JP2017104548A - 電力および双方向データインターフェースアセンブリおよびこれを含む外科システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電力供給910と、外科器具950と、電力およびデータインターフェースアセンブリ930とを含む外科システム900。電力およびデータインターフェースアセンブリは、一次巻線および二次巻線を含み、一次巻線に対して第1の変調器および第2の復調器が結合されており、二次巻線に対して第2の変調器および第1の復調器が結合されている。電力供給は、第1の変調器に電力信号を提供する。第1の変調器は、第1のタイプの変調にしたがって、第1のデータに基づいて、電力信号を変調するように構成されている。
【選択図】図9
Description
本願は、2014年4月23日に出願された米国特許出願第14/259,819号の一部係属出願であり、2013年9月24日に出願された米国仮特許出願第61/881,536号の利益およびそれに対する優先権を主張するものである。
(技術分野)
本開示は、電力および双方向データインターフェースアセンブリおよびこれを含む外科システムに関する。
エネルギーベースの外科デバイスの動作は、典型的には、電力およびデータがエネルギー源回路と外科器具との間で伝達されることを要求する。例えば、ハンドスイッチ閉鎖検出、リターンエネルギーパッド監視、および/またはエネルギー源回路と外科器具との間で通信される制御データおよび/または信号を有することが望ましくあり得る。しかしながら、そのようなことを行うことにおける1つの技術的課題は、エネルギーベースの外科システムが、典型的には、患者を潜在的に危険な電圧レベルおよび/電流レベルから隔離する、患者とエネルギー源との間の隔離境界を含むということである。
本開示の一局面にしたがうと、外科システムが提供され、該外科システムは、電力供給と、外科器具と、電力およびデータインターフェースアセンブリとを含む。電力およびデータインターフェースアセンブリは、一次巻線および二次巻線を有する変圧器を含み、該一次巻線に対して第1の変調器および第2の復調器が結合されており、該二次巻線に対して第2の変調器および第1の復調器が結合されている。電力供給は、第1の変調器に電力信号を提供する。第1の変調器は、第1のタイプの変調にしたがって、第1のデータに基づいて、電力信号を変調するように構成されている。変調された電力信号は、変圧器を経由して、第1の変調器により、第1の復調器に通信される。第2の変調器は、第2のタイプの変調にしたがって、第2のデータに基づいて、第2の信号を変調するように構成されている。変調された第2の信号は、変圧器を経由して、第2の変調器により、第2の復調器に通信される。
本明細書は、例えば、以下を提供する。
(項目1)
電力供給と、
外科器具と、
電力およびデータインターフェースアセンブリと
を含む、外科システムであって、
上記電力およびデータインターフェースアセンブリは、
一次巻線および二次巻線を有する変圧器と、
上記一次巻線に結合された第1の変調器と、
上記二次巻線に結合された第1の復調器と、
上記二次巻線に結合された第2の変調器と、
上記一次巻線に結合された第2の復調器と
を含み、
上記電力供給は、上記第1の変調器に電力信号を提供するように構成されており、
上記第1の変調器は、
第1のタイプの変調にしたがって、第1のデータに基づいて、上記電力信号を変調することと、
上記変圧器を経由して、上記変調された電力信号を上記第1の復調器に通信することと、
を行うように構成されており、
上記第2の変調器は、
第2のタイプの変調にしたがって、第2のデータに基づいて、第2の信号を変調することと、
上記変圧器を経由して、上記変調された第2の信号を上記第2の復調器に通信することと
を行うように構成されている、外科システム。
(項目2)
上記変圧器は、空芯変圧器である、上記項目に記載の外科システム。
(項目3)
上記一次巻線または上記二次巻線のうちの少なくとも一方を1つ以上の共振周波数に同調させるように構成された1つ以上のコンデンサを含む同調回路をさらに含む、上記項目のいずれか一項に記載の外科システム。
(項目4)
上記1つ以上の共振周波数は、200キロヘルツ〜1ギガヘルツの範囲内である、上記項目のいずれか一項に記載の外科システム。
(項目5)
上記一次巻線を第1の共振周波数に同調させ、かつ上記二次巻線を第2の共振周波数に同調させるように構成された1つ以上のコンデンサを含む同調回路をさらに含み、上記第1の共振周波数は、上記第2の共振周波数とは異なる、上記項目のいずれか一項に記載の外科システム。
(項目6)
上記電力信号からの電力は、上記変圧器を経由して、上記外科器具に送達される、上記項目のいずれか一項に記載の外科システム。
(項目7)
上記第1の復調器は、
上記第1のタイプの変調にしたがって、上記変調された電力信号を復調し、上記第1のデータを獲得することと、
上記第1のデータを第2のプロセッサに通信することと
を行うように構成されており、
上記第2の復調器は、
上記第2のタイプの変調にしたがって、上記変調された第2の信号を復調し、上記第2のデータを獲得することと、
上記第2のデータを第1のプロセッサに通信することと
を行うように構成されている、上記項目のいずれか一項に記載の外科システム。
(項目8)
上記第1のデータは、上記第1のプロセッサによって生成され、かつ、上記外科器具を制御するための制御情報を含み、上記第2のデータは、センサから受信されたセンサ信号に基づいて、上記第2のプロセッサによって生成される、上記項目のいずれか一項に記載の外科システム。
(項目9)
上記センサは、上記外科器具のハンドスイッチの閉鎖を検出するように構成されたハンドスイッチ閉鎖検出センサ、または、リターン電極に関連付けられたインピーダンスを検出するように構成されたリターン電極監視センサのうちの少なくとも一方を含む、上記項目のいずれか一項に記載の外科システム。
(項目10)
上記第1のタイプの変調および上記第2のタイプの変調は、上記第1のデータと上記第2のデータとの上記変圧器を経由した同時の双方向通信のために構成されている、上記項目のいずれか一項に記載の外科システム。
(項目11)
第1のプロセッサと、
第2のプロセッサと
をさらに含み、
上記第1のプロセッサは、上記第1の変調器、上記変圧器、および上記第1の復調器を経由して、上記第1のデータを上記第2のプロセッサに通信するように構成されており、
上記第2のプロセッサは、上記第2の変調器、上記変圧器、および上記第2の復調器を経由して、上記第2のデータを上記第1のプロセッサに通信するように構成されている、上記項目のいずれか一項に記載の外科システム。
(項目12)
上記第1のタイプの変調は、位相偏移キーイング変調であり、上記第2のタイプの変調は、振幅変調である、上記項目のいずれか一項に記載の外科システム。
(項目13)
電力およびデータインターフェースアセンブリであって、
一次巻線および二次巻線を有する変圧器と、
上記一次巻線に結合された第1の変調器と、
上記二次巻線に結合された第1の復調器と、
上記二次巻線に結合された第2の変調器と、
上記一次巻線に結合された第2の復調器と
を含み、
上記第1の変調器は、
第1のタイプの変調にしたがって、第1のデータに基づいて、電力信号を変調することと、
上記変圧器を経由して、上記変調された電力信号を上記第1の復調器に通信することと
を行うように構成されており、
上記第2の変調器は、
第2のタイプの変調にしたがって、第2のデータに基づいて、第2の信号を変調することと、
上記変圧器を経由して、上記変調された第2の信号を上記第2の復調器に通信することと
を行うように構成されている、電力およびデータインターフェースアセンブリ。
(項目14)
上記変圧器は、空芯変圧器である、上記項目に記載の電力およびデータインターフェースアセンブリ。
(項目15)
上記一次巻線または上記二次巻線のうちの少なくとも一方を1つ以上の共振周波数に同調させるように構成された1つ以上のコンデンサを含む同調回路をさらに含む、上記項目のいずれか一項に記載の電力およびデータインターフェースアセンブリ。
(項目16)
上記1つ以上の共振周波数は、200キロヘルツ〜1ギガヘルツの範囲内である、上記項目のいずれか一項に記載の電力およびデータインターフェースアセンブリ。
(項目17)
上記一次巻線を第1の共振周波数に同調させ、かつ上記二次巻線を第2の共振周波数に同調させるように構成された1つ以上のコンデンサを含む同調回路をさらに含み、上記第1の共振周波数は、上記第2の共振周波数とは異なる、上記項目のいずれか一項に記載の電力およびデータインターフェースアセンブリ。
(項目18)
上記電力信号からの電力は、上記変圧器を経由して、外科器具に送達される、上記項目のいずれか一項に記載の電力およびデータインターフェースアセンブリ。
(項目19)
上記第1の復調器は、
上記第1のタイプの変調にしたがって、上記変調された電力信号を復調し、上記第1のデータを獲得することと、
上記第1のデータを第2のプロセッサに通信することと
を行うように構成されており、
上記第2の復調器は、
上記第2のタイプの変調にしたがって、上記変調された第2の信号を復調し、上記第2のデータを獲得することと、
上記第2のデータを第1のプロセッサに通信することと
を行うように構成されている、上記項目のいずれか一項に記載の電力およびデータインターフェースアセンブリ。
(項目20)
上記第1のデータは、上記第1のプロセッサによって生成され、かつ、上記外科器具を制御するための制御情報を含み、上記第2のデータは、センサから受信されたセンサ信号に基づいて、上記第2のプロセッサによって生成される、上記項目のいずれか一項に記載の電力およびデータインターフェースアセンブリ。
(項目21)
上記センサは、外科器具のハンドスイッチの閉鎖を検出するように構成されたハンドスイッチ閉鎖検出センサ、または、リターン電極に関連付けられたインピーダンスを検出するように構成されたリターン電極監視センサのうちの少なくとも一方を含む、上記項目のいずれか一項に記載の電力およびデータインターフェースアセンブリ。
(項目22)
上記第1のタイプの変調および上記第2のタイプの変調は、上記第1のデータと上記第2のデータとの上記変圧器を経由した同時の双方向通信のために構成されている、上記項目のいずれか一項に記載の電力およびデータインターフェースアセンブリ。
(項目23)
上記第1のタイプの変調は、位相偏移キーイング変調であり、上記第2のタイプの変調は、振幅変調である、上記項目のいずれか一項に記載の電力およびデータインターフェースアセンブリ。
(摘要)
電力供給と、外科器具と、電力およびデータインターフェースアセンブリとを含む外科システム。電力およびデータインターフェースアセンブリは、一次巻線および二次巻線を含み、該一次巻線に対して第1の変調器および第2の復調器が結合されており、該二次巻線に対して第2の変調器および第1の復調器が結合されている。電力供給は、第1の変調器に電力信号を提供する。第1の変調器は、第1のタイプの変調にしたがって、第1のデータに基づいて、電力信号を変調するように構成されている。変調された電力信号は、前記変圧器を経由して、前記第1の変調器によって第1の復調器に通信される。第2の変調器は、第2のタイプの変調にしたがって、第2のデータに基づいて、第2の信号を変調するように構成されている。変調された第2の信号は、変圧器を経由して、第2の変調器によって第2の復調器に通信される。
図1〜8を参照すると、本開示にしたがって提供される外科システム10は、概して、携帯型バッテリ給電式外科器具20と、再充電可能バッテリアセンブリ300(図3および4)と、充電器400(図5および6)とを含む。外科システム10は、例えば変圧器を横断して伝達された電力矩形波の位相偏移および振幅変調を用いて、再充電可能バッテリアセンブリ300と1つ以上のターゲットデバイス(例えば、外科器具20および充電器400)との間の同時の双方向通信を可能にするように構成されている。位相偏移および振幅変調は、本明細書中に詳述されている例示的な実施形態に関して開示されているが、無線データ伝送のその他の適切な構成および/または方法もまた、構想される。以下に詳述されるように、バッテリアセンブリ300は、それぞれ変圧器42(図7)および52(図8)を介してそれと電気的に通信している外科器具20および充電器400の両方に取り外し可能に結合し、エネルギーの誘導的な伝達と同時の双方向通信とを提供するように構成されている。バッテリアセンブリ300に対する電気的な結合のためのその他の適切な負荷もまた構想され、そのような負荷としては、例えば、コンピュータ、ロボットシステム、および器具等を含む。
Claims (23)
- 電力供給と、
外科器具と、
電力およびデータインターフェースアセンブリと
を含む、外科システムであって、
前記電力およびデータインターフェースアセンブリは、
一次巻線および二次巻線を有する変圧器と、
前記一次巻線に結合された第1の変調器と、
前記二次巻線に結合された第1の復調器と、
前記二次巻線に結合された第2の変調器と、
前記一次巻線に結合された第2の復調器と
を含み、
前記電力供給は、前記第1の変調器に電力信号を提供するように構成されており、
前記第1の変調器は、
第1のタイプの変調にしたがって、第1のデータに基づいて、前記電力信号を変調することと、
前記変圧器を経由して、前記変調された電力信号を前記第1の復調器に通信することと、
を行うように構成されており、
前記第2の変調器は、
第2のタイプの変調にしたがって、第2のデータに基づいて、第2の信号を変調することと、
前記変圧器を経由して、前記変調された第2の信号を前記第2の復調器に通信することと
を行うように構成されている、外科システム。 - 前記変圧器は、空芯変圧器である、請求項1に記載の外科システム。
- 前記一次巻線または前記二次巻線のうちの少なくとも一方を1つ以上の共振周波数に同調させるように構成された1つ以上のコンデンサを含む同調回路をさらに含む、請求項1に記載の外科システム。
- 前記1つ以上の共振周波数は、200キロヘルツ〜1ギガヘルツの範囲内である、請求項3に記載の外科システム。
- 前記一次巻線を第1の共振周波数に同調させ、かつ前記二次巻線を第2の共振周波数に同調させるように構成された1つ以上のコンデンサを含む同調回路をさらに含み、前記第1の共振周波数は、前記第2の共振周波数とは異なる、請求項1に記載の外科システム。
- 前記電力信号からの電力は、前記変圧器を経由して、前記外科器具に送達される、請求項1に記載の外科システム。
- 前記第1の復調器は、
前記第1のタイプの変調にしたがって、前記変調された電力信号を復調し、前記第1のデータを獲得することと、
前記第1のデータを第2のプロセッサに通信することと
を行うように構成されており、
前記第2の復調器は、
前記第2のタイプの変調にしたがって、前記変調された第2の信号を復調し、前記第2のデータを獲得することと、
前記第2のデータを第1のプロセッサに通信することと
を行うように構成されている、請求項1に記載の外科システム。 - 前記第1のデータは、前記第1のプロセッサによって生成され、かつ、前記外科器具を制御するための制御情報を含み、前記第2のデータは、センサから受信されたセンサ信号に基づいて、前記第2のプロセッサによって生成される、請求項7に記載の外科システム。
- 前記センサは、前記外科器具のハンドスイッチの閉鎖を検出するように構成されたハンドスイッチ閉鎖検出センサ、または、リターン電極に関連付けられたインピーダンスを検出するように構成されたリターン電極監視センサのうちの少なくとも一方を含む、請求項8に記載の外科システム。
- 前記第1のタイプの変調および前記第2のタイプの変調は、前記第1のデータと前記第2のデータとの前記変圧器を経由した同時の双方向通信のために構成されている、請求項1に記載の外科システム。
- 第1のプロセッサと、
第2のプロセッサと
をさらに含み、
前記第1のプロセッサは、前記第1の変調器、前記変圧器、および前記第1の復調器を経由して、前記第1のデータを前記第2のプロセッサに通信するように構成されており、
前記第2のプロセッサは、前記第2の変調器、前記変圧器、および前記第2の復調器を経由して、前記第2のデータを前記第1のプロセッサに通信するように構成されている、請求項1に記載の外科システム。 - 前記第1のタイプの変調は、位相偏移キーイング変調であり、前記第2のタイプの変調は、振幅変調である、請求項1に記載の外科システム。
- 電力およびデータインターフェースアセンブリであって、
一次巻線および二次巻線を有する変圧器と、
前記一次巻線に結合された第1の変調器と、
前記二次巻線に結合された第1の復調器と、
前記二次巻線に結合された第2の変調器と、
前記一次巻線に結合された第2の復調器と
を含み、
前記第1の変調器は、
第1のタイプの変調にしたがって、第1のデータに基づいて、電力信号を変調することと、
前記変圧器を経由して、前記変調された電力信号を前記第1の復調器に通信することと
を行うように構成されており、
前記第2の変調器は、
第2のタイプの変調にしたがって、第2のデータに基づいて、第2の信号を変調することと、
前記変圧器を経由して、前記変調された第2の信号を前記第2の復調器に通信することと
を行うように構成されている、電力およびデータインターフェースアセンブリ。 - 前記変圧器は、空芯変圧器である、請求項13に記載の電力およびデータインターフェースアセンブリ。
- 前記一次巻線または前記二次巻線のうちの少なくとも一方を1つ以上の共振周波数に同調させるように構成された1つ以上のコンデンサを含む同調回路をさらに含む、請求項13に記載の電力およびデータインターフェースアセンブリ。
- 前記1つ以上の共振周波数は、200キロヘルツ〜1ギガヘルツの範囲内である、請求項15に記載の電力およびデータインターフェースアセンブリ。
- 前記一次巻線を第1の共振周波数に同調させ、かつ前記二次巻線を第2の共振周波数に同調させるように構成された1つ以上のコンデンサを含む同調回路をさらに含み、前記第1の共振周波数は、前記第2の共振周波数とは異なる、請求項13に記載の電力およびデータインターフェースアセンブリ。
- 前記電力信号からの電力は、前記変圧器を経由して、外科器具に送達される、請求項13に記載の電力およびデータインターフェースアセンブリ。
- 前記第1の復調器は、
前記第1のタイプの変調にしたがって、前記変調された電力信号を復調し、前記第1のデータを獲得することと、
前記第1のデータを第2のプロセッサに通信することと
を行うように構成されており、
前記第2の復調器は、
前記第2のタイプの変調にしたがって、前記変調された第2の信号を復調し、前記第2のデータを獲得することと、
前記第2のデータを第1のプロセッサに通信することと
を行うように構成されている、請求項13に記載の電力およびデータインターフェースアセンブリ。 - 前記第1のデータは、前記第1のプロセッサによって生成され、かつ、前記外科器具を制御するための制御情報を含み、前記第2のデータは、センサから受信されたセンサ信号に基づいて、前記第2のプロセッサによって生成される、請求項19に記載の電力およびデータインターフェースアセンブリ。
- 前記センサは、外科器具のハンドスイッチの閉鎖を検出するように構成されたハンドスイッチ閉鎖検出センサ、または、リターン電極に関連付けられたインピーダンスを検出するように構成されたリターン電極監視センサのうちの少なくとも一方を含む、請求項20に記載の電力およびデータインターフェースアセンブリ。
- 前記第1のタイプの変調および前記第2のタイプの変調は、前記第1のデータと前記第2のデータとの前記変圧器を経由した同時の双方向通信のために構成されている、請求項13に記載の電力およびデータインターフェースアセンブリ。
- 前記第1のタイプの変調は、位相偏移キーイング変調であり、前記第2のタイプの変調は、振幅変調である、請求項13に記載の電力およびデータインターフェースアセンブリ。
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