルタリングされた出力は、580乃至582で図示されるライン、ニュートラル・ライン、及び接地ラインで各々、示されている。ライン580及び582は、付加的なEMIフィルタリングを提供する構成要素と同様にヒューズf1及びf2に方向付けられている。これらの構成要素は、コンデンサC1乃至C3、二重インダクタ方式のデバイスL1、インダクタL2、及び放電抵抗R1を含んでいる。バリスタ584、586及びコンデンサC4によって更なる保護が提供されている。次に、フィルタリングされたこの入力は、図1の符号82及び図15のブロック388で示されているようなフロント・パネル・電源スイッチを横切って延在されている。スイッチ82を閉止することで、ライン588及び590が各々エネルギー化される。システム内の非常に大きいホールドアップ・コンデンサの存在によって生じる突入電流は、ライン588内のリレーK1のコンタクトK1:Bに渡って延在する負の温度係数のサーミスタ592によって制御されている。一時的に図18を見てみると、そのリレーK1のソレノイド動作構成要素がK1:Aで示されている。このソレノイド動作構成要素は、ライン596でRELAY_IL制御入力に関連して実行される。ソレノイド制御によって生じる任意の誘導性スパイクは、ダイオードD1によって制御される。図17−Aを再度参照すると、ライン598からライン598内を延在するダイオードD2、及びライン590からライン600内を延在するダイオードD3が、図17−Bに図示されており、ライン598の内部の抵抗R2と共に整流されたAC_SENSE信号を生じるように機能している。ライン602でのこのAC_SENSE信号は、このシステムを動作させるために入力が十分の高さの電圧振幅になっているという制御への指示を生成するのに利用される。
Next, the discussion shifts to functions and components associated with the power circuit board (board). These components are described with respect to FIGS. 17-A, 17-B through 23-A, 23-B, and 23-C as follows. Figures 17-A and 17-B need to be interpreted as labeled on it. Referring to FIG. 17-A, a line input is provided to the
図17−Bは、ライン588及び590が、ライン598及び606で半正矢波形を生じる整流器604に延在しているのが示されている。それらライン間には、小型のフィルタコンデンサC5およびC6が延在する。整流器604は、カリフォルニア州、Westlake VillageのSchindengen America, Inc.社によって市販されている型番第D25X360号等が提供されてよい。ブロック608で示される制御装置駆動用駆動装置のスイッチング制御の下で、インダクタL3とダイオードD4及びD5とを含む主要構成要素と共に実行されるトランジスタQ1及びQ2から構成される前述の力率補正ブースト変圧器(392で概略的に示されている)の入力に、全波整流されたAC電圧が前記コンデンサに渡って適用される。これに関連して、ドライバ608の出力AからトランジスタQ1のゲートに制御ライン610が延在されており、それにより、抵抗R3及びR4、ダイオードD6、コンデンサC6、及びビーズB1を含む周辺の構成要素に関連するそのスイッチング制御を作用させるようにされていることに留意されたい。同様の方法で、ドライバ608の出力Bによって、抵抗R5及びR6、ダイオードD7、コンデンサC8、及びビーズB2に関連して、ライン612を介してトラジスタQ2のゲートでのスイッチング制御が実行されている。デバイス608は、入力ライン692でDRV_PFC信号によって制御されており、ライン616で主要回路低電圧入力、+12V_PRIを受信するようにされており、コンデンサC9乃至C11、及び抵抗R7に関連して構成されている。デバイス608は、例えば、カリフォルニア州、サンノゼのMicrel, Inc.社によって市販されている型番第MIC4424号のBiCMOS/DMOSバッファ/ドライバ/MOFSETドライバ等が提供されてよい。前述の予め安定化された、ライン618及び620をまたがる380ボルトは、ライン入力によって誘導される過渡的な下落及び上昇等の予測不能の変化からシステムを保護するように機能する非常に大きいホールドアップ・コンデンサC12及びC13に渡って印加される。要するに、これらのコンデンサによって、そのような異常を「乗り切る」ようにエネルギー蓄積が提供される。380Vの暫定的な電圧が、ライン626にてタップされる。
FIG. 17-B shows that
更に、図面では、並列の抵抗R8及びR9に関連付けられているライン598から延在するライン622でAC電流センス信号(AC_l)も示されている。この信号は、ライン606から延在するライン624での対応するAC電圧センス信号(AC_V)に関連付けられている力率制御(図24−B)に関連して用いられる。従って、詳述されている回路構成は、主要変圧機能426を通過して続いて第2回路に延在する前記主要回路を示している。
Further shown in the figure is an AC current sense signal (AC_l) on
図19を参照すると、コンソール64内部の放熱板に取付けられた過温度スイッチが628で示されている。過温度状況が存在する場合に、低ロジックTRUE信号TEMPがライン630で生成される。
Referring to FIG. 19, an overtemperature switch attached to the heat sink inside the console 64 is shown at 628. A low logic TRUE signal TEMP is generated on
図20を参照すると、重要なモータ電圧入力を生成するための調整装置が636に示されている。デバイス636は、例えば、カリフォルニア州、Santa ClaraのNational Semiconductor Corp.社によって市販されている型番第LM2941号のLow Dropout Adjustable Regulatorであってよい。この装置は、ライン638での+12V入力に関連して機能しており、ライン640でモータ電圧出力V_MOTORを提供するように、コンデンサC14乃至C16、並びに抵抗R10及びR11と共に構成されている。
Referring to FIG. 20, an adjustment device for generating important motor voltage inputs is shown at 636.
図15に関して上述されたように、本制御システムは、ブロック398及び400に関連して説明されたように2つの低電圧電力源を含んでいる。これらの冗長性電力供給源によって、論理的ORed出力が提供される。図21はそれら同一回路の位相を、既述の2つの数字によって明らかとする。低電圧電源回路によって、ヒューズf3が組込まれているライン704に+380Vの高電圧出力が接続(tap)されており、それは、変圧器T1の1次側の一端部に方向付けられる。1次側の反対端は、最終的にはライン650から供給される主要回路の接地に接続されている。変圧器1の入力側に切換えられた入力は、コンデンサC17及びC18、抵抗R12乃至R14、及びダイオードD8乃至D10と共に構成されている制御デバイス若しくは制御装置652によって実行される。スイッチング制御652は、PWM制御回路等と共にパワー・トランジスタを含む調整回路が組込まれている「スマート電源スイッチ(smart power switch)」と呼ばれる。この装置は、カリフォルニア州、サニーベイルのPower Integrations, Inc.社によって市販されている型番第TOP234Y号のIntegrated Off-Line Switcher等が提供されてよい。変圧器T1によって、ガルヴァニー絶縁が提供されており、変圧器T1の2次側は、ライン654及び656でORingダイオードD11への+12V低電力供給が存在するように、接続されている。この出力は、ダイオード対D12によって整流されて、インダクタL4及びコンデンサC19乃至C21によってフィルタリングされる。
As described above with respect to FIG. 15, the control system includes two low voltage power sources as described in connection with
スイッチング制御装置652へのフィードバック制御は、変圧器T1の2次側で、概ね660で示される2次側入力ネットワークに延在しており、且つ抵抗R15乃至R18、コンデンサC12及びC23、並びにダイオードD13から構成されるライン658で引出される。ネットワーク660は、光アイソレータ662の入力ダイオードへの電圧比例信号を提供する。光アイソレータ662のこの出力は、ライン664、ダイオードD14、及びコンデンサC24が組込まれている変圧器T1の2次側の第2部分との接続からの入力を変化させることによって、供給電力の1次回路側に、ライン658での電圧レベルを示すフィードバック信号を返す。この信号は、光アイソレータ662で変化されて、ライン666を介して制御装置652の制御入力に方向付けられる。
Feedback control to the switching
二重式電気外科切断手順その他同種のもののモータ動作、安全、及び制御の目的で多種多様のリレーが用いられる。図22を参照すると、リレー制御装置670が、そのIN1乃至IN5入力端子で、5つの一連のリレー入力制御信号と共に図示されている。これら入力信号は、後述のプログラム可能論理回路(PLD)よりもたらされる。コントローラ670は、マサチューセッツ州、ウスターのMicro Systems, Inc.社によって市販されている型番第ULN2004号のHigh-Voltage, High Current Darington Array等が提供されてよい。このデバイス670は、+12V入力及びコンデンサC25で構成されており、一連のリレーのソレノイド構成要素に駆動出力を提供するように機能する。これに関連して、リレー・ソレノイド構成要素K6:A及びK7:Aが、端子OUT1及びライン672に接続されており、そこから+12Vに接続されている。ソレノイド構成要素K2:A及びK3:Aは、ライン673によって出力端子OUT2(と+12Vの間)に接続されており、そこから+12Vに接続されている。リレー・ソレノイド構成要素K4:A及びK5:Aは、ライン674によって出力端子OUT3に接続されており、そこから+12Vに接続されている。リレー・ソレノイドK8:Aは、ライン675を介して出力端子OUT4に接続されており、更にそこから+12Vに接続されており、又、リレー・ソレノイドK9:Aは、ライン676を介してデバイス670の端子OUT5に接続されており、更にそこから+12Vに接続されている。後者の2つのソレノイド・アクチュエータは、各二重リレー・コンタクトK8:B、K8:C、及びK9:C、K9:Cを選択的に作動若しくは駆動させるように機能して、モータ160aに方向的な制御を提供する。このコンタクトK8:C及びK9:Cへの入力は、ライン678で前述のV_MOTOR入力に接続されており、コンタクトK9:B及びK8:Cの対応する入力は、ライン680と接続されている。ライン680は、抵抗R19及びフィルタ・コンデンサC26と共に2次回路の接地に接続されているのが分かるであろう。正のモータ駆動出力MOTOR+がライン682で提供されており、負若しくは異極性のモータ駆動出力MOTOR−が、ライン684で提供されているのが見てとれるであろう。ライン688によって、MOTOR+がリレー・コンタクトK9:Bの一方の側に接続されており、ライン686によって、ライン684がリレー・コンタクトK9:Cの一方の側に接続されていることに留意されたい。従って、リレーK8:Aの通電によって、前方へのモータ駆動が提供されるのに対して、リレーK9:Aの通電によって、後方へのモータ駆動が提供される。瞬間的なモータ電流の引込み若しくは負荷特性を評価するのに用いられる「MOTOR_I」信号を提供するように、ライン681及び680でモータ電流がモニタリングされる。
A wide variety of relays are used for motor operation, safety, and control purposes in dual electrosurgical cutting procedures and the like. Referring to FIG. 22, a
図23−A及び図23−Bは、その上へのラベル付け通りに解釈される必要がある。図23−Aを参照すると、図15に関連してブロック420で説明された100KHzリンク・インバータのより詳細な図が示されている。インバータは、概ね同一の数表記で示されている。インバータ420は、それが、「ソフト」スイッチングと呼び得るものを誘起して、図15のブロック426で以前に説明された主要なアイソレーション変圧器T6の1次側を駆動させる「共鳴遷移位相シフト・インバータ」である限り、電気外科的な適用に関して独自の方法で実行される。更に、この変圧器では、数表記が以前のものと同一であるとみなされる。インバータ420は、MOSFETトランジスタQ3乃至Q6で形成される。これらのトランジスタのうち、トランジスタQ3及びQ4は、トランジスタQ5及びQ6の場合と同様に、相補的な方法でスイッチングされる。これらのスイッチング・トランジスタは、ヒューズf4を含むライン690に現存している380Vに関連して1次回路領域内で実行されるので、インバータ420及びそのスイッチング構成要素への制御入力の間に、1次及び2次の回路の隔離を設けることが必要である。この点に関しては、一対のトランジスタQ3及びQ4、Q5及びQ6がヒューズf4を有するライン690と初期的にアースされているライン692との間に接続される。図面において、トランジスタQ3及びQ4は、ライン694内で接続されているのが見てとれるであろう。トランジスタQ3は、抵抗R20及びR21、並びにコンデンサC27と共に構成されている。同様にして、相補的なトランジスタQ4は、抵抗R22及びR23、並びにコンデンサC28によって実行される。コンデンサC29は、ライン690及び692の間に接続されている。トランジスタQ3のゲートには、パルス変成器T4:Bの2次側が接続されており、同様にして、トラジスタQ4のゲートには、同一パルス変成器のT4:Cの2次側が接続されている。トランジスタQ3及びQ4の間に、アイソレーション変圧器T6の1次側の一端に延在するライン696でノードが設けられている。トランジスタQ3乃至Q6は、カリフォルニア州、El SegundoのInternational Rectifier, Inc.社によって市販されている型番号第IRF460号のRepetitive Avalanche and d/v/dt Rated HEXFET(登録商標)トランジスタ等が提供されてよい。変圧器T6は、図15に関連してブロック426で説明されており、簡略的な図面内で同一番号を用いて概略的に図示されている。ライン696でのパルス出力は、変流器T7によって制御目的でモニタリングされて、それにより、制御出力信号CT−(ライン698)及びCT+(ライン700)が提供される。これらの信号は、インバータ420を制御する位相シフト共振制御装置に関連して用いられる(図26参照)。
FIG. 23-A and FIG. 23-B need to be interpreted as labeled on it. Referring to FIG. 23-A, a more detailed view of the 100 KHz link inverter described in
トランジスタQ5は、抵抗R24及びR25、並びにコンデンサC30と共に構成される。同様にして、トランジスタQ6は、抵抗R26及び抵抗R27、並びにコンデンサC31と共に構成される。トランジスタQ5及びQ6は、ライン748内で直列に接続されており、それらの間のノードは、アイソレーション変圧器T6の1次側の別の端部に接続されているライン704乃至706に接続されている。相補的なトランジスタQ5及びQ6は、各々、変圧器の2次側への入力T5:B及びT5:Cによって切換えられる。
The transistor Q5 is configured with resistors R24 and R25 and a capacitor C30. Similarly, the transistor Q6 is configured with a resistor R26, a resistor R27, and a capacitor C31. Transistors Q5 and Q6 are connected in series in
次に、これらの3巻線変圧器の1次側の制御入力を参照すると、この変圧器T4の1次側T4:Aが、抵抗R28が組込まれているライン708を介して接続されており、且つ駆動装置構成要素712の出力端子にライン710を介して接続されているのが示されている。デバイス712は、例えば、型番第MIC4424号等が提供されてよい。+12V入力に関連して機能して、コンデンサC37乃至C40、及び抵抗R29及びR30で構成されており、接地ライン717に接続されているこのデバイスは、ここでは各ライン714及び716を介してデバイス712に接続されて示されている駆動回路基板から生じる入力DRV_A及びDRV_Bに応答する。
Next, referring to the primary side control inputs of these three-winding transformers, the primary side T4: A of this transformer T4 is connected via a
トランジスタQ5及びQ6への対応するスイッチングは、T5:Aで3巻線変圧器T5の1次側から得られる。この1次側は、抵抗R37を含むライン718、及び同様に型番第MIC4424号等で提供され得る駆動装置構成要素722の出力端子へのライン720を介して接続されている。デバイス722は、+12Vに関連して機能し、コンデンサC41乃至C43、抵抗R38及びR39で構成されており、トランジスタQ5及びQ6の相補的なスイッチングを実行するように、各ライン724及び726で提供されている制御入力DRV_C及びDRV_Dに応答する。更に、これらの入力は、インバータ420に対する制御装置から得られる(図26参照)。
Corresponding switching to transistors Q5 and Q6 is obtained from the primary side of the 3-winding transformer T5 at T5: A. This primary side is connected via a
図23−Cを簡潔に見ると、例えば、トランジスタQ5及びQ6の間のスイッチング・ノードで生成される方形波の模式的な表現が、728に概略的に示されている。スイッチング・ノード中間トランジスタQ3及びQ4で生成される対応する方形波が、730で模式的に示されている。これらの方形波が同位相である場合には、それらの間には電圧差がないので、アイソレーション変圧器T6を横切って印加される電圧は存在しない。しかしながら、アイソレーション変圧器T6の電圧出力は、例えば、結果の波の772の右側に記号で示されるような合成方形波を生じるように、方形波アレイ728及び730の間の位相を変化させることによって制御される。
Looking briefly at FIG. 23-C, for example, a schematic representation of a square wave generated at the switching node between transistors Q5 and Q6 is shown schematically at 728. FIG. The corresponding square wave generated by switching node intermediate transistors Q3 and Q4 is shown schematically at 730. If these square waves are in phase, there is no voltage difference between them, so there is no voltage applied across the isolation transformer T6. However, the voltage output of the isolation transformer T6 may change the phase between the
再度、図23−Aを参照すると、このインバータ・スイッチングが実行されると、変圧器T6の2次側の出力が、図15に関してブロック430で説明された全波ブリッジ整流器の各半分に方向付けられる。「共鳴遷移」として呼ばれる現象によって、コンデンサC30及びC31、並びにコンデンサC27及びC28が変圧器T6の漏れインダクタンスと結付けられて、2スイッチ・ノード上にソフト・スイッチング共鳴遷移が生成される。従って、トランジスタ対Q3及びQ4とQ5及びQ6とが低応力及び高効率の非常に「ソフトな」方法で切換えられる。
Referring again to FIG. 23-A, when this inverter switching is performed, the secondary output of transformer T6 is directed to each half of the full-wave bridge rectifier described in
アイソレーション変圧器T6の第2側面は、リレー・コンタクトK6:Bが組込まれているライン734を介してライン736に接続されている。それに対応して、変圧器T6の2次側の反対端は、リレー・コンタクトK7:Bが組込まれているライン738を介してライン776に接続されている。ブロック434に対応するリレーは、図15に記載されている。この点に関しては、システムはステップダウンリンク電圧レベルでスイッチを入れたり切ったりして良い。リレー・コンタクトK6:B及びK7:Bは、各々、図22においてK6:A及びK7:Aで説明されているリレー・ソレノイドから選択的に作動される。ライン742及び744にまたがるDCリンク電圧を生じるように、抵抗R40及びR41、並びにコンデンサC44及びC45と組合わせて実行される前述の全波整流器を有している。更に、整流されたDCリンク電圧のフィルタリングは、インダクタL5及びコンデンサC46によって提供される。コンデンサC46は、高ゲイン制御装置のフィードバック及びその他の制御目的で用いられる「LINK_V」信号として、ライン746でモニタされたDCリンク電圧を保有している。ライン744での抵抗R43、ライン748でのR44、及びライン750でのR45が、とりわけ、前記インバータ420制御装置(図26参照)によって利用される電流比例モニタ信号IFB−及びIFB+を得るのに用いられる。コントローラは、ピークピークの通常切断電圧をプリカーサ電極及びキャプチャ構成要素ケーブルに印加し、切断動作の開始に際してブーストレベルの電圧を提供することに関して、とりわけリンク電圧レベルを制御するために、ライン746、748、及び750にてシグナルを用いる。そのような制御はネットワーク420の位相シフト制御機構で有効に実行される。
The second side of the isolation transformer T6 is connected to the
キャパシタC46にかかる電圧強度制御リンク電圧は、図15に関連してブロック440で以前に説明したRFインバータに適用されており、図23−Bにおいて同一の一般的数表記で示されている。RFインバータ440は、コンデンサC47及びC48、並びにインダクタL6から成る共鳴タンク回路として構成されている。これに関連して、コンデンサC47及びC48がライン742及び756の間のライン752及び754の内部に配置されていることに留意されたい。同時に、インダクタL6が、ライン742及び756の間のライン758及び760によって接続される。このタンク回路内の振動を励起若しくは誘発するように、4つのMOFSETトランジスタQ7乃至Q10は、ライン756をDCリンク電圧ライン742と接続するように選択的にゲーティングされる。トランジスタQ7のゲートは、抵抗R46及びR47、並びに駆動装置若しくはバッファ764のうちの一出力、OUTAに延在するライン764を用いて構成されている。この駆動装置764は、コンデンサC49及びC50、抵抗R48、並びに+12Vで構成されており、ゲーティングを実行するように、その入力ライン766でDRV_RF信号に応答する。このデバイス764は、型番第MIC4424号等が提供されてよい。デバイス764の第2出力OUTBは、ライン768を介してトランジスタQ8のゲートに接続される。その接続は、抵抗R49及びR50に関連して構成される。
The voltage strength control link voltage across capacitor C46 has been applied to the RF inverter previously described in
同様の方法で、トランジスタQ9のゲートが、ライン770、並びに抵抗R51及びR52で構成される。ライン770は、駆動装置若しくはバッファ772の出力端子OUTAに延在されている。駆動装置772は、コンデンサC51乃至C53、抵抗R53、及び+12Vで構成されており、その入力ライン774で制御入力DRV_RFを受信する。デバイス772も、同様に、前記の型番第MIC4424号であってよい。デバイス772の第2出力端子OUTBは、ライン776を介して、抵抗R54及びR55に関連して構成されているトランジスタQ10のゲートに接続されている。SYNC信号が、抵抗R56乃至R58、並びにコンデンサC54に関連して構成されたライン778で、ライン756から生成される。
In a similar manner, the gate of transistor Q9 is comprised of
RFインバータ420によって生成された安定周波数正弦波が、図15においてブロック426で以前に説明された逓昇変圧器T3の1次側に適用されており、且つ簡略的な図面内で同一数表記によって概ね同一のものとみなされている。変圧器T3からの逓増出力がライン780及び782で提供されている。探査電極ライン780でのインダクタL7によって、正弦波出力の平滑化が提供される。ライン780での出力は、リレー・コンタクトK2:B及びK3:B、並びに結合コンデンサC55を通して方向付けられており、それにより、プレカーサー電極に方向付けられる切断出力HV_PRECURSORが生じる。対応して、ライン780から延在する探査電極ライン784は、リレー・コンタクトK4:B及びK5:Bを保有しており、パーシング・ケーブル230乃至234に供給される電気外科切断出力HV_CAPTUREを提供するように、結合コンデンサC56と組合わせて延在されている。ライン784は、図15に記載されていたライン454に対応する。リレー・コンタクトK2:B乃至K5:Bは、図22に関連して上述されたソレノイド構成要素から制御されており、出力段450(図15参照)の構成要素として機能する。戻りライン782は、戻り電極の対応する2つのパッド若しくは面に接続されている。これに関連して、このラインは、結合コンデンサC57に接続されており、且つRE2信号を提供するようにライン786で接続されている。ライン782は、ライン788及び結合コンデンサC58に結合されて、反対側の戻り電極パッドのための第2戻りが提供される。ライン788が、ライン790と接続され、ライン790が図15に描かれているように、PCSM回路528へと延在する。既述のシグナル識別子RE1がライン464に関連して後の図面に再び表される。電流モニタリング変流器T9がライン782に接続されており、高電圧電流モニタリング信号HV_I−及びHV_I+が各々のライン794及び796で生じる。
The stable frequency sine wave generated by the
同様にして、電圧モニタリング変圧器T10が、ライン780及び782の間のライン798内に接続されている。トランジスタT10の2次側は、整流器を規定するダイオードD23乃至D26、抵抗R59、及びコンデンサC59と共に構成されており、それにより、電圧モニタリング信号HV_Vがライン800で提供される。その信号のうちで特別に処理されたバージョンによって、リンク・インバータ420の制御への外側ループ・スロー若しくは低ゲインのプログラム入力が提供される。
Similarly, a voltage monitoring transformer T10 is connected in
図24−A及び図24−Bは、その上へのラベル付け通りに一緒に解釈される必要がある。これらの図面は、とりわけ、図15及び図17−Bに関連して説明されているPFCブースト・コンバータ392に対する制御機能及びモニタリングを保有している駆動装置基板に取付けられている構成要素に関するものである。
24-A and 24-B need to be interpreted together as labeled on it. These drawings relate, among other things, to the components mounted on the drive board that have control functions and monitoring for the
図24−Aを簡潔に見ると、コンデンサC12及びC13に存在しており、380ボルトの暫定電圧レベルによって、ライン830で示されるモニタリング入力+380Vが提供される。この暫定電圧のレベルは、抵抗集団R60乃至R62によって分割されており、コンデンサC60でフィルタリングされて、ライン802を介して比較器804のうちの一入力に搬送される。比較器834の基準入力は、レベル調整抵抗R63及びR64が組込まれているライン806で+5REFから得られて、ライン808に基準入力を提供する。ライン626での380V入力が適切な振幅である場合には、一般的に812で示されて、ライン842内に抵抗R66及びコンデンサC61を有するR−Cタイミング・ネットワークに提出される、抵抗R65に組込まれているライン810での出力が比較器804によって提供される。ネットワーク812に対して選択された時定数によって、任意の予想不可能な変動及びその他同種のものに対する適合がされる。従って、わずかに遅延信号は、ライン816を介してバッファ818の一方の入力に導入されており、バッファ818への他方の入力はライン820から提供される。バッファ818のライン822での出力は、抵抗R67を介してライン826で+12Vの1次電力入力に接続されているライン824に延在されている。ライン824は、ライン828を介してトランジスタQ11のゲートに接続されている。トランジスタQ11は、+12_PRIを保有するライン826とライン827での1次接地との間に、抵抗R68が組込まれているライン830内に接続されている。トランジスタQ11は、ライン828でのロジックTRUEの低に応答して電源がオフにされて、次に、+12V1次供給電源(+12V_PRI)からライン836及び838を介して光アイソレータ834のダイオードに電圧が加えられる。光アイソレータ834からの結果の出力によって、低電圧の2次側での制御回路網による使用が可能にされるように、低ロジック真高電圧OK信号HVOKが提供される。後者に関しては、図26を参照されたい。
Looking briefly at FIG. 24-A, the provisional voltage level present at capacitors C12 and C13, with a 380 volt provisional voltage level, provides a monitoring input + 380V, indicated by
380VのDC出力自体は、図15に関連してライン380で説明されたAC入力が適切なレベルになっているという保証がされるまで、使用可能にされない。この値の検出は、図17−Aに関連して説明されたように、ライン602から提供される。見てとれるように、抵抗R69及びR70、並びにコンデンサC62が組込まれていて、ライン827に接続され且つライン844にタップされているライン602で、AC_SENSEがモニタリングされる。抵抗R71は、ライン844及び827の間に組込まれている。
The 380V DC output itself is not enabled until it is guaranteed that the AC input described in
図24−Bを参照すると、ライン844が比較器846の一方の入力に延在されているのが見てとれる。比較器846への他方の入力は+5REFであり、それは、抵抗R72及びダイオードD30に隣接してライン848から出ている。ライン848での基準(+REF)は、抵抗R73が組込まれているライン852でタップされており、フィルタリング・コンデンサC63を介してライン827に接続されている。調整されたAC_SENSE信号を搬送するライン844が、比較器846の他方の入力に延在されており、適切な電圧レベルの存在下で比較器846によってライン854で出力が提供される。ライン854は、抵抗R74が組込まれており、且つライン856に延在されて、そこで、この出力は、抵抗R75及びコンデンサC64によって確立される時定数の支配を受ける。そのR−Cネットワークからの出力は、次に、ライン860を介して比較器−バッファ862の一方の入力に方向付けられる。バッファ862への他方の入力は、ライン864に延在されて、抵抗R76及びR77が組込まれているライン820から出ている。フィルタリング・コンデンサは、C65及びC66で示されており、ライン866での比較器862の低ロジックTRUE出力が、トランジスタQ12のゲートに方向付けられているのが見てとれる。トランジスタQ12は、通常、抵抗R78が組込まれているライン868から保持されている。トランジスタQ12のソースは、ライン827に接続されており、そのドレインは、抵抗R79が組込まれているライン870に接続されている。ライン870は、コンデンサC67によってフィルタリングされ且つPFCブースト・コンバータ392に対する制御装置874のVREF端子に延在されているライン872に接続されている。更に、ライン870は、ライン876を介してデバイス874の使用可能入力端子EN/SYNCに接続されていることに留意されたい。従って、適切の振幅のAC_SENSE信号の存在下で、ライン898、抵抗R79、及びライン876からの電圧を適用することによって、制御装置874を使用可能にするように、トランジスタQ12がオフにされる。デバイス874は、カリフォルニア州、MilpitasのLinear Technology Corp.社から市販されている型番第LT1248号の力率制御装置(power factor controller)等が提供されてよい。
Referring to FIG. 24-B, it can be seen that
更に、ライン866が、ライン878及び抵抗R80を介してライン826に接続されており、このライン862は、トランジスタQ13のソースに延在されているのが見てとれる。トランジスタQ13のゲートは、ライン880によってライン878に接続されている。従って、ライン866での低TRUE信号が、トランジスタQ13をオンにするように更に機能して、それにより、ソレノイドによるライン569でのTRUE信号の電圧印加が提供される。これに関連して、ライン596での信号によって、RELAY_IL信号が提供されて、この信号が、図18に関連して説明されたリレー・ソレノイドK1:Aに電圧印加するように機能する。このリレーによってコンタクトK1:Bが閉じられて、突入電流を防止するようにアクティブにされたサーミスタ592(図17−A参照)が短絡される。
In addition,
制御装置874は、図17−Bに関連して説明された駆動装置608のライン614に適用される制御入力DRV_PFCを生じさせるように機能する。ライン614は、ダイオードD61によって保護されている。デバイス874は、380Vレベル出力の検出:図17-Bのライン622に関連して記載されているAC電流AC_Iの検出;及び図17-Bのライン624に関連して記載されているACAC電圧AC_Vの検出に関連して機能する。380Vのモニタリングは、抵抗R81乃至R83、並びにコンデンサC68が組込まれているライン882に示されている。次に、調整された電圧信号レベルが、抵抗R84に組込まれているライン884を介して、制御装置874の電圧検出端子(VSENSE)に導入される。ライン884でのこの信号レベルも同様にライン886を介してデバイス874のCVP端子に延在されている。AC電流レベル信号AC_Iは、ライン888から提供されており、図17−Bに関連して説明されたようにライン622から出ている。ライン888でこの信号が、ライン890及び抵抗R85を介して制御装置874のMOUT端子に延在されているのが見てとれる。更に、ライン888は、抵抗R86が組込まれており、制御装置874のPKLIM端子に延在するライン892に延在されている。ライン872は、抵抗R87を含んでライン892に延在されているのが見てとれる。AC電圧信号AC_Vは、ライン894から提供されており、図17−Bのライン624から出ている。ライン894は、抵抗R88及びR89が組込まれており、制御装置874のIAC端子に接続されているライン896に延在されている。制御装置874は、ダイオードD62が組込まれているライン898からの導入が示されているように、1次回路電力供給+12V_PRIに関連して機能する。更に、このデバイスは、コンデンサC72乃至C81及び抵抗R91乃至R97と共に構成されている。
本明細書で以前に述べたように、制御装置874に関連して生成された力率補正によって、電気外科ジェネレータを多種多様な世界的な効用ライン入力と共に汎用的に用いることが可能にされるだけでなく、リンク・インバータ段を最適化を可能にする予め安定化された暫定電圧出力を生じて、動的な面領域及び形状を示す探査電極の存在下での持続性切断の生成を可能にする定電圧ベースの制御を実行することも可能にされる。
As previously mentioned herein, the power factor correction generated in connection with the
図25を参照すると、低電圧1次回路の電力流動バイアス電源(power floating bias supply)が示されている。380VDCレベル(図17−B参照)は、ヒューズf5が組込まれているライン900で示されるようにタップされており、又、コンデンサC85によってフィルタリングされている。ライン900は、ダイオードD63及びD64が組込まれており、且つ調整装置934のD(ドレイン)端子に延在するライン902に延在されている。調整装置904は、カリフォルニア州、サニーベイルのPower Integration, Inc.社によって市販されている型番第TOP221P号のThree-terminal/Off-line PWM Switchが提供されてよい。構成要素934は、「スマート電源装置」と呼ばれており、パワー・トランジスタ及びPWM制御回路を結び付けている。そのソース端子は、ライン933に関して接地に接続されている。ライン902は、逓降変圧器T12の1次側に渡って接続されており、デバイス904の制御の下でそこにチョップ入力がアサートされる。変圧器T12の2次側は、ライン908及びダイオードD65で、ライン938に接続されており、このライン910は、整流ダイオードD66及びD67が組込まれており、且つ抵抗R98を介してデバイス904のC(制御)入力に接続されている。これは、デバイス904へのフィードバックとして機能する。更に、1次回路電力供給+12V_PRIが抵抗R99を介して存在している。C86乃至C88で示されるように、フィルタリング・コンデンサが提供されている。
Referring to FIG. 25, a low voltage primary circuit power floating bias supply is shown. The 380 VDC level (see FIG. 17-B) is tapped as shown by
更に、該駆動基板上には、図23−Aに関連して説明されたインバータ420に提出されるDRV_A乃至DRV_D制御信号を生成する共鳴遷移制御集積回路も配置されている。図26を参照すると、この制御装置は、図23−Aから繰返し説明されているように各ライン714、716、724、及び726に関連して特定される前記駆動信号から延在されているのが920で示されている。コントローラ920としては、ニューハンプシャー州、MerrimackのUnitrode Corp.社によって市販されている型番第UCC3895号のBiCMOS Advanced Phase Shift PWM Controller等が提供されてよい。リンク電圧LINK_Vの値は、抵抗R100乃至R102及びコンデンサC91及びC92と共に構成されている各ライン922及び924から、デバイス920のEAN端子及びEAOUT端子に提出される。ライン922は、図23−AにおけるLINK_V信号の導出に関して再び登場している。抵抗R100でのこのリンク電圧入力によって、リンク電圧制御装置920のへの内部の非常に高速若しくは高ゲインの制御フィードバック・ループが示されており、それは、とりわけ、非常に低速若しくは低ゲインの性質である外部のフィードバック・ループ・プログラム制御に関連して機能する。リンク電圧電流関連信号IFB−若しくはIFB+は、各々、抵抗R103及びR104が組込まれているライン926及び928から、抵抗R105及びR106、並びにコンデンサC93と共に構成されている型番第LP1215号の増幅器930の入力に適用される。これらの信号は、図23−Aにおける前記ラインから得られる。増幅器930の出力は、ライン932を介してデバイス920のCS端子に提供される。
In addition, a resonant transition control integrated circuit for generating DRV_A to DRV_D control signals to be provided to the
インバータ420の電流信号CT−及びCT+は、コンデンサC94及び抵抗R107を含むネットワークの内部に構成されている整流ダイオード対D70及びD71とD72及びD73とに各々提出される。これらの信号の導出は、図23−Aに関連して説明されている。このネットワークから、対応する信号がライン940及び抵抗R108を介してデバイス920のRAMP端子に提出される。同様にして、この信号は、抵抗R109を介してADS端子に提出されて、抵抗R110を介してライン932及びデバイス920のCS端子に提出される。一定のシステム出力電圧の導出に関するシステム選出リンク電圧、及びその結果の制御は、ライン940を介してデバイス920のEAP端子に提出される「VPROG」(図27−A参照)として特定される信号によって決定される。ライン940は、抵抗R111及びコンデンサC95と共に構成されており、プルアップ抵抗R112を介して5VREFに接続されている。5VREFに関しては、図24−Bに関連して説明されている。前述のように、結局はシステム出力電圧のレベルに応答している外部のフィードバック制御ループは、高ゲイン内部ループに結び付けられている。この配置によって、定電圧ベースの可能にされて、それにより、この配置がない場合に、必要な切断電弧の負の動的インピーダンスによってもたらされる不安定振動傾向、並びに捕獲モードで動作させる場合にケーブルによってもたらされるインピーダンス変化に適合される。従って、ライン940で適用される外部フィードバック・ループ信号VPROGは、コンデンサC95に対して非常に高電気容量の値、例えば、約35ミリ秒の時定数が導出される4.7マイクロ・ファラッド等を選択することによる非常に緩徐な方法でデバイス920にプログラミングされる。これによって、RFインバータ440の出力の上で安定した、一定の電圧制御が達成される。
The current signals CT− and CT + of the
更に、デバイス920は、3つの信号入力に応答して選択的に使用可能若しくは使用不可能にされる。これらの信号入力のうちの1つは、図24−Aに関連して説明された暫定電圧応答性光アイソレータ834から生成される前述のロジック低TRUEのHVOK信号である。このアクティブな低信号HVOKが、プルアップ抵抗R113を介して+12Vに接続されているライン942を介して導入されているのを見てとることができる。ライン942は、ステアリング・ダイオードD74とライン944及び946とを通してMOSFETトランジスタQ14のゲートに延在されている。ライン946は、抵抗R114を通して接地及びトランジスタQ14に接続されている。トランジスタQ13は、接地とライン948及び950との間でデバイス920のソフト・スタート/使用不可能(disable)端子に接続されている。ライン948は、コンデンサC96を通して接地に延在されている。従って、ライン942での信号が不適切な暫定電圧レベルを示すロジック高値である場合には、トランジスタQ14は、ライン950をロジック低状態に持っていくようにオンにされる。これによって、ライン942でロジックTRUE低状態が生じる時点までデバイス920が使用不可能に設定されて、それにより、トランジスタQ14がライン950で低信号を除去するようにオフにされ、デバイス920の内部回路がその使用可能性を作用させることが可能にされる。
In addition,
実施者が機器12上の電圧印加/位置スイッチ57若しくはフットスイッチ88bを作動させると、プレカーサー電極に電圧を印加するように高電圧が呼び出される。その状態が発生する前に、DCリンク電圧が生成される必要がある。PLDベースの制御システムは、従って、抵抗R115が組込まれており、且つフィルタ抵抗R116及びフィルタ・コンデンサC97と共に構成されているライン952で示されるようにロジック高DC_LINK_ENABLE入力を提供する。ライン952は、ステアリング・ダイオードD75を介してライン944に延在されているライン956で出力を有するインバータ・バッファ954に延在されている。即ち、ライン956、944、及び946がロジック高レベルで保持されて、それにより、トランジスタQ14がオンにされて、PLDベースの制御からの使用可能設定コマンドDC_LINK_ENABLEに応じてライン952が高ロジック・レベルになるまでデバイス920の使用不可能が効力を持つようにされる。従って、適切なリンク使用可能信号若しくはHVOK信号が存在しない場合には、デバイス920は、リンク制御を提供しない。デバイス954は、テキサス州、ダラスのTexas Instrument, Inc.社より市販されている型番第CD40106B号のCMOS Schmitt trigger等が提供されてよい。そのような構成要素を利用することによって、そのフィルタリング・ヒステリシス特性が有効利用される。
When the practitioner activates the voltage application /
検出されたリンク過電圧障害状態によって、ステアリング・ダイオードD76を介してライン946に存在しているロジック高TRUEの「DISABLE」信号(図39参照)が導出される。従って、BOOST_MASK信号(図27−A参照)が存在してそのような障害が生じた場合には、システムが運転停止される。トランジスタQ14をオンにすることによって、そのような運転停止の活動が発生するのは、ダイオードD76を通したこの位置からである。デバイス920は、更に、コンデンサC98乃至C102及び抵抗R117乃至R121と共に構成されているのを見ることが可能であり、且つこのデバイス920としては、ニューハンプシャー州、MerrimackのUnitrode Corp.社によって市販されている型番第UCC3895号のBiCMOS Advanced Phase Shift PWM Controller等が提供されてよい。
The detected link overvoltage fault condition derives a logic high TRUE “DISABLE” signal (see FIG. 39) present on
図27−Aを参照すると、駆動基板で実行される制御システム出力外部ループ・モニタリング特性が図示されている。図23−Bのライン800でHV_Vとして描写されているこの高電圧出力モニタリング信号は、図36に関連して描写されているようにフィルタリングされて、ライン960に導入される信号VOUTが提供される。ライン960は、入力レジスタR125が組込まれており、エラー増幅器962の一方の入力に延在されている。デバイス962へのこの基準入力は、964で概略的に示されており、且つ抵抗構成要素R126及びコンデンサC107が組込まれている電位差計から導出されている。抵抗構成要素R126は、7.5V基準入力に接続されている。
Referring to FIG. 27-A, control system output outer loop monitoring characteristics performed on the drive board are illustrated. This high voltage output monitoring signal, depicted as HV_V on
図27−Bを簡潔に参照すると、この基準の導出が図示されている。図面では、抵抗R127及びダイオードD78が組込まれているライン966がタップされて、図27−Aに再度登場するライン968で7.5REF信号が提供される。デバイス662へのワイパー・アームの延在された入力がライン970に示されている。ライン972での比較器962の出力は、アナログ・スイッチング・デバイス978のIN1端子、V−端子、GND端子、及びIN4端子へとライン974、976、及び入力抵抗R128に方向付けられている出力電圧エラー信号を示している。スイッチ978としては、カリフォルニア州、サニーベイルのMaxim Integrated Productsにより市販されている型番第MAX4665号のCMOSアナログ・スイッチ等が提供されている。ライン974は、入力ライン960からアナログ・スイッチ978のCOM2端子に延在されており、ブロッキング・ダイオードD79及び抵抗R129が組込まれている。更に、制御基板PLDから生成されて、ライン980に存在するのが示されているロジック高TRUEの「BOOST_MODE」信号にスイッチ978が応答する。ブースト・モードによって、出力電圧の増大、即ち、任意の開始若しくは再開において約3/8秒の間のプレカーサー電極及びパーシング・ケーブルの電力出力の増大が提供される。ライン980は、抵抗R130及びR131、並びにコンデンサC108と共に構成されており、バッファ・インバータ982の入力に延在されている。デバイス982は、型番第CD40106B号のSchmitt trigger(前出)等が提供されてよい。従って、ライン984でのロジック高TRUE信号がライン984でロジック低に変換されて、ライン986及び988を介してデバイス978のIN2端子及びIN3端子に方向付けられて、ブースト・モードの動作が生成される。
Referring briefly to FIG. 27-B, the derivation of this criterion is illustrated. In the drawing,
制御システムは、DCリンク過電圧障害状態を含んでいるので、ブースト・モードの間に、誤りの障害状態を乗り越えるように、同時に「BOOST_MASK」信号を生成する必要がある。従って、ライン984には、+12V及び第2接地との間に延在する抵抗R132及びコンデンサC109を含み且つ概略的に984で示されるRCネットワークの前方に配置されているステアリング・ダイオードD80が組込まれているのが見てとれる。ネットワーク990は、その出力ライン998に通常ロジック低を確立するように、比較器994への通常高入力を提供する。デバイス994の反対の入力は、図27−Bに関連して描写されている7.5REF信号をライン996で搬送する。ライン984でロジック低を示すブースト・モードが生じるのに応じて、比較器994によって、ライン998でロジック高若しくはアクティブ高BOOST_MASK出力が提供される。BOOST_MODEコマンドが生じている間、ライン998でのこのBOOST_MASKアクティブ高出力が存在している。しかしながら、安全特性として、BOOST_MODEコマンド信号の終了の後に、ロジック高BOOST_MAST状態がライン998で、大体、RCネットワーク990の時定数の間、持続するようにされている。これに関連して、ライン984でのアクティブ低状態を前提とした上で、コンデンサC109が直ちに放電を行う。ブースト・モードの終了時に、ダイオードD80がバック・バイアスされて、コンデンサC109が抵抗R131を介して徐々に荷電されて、最終的にはブースト・マスク比較器994がその出力をロジック低レベルに戻してBOOST_MASK信号の除去を生じるような電圧レベルが確立される。
Since the control system includes a DC link overvoltage fault condition, it is necessary to simultaneously generate a “BOOST_MASK” signal to overcome the faulty fault condition during boost mode. Thus,
ブーストモードの間、アナログスイッチ装置978がライン986及び988の状況に反応し、ブースト電圧値の信号レベルを、出力出力N02端子、ライン1000、レジスタR133及びライン1002にて提供する。ブースト・モードでは、電力は2倍に増大される。従って、電力は電圧の2乗に比例するので、リンク電圧は、VPROGの√2倍に増大され得る。概して、ブースト電圧レベルは、通常切断電圧レベルよりも約1.2倍乃至約1.5倍の範囲で大きくなっている。代替的に、デバイス978によって、抵抗R134の抵抗値によって確立されるような、より低いレベルの通常切断電圧値信号がライン1002で提供される。これらの抵抗R133及びR134は、実質的に、図26に関連して説明されたプルアップ抵抗R112を備えた分圧器を形成する。更に、デバイス978は、ライン1004で+12Vソース及びコンデンサC110で構成されており、カリフォルニア州、サニーベイルのMaxim Integrated Products社により市販されている5−ohm、SPST、CMOS Analog Switchの型番第MAX4465号等が提供されてよい。
During the boost mode, the
図27−Cを参照すると、駆動基板によって保有される制御システムの電力導出回路特性が図示されている。本発明のためには、あらゆる過剰な電力の存在を決定するためのモニタとして使用されていることから、一定の形状のアクティブ電極を用いることで、典型的な電気外科手術的アプリケーションを行うための電力モニター回路として後述されているように用いられても良く、ここでは制御が基本的には一定の電力出力であることに基づいていてもよい。 Referring to FIG. 27-C, the power derivation circuit characteristics of the control system held by the drive board are illustrated. For the purposes of the present invention, it is used as a monitor to determine the presence of any excess power, so that a typical electrosurgical application can be performed using a fixed shape active electrode. The power monitor circuit may be used as described later, and here, the control may be based on basically a constant power output.
全電力は、固体素子乗算器1014に延在するライン1010び1012で各々示される信号VOUT及びIOUTを導出する出力電圧及び出力電流をモニタリングすることによって決定される。例えば、デバイス1014は、マサチューセッツ州、ノーウッドのAnalog Devices社から市販されている型番第AB633JN号のAnalog Multiplier等が提供されてよい。乗算器1014は、+12V及び−10Vの電力供給入力、並びにコンデンサC111及びC112で構成される。電力導出ネットワークの一構成要素を形成しているので、ライン1016での乗算器1014の生成出力(product output)は、積分抵抗(integrating resistor)R136に送信される。更に、ライン1016は、ライン1018及び1020に延在されており、後者のラインは、積分コンデンサC113が組込まれている。更に、ライン1018は、ダイオードD81に延在されており、且つ増幅器1022に延在されている。図示されている配置を用いると、結局、電力は従来的な式:
The total power is determined by monitoring the output voltage and output currents that derive the signals VOUT and IOUT respectively indicated by
に従って計算される。 Calculated according to
即ち、コンデンサC113は、出力電力に比例するモニタリングされた電力信号を保有している。この信号は、信号の振幅を2倍にするように、抵抗R137及びR138で構成されている増幅段1022に渡される。これによって、過剰な出力電力状況をモニタリングのための「PWR_OUT」(図37参照)として識別される、システムによって利用される電力値信号がライン1024で提供される。
That is, the capacitor C113 has a monitored power signal that is proportional to the output power. This signal is passed to an
一定形状のアクティブ電極に関連しまた固定された出力電力制御ポイント条件下で使用され得る実施例において、電気外科手術ジェネレータを用いる事が使用者にとって好ましいが、唯一小さな変更点が必要とされる。主要な変更点が図27Dにおいて示されており、それは図27A及び図27Cのネットワークの組み合わせにおいて既述の内容と対応している。従って、構成要素、信号、及びネットワークの導線は同一であって、それらは図27Dにおいて同一の名称及び符号によって示されるが、「’」が付されている
図27Dを参照すると、出力電圧信号VOUT及び出力電流信号IOUTが再び乗算機1014’へと分離され、またそこにて乗算が行われ、アンプステージ1022’へと送信されていることが分かる。パワー電圧信号は制御ポイントとして用いられており、ライン1024’で示されていて、それはここで抵抗R125'を組み込んでおり、またアンプ962’へと導入されている。ライン1024’における増幅されたパワー値が、ライン1025においてタップされ、過剰なパワー出力をモニタするための目的に用いられるPWR_OUT'信号を提供する。増幅器962’へのパワーの参照入力が通常は符号964’で示されている分圧器より導き出されていて、ここでは抵抗R126'及びコンデンサC107'を組み込んでいる。抵抗R126'は7.5ボルトの基準入力へと結合されている。従って、ライン970がライン971でタップされ、PWR_REF'リファレンスを提供している。ライン972’におけるデバイス962’の出力が出力信号を示していてライン974’及び976’へと向けられ、アナログスイッチ装置978’におけるIN1、V-、GND、及びIN4端子へと抵抗R128'を接続する。アナログスイッチ978’は、先に述べたように、MAX4665 CMOSアナログスイッチである。ライン974’はライン1024’よりスイッチ978’のCOM2端子へと延在しており、抵抗R129'とブロックダイオードD79'とを導通させる。このような構成が装置978’に対する一方向の入力を確実とする。先に述べたように、スイッチ978’は、ライン980’に示されているようなコントロールPLDより生成された論理ハイのアクティブ"BOOST_MODE"信号に反応する。ライン980’が抵抗R130'及びR131'やコンデンサC108'と関連して構成され、またバッファインバータ982’の入力へと延在している。従って、ライン980’における論理ハイtrue信号がライン984’における論理low信号へと逆転されてライン986’及び988’を介してアナログスイッチ978’のIN2及びIN3端子へと送られ、ブーストモードの実行に関連するスイッチングに影響を与える。
In an embodiment associated with a fixed shape active electrode and that can be used under fixed output power control point conditions, it is preferred for the user to use an electrosurgical generator, but only minor changes are required. The major changes are shown in FIG. 27D, which corresponds to the previously described content in the network combination of FIGS. 27A and 27C. Thus, the components, signals, and network conductors are the same and are designated by the same name and reference in FIG. 27D, but are labeled with a “′”. Referring to FIG. 27D, the output voltage signal VOUT It can be seen that the output current signal IOUT is again separated into the
ブーストモードでの動作が提供されるのと同時に、ライン998’上にアクティブ即ち論理ハイ信号であるBOOST_MASKが発信される。この出力はライン984’における論理ローtrueよりもたらされ、先に述べたようにRCネットワーク990’の結果ブースト時間を超えて存在し続ける。 At the same time that operation in boost mode is provided, an active or logic high signal BOOST_MASK is emitted on line 998 '. This output comes from the logic low true on line 984 'and continues to exist beyond the resulting boost time of the RC network 990' as described above.
ブーストモードの間、アナログスイッチング装置978’がライン986’及び988’の状況に反応し、その出力NO2端子、ライン1000’、コンデンサ133’、及びライン1002’におけるブースト電圧値の信号レベルを提供する。このブーストモードにおいて、パワーが二倍に増加する。従って、リンク電圧がVPROGの二乗で増加し、パワーは電圧の二乗に比例する。別法では、装置978’がライン1002’においてより低いレベルのノーマル切断電圧値信号を端子NO3より提供し、抵抗R134'の値によって確率されている。実際、抵抗R133'及び134'は図26において示されているようにフルアップ抵抗R112'を有する分圧器を形成する。装置978’は更に+12ボルトの電源を有しまたライン1004’ではコンデンサC110'を有して構成されていて、MAX4465型アナログスイッチ(既出)として提供されてもよい。 During boost mode, the analog switching device 978 'reacts to the situation on lines 986' and 988 'and provides the signal level of the boost voltage value at its output NO2 terminal, line 1000', capacitor 133 ', and line 1002'. . In this boost mode, the power increases twice. Therefore, the link voltage increases with the square of VPROG, and the power is proportional to the square of the voltage. Alternatively, device 978 'provides a lower level normal disconnect voltage value signal on line 1002' from terminal NO3, which is probable by the value of resistor R134 '. Indeed, resistors R133 'and 134' form a voltage divider with a full up resistor R112 'as shown in FIG. Device 978 'further comprises a +12 volt power supply and is configured with a capacitor C110' on line 1004 'and may be provided as a MAX4465 type analog switch (existing).
図28を参照すると、RF共鳴インバータ440に関する図43−Bにおいてデバイス764及び772に印加される制御入力DRV_RFを提供する回路網が図示されている。この図面では、発振器集積回路1030によって基本周波数が導出されている。コンデンサC114乃至C116、並びに抵抗R139及びR140と共に構成されているこの発振器集積回路1040は、カリフォルニア州、サンタ・クララのNational Semiconductor Corp.社によって市販されている型番第LMC555号のTimer等が提供されてよい。周波数の調整が、1032で示される電位差計に関連して製造者によって提供されてよい。デバイス1030の周波数出力が、パルス幅を確立する別の型番第LMC555号のデバイス1036のトリガ入力へのライン1034に沿って示されている。デバイス1036は、コンデンサC117及びC119、並びに抵抗R142と共に構成されている。パルス幅は、抵抗R143を含む1038で示される電位差計で製造者によって調整される。デバイス1030及び1036は共に、ライン1040及び1042で各々提供される、PLD及び開始リセット導出ENABLE入力によって同時に使用可能にされる。これに関連して、突き詰めていくとPLDからの一連の信号が提供される場合に、使用可能設定が提供されるが、RFインバータは、初期のシステム開始の間、使用可能設定が許可されないようにされている。従って、安全特性のために、ロジック高若しくはアクティブ高のENABLE信号は、電源オン・リセット(PWR_ON_RST、図34参照)の時間間隔の後まで提供されない。最終的な制御信号DRV_RFは、抵抗R144が組込まれているライン1044でデバイス1036から提供される。注意して頂きたいのは、RF共鳴インバータに対する制御入力の単純さであり、結果的に標準のインバータ活動化回路に対する入力を制御する最高最低電圧として直流リンク電圧の使用によって導かれる。
Referring to FIG. 28, a network for providing a control input DRV_RF applied to
図29乃至図33は、モータ・アセンブリ160のモータ160aへの電圧印加に関して用いられるロジックに関連付けられている回路網を図示している。これに関連して、「MOTOR_I」として特定されるモータ電流がこのロジックの実行のためにモニタされる。モニタリングされたこの電流は、概して、有用であるには低すぎる値であり、その導出は、図22に関連して説明されている。従って、それは最初に増幅されて、「MOTOR_CURR」として特定される増大された信号が生成される。図29は、これらの信号の増幅が示されている。これに関連して、初期電流信号が、抵抗R146及びライン1050を介して増幅器1052に導入されている。増幅器1052は、抵抗R147乃至R149、並びにC121及びC122と共に構成されており、増大されたMOTOR_CURR信号を出力ライン1054で提供する。
FIGS. 29-33 illustrate circuitry associated with the logic used for applying voltage to the motor 160a of the
図29乃至図33によって、システムのPLDロジック・デバイスにより利用されるモータ電流の変化する閾値の解析が提供される。図30は、モータが本当に動作しているのかどうかをモータに電圧を印加する最初に決定するための、初期の閾値試験を図示している。この目的のために、駆動用構成要素276の138及び140(図2参照)で示されるように、イヤー部(ears)との接触の前に、ヨーク180の少量の自由運動が可能にされている。この非常に短い試験間隔の間(約0.5秒)、モータ電流は非常に低いが認識可能な、例えば、少なくとも10ミリアンペアの閾値の値を有している。モータ160aが、オンになっているべき時間にオンになっていない場合には、すぐに、適切な運転停止及び視覚的なキューイングを伴うシステム障害にされる。図30は、MOTOR_CURR信号がライン1056で比較器1058の一方の入力に導入されているのが示されている。比較器1058への基準入力は、図27−Bに関連して開示された前述の7.5REFである。この基準電圧は、抵抗R151乃至R153によって調整されて、ライン1060を介してデバイス1058に導入されている。デバイス1058の出力は、プルアップ抵抗R154を介して+12Vソースに接続されているライン1062で提供されている。適切に実行されるモータ電流レベルが検出された場合には、トランジスタQ16をオフにすることによって、「MOTOR_ON」信号が生成される。
FIGS. 29-33 provide an analysis of the changing threshold of the motor current utilized by the PLD logic device of the system. FIG. 30 illustrates an initial threshold test for first determining the voltage applied to the motor to determine if it is really operating. For this purpose, a small amount of free movement of the
図31を参照すると、MOTOR_CURR信号が、ライン1070沿いから比較器1068に導入されている。比較器1068は、例えば、約23ミリアンペアのモータ電流引込みを示すライン1072で提供される閾値に反応するように、7.5REF基準信号及び抵抗R156乃至R158と共に構成されている。ヨーク180が、イヤー部138及び140(図3参照)と結合されているので、このモータは、より複雑な動作を開始して、通常、約45ミリアンペアの電流引込みを示す。この状態が、比較器1068で証拠にされて、このモータに関して設けられた閾値が超過された場合には、比較器1068は、その出力ライン1074でトランジスタQ17をオフにするように作用する。即ち、制御システムのロジックに対して「MOTOR_ENGAGED」信号が生成される。前述同様に、ライン1074は、プルアップ抵抗R159を介して+12Vに接続される。
Referring to FIG. 31, the MOTOR_CURR signal is introduced into the
図30及び図31のネットワークは、一斉に実行される。初期の0.5秒の試験時間間隔の間に、モータ電流が、例えば、5ミリアンペアの低い閾値を上回っていると、図30のネットワークによって決定されると、MOTOR_ON信号の生成が生じる。しかしながら、この同じ試験時間間隔の間、モータ電流が図31のネットワークの閾値を超過している場合には、初期試験に落第して、障害状態が生じる。 The network of FIG.30 and FIG.31 is performed simultaneously. During the initial 0.5 second test time interval, if the motor current is above a low threshold of, for example, 5 milliamps, generation of the MOTOR_ON signal occurs as determined by the network of FIG. However, if the motor current exceeds the network threshold of FIG. 31 during this same test time interval, it will fail in the initial test and a fault condition will occur.
初期の1/2秒の試験を通過した後に、図31のネットワークによって、例えば、23ミリアンペアのその閾値に適合しているかどうかが検出される。それによって、ヨーク180と、イヤー部138及び140との適切な関係が示される。駆動用構成要素276の前方への運動の際に、ネットワーク31の閾値が保持されていない場合には、システム停止及び視覚的なキューイングを伴う障害状態が生じる。
After passing the initial 1/2 second test, the network of FIG. 31 detects whether it meets its threshold of, for example, 23 milliamps. Thereby, the proper relationship between the
図32を参照すると、例えば、図29に関連して図示されるように、組織の捕獲が完了して、モータが前方への失速状態に進入して、電流が約130ミリアンペアに高速にスパイクされる。図32を参照すると、MOTOR_CURR信号が、再度、ライン1082を介して比較器1080に導入されている。比較器1080は、ライン1084で閾値に反応して、前方への失速の電流レベルが示された場合に、次に、出力ライン1086で論理ローtrue出力を提供するように、7.5REF及び抵抗R161乃至R163で構成されている。前述のように、ライン1084は、プルアップ抵抗R164を介して+12Vソースに接続されており、且つトランジスタQ18のゲートに接続されている。従って、「MOTOR_STALL」信号は、トランジスタQ18をオフにすることによって生成される。
Referring to FIG. 32, for example, as illustrated in connection with FIG. 29, when tissue capture is complete, the motor enters a forward stall condition and the current is rapidly spiked to approximately 130 milliamps. The Referring to FIG. 32, the MOTOR_CURR signal is again introduced to the
前方へのモータの失速状態の検出に応じて、システムのロジックは、モータ168への駆動の極性を反転させて、移動アセンブリ146は、その駆動構成要素276、イヤー部138及び140との突合せ結合(abutting engagement)から解放されて、それにより、図3に関連して説明された「ホーム」位置へと元の位置に駆動される。その結果の後進失速電流は、前進失速電流よりも振幅が低くて、検出される。
In response to detecting a forward motor stall condition, the system logic reverses the polarity of the drive to the
図33を参照すると、MOTOR_CURR信号がライン1092で比較器1094に導入されている。比較器1094に対する基準レベルは、後進失速電流レベルの検出に関して設定されており、7.5REFからライン1096で抵抗R166乃至R168に関連して提供される。ライン1098に於けるコンパレータ1094の出力が、12ボルトまでのプルアップ抵抗R169は勿論のこと、トランジスタQ19のゲートへと接続されている。従って、逆方向のストール状況が検出されるとき、ローtrue状況が、ライン1098にて生じ、トランジスタQ19を切り、ライン1100において、「MOTOR_REV_STALL」信号又は状況を提供する。比較器1058、1068、1080、及び1094は、例えば、National Semiconductor Corp.社(前出)により市販されている型番第LM339号のLow Power, Low Offset Voltage Comparators等が提供されてよい。
Referring to FIG. 33, the MOTOR_CURR signal is introduced into the
図34を参照すると、RF_INV_ENABLE信号及びPWR_ON_RST信号の発生に応じて、各々、「ENABLE」信号及び「RESET」信号を提供する回路が示されている。後者のリセット信号は、制御システムPLDから生成される。図面では、前者のロジック高TRUE入力信号は、R171を介してライン1104でシュミット・トリガが組込まれているバッファ1094の入力に導入されており、そのロジック低の反転出力は、ライン1108でORingダイオードD82を介して、第2インバータ1110の入力に延在されており、それにより、出力ライン1112でアクティブ高若しくはロジック高の「ENABLE」信号が提供される。フィルタリング抵抗R172及びフィルタリング・コンデンサC124は、ライン1108に接続されている。電力オン・リセット(PWR_ON_RST)信号が、抵抗R173及びライン1114を介してシュミット・トリガが組込まれているバッファ1106の入力に導入されており、そのロジック低の出力は、インバータ1120の入力に方向付けられているライン118で提供されている。ライン1122に於けるインバータバッファ1120の論理high出力が、RESET信号を伝え、ライン1124、ダイオードD83、ライン1126、及び抵抗R174を含むワイヤーOリング構成によって、先に記載したENABLE信号を無効にする。この点に関して、ライン1126がインバータバッファ1110の入力へと信号を提供する。フィルタリング抵抗R175及びフィルタリング・コンデンサC125は、ライン1114及び接地の間に接続されている。前述のように、安全特性として、電力オンリセット時間間隔の間に生じるシステム開始の際の、RFインバータ動作がブロックされている。これは、とりわけ、初期の時間間隔の間にENABLE信号を除去するように機能する、ダイオードD82及びD83で導出されている前述のORing配置によって達成される。
Referring to FIG. 34, there are shown circuits that provide an “ENABLE” signal and a “RESET” signal in response to the generation of the RF_INV_ENABLE signal and the PWR_ON_RST signal, respectively. The latter reset signal is generated from the control system PLD. In the drawing, the former logic high TRUE input signal is introduced via R171 to the input of
図35を参照すると、高電圧過電流の条件に関する比較器回路のモニタリングが示されている。図面では、図23−Bに関して説明されたように高電圧出力段450で生成されたものとしての電流信号HV_I+及びHV_I−が整流されている。これに関連して、正の電流がライン796から中間のダイオード対D84及びD85に導入されており、負の電流信号がライン820からダイオード対D86及びD87に導入されている。これらの整流ダイオード対は、ライン1130及び1132の間に配置されている。信号「IOUT」は、ライン1114から生成されて、ライン134で示されている(図27−C、D参照)。コンデンサC127及び抵抗R162は、フィルタリング機能を提供するのに対して、ダイオードD89は、クランプとして機能する。ライン1130は、プルアップ抵抗R178を介して+12Vソースにライン1138で接続されている出力を備えた比較器1136の一方の入力に延在されている。比較器1136は、+12Vソース及び抵抗R179乃至R181と共にライン1142で高電圧過電流閾値基準を確立するように構成されている。従って、比較器1136での低TRUE出力は、トランジスタQ20をオフにすることによって、ライン1144で対応する過電流状態「HV_OC」を生成する(このラインが再度、示されている図61−A参照)。
Referring to FIG. 35, monitoring of the comparator circuit for high voltage overcurrent conditions is shown. In the drawing, the current signals HV_I + and HV_I− as generated in the high
図36を参照すると、ジェネレータ出力での過電圧状態の存在を決定する比較器回路が図示されている。HV_V信号は、図23に於いてライン800で記載されているように導入される。ライン800はこの図に於いて再び現れ、入力抵抗R183を介して比較器1148の一つの入力へと高電圧を印加するために提供される。ライン800はフィルタコンデンサ129及びクランピングダイオードD90と結合していることがわかる。このフィルタリング構成が、信号VOUTのために提供されていて、VOUTはライン1150に於いて示されており、図27A、C、及びDに関連して示されている。デバイス1148への過電圧基準入力は、ライン1152で提供されており、抵抗R184乃至R186に設けられて+12Vソースに接続されている。ライン1154及び1156における比較器1148の出力が、プルアップ抵抗R187を介して+12Vソースに接続されており、次に、ライン1158を介してトランジスタQ21のゲートへと接続されている。従って、比較器1148の低TRUE出力によって、図41−Aで再度登場する過電圧状態「HV_OV」をライン1160で生成するように、トランジスタQ21がオフにされる。
Referring to FIG. 36, a comparator circuit is shown that determines the presence of an overvoltage condition at the generator output. The HV_V signal is introduced as described by
図37Aを参照すると、比較器回路が図示されており、それが様々な表面領域又は形状の活動化電極に関連した本発明の実施例のためのジェネレータ出力に於ける過電力状態の存在を決定する。従って、このモニタリングは、PWR_OUT信号に関して実行されて、その導出は、図27−Cに関連して説明されている。この信号は、抵抗R189に組み込まれ、比較器1164の一方の入力に導入されている。比較器1164への基準入力は、抵抗R172に関連する電位計抵抗R191及びコンデンサC130に対して向けられた基準7.5REFが組込まれている電位差計ネットワークに関連して導出されている。デバイス1164のライン1168での出力は、プルアップ抵抗R193を介して+12Vソース、及びトランジスタQ22のゲートに接続されている。従って、デバイス1164の低TRUE出力によって、ライン1170での「OVER_POWER」状態(図41−Aで再度、登場する)を導出するように、トランジスタQ22をオフにする。フィルタリング抵抗R190は、ライン1024及び接地の間に接続されている。
Referring to FIG. 37A, a comparator circuit is illustrated that determines the presence of an overpower condition at the generator output for embodiments of the present invention associated with various surface area or shape activated electrodes. To do. Therefore, this monitoring is performed on the PWR_OUT signal and its derivation is described in connection with FIG. 27-C. This signal is incorporated into resistor R189 and introduced at one input of
図37Bを参照すると、比較器回路が図示されており、それが活動化電極が表面領域において一定に保たれ、また出力制御が図27Dおいて記載されているような一定の電力基準で断定されるような実施例の条件の下で、ジェネレータ出力に於ける過電力状態の存在を決定する。後ろの図では、PWR_OUT信号がライン1025において導入されている。この信号は、抵抗R195に組み込まれ、比較器1164の一方の入力に導入されている。ライン1025は抵抗R195でフィルタリングされる。比較器1172に対する基準入力が、図27においてライン971にて記載されているように導入されており、“WPR_REF'”と識別されている。ライン971が、図面で再び現れ、抵抗R197及び198に関連する比較器1172の反対側の入力に対する基準入力を提供する。一般的には本実施例の基準レベルが、図37Aの実施例と比較して一定のジェネレータ出力パワー制御ポイントに対する値に近いものである。このライン1174に於ける比較器1172の出力がトランジスタQ22'のゲートは勿論のこと+12Vまでのプルアップ抵抗R199を介して結合されている。従って、比較器1172に於けるローtrue出力がトランジスタQ22'をオフにして、図37Aにおいて記載されているライン1170における対応状況に類似して図41Aにおいて再び現れる「OVER_POWER'」を導入する。
Referring to FIG. 37B, a comparator circuit is shown, which keeps the activation electrode constant in the surface area and the output control is asserted at a constant power reference as described in FIG. 27D. Under the conditions of such an embodiment, the presence of an overpower condition at the generator output is determined. In the latter figure, the PWR_OUT signal is introduced on
図38を参照すると、過温度回路が描写されている。モニタリングした温度が超過している場合に低TRUE状態を有する温度信号TEMPが、図19に関連して説明されている。抵抗R201が組込まれている、その図面に記載されている温度感応性デバイスからのライン630は、プルアップ抵抗R202を介して+12Vソースに接続されており、且つトランジスタQ23のゲートに延在されている。フィルタ・コンデンサC132は、次に接地されている。図示された配置によって、低TRUEの「OVER_TEMP」信号が、ライン1176で導出されており、過剰なハードウェア温度の存在下で図41−Aで再度登場する。
With reference to FIG. 38, an overtemperature circuit is depicted. A temperature signal TEMP having a low TRUE state when the monitored temperature is exceeded is described in connection with FIG.
DCリンク電圧は、ライン746でモニタされるものとして、図23−Aに関連して説明されている。このモニタリング信号は、「LINK_V」として特定されている。制御システムによって、この電圧は、受入れ可能な動作の窓を上回っているか、若しくは下回っているかのいずれかであるかが決定される。当然、そのような窓は、小数点の値に減少され得る。
The DC link voltage is described in connection with FIG. 23-A as being monitored on
図39を参照すると、ライン746が再び示されており、リンク過電圧比較器1180のプラスの入力端子に対してLINK_V入力を導入している。ライン746は、抵抗R204及びR205と共に構成されている。ライン746に付加的に接続されているのは、リンク不足電圧比較器1184の入力に延在されているライン1182である。両比較器1180及び1184に対する基準入力は、ライン1186で+12Vソースから導出されている。これに関連して、+12Vソースが、抵抗R206を介してライン1186に導入されており、次に、その基準値がライン1188を介してデバイス1180に方向付けられている。比較器1184へのリンク不足電圧閾値基準入力がライン1190で確立されるように、ライン1186には、更に、抵抗R207及びR208が組込まれている。ライン1186は、コンデンサC134によってフィルタリングされる。
Referring to FIG. 39,
比較器1180のライン1192での出力は、プルアップ抵抗R209を介して+12Vソースに接続されており;フィルタリング・コンデンサC135に接続されており;RSフリップフロップ1194が構成されたラッチのS(セット)端子に延在されている。デバイス1194は、テキサス州、ダラスのTexas Instruments, Inc.社によって市販されている型番第4013B号のCMOS Dual "D" type Flip-Flop等が提供されてよい。ライン746でのモニタされたリンク電圧のレベルが、ライン1188で設定された閾値を超過した場合には、ラッチ1194が状態を設定するように、出力ライン1192がロジック高状態になる。結果として、ライン946でのそのQ出力が、ロジック高レベルに変化して、リンク電圧制御装置920を使用不可能に設定するように、MOSFETトランジスタQ14(図26参照)をオンにするDISABLE信号が生成される。コンプリメンタリ(complimentary)低TRUE出力がライン1196でのQ端子で生じる。ライン1196は、MOSFETトランジスタQ24のゲートに接続されており、そのドレイン端子及びソース端子は、各々、ライン1198及び接地に接続されている。これによって、制御PLDに送信されて、且つそこで更に生成が行うリンク過電圧信号「DC_LINK_OV」を導出するように、トランジスタQ24がオフにされる。
The output on
図27−Aに関連して説明されたように、増大されたリンク電圧ベースのブースト・モードの間、ロジック高TRUEのBOOST_MASK信号がライン998で生成される。ライン998は、簡潔な図面に再度、登場しており、ORingダイオードD32を介して抵抗R210が組込まれており、且つラッチ1194のリセット(R)端子に延在されているライン1200に延在されている。従って、ブースト・モードの間、ラッチ1194がリセット状態に保持されており、その際に、そのQ端子は、ライン946で任意のDISABLE信号をブロックするように保持されており、且つそのライン1196におけるQ端子は、トランジスタQ24をオンにするロジック高レベルに保持されている。従って、DC_LINK_OV信号は、ブースト・モードの持続時間の間、ブロックされる。
A logic high TRUE BOOST_MASK signal is generated on
別の特性として、上述のような過電圧ベース信号がライン946及び1196に確実に出現しないように、パワー・アップ・リセットの時間間隔の間、システムによって、ラッチ1194がリセット状態に保持される。従って、図34に関連して説明されたようにライン1122で発生されたアクティブ高レベルRESET信号は、ORingダイオードD93を介してライン1200及びリセット端子のラッチ1194のRに送信される。RESET信号の存在によってENABLE信号が否定されてRFインバータ420の機能が使用不可能に設定されることを図34から想起されたい。
Another characteristic is that the system holds the
DCリンク不足電圧比較器1184を見ると、このデバイスの出力はライン1202に提供されている。ライン1202は、プルアップ抵抗R212によって+12Vソースに接続されており、抵抗R211を介して入力ライン1182に接続されている。出力ライン1202は、MOSFETトランジスタQ25のゲートに延在されている。トランジスタQ25のドレインが、ライン1204と接続されており、DC_LINK_UV信号を伝達し、そのソースがアースされている。従って、DCリンクでの不足電圧の存在下で、比較器1184の出力は、ライン1202で低ロジックTRUE状態を呈してトランジスタQ25がオフにされて、制御基板でのPLDに運ばれるようにDCリンク不足電圧信号「DC_LINK_UV」が生成される。その様なわけで、リンク電圧レベルが過電圧及び不足電圧状況に応じてモニタリングされる。
Looking at the DC
図40を参照すると、フットスイッチ88及び真空スイッチ51(図1参照)の作動に応答するようにネットワークを用いている電力コンバータ及び絶縁回路が描写されている。この回路は、組込式の電気的遮蔽特性を有さないフットスイッチ及び真空スイッチの装置に適合するように設計されている。即ち、光アイソレータ特性が提供されている。図面では、抵抗R214及びライン1210を介して1次側、アイソレーション変圧器T13のT13:Aに+12Vソースが適用されている。ライン1210は、コンデンサC137及びC138を用いてフィルタリングされている。変圧器の1次側の反対側は、ライン1212でトランジスタQ26のソース端子に接続されている。ブロッキング・ダイオードD93は、トランジスタのドレイン端子及びソース端子に渡って延在されている。トランジスタQ26のソースは、ライン1214を介してアースされている。トランジスタQ26のゲートは、ライン1216によって電力コンバータ1218のOUT端子に接続されている。ライン1216は、フィルタ抵抗R215及びクランピング・ダイオードD98に接続されている。例えば、ニューハンプシャー州のメリマックのUnitrode Corp社により市販されている型番第UC3845号の装置等が提供されて、コンバータ1218は、抵抗R216とコンデンサC139及びC140と共に構成されて、トランジスタQ26を選択的にオン及びオフにすることによって、変圧器の1次側T13:Aに入力をチョップするように機能する。T13:Bで示されている変圧器T13の2次側の一方は、−10V出力を導出しており、整流ダイオードD95、抵抗217、及びフィルタ・コンデンサC121と共に機能するのが示されている。この−10Vソースは、ライン1017で乗算器1014(図27−C参照)で用いられる。変圧器T13の次の2次側が、T13:Cに示されており、フットスイッチ88及び真空スイッチ51の電気的な絶縁を提供している。真空スイッチ51並びにフットスイッチ88a乃至88cの各々からの入力リード対は、光遮断されており、2次側T13:Cに接続されている。2次側T13:Cの一方は、整流ダイオードD96及び抵抗R218が組込まれているライン1220に接続されている。2次側T13:Cの反対側は、ライン1224に接続されている。コンデンサC142及び抵抗R220は、ライン1220及び1224の間に延在しており、実質的に、4つの同一の絶縁ネットワークによって利用されるノードが、抵抗R220に渡って生成されている。例えば、フットスイッチ88aに関連付けられたこれらのネットワークの第1番目のものは、光アイソレータ1222の陽極入力に延在するライン1220及び抵抗R219が組込まれている。光アイソレータ1222の陰極入力は、フットスイッチ88aの一方の側に延在されており、「FOOTSWITCH_1A」とラベルされたライン1226に接続されている。ライン1224は、スイッチ86aの反対側に延在され「FOOTSWITCH_1B」とラベルされている。光アイソレータ1222の低電圧出力側は、ライン1228でトランジスタQ27のゲートに接続されており、その反対側の出力は、ライン1230を介してそのソース端末及び2次回路の接地に接続されている。ライン1228は、プルアップ抵抗R222を介して+12Vソースに接続されており、従って、フットスイッチ88aの作動によって、信号「FOOTSWITCH_1」がライン1232に低ロジックTRUE様式で生成される。抵抗R219及びR221、光アイソレータ1222、並びにトランジスタQ27が組込まれているこのネットワークが、残りのフットスイッチ88b及び88cと真空スイッチ51とに対して、繰返されて抵抗R220に渡って接続される。従って、これらのネットワークを説明するのに同一のネットワーク識別番号付け、但し、プライム記号付きのものが用いられている。この点に関連して、フットスイッチ88bネットワークは、スイッチ・ラベル「FOOTSWITCH_2A」及び「FOOTSWITCH_2B」と組合わせてシングル・プライム記号付きで識別されており、低ロジックTRUE出力信号「FOOTSWITCH_2」を提供している。フットスイッチ88cは、スイッチ・ラベル「FOOTSWITCH_3」と組合わせてダブル・プライム記号付きで識別されている。同様にして、真空スイッチ51ネットワークは、スイッチ・ラベル「VACSWITCH_A」及び「VACSWTICH_B」と組合わせてトリプル・プライム記号付きで識別されており、低ロジックTRUE出力信号「VACSWITCH」を提供している。
Referring to FIG. 40, a power converter and isolation circuit is depicted that uses a network to respond to the operation of
先に説明されるように、制御装置の制御基板構成要素は、従来的には、ロジック・ゲートのコンパイルがプログラム可能なハードウェアであるプログラム可能ロジック・ゲート(PLD)の実装で主に特徴付けられる。このゲート・コンパイルは、連続的ロジックに応答して、すぐにシステムに対する制御の影響を及ぼす一連の状態を生じる。このデバイスは、例えば、カリフォルニア州、サンノゼのAltera, Inc.社により市販されている型番第EPM192SQC160-15号のProgrammable Logic Device等であってよい。このデバイスは、図41−Aにおいて1240で示されている。更に、基板には、フィルタリング及びロジック・サポーティング・プルアップ機能が組込まれている。一般的に、トランジスタがオフになっているように描写されている場合には、関連するラインは、概ね、制御基板におけるロジック高に引かれている。図41−Aは、このロジック・センタと途切れ無しに接続されるように引かれている、それらの特性の接続を明らかにするようにその上にラベル付けされた方法を用いて、図41−B乃至図41−Eと関連させて考察される必要がある。図41−Aにおいて、安定化された+5V及び関連の接地が、デバイス1240の対応する端子に各ライン・アレイ1242及び1244からVCC及びGND表示端子へと導入されているのが示されている。+5V入力は、6つのコンデンサ・アレイ1246によってフィルタリングされているのが示されている。
As explained earlier, the control board components of the control unit are mainly characterized by the implementation of a programmable logic gate (PLD), which is traditionally a programmable hardware for logic gate compilation. It is done. This gate compilation, in response to continuous logic, immediately produces a series of states that affect the control of the system. This device may be, for example, a Programmable Logic Device Model No. EPM192SQC160-15 marketed by Altera, Inc. of San Jose, California. This device is shown at 1240 in FIG. 41-A. In addition, the substrate incorporates filtering and logic supporting pull-up functions. In general, when a transistor is depicted as being turned off, the associated line is generally drawn to a logic high on the control board. FIG. 41-A uses a method labeled thereon to reveal the connection of those characteristics that have been drawn to connect seamlessly with this logic center. B to 41-E need to be considered in connection with FIG. In FIG. 41-A, a stabilized + 5V and associated ground is shown being introduced from each
更に、図41−Bを参照すると、クロック・ネットワークが1248で概ね示されている。ネットワーク1248は、ライン1252に適用される_RESET入力に応答する水晶発振器1250(例えば、サウスダコタ州、ヤンクトンのM−Tron Industries社により市販されている型番第74302号等が提供されてよい)を含んでいる。ネットワーク1248は、インダクタL10及びコンデンサC130乃至C132と共に構成されて、PLD1240へのライン1254で1KHz入力を提供する。
Further, referring to FIG. 41-B, a clock network is indicated generally at 1248.
図41−Cを参照すると、電力供給安定化を確実にするべく特定の時間量の間、システム低を保持するように機能するリセット・ネットワークが、1258で概ね示されている。安全停止(safety failure)のために、リセット時間間隔の間、RFインバータ420の機能が使用不可能にされていることを想起されたい(図34参照)。ネットワーク1258は、システムの電源オン時に、若しくは瞬間の回路に対する安定化された+5V電力供給が所定の範囲に減少した時に機能する。このネットワークは、リセット・デバイス1260(例えば、テキサス州、ダラスのDallas Semiconductor, Inc.社により市販されている型番第DS1233DZ−5号等であってよい)の周囲に集中しており、コンデンサC153及びC154、並びに抵抗R223と共に構成されている。A_RESET出力が、図41−Bに関連して抵抗R213及びライン1252を介して発振器デバイス1250に導入されているように描写されているライン1262に提供されている。同一の信号がライン1264を介してPLD1240の_RESET端子に方向付けられている。更に、PLD1240は、図34に関連して描写されているように、ライン1266でロジック高TRUEのPWR_ON_RST信号を提供している。
Referring to FIG. 41-C, a reset network is shown generally at 1258 that functions to hold the system low for a specific amount of time to ensure power supply stabilization. Recall that during a reset time interval, the function of the
図41−Aを参照すると、1270で概ね示されるように、PLD1240のI/Oポートへの4ライン入力を提供する外部的にアクセス可能なジャンパ若しくはコネクタが1268で示されている。これら4ラインのアレイ1270のうちの3つは、1270で概ね示されるプルアップ抵抗アレイを介して+5Vに引上げられる。
Referring to FIG. 41-A, shown generally at 1268 is an externally accessible jumper or connector that provides a four line input to the I / O port of the
PLD1240から延在しているのは、PCSM回路462(図15参照)の4リレーを制御するための出力を提供する、概ね1274で示されている4ライン・アレイである。これらのアレイは図中のライン468に対応している。アレイ1274の下には、PCSM回路の可能信号PCSM_ENBLを提供するライン1276が存在している。ライン1276の下には、PCSM回路の有効入力信号PCSM_VALIDを搬送する入力ライン1278が存在し、PLDに対して、既述のPCSMテストの適切な通路を示す。
Extending from
PLD 1240に対して入力されているような図34において示されているd.c. linkモニタリングフィーチャが、既述の入力ライン1204及び1198において図示されている。リンクリレー434コントロールであるRELAY_LINKがライン1280において提供されており、ライン952において、先に記載されているようなDC_LINK_EN d.c. link イネーブル信号が図面に再び現れる。図面に再び現れる、図27Aにおいてライン980で先に記載されているようなブーストモード信号BOOST_MODEを含む高電圧ファンクションに関連したPLD 1240に対する入力及び出力のアレイ1282がそのグルーピングの下に存在する。図22において先に記載されたRELAY_CUTすなわち高電圧のプリカーサ電極切断信号がライン1284において示されており、図22において先に記載されている対応して連続活動化されたRELAY_CAPTURE 信号がライン1286において伝達されている。ライン140において図34に関連して先に記載されているRインバータイネーブルメント信号RE_IND_ENが、同一の符号を付されて再び現れる。図36においてライン1160で先に記載された高電圧の過電圧信号HVOV入力がライン1160において再び現れ、対応する高電圧の過電流信号HV_OC であって、図35においてライン1144で先に記載されたものが同一の番号を付されて再び現れる。
The d.c. link monitoring feature shown in FIG. 34 as being input to
ライン・アレイ1282の下には、PLD1240への入力及び出力の別のアレイ1288が存在している。このアレイ1288では、モータ160aの前方ストール信号(MOTOR_STALL)信号及びモータ逆ストール信号(MOTOR_REV_STALL)が、図32及び33に関連して各々ライン1088及び1100で同一の番号を付されて再び現れている。図22に関連して記載されているモータの前方への駆動信号(RELAY_FWD)がライン1290で示されており、一方でモータの後方への駆動信号(RELAY_REV)がライン1292で示されている。ライン1064及び1276での入力は、各々、MOTOR_ON(回転及びモニタリング状態に関して初期のモータ電圧印加をモニタリングする)、MTR_ENGAGED(ヨーク180が駆動構成要素276に結合された場合に作動される)の信号を搬送する。ライン1088、1100、1064、及び1076に関して特定されるように、これらのモータの機能が図30乃至図33に関して説明されている一方、ライン1290及び1292は、図42に再度登場している。
Below line array 1282 is another array 1288 of inputs and outputs to
PLD1240への過温度のOVER_TEMP(図38参照)の入力が、ライン1254で示されているのに対して、低電圧電力供給不足電圧状態信号、LVRS_UN(図43参照)がライン1294で入力されており、図37AもしくはBに関して説明されたように、過電力状態信号、OVER_POWERが、ライン1170もしくは1170’で示されるように、PLD1240に入力されている。
The input of the overtemperature OVER_TEMP (see FIG. 38) to the
PLD1240の反対側を参照すると、13ライン・アレイが概ね1296で示されている。アレイ1296のラインのうちの所定のものが、外部スイッチング及びインタロック試験に応答して信号を搬送すると共に、選択的にコンソール64のフロント・パネル及び機器12の両方で発光ダイオード(LED)を点灯させるように出力を提供する。ライン・アレイ1296の上に、フットスイッチ88及び真空スイッチ51からの光遮断された入力信号に対応してラベル付けされたライン・アレイ1302が示されている。これらの入力信号は、図40に関連して上述されている。
Referring to the opposite side of
更に、図41−Dを参照すると、ライン・アレイ1296が再度登場しており、それによって示されている入力及び出力が、中間の信号処理機構を介して3つのコネクタ1298乃至1300に延在されているのが見てとれる。コネクタ1298が、コンソール64のフロント・パネルの上側部分に配置されているプリント回路基板に接続されており;コネクタ1299が、コンソール64のフロント・パネルの下側部分に機能を提供する下側パネルアセンブリに接続されており;且つコネクタ1300が、機器12と共に機能するコネクタに機能的に関連付けられている。コンソール64(図1参照)上のスイッチ92の作動によって初期に導出されるように、「START_SW」として識別される開始スイッチ信号を搬送するライン1303が、アレイ1296の最上部にある。これが唯一の、PLD1240への入力を有するコンソールに取付けられたスイッチである。このスイッチは、任意の手順を開始するために作動される必要があり、このスイッチの信号は、デバイスのモータ駆動構成要素の初期のセットアップに利用されて、PCSM戻り電極試験が開始される。このスイッチによって提供される開始/リセット信号は、ライン1304及びフィルタ・コンデンサC156で示されるように、PLD1240に関連付けられている安定化された+5V電圧に関して導出されている。更に、ライン1302は、クランピング・ダイオードD98及びD99、抵抗R224及びR225、並びにコンデンサC157で構成されている1306で概ね示される保護ネットワークを用いて組込まれている。そのように構成することで、ネットワーク1306のダイオードによって、ライン1302での信号が+5Vと接地と組込まれているR−Cフィルタの間とで変動するのを制限するクランプが提供される。この保護的な配置によって、干渉のない適切な信号伝達が確実にされる。
Further, referring to FIG. 41-D, the
出力ライン1308乃至1312は、コンソール64のフロント・パネルの上部の4つのLED照明装置の電圧印加に影響を及ぼす出力を提供する。更に、図1を参照すると、ライン1303でのREADY_LED信号がLED照明装置94の点灯に影響を及ぼしており、ライン1309でのCAPTURE_LED信号が照明装置LED100の点灯に影響を及ぼしており、ライン1310でのENGZ/POS LED信号が照明装置LED96の点灯に影響を及ぼしており、ライン1310でのARM_LED信号が照明装置LED98の照明に影響を及ぼしており、COMPLETE_LED信号を搬送するライン1311が照明装置LED102の点灯に影響を及ぼしており、且つライン1314でのPAUSE_LED信号が照明装置LED104の点灯に影響を及ぼしている。これらの信号は、バッファ1320でバッファリングされて、コンデンサ・アレイ1324のフィルタ関連の6つのコンデンサと共に機能する抵抗アレイ1322内部の6つの抵抗との接続によってフィルタリングされる。
Output lines 1308-1312 provide outputs that affect the voltage application of the four LED illuminators at the top of the console 64 front panel. Still referring to FIG. 1, the READY_LED signal on
パーシング・ケーブルが電気外科的に励起されており、動作が捕獲モードである際に、執刀医がフットスイッチ88を解放した時等に、PLD1240の制御下でPAUSE LED104が点灯される。停止の時間間隔の間は、モータ・アセンブリ160への電圧印加、及びパーシング・ケーブルのそのような励起が終了されて、それらの再度の電圧印加は、ハウジング・アセンブリ12上のアームの展開/収納のスイッチ54が作動されて、フットスイッチ88を再度結合されて、捕獲スイッチ56が作動された後にだけ行うことが可能である。そのような再起動動作の間、コントロールアセンブリは、再び動作のブースト電圧モードを生成して、活動化キャプチャ電極を実行するパージングケーブルに於ける切断アークの生成を確実とする。
The
PCSM回路462によって実行されたPCSMテストが失敗すると、PLD出力ライン1313において1240がPCSM_LED 脈動信号を生成し、それはデバイス1320においてバッファされて、アレイ1324のコンデンサに動作関係を有するデバイス1322の内部の抵抗によってフィルタリングされる。結果として、バッファされたパルスが、ライン1326においてローtrue信号を脈動させる。ライン1326は、フロントパネルLED92へと送られ、その戻りは、ライン1330を介して+5Vまで結合されているライン1328及び抵抗227において提供されている。
If the PCSM test performed by the
コンソール64上のハンドル・インターロック・チェックLED80は、ライン1315に接続されているPLD1240の端子におけるHANDLE_LED信号の存在に応じて点灯される。図41Eにおいて示されているように、ライン1315がバッファされ、コンソール64のプロントパネルコネクタ1299まで延在するライン1334においてフィルタリングされバッファされたイルミネート入力を提供するためにコンデンサのアレイ1324に関連して動作するデバイス1322内部において、抵抗によってフィルタリングするために示されている_LED_DRVOUT信号として戻る。
The handle interlock check LED 80 on the console 64 is lit in response to the presence of a HANDLE_LED signal at the terminal of the
パワーLED84が、スイッチ82の活動化によって点灯し、次にライン1330において+5Vの値を提供する。このことで、コンデンサC158においてフィルタリングされたライン1340に対する入力が提供される。ライン1342に於ける対応する戻りがライン1344に接続され、またアースされて、コンデンサC159においてフィルタリングをされる。
The power LED 84 lights up upon activation of the
バッファリング及びフィルタリングが行われると、ライン1308乃至1313が各々ライン1308a乃至1313aとして示されており、コンソール64の上部フロントパネルに適用するために、コネクタ1298へと配向されている。ライン1308a乃至1312aは追加的にコネクタ67へと配向され、また器具12のハウジング14へと向けられているコネクタ1300と関連するべく、1308b乃至1312bのライン各々で示されているように、ライン1308a乃至1312aが追加的にタップされている。
Once buffered and filtered, lines 1308-1313 are shown as
PLD1240から延在するライン・アレイ1296のライン1316乃至1319は、機器12からスイッチング信号及びインタロック・データを搬送する。これに関連して、上述のインタロック信号、INTERLOCK_IDは、確実にコネクタ68(図1参照)と適切な相互接続をするように、ハウジング・アセンブリ14の内部に取付けられたコーディング抵抗を介して電流の通過を提供するものの1つである。通常は符号1346で示されているような保護ネットワークがライン1316に関連して提供されており、それはコネクタ68と動作的に関連しているコネクタ1300へと延在している。この点に関して、ネットワーク1268と同一に構成されており、ネットワーク1290は、クランピング・ダイオードD102及びD103、抵抗R231及びR232、並びにコンデンサC162と共に実装されている。フィルタコンデンサC163がコネクタ1300と接続されているのがわかる。
Lines 1316-1319 of
ライン1317は、器具12上に取付けられた電圧印加/位置合わせスイッチ57の作動を示す信号を搬送する。「ENGZ/POS_SW」として識別されるその信号は、コネクタ1300から1348で概ね示される保護ネットワークを介してPLD1240に提出される。ネットワーク1348は、ネットワーク1346と同一であり、クランピング・ダイオードD104及びD105、抵抗R233及びR234、並びにコンデンサC164を有する。次に、ライン1317の下にあるのが、器具12の上に取付けられているアーム・スイッチ56の出力信号「ARM_SW」を搬送するライン1318である。この信号は、ネットワーク1346と同一であり、概ね1350で識別される保護ネットワークを介して、ネットワーク1346に延在されており、クランピング・ダイオードD106及びD107、抵抗R235及びR236、並びにコンデンサC165を有する。ライン1319は、器具12での捕獲スイッチ56の、「CAPTURE_SW」として識別される出力を搬送して、ネットワーク1346と同一に構成されている保護ネットワーク1352を介して延在されている。これに関連して、ネットワーク1352は、クランピング・ダイオードD108及びD109、抵抗R237及びR238、並びにコンデンサC166で構成されている。
更に、コネクタ1300を介してハウジング・アセンブリ14に提供されるのは、コンデンサC163でフィルタリングされているライン1354での+5Vの安定化された電力供給である。
In addition, provided to
図41−Eを一時的に見てみると、4ライン・アレイ1274が再度登場して、バッファ回路1356の入力端子へと延在されている。更にデバイス1356の入力に延在しているのは既述のライン1315であって、ライン1332において図41Dに関連して記載されているような信号「_LED_DRVOUT」を提供するものである。アレイ1274からの、バッファされた信号として示されているデバイス1356の4つの出力の残存は、ラインアレイ1358として示されており、それらがPCSM回路のリレーへと向けられる。
Looking briefly at FIG. 41-E, the 4-
図41−A乃至図41−Eに関連して上述された+5Vの安定化された電力供給は、図42に図示されている回路によって制御基板624で導出される。その図面を見ると、カリフォルニア州、サニーベイルのNational Semiconductor Inc.社により市販されている型番第LM2940CT−5.0号の調整装置が、ライン1364で+12V入力に接続されて、且つコンデンサC168乃至C170及びダイオードD111と共に構成されて、前記の安定化された+5Vの供給をライン1366で提供しているのが1362で示されている。この+12V入力は、図47に関連して説明されたように導出されている。
The + 5V stabilized power supply described above in connection with FIGS. 41-A through 41-E is derived at the control board 624 by the circuit illustrated in FIG. Referring to the drawing, a regulator of model number LM2940CT-5.0, marketed by National Semiconductor Inc. of Sunnyvale, Calif., Is connected to the + 12V input on
図43を参照すると、ライン1294でPLD1240に存在するように、低電圧電力供給不足電圧状態の存在を決定するためのネットワークが示されている。この図面を見ると、上述の+12V電力供給が、抵抗R240、コンデンサC172、ダイオードD113、及び1372の1つの入力に方向付けられているライン1370でのフィードバック構成の出力を備えたパッシブ・演算増幅器1368を含むネットワークによって処理及び減少されている。比較器1372は、カリフォルニア州、サニーベイルのNational Semiconductor, Inc.社によって市販されている型番第LM358D号等であってよい。比較器1372への基準入力は、前記+12V供給に接続されて、且つ抵抗R241乃至R243及びコンデンサC173で構成されてライン1374で基準入力を提供する分割ネットワークで導出されている。デバイス1372は、不足電圧状態の場合にライン1294で低ロジックTRUE出力を提供するように、+5V入力及びコンデンサC174で構成されている。これに関連して、ライン1294は、プルアップ抵抗R224を介して+5V供給に接続されていることに留意されたい。
Referring to FIG. 43, a network is shown for determining the presence of a low voltage power supply undervoltage condition, as is present at
図44を参照すると、PLD1240に関連付けられている入力及び出力のRCフィルタリングを提供して、且つそれらのフィルタリング信号をコネクタ1378への電力供給入力に沿って提供して、それにより制御基板から電源基板への接続を提供するフィルタリング・ネットワークが示されている。図面では、高電圧過電圧信号、DCリンク電圧過電圧信号、及びDCリンク電圧不足電圧信号が、各々、ライン1160、1198、及び1204で、コネクタ1378から受信されて、且つ各プルアップ抵抗R246乃至R248を介して+5Vソースに接続されている。更に、そのように受信した信号は、複数抵抗構成要素1380及び各フィルタ・コンデンサ176乃至C178によってフィルタリングされている。
Referring to FIG. 44, input and output RC filtering associated with the
リセット出力を搬送する高電圧プレカーサー電圧印加コマンド信号を搬送するライン1280;及び高電圧捕獲コマンド信号を搬送するライン952は、各々、複数抵抗構成要素1380内部の別個の抵抗によって処理される。更に、ライン952、1284、及び1286は、3ライン・アレイ1384によって提供されているように、複数抵抗構成要素1382内部のプルアップ抵抗を介して+5Vソースに接続されている。分割電圧は、抵抗アレイ1386からコネクタ1378に提供されており、+12Vソース及び接地の入力がコンデンサC179の両側からコネクタに提出されている。
ライン1144での高電圧過電流信号;ライン1176での過温度信号;ライン1088でのモータ前方失速信号;及び矢印1302で概ね示されて且つ「OPTO_SW」とラベルされているフットスイッチ及び真空スイッチの作動信号が、複数抵抗構成要素1388内部の別個の抵抗と各々のコンデンサC180乃至C183とによってフィルタリングされている。このラインの集団のうち、ライン1144、1176、並びに1302で概ね示されるフットスイッチ及び真空スイッチのラインが、構成要素1382内部の別個のプルアップ抵抗を介して+5Vソースに接続されている。
High voltage overcurrent signal on
RFインバータ使用可能コマンド;ブースト・モード・コマンド;モータ前方向コマンド;及びモータ後方向コマンドが、複数抵抗構成要素1388内部の別個の抵抗によって処理される。この集団のうち、ライン1290及び1292は、複数抵抗構成要素1328内部のプルアップ抵抗を介して+5Vソースに接続されている。
RF inverter enable command; boost mode command; motor forward direction command; and motor rearward direction command are processed by separate resistors within
モータ・オン入力;モータ結合入力;モータ後方失速コマンドは、及び過電力入力が、複数抵抗構成要素1390内部の別個の抵抗によって処理される。これらのラインのうち、ライン1064及び1076は、複数抵抗構成要素1382内部の別個のプルアップ抵抗を介して+5Vソースに接続されている。ライン1076はフィルタ抵抗R249及びフィルタコンデンサC184を介して、アースされている。ライン1064、1100、及び1170は、各々フィルタコンデンサC185乃至C187を介してアースされている。
Motor On Input; Motor Coupled Input; Motor Back Stall Command, and Overpower Input are processed by separate resistors inside
図45を参照すると、コンソール64内部のスピーカを駆動させ、ボリューム近辺で電位差計を有する回路が明らかとされている。このスピーカ(図示せず)からのラインの対が、符号1394で示されているようなコネクタと接続されている。同様にボリュームコントロールよりの電位差計(図示せず)が、逆方向のコネクタ1396に適用されている。
Referring to FIG. 45, a circuit that drives a speaker inside the console 64 and has a potentiometer near the volume is clarified. A pair of lines from this speaker (not shown) is connected to a connector as indicated by
PLD導出の音信号ライン1398(図41A)が、この簡略的な図面に再度登場しており、コネクタ1396を介したライン1344及び抵抗R252と組合わされて、抵抗R251を介して電位差計にアサートされている。次に、コンデンサC158でフィルタリングされた音量入力が、ライン1400で提供される。ライン1400は、+5Vの安定化された供給電力、コンデンサC190、及びフィードバック・ライン1404で構成された演算増幅器1402を含む増幅段に方向付けられている。出力は、抵抗R253が組込まれており、概ね1408で示される発振器ネットワークに延在されているライン1406に設けられている。発振器ネットワークは、型番第LM386N−1号の増幅器構成要素1410を含んでおり、抵抗R254及びR255、コンデンサC191乃至C195、及び+12V供給電力で構成されて、ライン1412で音声出力を提供している。その音声出力は、プレカーサー電極若しくはパーシング・ケーブルのいずれかによって、電気外科切断が行われるときはいつでも提供される。更に、分散戻り電極70のPCSM試験で障害が生じた場合には、この音はパルスにされる。1410のような増幅器は、マサチューセッツ州、ノーウッドのAnalog Device, Inc.社により市販されている。
The PLD-derived sound signal line 1398 (FIG. 41A) reappears in this simplified drawing and is asserted to the potentiometer via the resistor R251 in combination with the
図46−A乃至図46−Cは、その上のラベルの通りに一緒に解釈される必要がある。これらの図面は、分散戻り電極70に関する障害試験及び自己試験に関係する試験信号生成及びスイッチングを図示している。示されている回路は、図15のブロック462に関連して説明されたPCSM回路の一構成要素である。このPCSM試験は、手順がまさに開始されるときに実行されて、試験に落ちると、手順の実行が抑制されると共に、聴覚的及び視覚的な両方の種類のパルス状警報信号が生成される。視覚的な警報は、赤のLED92に(図1)に示されている。通常は、瞬間的な回路がスイッチ82の作動に伴って初期的に電源が入る際にセルフテストを実行する。後に、スイッチ92の活動化に伴って分散電極70のテストも実行される。
46-A to 46-C need to be interpreted together according to the label above. These drawings illustrate test signal generation and switching related to fault testing and self-testing for the distributed
図46−Bを参照すると、コネクタ1416が提供されており、このコネクタ1416は、図15に関連して図示されているようにライン対464及び466に接続されている。図46−Bにおいて、接続RE1は、抵抗R257を介して接地に接続されているライン1418で図示されている。接続RE2は、抵抗R258を介して接地に接続されているライン1419で示されている。RE1及びRE2によって概ね示されているこの回路は、高電圧出力段450に戻るように電極パッド72及び74から延在されており、且つ瞬間の試験の目的でタップされている。PCSM回路462は、分散戻り電極68が患者に適切に接続されていることを検証するために、パッド72及び74を横切る約50KHz低電圧信号を印加するように機能する。概して、この試験は、例えば、約20オームと約80オームとの間の抵抗許容差に関して評価される。抵抗が前者の値よりも小さいのは短絡状態を示しており、抵抗が後者の値よりも大きいのは非接続状態を示している。これらの抵抗値は、設計者の所望に従って変更されてよい。
Referring to FIG. 46-B, a
図46−Aを参照すると、上述の50KHz周波数を導出する発振器ネットワークが1420に概ね示されている。ネットワーク1420は、抵抗R259乃至R263と共に構成されている演算増幅器1422;コンデンサC200乃至C203;抵抗R264乃至R267、コンデンサC204、及び電位差周波数調整ネットワーク1426と共に構成されている相補的増幅器1424;電力供給入力1428;トランジスタQ30及びダイオードD115で構成されている。電位差計1426は、コンデンサC205及び抵抗構成要素R258乃至R270と共に構成される。入力デバイス1428は、マサチューセッツ州、ノーウッドのAnalog Devices, Inc.社より市販されている型番第REF−02C/AD号等が提供されてよい。ネットワーク1420によって発生される50KHz出力は、ライン1430で提供されて、約7Vの実効値(RMS)若しくはピーク間12Vに調整するように機能する概ね1432で示される増幅段に、入力抵抗R271を介して方向付けられる。この1432は、抵抗R272乃至R275及びコンデンサC206乃至C208と共に構成される演算増幅器1434を用いて実装される。この処理された50KHz出力は、抵抗R276及びコンデンサC209でフィルタリングされるライン1436で提供される。図46−Bを再度参照すると、「OSC_OUT」信号を提供するように、ライン1436がライン1438でタップされているのを見ることができる。ライン1238でのタップの後に、ライン1436は、約50オームの値を有する抵抗R277が組込まれており、1440で識別される、「50KHz」とラベルされた反対側に配置されているタップに延在されている。タップ1438及び1440の間に延在しているのは、1441乃至1444で概ね示される一連の4つのリレー実装ネットワークである。
Referring to FIG. 46-A, an oscillator network that derives the 50 KHz frequency described above is shown generally at 1420.
ネットワーク1441を参照すると、リレーK12がライン1446乃至1447の間に接続されているのを見ることができる。それは、突き詰めていくと抵抗R278及びR279が組込まれており、pnpトランジスタQ31のゲートに延在するライン1448で生成されている信号を用いてPLD1240によって作動される。トランジスタQ31は、ダイオードD117及び抵抗280と共に構成されており、ライン1448から印加された信号に応答してリレーK12のソレノイド構成要素に電圧が印加される。これは、ライン1436での50KHz信号及び接地を1418及び1419に各々接続して、PCSM試験を実行するように機能する。この試験は、執刀医が開始/リセットのスイッチ92(図1参照)を作動させるのに応じて行われる。
Referring to
リレー・ネットワーク1442を参照すると、リレーK13がライン1450及び1451の間に接続されており、後者は接地に延在されており、且つ前者は200オーム抵抗R281が組込まれている。突き詰めていくとライン1452でPLD1240から課されている動作信号に応答して、リレーK13が閉じられる。ライン1452は、抵抗R282及びR283が組込まれており、pnpトランジスタQ32のゲートに接続されている。トランジスタQ32は、ダイオードD118及び抵抗R284と共に構成されており、リレーK13のソレノイド構成要素の電圧印加に影響を及ぼして、それを閉じて、ライン1436で50KHz信号を抵抗R281を介して接地に接続して、高抵抗自己試験を提供する。リレー・ネットワーク1443を参照すると、リレーK14は、ライン1454によってライン1436で50KHz信号と接続されており、且つライン1455を介して接地と接続されている。ライン1454には、49.9オームの抵抗R288が組込まれている。突き詰めていくとライン1456で存在するPLD1240からの信号に応答してリレーが閉じられるように、リレーK14のソレノイド構成要素は、電圧印加される。ライン1456は、抵抗R285及びR286が組込まれており、pnpトランジスタQ33のゲートに延在されている。トランジスタQ33は、ライン1456での信号に応答してオンにされた場合に、リレーK14のソレノイド構成要素に電圧印加されるようにダイオードD119及び抵抗R287と共に構成されている。これによって、R288での49.9オームの抵抗を横切る50KHz信号が、ライン1436から接地に方向転換される。
Referring to relay
リレー・ネットワーク1444を参照すると、リレーK15は、ライン1436に接続されているライン1396と接地に接続されているライン1459との間に接続されているのを見ることができる。リレーK15のソレノイド構成要素は、突き詰めていくとPLD1240から導出されており、ライン1460でアサートされている信号が発生するのに応じて、電圧印加される。ライン1398には、抵抗R289及びR290が組込まれており、pnpトランジスタQ34のゲートに接続されている。トランジスタQ34は、ダイオードD120及び抵抗R291と共に構成されており、ライン1460からオンにされるのに応じて、リレーK15のソレノイド構成要素に電圧印加される。これによって、ライン1458及び1459を介してライン1436が接地に接続されて、短絡回路に相当する自己試験を提供する。
Referring to relay
図46−Cを参照すると、動作ライン1448、1452、1456、及び1460が、各光結合器1462乃至1465のコレクタ出力段に接続されているのを見ることができる。結合器1462乃至1465の出力のエミッタ構成要素は、ライン1466を介して接地に接続されており、各結合器は、各々の抵抗R293乃至R296及びライン1468を介して+12Vソースに接続されている。光結合器1462乃至1465への陽極入力が各々の抵抗R297乃至R300を介してライン1470で+5Vソースに接続されているのに対して、その陰極側の入力は、各々の入力ライン1472乃至1475に接続されている。それらの入力ライン1472乃至1475は、図41Eに関連して記載されているラインのアレイ1358の構成要素であり、PLD1240から延在しているライン・アレイ1274のラインのバッファされた出力を提供するものとして示されている。即ち、PCSM自己試験と同様に、戻り電極70の試験が、PLD1240のコマンドの下で実行される。例え、リレーK12が開いていたとしても、ネットワーク1380乃至1444から試験がアサートされている時間間隔の間、ライン1436で信号が短絡されるようにネットワーク1444のリレーK15が電圧印加されていることに留意されたい。
Referring to FIG. 46-C, it can be seen that operating
図67を参照すると、前記+12Vを生成するのに利用される絶縁された電源機構が示されている。この電源機構は、供給構成要素1478の周囲に構成されており、英国、ミルトンキーンズのNewport Components, Inc.社により市販されている型番第NMS1212号のデバイス等が提供されてよい。実質的に、装置1478は、+12Vを+12V及び−12Vに変換する。それは、インダクタL16乃至L19及びコンデンサC211乃至C216と共に構成されて、出力1480で絶縁された+12Vを提供して、且つ出力1481で絶縁された−12Vを提供する。デバイス1478は、パワー・トランジスタQ36からライン1482で+12Vの入力が設けられており、そのソースは、ライン1484及び1485から+12Vに接続されており、且つそのゲート端子は、ライン1486を用いてライン1484に接続されている。ライン1484には、抵抗R310及びR311が組込まれており、NPNトランジスタQ37のコレクタに接続されており、そのエミッタは接地に接続されている。トランジスタQ37は、ベース・レジスタR312を介してライン1276でPLD1240からアサートされるPCSM_ENBL信号によって、電力供給1478が使用可能にされるように、ゲート・オンされる。ライン1276は、抵抗R313を介して接地に接続されており、図41−AにおけるPLD1240から延在されているのを見ることができる。
Referring to FIG. 67, an isolated power supply used to generate the + 12V is shown. The power supply is configured around a
その上のラベル通りに解釈される必要がある図48−A乃至図48−Bを参照すると、窓によって規定される検出若しくは比較の回路が図示されており、それによって、ネットワーク1442乃至1444の自己試験同様に、ネットワーク1441(図46B)からの実際のPCSM試験の評価が行われる。概して、有効な分散電極70の接続を示すオームの窓は、約20オーム及び約80オームの間に属する。図48−Aを参照すると、図46−Bに関連して説明されたようなタップ1338及び1440が、差動増幅器1488の入力に延在されているのが示されている。例えば、増幅器1488は、マサチューセッツ州、ノーウッドのAnalog Devices, Inc.社により市販されている型番第AMP02FS号のデバイス等であってよくて、+12V及び−12VとコンデンサC218及びC219と共に実装されている。そのように構成することで、デバイス1488が、抵抗R277(図46−B参照)でフローティング信号に応答して、出力ライン1490で接地にシングル・エンド信号を提供する。次に、ライン1490でAC信号が、入力抵抗R317を介して、概ね1426で示される精密整流器に送られる。この整流器1492は、ダイオード電圧降下の現象なしの整流を提供して、抵抗R318、ダイオードD122及びD123、並びにコンデンサC220及びC221と共に構成されている演算増幅器1494が含まれているのが分かる。そして、出力ライン1496でのDC信号が、戻り電極内の電流、若しくはネットワーク1442乃至1444からの試験の評価に比例しており、コンデンサC222に渡って印加されている。抵抗R319は、ライン1476及び接地の間に延在しており、コンデンサC222の選択的な放電に関して機能する。
Referring to FIGS. 48-A to 48-B that need to be interpreted as labeled above, a detection or comparison circuit defined by a window is illustrated, whereby the
ライン1496でのDC信号は、比較器1498の正の入力、及びライン1500を介して対応する比較器1433の負の入力に方向付けられている。これらの比較器1498及び1502の基準入力は、基準規定抵抗R320乃至R322が組込まれているライン1504及び+12Vから提供されている。この基準入力が、更に、フィルタリング・コンデンサC223及びC225に接続されているのが見てとれるのに対して、比較器1498への+12V入力は、コンデンサ224でフィルタリングされている。比較器1498及び1502は、カリフォルニア州、サニーベイルのNational Semiconductor, Inc.社により市販されている型番第LM319M号のデバイス等が提供されてよい。
The DC signal on
ライン1496で示される電流が、例えば20オームの下側閾値と、例えば80オームの上側限界との間に対応している場合には、ライン1506で抵抗R283から正の電圧信号が印加される。図48−Bを参照すると、ライン1506が、光結合器1508の入力側の陽極に延在されているのを見ることができる。光結合器1508の出力のコレクタ構成要素が、抵抗R324及びR325を介して+12Vに接続されているのに対して、そのエミッタ出力は、抵抗R286を介して接地に接続されているライン1278に設けられている。ライン1278は、図41−Aに示されるようなPLD1240への試験の有効性「PCSM_VALID」を示す信号をそこで適用するように機能する。
If the current shown by
上記の方法、システム、及び装置に対して、本願に関連する本発明の範囲から外れることなしに、多少の変更を行うことが可能であるので、上記の説明に包含される、若しくは付随の図面に示される内容の全ては、例示的なものであり、制限をするものとして解釈されないことが企図されている。 Since some modifications may be made to the above methods, systems, and apparatus without departing from the scope of the present invention as it relates to the present application, they are included in the above description or accompanying drawings. It is intended that all of the content presented in is illustrative and is not to be construed as limiting.
Claims (65)
第1の出力を提供するべく前記パワー入力に応答する入力トリートメントネットワークと、
所定の波形を有する出力を導出するために、前記第1の出力及び周波数制御入力に応答する周波数ジェネレータと、
電気外科手術電圧レベル及び前記電気外科手術周波数での、電気外科手術エネルギー出力を導出するために、電圧レベル制御入力に応答する出力電圧制御回路と、
前記出力電圧制御回路の電気外科手術エネルギー出力に応答し、また電気外科手術器具と電気的に接続可能な出力段と、
ブースト間隔の間、ブースト電気外科手術電圧レベルを提供し、その後前記ブースト電気外科手術電圧レベルよりも低い通常の切断電気外科手術電圧レベルを導出する前記電圧レベル制御入力を導出するべく、切断コマンドに応答する制御アセンブリとを含む電気外科手術ジェネレータ。 An electrosurgical generator connectable to a power input,
An input treatment network responsive to the power input to provide a first output;
A frequency generator responsive to the first output and the frequency control input to derive an output having a predetermined waveform;
An output voltage control circuit responsive to a voltage level control input to derive an electrosurgical voltage output and an electrosurgical energy output at the electrosurgical frequency;
An output stage responsive to the electrosurgical energy output of the output voltage control circuit and electrically connectable to an electrosurgical instrument;
In order to derive the voltage level control input to provide a boost electrosurgical voltage level during the boost interval and then derive a normal cutting electrosurgical voltage level lower than the boost electrosurgical voltage level. An electrosurgical generator including a responsive control assembly.
第1の値の暫定電圧レベルにおいて前記第1の出力を導出するべくコンバータ制御入力に応答するブーストコンバータネットワークと、
効果的にパワーファクタ修整を提供し前記コンバータ制御入力を導出するために、前記暫定電圧レベル及び前記パワー入力に応答するコンバータ制御ネットワークとを含むことを特徴とする請求項1に記載の電気外科手術ジェネレータ。 The input treatment network is
A boost converter network responsive to a converter control input to derive the first output at a first value provisional voltage level;
The electrosurgical procedure of claim 1, including a converter control network responsive to the provisional voltage level and the power input to effectively provide power factor correction and derive the converter control input. generator.
前記制御アセンブリが、前記リレー制御入力を導出するべく障害状況に応答することを特徴とする請求項1に記載の電気外科手術ジェネレータ。 The output voltage control circuit includes a relay switch responsive to a relay control input to terminate the electrosurgical energy output;
The electrosurgical generator of claim 1, wherein the control assembly is responsive to a fault condition to derive the relay control input.
前記制御アセンブリは、前記高電圧モニタ信号が高電圧閾値を超えるときに前記リレー制御入力を導出するべく応答することを特徴とする請求項10に記載の電気外科手術ジェネレータ。 A high voltage monitor responsive to the electrosurgical energy output to derive a high voltage monitor signal;
The electrosurgical generator of claim 10, wherein the control assembly is responsive to derive the relay control input when the high voltage monitor signal exceeds a high voltage threshold.
第1の出力を導出するべく電気的パワーの印加されたソースに応答する入力トリートメントネットワークを提供する過程と、
制御可能な振幅のリンク電圧を導出するべく、前記第1の出力に応答するリンクインバータ含有ネットワークを提供する過程と、
所定の電気外科手術切断周波数のR.F.出力を生成するべく、前記リンク電圧に応答するR.F.インバータネットワークを提供し、前記リンク電圧制御可能振幅に対応するインバータ電圧レベルを示す過程と、
電気外科手術切断電圧レベルにおいて電気外科手術切断出力を導出するべく前記インバータ電圧レベルを上昇させる過程と、
前記電極に対する前記電気外科手術出力の印加を開始しそれを継続させる過程と、
出力モニタ信号を提供するべく前記電気外科手術出力の選択電気パラメータをモニタリングする過程と、
プログラム制御信号を導出するべく前記選択電気パラメータの標的とする値を示す基準値と前記モニタ信号とを比較する過程と、
前記プログラム制御信号を印加することで前記リンクインバータ含有ネットワークを制御する過程とを含む方法。 A method for generating an electrosurgical cutting arc at an electrode facing an animal tissue comprising:
Providing an input treatment network responsive to an applied source of electrical power to derive a first output;
Providing a link inverter containing network responsive to the first output to derive a controllable amplitude link voltage;
A predetermined electrosurgical cutting frequency R.D. F. Responsive to the link voltage to produce an output. F. Providing an inverter network and indicating an inverter voltage level corresponding to the link voltage controllable amplitude;
Increasing the inverter voltage level to derive an electrosurgical cutting output at an electrosurgical cutting voltage level;
Starting and continuing to apply the electrosurgical output to the electrode;
Monitoring selected electrical parameters of the electrosurgical output to provide an output monitor signal;
Comparing the monitor signal with a reference value indicative of a target value of the selected electrical parameter to derive a program control signal;
Controlling the link inverter-containing network by applying the program control signal.
前記モニタ信号と基準値とを比較する過程が、前記標的とする値として所定の電気外科手術切断電圧レベルを用いて前記比較を実行し、
前記リンクインバータ含有ネットワークを制御する過程が、前記電気外科手術切断出力のオシレーションを回避するのに効果的な遅い速度で前記プログラム制御信号へと印加されることで実行されることを特徴とする請求項13に記載の方法。 Monitoring the selected electrical parameter monitors the electrosurgical cutting voltage to provide the output monitor signal as a high voltage monitor signal;
Comparing the monitor signal with a reference value performs the comparison using a predetermined electrosurgical cutting voltage level as the target value;
The step of controlling the link inverter-containing network is performed by being applied to the program control signal at a slow rate effective to avoid oscillation of the electrosurgical cutting output. The method of claim 13.
更に、前記遅い速度よりも速い速度で前記リンクインバータ含有ネットワークへと前記フィードバック信号を印加することで、前記リンクインバータ含有ネットワークを制御する過程を含む請求項14に記載の方法。 Said d. To provide a link voltage control feedback signal; c. The process of monitoring the link voltage amplitude;
15. The method of claim 14, further comprising controlling the link inverter-containing network by applying the feedback signal to the link inverter-containing network at a higher speed than the slow speed.
前記モニタ信号と基準値とを比較する過程が前記標的とする値として所定のパワー値を用いて前記比較を実行し、
前記リンクインバータ含有ネットワークを制御する過程が前記プログラム制御信号を印加することで実行されることを特徴とする請求項13に記載の方法。 Monitoring the selected electrical parameter monitors the electrosurgical cutting voltage level and a corresponding electrosurgical current to provide the output monitor signal as a power monitor signal;
The process of comparing the monitor signal and a reference value performs the comparison using a predetermined power value as the target value,
The method of claim 13, wherein the step of controlling the link inverter-containing network is performed by applying the program control signal.
第1の出力を導出するために電気パワーの印加されたソースに応じて入力トリートメントネットワークを提供する過程と、
組織切断波形を有する第2の出力を導出するべく、前記第1の出力及び制御入力に応じて周波数ジェネレータ含有ネットワークを提供する過程と、
前記第2の出力に応じ、また前記アークを生成するのに効果的な電圧の第1のレベル及びそれに続いて前記生成されたアークを維持するのに効果的な前記第1の電圧レベルよりも低い電圧の第2のレベルで、電気外科手術エネルギーを印加するための前記電極と電気的に接続可能な出力段を提供する過程と、
前記切断アークを生成するのに効果的なブースト間隔の間の前記電極に対する前記電気外科手術的なエネルギーの印加開始時における電圧の前記第1のレベルを導出し、それに引き続いて電圧の前記第2のレベルを導出するための前記周波数ジェネレータ含有ネットワークを制御する過程とを含む方法。 A method for generating an electrosurgical cutting arc at an electrode configured to cut tissue comprising:
Providing an input treatment network in response to an applied source of electrical power to derive a first output;
Providing a frequency generator-containing network in response to the first output and the control input to derive a second output having a tissue cutting waveform;
More than the first voltage level effective to maintain the generated arc and subsequently the generated arc in response to the second output and effective to generate the arc. Providing an output stage electrically connectable to said electrode for applying electrosurgical energy at a second level of low voltage;
Deriving the first level of voltage at the beginning of application of the electrosurgical energy to the electrode during a boost interval effective to generate the cutting arc, followed by the second of voltage Controlling the frequency generator-containing network for deriving a level of.
第1の値の暫定電圧出力を導出するべく前記パワー入力に応答する入力トリートメントネットワークと、
第1のインバータ出力における前記第1の値よりも小さな第2の値の第1の交流電圧出力を導出するべく、前記暫定電圧及び第1のインバータ制御入力に応答する第1のインバータネットワークと、
前記第1のインバータネットワークに接続され、前記第1のインバータ制御入力を導出する第1のインバータ制御ネットワークと、
前記第1の交流電圧出力の第2の値に対応するd.c.電圧レベルにおけるリンク出力を導出するべく、前記第1の交流電圧出力に応答する整流器ネットワークと、
入力を有し、前記リンク出力d.c.電圧レベルによって確立された電圧振幅を有し、電気外科手術周波数値における第2の交流電圧出力を導出するべく前記リンク出力に応答する第2のインバータネットワークと、
前記第2の交流電圧出力電気外科手術周波数の導出に影響すべく、前記第2のインバータネットワークと接続された第2のインバータ制御ネットワークと、
前記第2の交流電圧出力に応答する第1の側と、電気外科手術電圧レベルおよび前記電気外科手術周波数にて電気切断エネルギー入力を導出する第2の側とを有する高電圧トランスと、
前記高電圧トランスの第2側と接続され、電気外科手術機器と電気的に接続可能な出力段とを含む電気外科手術ジェネレータ。 An electrosurgical generator connectable to a power input,
An input treatment network responsive to the power input to derive a first value provisional voltage output;
A first inverter network responsive to the provisional voltage and the first inverter control input to derive a first AC voltage output having a second value smaller than the first value at the first inverter output;
A first inverter control network connected to the first inverter network and deriving the first inverter control input;
Corresponding to the second value of the first AC voltage output; d. c. A rectifier network responsive to the first alternating voltage output to derive a link output at a voltage level;
The link output d. c. A second inverter network having a voltage amplitude established by the voltage level and responsive to the link output to derive a second AC voltage output at an electrosurgical frequency value;
A second inverter control network connected to the second inverter network to influence the derivation of the second alternating voltage output electrosurgical frequency;
A high voltage transformer having a first side responsive to the second alternating voltage output and a second side for deriving an electrocution energy input at an electrosurgical voltage level and the electrosurgical frequency;
An electrosurgical generator including an output stage connected to the second side of the high voltage transformer and electrically connectable to an electrosurgical instrument.
プログラム信号を導出するべく前記電気切断エネルギー入力に応答するパワーモニタリング回路と、
前記第1のインバータ制御入力を導出するために前記プログラム信号に応答するコントローラネットワークとを有することを特徴とする請求項41に記載の電気外科手術ジェネレータ。 The first inverter control network is
A power monitoring circuit responsive to the electrocutting energy input to derive a program signal;
42. The electrosurgical generator of claim 41, further comprising a controller network responsive to the program signal to derive the first inverter control input.
高電圧の電流モニタ信号を導出するべく前記電気切断エネルギー入力に応答する高電圧電流モニタとを有し、
前記第1のインバータ制御ネットワークが、
モニタされたパワー信号を導出するために前記高電圧モニタ信号及び前記高電圧電流モニタ信号に応答するパワー導出ネットワークと、
プログラム信号を導出するためのパワー基準値及び前記モニタされたパワー信号に応答する比較器ネットワークと、
前記第1のインバータ制御入力を導出するべく前記プログラム信号に応答するコントローラネットワークとを含むことを特徴とする請求項41に記載の電気外科手術ジェネレータ。 A high voltage monitor responsive to the electrocutting energy input to derive a high voltage monitor signal;
A high voltage current monitor responsive to the electrical cutting energy input to derive a high voltage current monitor signal;
The first inverter control network is
A power derivation network responsive to the high voltage monitor signal and the high voltage current monitor signal to derive a monitored power signal;
A power reference value for deriving a program signal and a comparator network responsive to the monitored power signal;
42. The electrosurgical generator of claim 41, further comprising a controller network responsive to the program signal to derive the first inverter control input.
プロダクト出力を導出するべく前記高電圧モニタ信号及び前記高電圧電流モニタ信号に応答する乗算回路と、
前記モニタされたパワー信号を導出するべく前記プロダクト出力に応答する積分ネットワークとを有することを特徴とした請求項44に記載の電気外科手術ジェネレータ。 The power derivation network is
A multiplier circuit responsive to the high voltage monitor signal and the high voltage current monitor signal to derive a product output;
45. The electrosurgical generator of claim 44, further comprising an integration network responsive to the product output to derive the monitored power signal.
前記第1のインバータ制御ネットワークが、ブースト電圧値における前記第1の交流電圧出力の第2の値の導出に影響を与える前記第1のインバータ制御入力を導出するための前記ブースト電圧信号に応答し、またその後前記ブースト電圧値よりも低い通常の切断電圧値における前記第1の交流電圧出力の第2の値の導出に影響を与える前記第1のインバータ制御入力を導出するべく応答可能であることを特徴とする請求項41に記載の電気外科手術ジェネレータ。 A control assembly for deriving a boost voltage signal during the boost interval;
The first inverter control network is responsive to the boost voltage signal for deriving the first inverter control input that affects derivation of the second value of the first AC voltage output at a boost voltage value. And responsive thereafter to derive the first inverter control input that affects the derivation of the second value of the first AC voltage output at a normal disconnect voltage value lower than the boost voltage value. 42. The electrosurgical generator of claim 41.
第1の値の暫定電圧レベルを導出するべくコンバータ制御入力に応答するブーストコンバータネットワークと、
効果的にパワーファクタ修整を提供し前記コンバータ制御入力を導出するために、前記暫定電圧レベル及び前記パワー入力に応答するコンバータ制御ネットワークとを含むことを特徴とする請求項41に記載の電気外科手術ジェネレータ。 The input treatment network is
A boost converter network responsive to the converter control input to derive a first value provisional voltage level;
42. The electrosurgical procedure of claim 41, comprising: a provisional voltage level and a converter control network responsive to the power input to effectively provide power factor correction and derive the converter control input. generator.
前記が前記第2のインバータネットワーク入力に対する前記リンク出力の伝達を終了させる前記リレー制御入力を導出するために障害状況に応答する制御アセンブリとを有する請求項41に記載の電気外科手術ジェネレータ。 A relay switch connected between the input of the rectifier network and the second inverter network and responsive to a relay control input to effect transmission or termination of the link output to the second inverter network;
42. The electrosurgical generator of claim 41, further comprising a control assembly responsive to a fault condition to derive the relay control input that terminates transmission of the link output to the second inverter network input.
前記制御アセンブリが、前記パワー信号がパワー閾値を超えたとき前記リンク出力の前記伝達を終了させる前記リレー制御入力を導出するために応答することを特徴とする請求項57に記載の電気外科手術ジェネレータ。 The first inverter control network comprises a power monitoring circuit responsive to the electrical cutting energy input to derive a power signal corresponding to a level of power indicated by the electrical cutting energy input;
58. The electrosurgical generator of claim 57, wherein the control assembly is responsive to derive the relay control input that terminates the transmission of the link output when the power signal exceeds a power threshold. .
前記コントロールアセンブリが、前記高電圧モニタ信号が高電圧閾値を超えるとき、前記リンク出力の前記伝達を終了させる前記リレー制御入力を導出するべく応答することを特徴とする請求項57に記載の電気外科手術ジェネレータ。 A high voltage monitor responsive to the electrical cutting energy input to derive a high voltage monitor signal;
58. The electrosurgery of claim 57, wherein the control assembly is responsive to derive the relay control input that terminates the transmission of the link output when the high voltage monitor signal exceeds a high voltage threshold. Surgery generator.
前記コントロールアセンブリが、前記高電圧モニタ信号が高電圧閾値を超えるとき、前記リンク出力の前記伝達を終了させる前記リレー制御入力を導出するべく応答することを特徴とする請求項57に記載の電気外科手術ジェネレータ。 A high voltage current monitor responsive to the electrical cutting energy input to derive a high voltage current monitor signal;
58. The electrosurgery of claim 57, wherein the control assembly is responsive to derive the relay control input that terminates the transmission of the link output when the high voltage monitor signal exceeds a high voltage threshold. Surgery generator.
前記制御アセンブリが、リンクオーバー電圧閾値を超える前記リンク出力d.c.電圧レベルに前記リンクモニタ信号が対応するとき、前記リンク出力の前記伝達を終了させる前記リレー制御入力を導出するべく応答することを特徴とする請求項57に記載の電気外科手術ジェネレータ。 The link output d. c. A link voltage monitor responsive to the rectifier network link output to derive a link monitor signal corresponding to the voltage level;
The link output where the control assembly exceeds a link over voltage threshold; d. c. 58. The electrosurgical generator of claim 57, responsive to deriving the relay control input to terminate the transmission of the link output when the link monitor signal corresponds to a voltage level.
前記第1のインバータ制御ネットワークが、プログラム信号を導出するべく所定の電気外科手術切断電圧レベル及び前記高電圧モニタ信号に応答する比較器ネットワークと、
前記第1のインバータ制御入力を導出するべく前記プログラム信号に応答するコントローラネットワークとを含むことを特徴とする請求項41に記載のシステム。 Having a high voltage monitor corresponding to the electrocutting energy input for deriving a high voltage monitor signal;
A comparator network in which the first inverter control network is responsive to a predetermined electrosurgical cutting voltage level and the high voltage monitor signal to derive a program signal;
42. The system of claim 41, further comprising a controller network responsive to the program signal to derive the first inverter control input.
フィードバック信号を制御するリンク電圧を提供するべく前記リンク出力に応答するリンク電圧モニタを有し、
前記コントローラネットワークは更に、前記第1のインバータ制御入力を導出するべく前記リンク電圧制御フィードバック信号に応答することを特徴とする請求項64に記載のシステム。 The first inverter control network is
A link voltage monitor responsive to the link output to provide a link voltage to control the feedback signal;
The system of claim 64, wherein the controller network is further responsive to the link voltage control feedback signal to derive the first inverter control input.
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