JP6289488B2 - 低静電容量の及び/又は電磁シールドを備える内視鏡システム、並びに関連する方法 - Google Patents
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Description
図5は、本開示の様々な例示的な実施形態による、比較的低い静電容量を有するように構成され、したがって、比較的低いリーク電流を示す内視鏡画像キャプチャシステム500を示す。内視鏡システム500は、内視鏡シャフト510に結合される接地されたエンクロージャ505、及び内視鏡シャフト510の遠位端部に配置された電子イメージセンサ515を含む。例示的な実施形態では、内視鏡画像キャプチャシステム500は、図1に示されるロボット手術システム100のような、ロボット手術システムの、図1及び2それぞれに示されるアーム120、220のような、患者側マニピュレータアームに取り付けられることができる。図5及び以下の記載は、内視鏡画像キャプチャシステムを対象にしているが、本開示は、そのように限定されるものではなく、本開示の例示的な実施形態は、超音波内視鏡プローブ、(例えば、動脈血圧を測定するために)圧力トランスデューサを使用する内視鏡システム、(例えば、位置決め及び/又は操向するために)電磁センサを使用する内視鏡システム、温度センサを使用する内視鏡システム、及び/又は(pHセンサのような)化学センサを使用する内視鏡システム等のような他のシステムを含み得る。
図6は、本開示の様々な例示的な実施形態による内視鏡システム600を示す。内視鏡システム600は、内視鏡シャフト610に結合される接地されたエンクロージャ605、及び内視鏡シャフト610の遠位端部に配置された電子イメージセンサ615を含む。例示的な実施形態では、内視鏡画像キャプチャシステム600は、図1に示されるロボット手術システム100のような、遠隔操作手術システムの、図1及び2に示されるアーム120、220のような、患者側マニピュレータアームに取り付けられることができる。図6及び以下の記載は、内視鏡画像キャプチャシステムを対象にしているが、本開示は、そのように限定されるものではなく、本開示の例示的な実施形態は、超音波内視鏡プローブ、(例えば、動脈血圧を測定するために)圧力トランスデューサを使用する内視鏡システム、(例えば、位置決め及び/又は操向するために)電磁センサを使用する内視鏡システム、温度センサを使用する内視鏡システム、及び/又は(pHセンサのような)化学センサを使用する内視鏡システム等のような他のシステムを含み得る。
上述のように、図5に示される例示的な実施形態のような、本開示の様々な例示的な実施形態は、IEC60601−1安全基準CF等級(公称230ボルトAC、60Hzのアース接地された電源から動作しているとき約500pFに対応する)を達成し得る。しかし、低い当てられる部分とアース接地との静電容量(図5にCtotal_5として示される)を維持することは、内視鏡イメージセンサのような、電気的にアクティブな要素と持つ内視鏡システムを、EMIの影響を受けやすくし得る。特に、EMIは、従来の伝送線に沿って電圧を誘起し得、これは、内視鏡イメージセンサと、例えば、外科医コンソールとの間で内視鏡シャフトに沿って交換される出力/制御信号におけるエラーを増加させ得る。比較的低いCtotal_5を保つことに起因するEMIの起こり得る影響に対抗するために、本開示の様々な例示的な実施形態では、EMI誘起電圧が、図5に示される例示的な実施形態のような、IEC60601−1安全基準CF等級を達成し得る本開示の様々な例示的な実施形態の特徴を、図6に示される例示的な実施形態のような、EMIの存在下において内視鏡システムの性能を向上させ得る様々な例示的な実施形態の特徴と組み合わせることによって、最小化されることができる。
Claims (14)
- 近位端部及び遠位端部を有する内視鏡シャフトと、
電気的にアクティブなセンサシステムであって、
前記遠位端部に近接して取付けられるとともに前記遠位端部が位置する環境の少なくとも1つの特性を感知するように配置されるセンサ、及び
前記センサに結合されるトランシーバ、
を有する、センサシステムと、
前記センサシステムのための電気的基準を提供するように構成される浮動接地要素と、
を有し、
前記トランシーバは、前記センサを、前記センサと通信するアース接地された要素から絶縁し、
アースに対する前記センサシステムの静電容量は、カーディアックフロート等級の要件を満たすレベルに電流リークを維持する、
内視鏡システム。 - 前記センサシステムはさらに、
データ信号を前記センサと前記トランシーバとの間で伝送するように前記センサに接続されるデータ信号伝送線、及び
電力を電源から前記センサに伝送するように前記センサに接続される電力伝送線、を有する、
請求項1に記載の内視鏡システム。 - 電力を前記センサシステムに供給するように、前記電力伝送線及び前記浮動接地要素に結合される電源レギュレータ、をさらに有し、
前記電源レギュレータは、アース接地基準電源から受けられる接地基準電力を浮動接地要素基準電力に変換するように且つ前記浮動接地要素基準電力を前記電力伝送線を通じて出力するように構成される、
請求項2に記載の内視鏡システム。 - 前記浮動接地要素を、前記データ信号伝送線及び前記電力伝送線のそれぞれから分離する電気絶縁材料をさらに有する、
請求項2に記載の内視鏡システム。 - 前記浮動接地要素は、少なくとも1つの前記データ信号伝送線及び少なくとも1つの前記電力伝送線を囲む導体材料を有する、
請求項2に記載の内視鏡システム。 - 前記データ信号伝送線は、差動デジタルモードを介してデータ信号を伝送するように構成される、
請求項2に記載の内視鏡システム。 - 前記トランシーバは、前記データ信号伝送線及び光インタフェースに接続される光トランシーバを有し、
前記光トランシーバは、前記データ信号伝送線から入力電子信号を受信し、前記光インタフェースを通して対応する出力光信号を出力し、
前記光トランシーバは、前記光インタフェースを通して入力光信号を受信し、前記データ信号伝送線を通して対応する出力電子信号を出力する、
請求項2に記載の内視鏡システム。 - 前記浮動接地要素に結合されるとともに前記光トランシーバを囲むファラデー箱をさらに有する、
請求項7に記載の内視鏡システム。 - 電力を前記センサシステムにアース接地基準電源から供給するように、前記電力伝送線及び前記浮動接地要素に接続される電源レギュレータをさらに有し、前記光トランシーバ及び前記電源レギュレータは浮動接地要素基準にされる、
請求項7に記載の内視鏡システム。 - データインタフェース、
光信号を前記光トランシーバと交換するために前記光トランシーバに結合されるとともに前記データインタフェースを通して電気信号を交換するために前記データインタフェースと結合される第2の光トランシーバ、及び
アース接地基準電力をアース接地基準電源から受けるためのアース接地基準電力インタフェース、をさらに有する、
請求項7に記載の内視鏡システム。 - 前記浮動接地要素は、前記データ信号伝送線及び前記電力伝送線を囲む導体材料を有する、
請求項2に記載の内視鏡システム。 - アースに対する前記センサシステムの静電容量は、60ヘルツの交流の下で公称230ボルトを供給するアース接地基準電源の条件下で、約500pFより小さい、
請求項1に記載の内視鏡システム。 - 前記センサは、電子イメージセンサである、
請求項1に記載の内視鏡システム。 - 遠隔部位において情報を感知する内視鏡システムの作動方法であって、前記内視鏡システムは、近位端部及び遠位端部を有する内視鏡シャフトと、電気的にアクティブなセンサシステムであって、前記近位端部に近接して取付けられるセンサ及び前記センサに結合されるトランシーバを有する、電気的にアクティブなセンサシステムと、接地基準電源と、前記近位端部に配置される処理回路と、前記センサシステムのための電気的基準を提供するように構成される浮動接地要素と、を有し、前記作動方法は:
前記遠隔部位において、前記センサが、前記遠隔部位の特性を感知するステップ、
前記感知するステップの間、前記接地基準電源が、電力を前記センサに電力伝送線を経由して伝送するステップ、
前記感知するステップの間、前記処理回路がデータ信号を前記センサにデータ信号伝送線を経由して伝送するステップ、
前記遠隔部位に近接した電磁干渉に応じて、前記浮動接地要素が、前記データ信号伝送線及び前記電力伝送線における誘起電圧レベル変化を等しくするステップ、及び
前記センサシステムの静電容量が、前記内視鏡システムの1又は複数の当てられる部分からの電流リークをカーディアックフロート等級の要件を満たすレベルに維持するステップ、を含み、
前記トランシーバは、前記センサを、前記センサと通信するアース接地された要素から絶縁する、
作動方法。
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