[发明专利]包括具有漏电控制绕组且具有电容器的变压器的控制台

说明书

一种用于电动手术工具(310)的控制台，包括具有次级绕组(264)的变压器(250)，工具驱动信号存在于次级绕组上。变压器内部还具有匹配电流源，其包括漏电控制绕组(246)和电容器。由匹配电流源供应的电流至少部分地抵消可能存在的漏电流。

本申请是申请日为2017年5月25日、申请号为201780047057.9、发明名称为“包括具有漏电控制绕组且具有电容器的变压器的控制台”的发明专利申请的分案申请。

发明领域

本发明总体上涉及一种向电动手术工具供应驱动信号的电源控制台(powerconsole)。本发明的电源控制台包括具有内部匹配电流源的变压器。该电流源产生被匹配至寄生电流的电流以最小化漏电流。.

背景技术

通常可以认为电动手术工具系统具有三个基本组成部分。控制组件产生驱动信号，该驱动信号具有用于致动本系统的第二组成部分、电力发生器(power generator)所需的特征。电力发生器典型地将驱动信号的电能转换成另一种形式的能量。电能转换成的能量的类型包括机械能，热能(热)和光子(光)能。该工具系统的第三组成部分是能量施加器。能量施加器接收电力发生器输出的能量并将该能量施加到目标组织以执行特定的治疗任务。一些工具系统被设计用于施加被引向目标组织的电能。在这种类型的系统中，电力发生器实质上是驱动信号被施加到暴露的电极上的导体，电流通过该电极提供到组织。这些电极用作能量施加器。

许多手术工具系统的一体部件是机头。至少，机头是设计成由医师握持的物理部件，能量施加器从机头延伸。通常，电力发生器包含在机头中。一种如此设计的手术工具系统是超声手术工具系统。该系统的机头包括由一个或多个驱动器组成的电力发生器。每个驱动器响应于AC信号的施加而振动。喇叭形部与驱动器紧密地机械耦合。用作能量施加器的尖端从喇叭形部向远侧延伸。驱动器的振动促使喇叭形部中甚至尖端中类似的振动。振动的尖端抵靠着组织运动导致组织的消融、移除。

许多电动手术工具系统与其他电动组件共有的固有特征是跨过这些系统的组成部分存在寄生电容。寄生电容是横跨电压不等的两个部件而存在的电容。存在该电容的结果是寄生电流可以流过其中的一个部件。例如，当机头包括施加AC驱动信号的电力产生单元时，由于机头和机头内部发电部件的金属结构(电流流经)之间的寄生电容，寄生电流可以流过金属结构部件。该寄生电流有助于所谓的漏电流。漏电流是流经出于其他目的而施加了电流的系统部件的不希望的电流。

出于安全原因，电动手术工具的机头被应用的患者被认为与大地相连。如果可能存在漏电流的机头被应用到患者，那么理论上漏电流可以通过患者流到地面。该电流可能不利地影响患者自身器官和组织的功能。这就是为什么具有旨在应用至大多数患者的机头的手术工具系统通常被设计成确保额定漏电流小于100微安。具有旨在应用至心脏组织的机头的手术工具系统典型地必须设计成使额定漏电流小于10微安。这些要求基于IEC60601医疗设计标准。IEC 60601标准还描述了测试电动手术工具的过程，以确保漏电流低于这些最大值。

还有一个要求是，出于安全原因，应用于患者的工具不能用作到地面的连接。这样，如果来自另一个源的电压被以某种方式施加到了患者，本工具将不起接地的作用，接地会导致电流流过患者。

采用了许多方法来减少来自电动手术机头的漏电流的流动。一种方法是减小寄生电容，以减少寄生电流。如果工具是超声机头，则可以通过在驱动器和喇叭形部之间提供电绝缘阻抗盘来减小寄生电容，其中机头的机械部件将由驱动器振动。与提供这些盘相关的缺点是它们抑制了从驱动器到喇叭形部和尖端的振动传递。这种机械阻尼降低了手机的效率。

减少漏电流的第二种方法是提供匹配电流源。匹配电流源向与机头电力产生单元相关联的低侧导体施加电流。理想地，该匹配电流与高侧导体上存在的寄生电流方向相反并且大小相等。匹配电流抵消寄生电流。理想地，寄生电流的抵消消除了寄生电流对漏电流的贡献。漏电流主要由寄生电流组成。因此，寄生电流的消除基本上消除了漏电流从机头通过患者的流动。