[發明專利]用于控制手術系統中的患者泄漏電流的系統和方法

在審

• 申請號: 201880086424.0
• 申請日: 2018-12-04
• 公開（公告）號: CN111601563A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: A·D·唐尼;P·考布勒;S·羅茲
• 申請（專利權）人: 史賽克公司
• 主分類號: A61B17/32
• 分類號: A61B17/32;B06B1/02;A61B18/12
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 王麗軍

提供了用于向手術工具供應驅動信號的控制臺和方法。控制臺包括包含初級和次級繞組的變壓器。初級繞組接收來自電源的輸入信號，并在次級繞組中感應驅動信號，以將驅動信號供應給手術工具。包括泄漏控制繞組的第一電流源被耦合到驅動信號的路徑。初級繞組在泄漏控制繞組中感應出第一抵消電流，以注入到驅動信號的路徑中來抵消泄漏電流。被耦合到驅動信號的路徑的傳感器輸出感測信號以提供與泄漏電流有關的反饋。傳感器可以連接到第二泄漏電流抵消源和/或故障檢測級。電源可以是可變的，并且也可以給第二電流源供電。

相關申請的交叉引用

本專利申請要求2017年12月6日提交的美國臨時專利申請第62/595,235號的優先權，并要求其所有權益，該申請的全部公開內容被通過引用方式合并于此。

技術領域

本公開總體上涉及向電動手術工具供應驅動信號的控制臺，并且更具體地，其被設計成減少驅動信號的/來自驅動信號的患者泄漏電流。

背景技術

電動手術工具系統可以被認為具有三個基本部件。控制臺產生驅動信號，這些信號具有用于致動該系統的第二部件(發電機)所必須的特征。發電機將驅動信號的電能轉換為另一種形式的能量。電能轉換成的能量類型包括機械能、熱能(熱)和光子(光)能。工具系統的第三部件是能量施加器。能量施加器接收發電機輸出的能量并將該能量施加到目標組織以執行特定的治療任務。一些工具系統被設計為將制備的電能施加到目標組織。在這種類型的系統中，發電機本質上是導體，通過其將驅動信號施加到裸露的電極上，通過該裸露的電極將電流提供給組織。電極用作能量施加器。電極可以放置在患者身上或集成到手持件中。其他工具系統被設計成提供機械能。在這種類型的系統中，發電機將電能、例如AC驅動信號轉換為通過手持件施加到患者身上的機械能，例如振動。

許多手術工具系統的一體部分是手術工具，其可以是手持件。至少，手持件是被設計成由醫師握持的物理部件，能量施加器從其延伸。發電機通常包含在手術工具中。一種這樣設計的手術工具系統是超聲手術工具系統。該系統的手術工具包括發電機，該發電機包括一個或多個驅動器。每個驅動器響應于AC信號的施加而振動。喇叭形件緊密地機械地聯接到驅動器。用作能量施加器的尖端從喇叭形件向遠側延伸。驅動器的振動像喇叭形件中以及(通過引申)尖端中的振動一樣產生。振動的尖端抵靠著組織的運動導致組織的消融、去除。

許多電動手術工具系統與其他電動組件共有的固有特征是在這些系統的部件之間存在寄生電容。寄生電容是兩個處于不相等電壓的部件之間存在的電容。該電容的存在的結果是，寄生交流電流可以流經這些部件之一。例如，當手術工具包括施加有AC驅動信號的發電單元時，由于手術工具的金屬結構部件與電流流過的手術工具內部的發電部件之間的寄生電容，寄生電流會流過所述金屬結構部件。這種寄生電流會導致所謂的泄漏電流。通常，泄漏電流是流過出于其他目的被施加了電流的系統部件的非計劃電流。更具體地說，患者泄漏電流是流過患者的非計劃電流。

在手術過程中，具有患者可能被無意間接地的可能性。如果確實發生此事件，則泄漏電流可能會從手術工具流入患者體內。為了避免對患者造成危險，電動手術工具系統應設計為使流過患者的泄漏電流最小化，例如在患者接地的情況下。如果將可能存在泄漏電流的手術工具施加到患者身上，則理論上泄漏電流可以流過患者而流到地面。此電流會不利地影響患者的器官和組織的功能。

由于這些原因，具有意于施加到患者的手術工具的手術工具系統被設計為確保正常的泄漏電流小于100pAmps。如果要在美國使用，那么具有意于施加到心臟組織的手術工具的手術工具系統必須被設計成使正常的泄漏電流小于10pAmps。這些要求是基于IEC60601醫學設計標準。IEC60601標準還描述了測試電動手術工具的過程，以確保泄漏電流低于這些最大值。

進一步要求施加于患者的工具不能用作接地連接。主要地，如果出于某種原因來自另一源的電壓被施加到患者，則該工具不應用作接地連接，否則其會導致電流流過患者。