JP5976064B2 - 改良型電源モジュール内蔵手術装置 - Google Patents

Description

本発明は、手術装置、特に、手術器具に電力供給するための高周波手術装置に関する。

電気手術装置は、通常、公共電力供給システムから装置に電力を供給する電力供給部を備える。

これに関し、独国特許出願公開第１１２００９００１２５０号明細書は、高周波電源に電圧を加える電圧調整型インバータを含む電力供給部を備える装置を開示している。高周波電源は、異なる高周波出力電圧波形を同時に出力するために設けられる。あるいは、切断または融合のために設けられる。当該装置は、ユーザーインターフェースを有する中央部で制御され、この中央部は、高周波電源だけなく電力供給部も制御する。この際、高周波回路で生じるイベントにより電力供給部を制御することで、回路の電圧を増減することができる。そのために、中央制御部は、対応する直流のリクエストを電力供給部に送信する。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、改良型システム構成を有する電気手術装置の概念を提供することを目的とする。

本目的は、請求項１に係る電気手術装置と、請求項１３に係る制御方法とを用いて実現される。

本発明に係る電気手術装置は、昇圧型コンバータとその後段の電力供給部とを用いて、高周波電源などロード用の電源電力供給に対して電気的に分離される動作電圧を出力する。制御部分は、電力供給部だけでなく昇圧型コンバータにも制御するように作用する。昇圧型コンバータは、力率補正をもたらす。昇圧型コンバータは、電力供給ネットワークから正弦波に最も近い電流候補を取り込んで、そこから直流電圧（中間回路電圧）を生成するために設けられる。中間回路電圧は、ロード（つまり、高周波電源など）に供給するための電圧に変換される。昇圧型コンバータは、ＰＦＣ（Ｐｏｗｅｒ Ｆａｃｔｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）制御回路によって制御される。電力供給部は、動作制御回路によって制御される。ＰＦＣ制御回路と動作制御回路とは、デジタル通信インターフェースを介して互いに接続している。ＰＦＣ制御回路と電力供給部とデジタル通信インターフェースとで制御部分を形成する。

動作制御回路が最初に行う第１タスクは、ロード（つまり、高周波電源および準電力供給部）の制御である。それに対して、ＰＦＣ制御回路が最初に行う第１タスクは、昇圧型コンバータの制御である。また、ＰＦＣ制御回路は、中間回路電圧と接続している（電力供給部のような）低電圧電力供給部も制御可能であることが好ましい。低電圧電力供給部は、電圧供給ネットワークから電気的に分離した低電圧（例えば、１２Ｖ）を生成するために設けられる。

ＰＦＣ制御回路と動作制御回路間のデジタル通信インターフェースによってこれらの間でデータ交換が可能になり、ＰＦＣ制御回路と動作制御回路とがそれぞれ自律的に動作する。ＰＦＣ制御回路は、例えば、マイクロコントローラまたは他の制御部分を備える。これは、プログラム可能であることが好ましい。また、プログラム可能な調節機能を備えていてもよい。また、プログラム可能な過渡レスポンスと、調整可能な電力制限と、不足電圧検出と、部品の切り替えとを含んでいてもよい。入力電圧に応じて切り替えることができる部品は、特に、昇圧型コンバータの誘導性ストレージ素子である。不足電圧検出、過電圧検出、過電流検出などは、信号生成に利用することができる。

デジタル通信インターフェースにより、ＰＦＣ制御回路が、信号（イベント信号）を伝送することでイベント（不足電圧、過電圧、過電流など）を動作制御回路に通知することが可能になる。これにより、例えば、中間回路電圧が著しく降下する前に電源障害を動作制御回路に知らせることができる。そのレスポンスとして、エネルギー消費が大きい部分（ロード、表示、ファンなど）全てのスイッチを切り、残りのエネルギーを用いて中間回路のバッファコンデンサにデータを保存し、アクティブコントローラを定義済みの非動作モードに変えることができる。

ＰＦＣ制御回路と動作制御回路は、空間的に離れて設計されるのが好ましい。その際、それらは１つの基板に実装されてもよいし、異なる部品に設けられてもよい。ＰＦＣ制御回路と動作制御回路とを空間的かつ機能的に分けることにより、ロードと電力供給部との制御を考慮しつつ動作制御回路を最適化しながら、シンプルに流電分離でき、かつ、昇圧型コンバータと任意の低電圧電力供給部の制御におけるタスクにＰＦＣ制御回路を特別合わせることができる。したがって、ＰＦＣ制御回路と動作制御回路とは、例えば、様々なアプリケーションや電力クラスのモジュールとして設けることができ、デジタル通信インターフェースで個別に接続することができる。これにより、標準モジュールを用いた様々なタスク向けの様々な電力供給部を組み合わせるための調整と設計オプションとをシンプルにすることができる。

ロードは、電力消費が異なる様々な動作モードで動作可能な高周波電源でもよい。例えば、ロードの電力消費とロードで生成する高周波電圧とは、通常、融合動作よりも切断動作のほうが大きい。動作制御回路は、様々な動作モードを始動させるために、ロード、つまり、高周波電源を制御することができる。同時に、動作制御回路は、例えば、様々な所望の電圧（例えば、５Ｖ、・・・、２５０Ｖ、融合動作か切断動作のどちらが行われるか次第）に調整するよう、電力供給部を様々な動作モードに合わせることができる。同時に（または事前に）、動作制御回路は、ＰＦＣ制御回路を様々なワット数に合わせるために当該回路に信号を出力することができる。そうすることで、中間回路電圧を一定レベルに維持するための負荷サージにおいて他で生じるであろう調節プロセスは回避されるか、明らかに短くなる。そうすることで、ＰＦＣ制御回路を先立って制御することができる。特に、急を要するロードの電力消費変更にＰＦＣ制御回路を合わせるため、動作モードを切り替える前に、デジタル通信インターフェースを介してＰＦＣ制御回路に信号を出力するよう動作制御回路が構成されれば有用である。そうすることで、切断動作を開始するのに必要なエネルギーが実際に提供されて、中間回路で利用可能になったことが保証される。

上記のように、ＰＦＣ制御回路は、電位分離しているＤＣ−ＤＣコンバータをさらに制御することができる。好ましくは、このコンバータは、ブロッキングコンバータとして構成されてもよい。また、このブロッキングコンバータは同期整流器を備えることが好ましい。ＰＦＣ制御回路は、同期整流器だけなくブロッキングコンバータの一次側電子スイッチも制御することができる。ＰＦＣ制御回路に適切な特性とタイミングを設けることにより、ブロッキングコンバータとそれに接続している同期整流器とが広い負荷範囲にわたって効果が向上して動作すること、また、電流ゼロクロッシング時に一次側電子スイッチが安全に切り替わることが実現される。同じことが、同期整流器の電子スイッチにも当てはまる。

ここに示した方法では、急を要するロードの電力要求変更に昇圧型コンバータの動作を合わせるため、動作制御回路は、負荷変化の前に通信インターフェースを介してＰＦＣ制御回路へ信号を送出することができる。これにより、電力供給部および高周波電源またはそれに接続されている他のロードの動作が向上する。また、測定データ、設定、および、パラメータを消失しないというような正しい手順で手術装置の電源を落とすために、昇圧型コンバータで生じたデータを動作制御回路に通知することができる。

定常動作モードでは、ＰＦＣ制御回路は、低電圧電力供給部の出力を介して動作電圧を受け取ることができる。しかしながら、低電圧電力供給部自体はＰＦＣ制御回路から制御されているので、（起動の高速化または起動そのものを可能にするために）始動回路を設けてもよい。始動回路は、低電力電力供給部が動作電圧を確実に供給するまでＤＣ中間回路からＰＦＣ制御回路の動作電圧入力までの抵抗性電流路をクリアにする少なくとも１つの電子スイッチを備えることが好ましい。動作電圧が確実に供給されるようになるとすぐに、始動回路は停止する。したがって、一時的な供給に対する電流路の抵抗損は最小限に抑えられる。

実施の形態のさらなる詳細は、請求項の主題または明細書および図面に示される。

本発明により、改良型システム構成を有する電気手術装置の概念を提供することができる。

図１は、手術器具に電圧を加えるための概略図である。 図２は、図１に示す手術装置のブロック回路図である。 図３は、図１および図２に示す手術装置の部品の概略回路図である。 図４は、図１および図２に示す手術装置の部品の概略回路図である。 図５は、図１および図２に示す手術装置の部品の概略回路図である。 図６は、図１および図２に示す手術装置の部品の概略回路図である。

図１は、手術器具１１に電圧を加えるための手術装置１０である。器具１１は、観血的手術で用いられる器具でもよいし、腹腔鏡手術で用いられる器具でもよい。当該器具は、単極でもよい。この場合は、中性極１２を処置対象の患者または物体に取り付けなければならない。また、器具１１は双極でもよい。この場合、中性極１２は必要なく、２配線を介して器具１１に電力を供給する。器具１１および中性極１２は、それぞれ配線１３、１４を介して手術装置１０に連結されて電流が供給される。また、洗浄液などの他の媒体が供給されてもよい。

器具１１に電圧を加えるために、手術装置１０は、例えば、図２のブロック回路図に示す高周波電源１５を備える。電気回路内に位置する患者の接続器具１１とともに、前記電源は電気ロード１６を形成する。このロード１６を動かすのに必要な電力は、手術装置１０が電力ケーブル１７ａを介して接続されている電力供給ネットワーク１７から得られる。ロード１６（または、高周波電源１５）と電力ケーブル１７ａを介して接続される電力供給ネットワーク１７との間に、電力供給部分１８がある。この電力供給部分１８は、ロード１６に必要な動作電圧と必要な動作電流とを供給する。また、電力供給部分１８は、ロード１６と電力供給ネットワーク１７との電気的な分離を実現する。

図２は、手術装置１０の主な組立部品を示している。電力供給部分１８は、力率を補正する昇圧型コンバータ１９を備える。昇圧型コンバータ１９は、電源ＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電圧を中間回路電圧に変換し、ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）中間回路２０に電圧を加えるために設けられる。つまり、電力ケーブル１７ａを介して、昇圧型コンバータ１９は、電力供給ネットワーク１７から電流を取り込み、所望の大きさの直流電圧をＤＣ中間回路２０に加える。この大きさは、供給された電源電圧のピーク値（例えば、４００Ｖ）より大きいことが好ましい。

ＤＣ中間回路２０は、電力供給部２１に接続している。この電力供給部２１は、ロード１６に適切な電圧を供給するために設けられており、この電圧は、例えば、５〜２５０ボルトの広範囲で調整可能であることが好ましい。

電力供給部２１は、図５に概略的に示されている。電力供給部２１は、電気的な分離のために設けられる変圧器２２を備えるので、電源電圧の電気が流れる電源側第１領域２３と電源電圧から離れた患者側第２領域２４とに電力供給部分１８を割り当てる。両領域２３、２４ともに、電力供給部分１８だけでなく制御部分２５も備える。

電力供給部分１８は、少なくともオプションで、電気的に分離されているＤＣ−ＤＣコンバータである低電圧電力供給部２６を備えてもよい。また電気的に分離されているＤＣ−ＤＣコンバータは、同期整流器を有するフローコンバータまたはブロッキングコンバータであってもよい。フローコンバータまたはブロッキングコンバータは、ＰＦＣ制御回路２９によってクロック制御される電子スイッチ４９であって、電気的に分離されている変圧器２８の一次コイル４８に直列接続する電子スイッチ４９を少なくとも１つ備える。この低電圧電力供給部２６は、ＤＣ中間回路２０と入力側で接続されており、出力２７において、例えば１２Ｖの適切な低電圧を利用できるようにする。この低電圧電力供給部２６は、別途、図４に示されている。この低電圧電力供給部２６も、電気的な分離のための変圧器を備えるので、低電圧電力供給部２６の一方と電力供給部２１の一方は、電源側領域２３に属し、他方は患者側領域２４に属する。

同じことが、制御部分２５についても当てはまる。制御部分２５は、電源側領域２３に位置する昇圧型コンバータ１９と接続されたＰＦＣ制御回路２９を備える。さらに、制御部分２５は、患者側領域２４に位置する電力供給部２１と接続された動作制御回路３０を備える。ＰＦＣ制御回路２９と動作制御回路３０とは、双方向に動作するデジタル通信インターフェース３１を介して互いに接続されている。このデジタル通信インターフェース３１は、双方向で電気的に分離されていることが好ましい。

ＰＦＣ制御回路２９は、昇圧型コンバータ１９の動作も制御し、もしあれば、低電圧電力供給部２６の動作も制御する。これらの因果関係は、図２の矢印３２、３３で示される。また、矢印３４で示すように、電力供給部分１８の電源側領域２３、例えば、昇圧型コンバータ１９は、ＰＦＣ制御回路２９に情報を出力することができる。

矢印３５で示すように、動作制御回路３０は、少なくとも電力供給部２１を制御する。また、動作制御回路３０はロード１６と接続され、矢印３６で示すように、ロード１６を制御するだけでなくロード１６から情報を受信してもよい。ロード１６は、異なる電力消費をロード１６が示す様々な動作モードで駆動可能である。ロード１６を制御するために、動作制御回路３０は、ロード１６の例えば、切断または融合などの動作モードを事前に指定しておいてもよい。例えば、動作制御回路３０は、高周波電源１５の入力側または出力側の電圧および電流の少なくとも一方を介して情報を受信できる。さらに、動作制御回路３０は、ロード１６の動作モードに従って電力供給部２１とＰＦＣ制御回路２９とを制御してもよい。

図３は、昇圧型コンバータ１９の実施の形態について説明しているが、ここでは基本的な構成要素に限定している。入力側に、電力整流器３７が設けられる。その後段は、電子スイッチ３８と誘導部品３９からなる直列回路である。例えばＭＯＳＦＥＴとして構成される電子スイッチ３８の制御電極は、矢印３２に示すように、ＰＦＣ制御回路２９の配線を介して制御パルスを受信する。出力側に、昇圧型コンバータは整流ダイオード４０とバッファコンデンサ４１とを備える。適切なポイントで電源電圧信号をタップして、ＰＦＣ制御回路２９に出力することができる。また、シャント４２を適切な位置に設けてもよい。このシャントの電圧降下分も、ＰＦＣ制御回路２９に供給される（図３の矢印または点線３４）。出力において、昇圧型コンバータ１９は、ＤＣ中間回路２０に電圧を加える。

図５に示すような電力供給部２１と、図４に示すようなオプションの低電圧電力供給部２６とは、ＤＣ中間回路２０に接続されている。

電力供給部２１は中間回路２０に接続しているインバータ４３と、インバータ４３に接続している一次コイル４４およびロード１６に電圧を加えるための二次コイル４５を有する変圧器２２とを備える。インバータ４３は、フルブリッジインバータとして構成されるのが好ましい。インバータ４３は、動作接続３５を介して動作制御回路３０によって制御される電気的に制御可能なスイッチを４つ備える。インバータ４３は、変圧器２２の一次コイル４４に接続している。変圧器２２の二次コイル４５は、整流ブロック４６に接続している。この整流ブロック４６の出力４７は、例えば、５〜２５０Ｖの直流電圧をロード１６に供給する。図示されているように、整流ブロック４６は、同期整流器として外部制御スイッチまたはダイオードブリッジ回路で構成されてもよい。直流電圧の大きさは、動作制御回路３０によるインバータブロック４３の適切な制御によって制御可能なことが好ましい。

より小さな電力レベル向けの低電圧電力供給部２６は、フライバックコンバータ回路であることが好ましい。変圧器２８の一次コイル４８は、電子スイッチ４９に直列接続している。電子スイッチ４９の制御電極は、適切なパルス伝送手段を介してＰＦＣ制御回路２９に接続している。変圧器２８の二次コイル５０は、電子スイッチ５１を介して１以上のバッファコンデンサ５２に接続している。スクリーン抵抗５３または適切なチョークをバッファコンデンサ５２の間に設けてもよい。電子スイッチ５１は、ＰＦＣ制御回路２９で生成された複数の切替パルスが入力される制御電極を有する。電子スイッチ５１の制御電極は、イベント３３で示された動作接続を介してＰＦＣ制御回路２９によって制御される。

ＰＦＣ制御回路２９は、電子スイッチ５１が同期整流器として構成されるように電子スイッチ４９、５１のスイッチオン動作とスイッチオフ動作のタイミングを調整するマイクロコントローラでもよい。

図６は、低電圧電力供給部２６が安定するまで、起動後からＰＦＣ制御回路２９に動作電圧を供給するために設けられた自動電源オフ始動回路５７を示している。その際、始動回路５７を介して、ＤＣ中間回路２０に接続される。そこから、少なくとも１つのオーム抵抗、好ましくは、抵抗列５８が電子スイッチ５９まで延びている。抵抗列５８と電子スイッチ５９とからなる直列回路によって、ＤＣ中間回路２０から、低電圧を導通する配線６０までの電流路が決定する。この配線は、ＰＦＣ制御回路２９の動作電圧入力Ｖ_０に接続される。コンデンサ６１を介して、配線６０はグラウンドに接続される。電圧制限のために、コンデンサ６１は、ツェナーダイオード６２でブリッジされる。

低電圧を導通する配線６０は、供給電流路を介して低電圧電力供給部２６の出力２７に接続している。本発明の実施の形態では、供給電流路は、ベースエミッタダイオードまたは並列接続された１以上のトランジスタ、好ましくはＮＰＮトランジスタ６３から構成される。供給電流路は、電子スイッチ５９用の制御入力となる。十分な電流が供給電流路を流れるとすぐに、電子スイッチ５９はＯＦＦポジションに移行する。実施の形態では、電子スイッチ５９は、ゲート６４が、トランジスタ６３のコレクタだけでなくプルアップ抵抗６５を介して抵抗列５８にも接続されている電界効果トランジスタである。また、そのゲートは、電圧制限用ツェナーダイオードを介してソース側に接続されてもよい。ゲート６４がソース側に対して十分プラスであれば、電界効果トランジスタは導通である。ゲート６４がソース電位と同等またはそれに近ければ、電界トランジスタは非導通である。

構造および基本アーキテクチャに鑑みた上記手術装置１０の回路のさらなる特徴は、以下の機能的説明から明らかになる。

手術装置の部品とブロックは、以下に説明される機能を提供するまたは提供できるように構成される。

まず、手術装置１０の動作を立ち上げたとする。

最初は、ＰＦＣ制御回路２９と動作制御回路３０からの制御パルスがないため、２つの昇圧型コンバータと電力供給部２１のどちらも、また、低電圧電力供給部２６も動作できない。ダイオード４０を介し、バッファコンデンサ４１は、整流された電源半波を受け取り、最初のうちは所望の中間回路電圧より小さい電圧に帯電される。ここで、抵抗列５８とプルアップ抵抗６５とを介して正の電圧がゲート６４に達するので、始動回路５７は作動する。したがって、スイッチ５９は導通（ＯＮ）になり、その結果、抵抗列５８で制限される電荷電流がコンデンサ６１に流れて当該コンデンサに電荷がたまる。発生電圧は、ツェナーダイオード６２によって制限される。したがって、ＰＦＣ制御回路２９の初期動作が可能になる。ここで、ＰＦＣ制御回路２９は、昇圧型コンバータ１９に制御パルスを送出し、その結果、昇圧型コンバータ１９は動作を開始し、コンデンサ４１に所望の中間回路電圧が発生する。同時に、ＰＦＣ制御回路２９の制御のもと、低電圧電力供給部２６は動作を開始でき、出力２７で所望かつ必要な電圧を利用できるようになる。供給電流は、トランジスタ６３のベースエミッタダイオードを抜けて配線６０まで流れ、その結果、トランジスタ６３のコレクタ・エミッタ間が導通する。したがって、電界効果トランジスタのゲート６４がソース電位になる。いずれのイベントでも、ゲートソース間電圧は、電界効果トランジスタの閾値電圧より低くなるので、当該トランジスタは非導通（ＯＦＦ）になる。この結果、抵抗列５８では、電力出力がなく、電力損失もない。そうすることで、ＰＦＣ制御回路２９の定常モードに到達した。一方、抵抗列は、オーム抵抗が比較的小さくなるように設計して、すぐに始動できＰＦＣ制御回路の高電力要求を満たすことができる。この場合、動作中に生じる電力損失は自動電源オフにより最小限に抑えられる。

ここで、昇圧型コンバータ１９は、波形に整流された電源電圧を例えば４００Ｖの直流電圧に変換する。そのために、電子スイッチ３８は、電源周波数を明らかに超えた周波数でＰＦＣ制御回路２９によってオン・オフされる。ＰＦＣ制御回路２９は、ＤＣ中間回路２０の電圧をモニターし、所望の直流電圧を維持するようにスイッチ３８のデューティサイクルを調節してもよい。

ここで、動作制御回路３０は、器具１１の特定動作、例えば、融合モードを事前に指定しなければならないとする。このモードは、例えば、手術装置１０の筐体上にある１以上の制御部５４で選択してもよいし、１以上の表示部でシグナリングされてもよい。また、表示部５５は、電力、電圧、融合期間などの追加パラメータを示すように設けられてもよい。

ここで、ユーザが、適用部位で器具を使用し、例えば、器具１１のハンドル上にある制御部５６を作動させる場合には、例えば、高周波電源１５を起動しなければならない。それに先立ち、動作制御回路３０は、融合に必要な電圧を印加するように動作接続３５で電力供給部２１を調整する。これは、インバータ４３のスイッチの適切なクロック制御により実現される。動作接続３６によって、高周波電源１５を起動して、電流レベル、出力電圧レベルなどのパラメータをモニタリングすることが可能である。このように、高周波電源１５と動作制御回路３０と電力供給部２１とは、制御下で所望のパラメータを維持するため、または、事前指定可能な機能に従って制御するために制御ループを形成することができる。

動作制御回路３０は、他の動作モード（例えば、湿潤環境で初期切開を行う切断モード）を制御することもできる。これには、さらに大きな電力が必要である。動作制御回路３０は、電力供給部２１に作用することによって出力４７での電圧を調節する一方、通信インターフェース３１を介して、急を要するさらに大きい電力要求を通信ＰＦＣ制御回路２９に通知することができる。当該制御回路は、シャント４２を介して測定される入力電流を短時間で増やせるように設計することができる。そのため、ＰＦＣ制御回路２９は、そうでない場合にとられる、ＤＣ中間回路２０で電圧を一定に維持する動作からそれる。通常、この動作は、ＰＦＣ制御回路２９で電圧を測定して公称値と比較するので、常に調整されている。公称電力値は電圧差に基づいて算出されるものであり、この公称値は、シャント４２で実際に測定された電流と比較される。定常モードでは、実電流が公称電流に対応するようにスイッチ３８が作動する。

動作制御回路３０は、動作モードを切り替える前に、電力供給部２１をロード１６の急を要する電力消費変更に合わせる。つまり、過渡プロセスの予兆、特に、ロード１６の電力要求がサージ状に急上昇する場合、ＰＦＣ制御回路２９は、公称電力値にオフセットを加えて任意または選択時間の間電圧を維持することができる。この結果、昇圧型コンバータ１９は、例えば、初期切断動作を行うために電力供給部２１とロード１６で利用可能なより多くのエネルギーをＤＣ中間回路２０に出力する。

これにより、急を要する負荷変化に先立って作動することができる。この結果、もしレスポンスが負荷サージに対してのみであるとすれば、ＤＣ中間回路２０で他に生じる可能性があって電圧調節で補正しなければならない電圧降下を防ぐことができる。

その上、動作制御回路３０は、動作モードを切り替える前に、デジタル通信インターフェース３１を介してＰＦＣ制御回路２９をロード１６の急を要する電力消費変更に合わせる。ＰＦＣ制御回路２９と動作制御回路３０との間の通信インターフェース３１により、手術装置１０のさらに有利な動作が可能になる。例えば、幹線配線１７で電源障害の場合、矢印３４で示される動作接続を介してＰＦＣ制御回路２９へ直ちに通知することができ、そして、当該制御回路によって通信インターフェース３１を介して動作制御回路３０へ直ちに通知することができる。このような場合におけるレスポンスとしては、例えば、ＤＣ中間回路２０のバッファコンデンサ４１に蓄えられているエネルギーで低電圧電力供給部２６を可能な限り長く継続して動作させられるように、動作制御回路３０が電力供給部２１を直ちにシャットダウンすることが考えられる。少なくとも１秒以下の間または数秒間の低電圧電力供給部２６の継続動作により、特にメモリやコンピュータ部品などの構成要素（図示せず）にデータと設定値を格納することや、正しい手順で動作を完了することが可能になる。それに対して、特に表示部５５、ロード１６などのエネルギー消費部分は、瞬時に停止させられる。

本発明に係る手術装置１０は、少なくとも１つの昇圧型コンバータ１９と少なくとも１つの電力供給部２１とを備える電力供給部分１８を含む。昇圧型コンバータ１９、または、好ましくは電力供給部２１により電気的な分離が実現される。ＤＣ中間回路２０は、この２つの間に設けられる。昇圧型コンバータ１９は、専用ＰＦＣ制御回路２９で駆動する。一方、電力供給部２１は、手術装置１０の一般動作を制御する動作制御回路３０で駆動する。ＰＦＣ制御回路２９と動作制御回路３０との間に設けられたデジタル通信インターフェース３１を介して、動作制御回路３０は、昇圧型コンバータ１９から追加データを受け取ったり、昇圧型コンバータに追加データを渡したりすることができる。そうすることで、電源障害が生じた場合に、非常に素早くかつ安全なレスポンスが可能である。また、昇圧型コンバータは、急を要する負荷変化を予測し先立って動作することができる。この結果、手術装置１０の動作特性を、例えば、初期切開を考慮して改良することが可能である。

１０ 手術装置
１１ 器具
１２ 中性極
１３ 器具１１への配線
１４ 中性極１２への配線
１５ 高周波電源
１６ ロード
１７ 電力供給ネットワーク
１７ａ 電力ケーブル
１８ 電力供給部分
１９ 昇圧型コンバータＰＦＣ
２０ ＤＣ中間回路
２１ 電力供給部
２２ 変圧器
２３ 電源側領域
２４ 患者側領域
２５ 制御部分
２６ 低電圧電力供給部
２７ 低電圧電力供給部２６の出力
２８ 低電圧電力供給部の変圧器
２９ ＰＦＣ制御回路
３０ 動作制御回路
３１ 通信インターフェース
３２〜３６ 矢印
３７ 電力整流器
３８ スイッチ
３９ 誘導部品
４０ ダイオード
４１ バッファコンデンサ
４２ シャント
４３ インバータ
４４ 変圧器２２の一次コイル
４５ 変圧器２２の二次コイル
４６ 整流器ブロック
４７ 整流器ブロック４６の出力
４８ 変圧器２８の一次コイル
４９ 電子スイッチ
５０ 変圧器２８の二次コイル
５１ 電子スイッチ
５２ バッファコンデンサ
５３ スクリーン抵抗
５４ 制御部
５５ 表示部
５６ 制御部
５７ 始動回路
５８ 抵抗列
５９ 電子スイッチ
６０ 低電圧導通配線
６１ コンデンサ
６２ ツェナーダイオード
６３ トランジスタ
６４ ゲート
６５ プルアップ抵抗

Claims (13)

1. 手術器具（１１）に電力供給するための高周波手術装置であって、
   電源ＡＣ電圧を中間回路電圧に変換し、ＤＣ中間回路（２０）に電圧を加えるために設けられた昇圧型コンバータ（１９）と、
   前記中間回路（２０）に接続しているインバータ（４３）と、前記インバータ（４３）に接続している一次コイル（４４）およびロード（１６）に電圧を加えるための二次コイル（４５）を有する変圧器（２２）とを備える電力供給部（２１）と、
   デジタル通信インターフェース（３１）を介して互いに接続している、制御するように前記昇圧型コンバータ（１９）と接続されたＰＦＣ制御回路（２９）と、制御するように前記電力供給部（２１）と接続された動作制御回路（３０）とを有する制御部分（２５）とを備え、
   前記デジタル通信インターフェース（３１）は、
   電気的に分離され、
   双方向に動作する
   手術装置。
2. 前記動作制御回路（３０）は、さらに、制御するように前記ロード（１６）と接続されている
   請求項１記載の手術装置。
3. 前記ロード（１６）は、異なる電力消費を当該ロードが示す様々な動作モードで駆動可能である
   請求項２記載の手術装置。
4. 前記動作制御回路（３０）は、前記ロード（１６）の動作モードを事前に指定し、さらに、前記ロード（１６）の動作モードに従って前記電力供給部（２１）と前記ＰＦＣ制御回路（２９）とを制御する
   請求項２記載の手術装置。
5. 前記動作制御回路（３０）は、前記動作モードを切り替える前に、前記電力供給部（２１）を前記ロード（１６）の急を要する電力消費変更に合わせる
   請求項４記載の手術装置。
6. 前記動作制御回路（３０）は、前記動作モードを切り替える前に、前記デジタル通信インターフェース（３１）を介して前記ＰＦＣ制御回路（２９）を前記ロード（１６）の急を要する電力消費変更に合わせる
   請求項４または５記載の手術装置。
7. 電気的に分離されているＤＣ−ＤＣコンバータである低電圧電力供給部（２６）は前記中間回路（２０）に接続している
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の手術装置。
8. 前記電気的に分離されているＤＣ−ＤＣコンバータは、同期整流器を有するフローコンバータまたはブロッキングコンバータである
   請求項７記載の手術装置。
9. 前記低電圧電力供給部（２６）は、前記ＰＦＣ制御回路（２９）によって制御される
   請求項７記載の手術装置。
10. 前記フローコンバータまたはブロッキングコンバータは、前記ＰＦＣ制御回路（２９）によってクロック制御される電子スイッチ（４９）であって、電気的に分離されている変圧器（２８）の一次コイル（４８）に直列接続する電子スイッチ（４９）を少なくとも１つ備える
    請求項８記載の手術装置。
11. 前記同期整流器は、前記ＰＦＣ制御回路（２９）で生成された複数の切替パルスが入力される制御電極を有する電子スイッチ（５１）を備える
    請求項８記載の手術装置。
12. 前記ＰＦＣ制御回路（２９）は、自動電源オフ始動回路（５７）を介して前記ＤＣ中間回路（２０）に接続している
    請求項１〜１１のいずれか１項に記載の手術装置。
13. 手術器具（１１）に電力供給するためのロードに動作電力を提供する電力の制御方法であって、
    昇圧型コンバータ（１９）は、電源ＡＣ電圧を中間回路電圧に変換し、中間回路（２０）に電圧を加え、
    電力供給部（２１）は、前記中間回路（２０）から電気エネルギーが供給され、前記ロード（１６）に電圧を加え、
    制御するように前記昇圧型コンバータ（１９）と接続されているＰＦＣ制御回路（２９）は、デジタル通信インターフェース（３１）を介して、動作制御回路（３０）から生じる、負荷変化の特徴を示す制御信号を受け取り、前記動作制御回路にステータス信号を送出する
    方法。

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