带有低电容和/或电磁屏蔽的内窥镜系统及相关方法技术方案

技术编号:18740254 阅读:3 留言:0更新日期:2018-08-24 23:26
本发明专利技术涉及带有低电容和/或电磁屏蔽的内窥镜系统及相关方法。内窥镜系统能够包括具有近端和远端的内窥镜轴和包括至少一个传感器的电有源传感器系统,所述至少一个传感器安装在所述远端附近并被设置为感测所述远端位于其中的环境的至少一个特征。传感器系统相对于接地的电容维持电流泄漏在一水平,所述水平满足心脏浮动评级的要求。

Endoscope system with low capacitance and / or electromagnetic shielding and related methods

The invention relates to an endoscope system with low capacitance and / or electromagnetic shielding and related methods. The endoscope system can include an endoscope shaft with a proximal and distal end and an electrically active sensor system comprising at least one sensor installed near the distal end and set to sense at least one feature of the environment in which the distal end is located. The sensor system maintains a leakage of current at one level relative to the grounded capacitor, which meets the requirements of a floating heart rating.

【技术实现步骤摘要】
带有低电容和/或电磁屏蔽的内窥镜系统及相关方法本申请为申请日为2013年11月14日、专利技术创造名称为“带有低电容和/或电磁屏蔽的内窥镜系统及相关方法”的中国专利申请201380059277.5(PCT/US2013/070102)的分案申请。本申请要求美国临时专利申请No.61/726879和No.61/726894的优先权,这两项申请均为2012年11月15日提交,其全部公开内容以引用的方式并入本文中。
本公开大体涉及内窥镜系统。更具体地,本公开涉及包括设置在系统的应用部分处的电有源部件的内窥镜系统。
技术介绍
微创外科手术技术通常试图执行外科手术过程同时最小化对健康组织的损害。能够包括机器人控制(遥控)或手动控制仪器的远程控制仪器能够被用于远程执行各种微创过程。在机器人控制(遥控)外科手术系统中,外科医生操纵在外科医生控制台处的各种输入装置(这里有时称为主输入)以控制病人身体中的远程部位的一个或更多个相应的远程控制仪器。外科医生控制台处的输入与病人侧推车通信,病人侧推车与一个或更多个遥控外科手术仪器接合,其中进行外科手术仪器的遥控/遥控机器人的操纵以对病人执行外科手术和/或其他过程。微创外科手术仪器可以被用在各种操作中并具有各种配置。许多这种仪器包括安装在长轴的远端处的外科手术末端执行器,其被配置为通过开口(例如,体壁切口或自然孔口)(例如,腹腔镜地或胸腔镜地)插入以到达病人体内的远程外科手术部位。在一些仪器中,铰链式腕机构被安装至仪器的轴的远端以支撑末端执行器并改变末端执行器关于轴的纵向轴线的取向(例如,俯仰(pitch)和/或偏转(yaw))。遥控/遥控机器人控制的末端执行器可以被配置以执行各种功能,包括在开口或手动微创外科手术过程中通常执行的各种外科手术过程的任一种。远程控制、微创外科手术仪器的使用,不管是遥控还是手动控制,通常由内窥镜图像捕捉系统辅助以从外科手术部位捕捉实时图像并提供捕捉的图像至例如外科医生控制台或用于使用者访问的其他地方。在遥控外科手术系统中,这种内窥镜系统也能够被安装在病人侧推车处。除其他元件外,这种系统能够包括(柔性或刚性)轴;在内窥镜系统的近端处的图像捕捉装置(诸如,例如相机);光导体(诸如一个或更多个光纤或棒形透镜),其在轴一旦处于外科手术部位附近的位置时,能够提供外科手术部位的图像至近端处的图像捕捉装置以及用于照亮外科手术部位的光源。在微创外科手术仪器和/或工具正常操作期间可以接触病人且是电有源(例如,需要电力来操作)的微创外科手术仪器和/或工具的部分(有时称为“应用部分”),能够引起用于该部分的电流超过允许的泄漏电流,从而流到地面或流到整个仪器、工具或系统的导电部分,其中仪器或工具是系统的一部分。因此,这些部分可以需要与(例如)关联的外科手术系统的一个或更多个接地元件隔离,以便降低病人触电的风险。具体地,根据应用部分的特性和应用部分可能发生的与病人的接触类型,应用部分可以落入若干分类评级之一,例如,如由国际电工委员会(IEC)在安全标准IEC60601-1中设定的。例如,可以与病人的心脏直接接触的应用部分可能需要至少满足IEC60601-1心脏浮动(CF)评级,而可以与病人但不与病人的心脏直接接触的应用部分可能需要至少满足IEC60601-1身体漂浮(BF)评级,该评级不如CF评级严格。考虑到例如内窥镜图像捕捉系统中使用的各种电有源部件,这种内窥镜系统可能需要它们的应用部件与例如外部/接地电源隔离。此外,内窥镜系统的应用部分可以与例如在病人侧推车处、在外科医生控制台和/或在电子/辅助控制推车处的电路交换输出和/或控制信号。然而,在一些情况中,在存在电磁干扰(EMI)的情况下在病人中的远程部位处使用内窥镜系统可以是期望的。例如,电烙术操作需要施加通过接近远程部位处的其他仪器的导电元件的相对高的电流量,在电烙术操作中,外科手术部位处的组织经受通过电流流过电烙术仪器而产生的烧灼能量的施加。存在提供使用电有源传感器系统以捕捉并提供来自远程外科手术部位的信息的内窥镜系统的需要,其中电有源传感器系统在其应用部分中充分电隔离。例如,提供满足关于防止电击(electricalshock)的期望标准评级(诸如,例如IECCF评级)的要求的内窥镜系统可以是期望的。还存在提供使用电有源传感器系统以捕捉并提供来自远程外科手术部位的信息的内窥镜系统的需要,电有源传感器系统被充分屏蔽,以便导致来自EMI在远程部位处发生的可接受低水平的噪声干扰。还可以期望提供能够实现充分低的电容和电流泄漏二者(例如,实现IECCF评级)的内窥镜系统,并且该内窥镜系统被充分屏蔽以导致可接受低水平的EMI噪声干扰,例如,来自远程部位的烧灼过程和/或其他相对高的EMI产生。
技术实现思路
本公开解决了一个或更多个上述问题和/或演示了一个或更多个上述期望特征。通过以下的说明,其他特征和/或优点可以变得明显。根据至少一个示例性实施例,本公开考虑一种内窥镜系统,该内窥镜系统能够包括具有近端和远端的内窥镜轴以及包括至少一个传感器的电有源传感器系统,该至少一个传感器安装在远端附近并被设置为感测所述远端位于其中的环境的至少一个特征。传感器系统相对于接地的电容维持电流泄漏在一水平,该水平满足心脏浮动评级。根据至少一个示例性实施例,本公开考虑一种内窥镜系统,该内窥镜系统包括具有近端和远端的内窥镜轴和传感器系统。传感器系统能够包括安装在轴的远端附近的电有源传感器,该电有源传感器被设置为感测所述远端位于其中的环境的至少一个特征。传感器系统能够进一步包括耦接至传感器以在传感器和信号处理器之间传递数据信号的数据信号传输线路,以及耦接至传感器以传输电力至传感器的电力传输线路。内窥镜系统能够进一步包括被布置为给传感器系统提供电力基准的浮动接地元件。在数据信号传输线路和电力线路的至少一者中由内窥镜系统外部的电磁干扰感生的电压基本类似于由浮动接地元件上的电磁干扰感生的电压。根据又一个示例性实施例,本公开考虑一种用于使用内窥镜系统感测远程部位的信息的方法。该方法能够包括,在远程部位,经由放置在内窥镜轴的远端附近的传感器感测远程部位的特征。在感测期间,经由电力传输线路从接地基准电源传输电力至传感器,并且数据信号能够经由数据信号传输线路从内窥镜轴的近端处的处理电路传输数据信号至所述传感器。响应于远程部位附近的电磁干扰,该方法能够进一步包括充分均衡在数据信号传输线路和电力传输中感生的电压电平变化。该方法能够进一步包括维持来自内窥镜系统的一个或更多个应用部分的电流泄漏处于一水平,该水平满足心脏浮动评级的要求以下的描述中将部分地阐述附加目标和优点,且部分附加目标和优点根据描述将是明显的,或通过实践本公开和/或权利要求可以被获悉。这些目标和优点的至少一些可以通过随附的权利要求中具体指出的元件和组合被实现和获得。应当理解,前面的概述和以下的具体实施方式仅是示例性的和解释性的,并不限制本专利技术,如所公开的或要求保护的。权利要求(包括等同物)应当就其全部宽度被要求授权。附图说明单独从以下具体实施方式或结合随附的附图能够理解本公开。包含附图是提供对本公开的进一步理解,并且并入说明书且构成本说明书的一部分。被并入且构成本说明书的一部分的附图说明了本公开的一个本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种内窥镜系统,其包含:具有近端和远端的内窥镜轴;电有源传感器系统,其包含传感器,所述传感器被安装在所述远端附近并被设置为感测所述远端位于其中的环境的至少一个特征;和浮动接地元件,其被耦接以给所述传感器系统提供电力基准;并且其中所述传感器系统相对于接地的电容使用所述浮动接地元件维持从所述内窥镜系统的一个或更多个应用部分到患者的电流泄漏至预定电流泄漏标准。

【技术特征摘要】
2012.11.15 US 61/726,894;2012.11.15 US 61/726,8791.一种内窥镜系统,其包含:具有近端和远端的内窥镜轴;电有源传感器系统,其包含传感器,所述传感器被安装在所述远端附近并被设置为感测所述远端位于其中的环境的至少一个特征;和浮动接地元件,其被耦接以给所述传感器系统提供电力基准;并且其中所述传感器系统相对于接地的电容使用所述浮动接地元件维持从所述内窥镜系统的一个或更多个应用部分到患者的电流泄漏至预定电流泄漏标准。2.根据权利要求1所述的内窥镜系统,其中所述传感器系统还包括:耦接到所述传感器的收发器电路,其中所述收发器电路隔离所述传感器与和所述传感器通信的接地元件。3.根据权利要求1所述的内窥镜系统,其中所述传感器系统还包含:数据信号传输线路,其连接至所述传感器以在所述传感器和信号处理器之间传输数据信号;和电力传输线路,其连接至所述传感器以将电力从电源传输至所述传感器。4.根据权利要求3所述的内窥镜系统,其还包含:电力调节器,其被耦接至所述电力传输线路和所述浮动接地元件以向所述传感器系统提供电力,其中所述电力调节器被配置为将从接地基准电源接收到的接地基准电力转变为浮动接地元件基准电力并通过所述电力传输线路输出所述浮动接地元件基准电力。5.根据权利要求3所述的内窥镜系统,其中:所述浮动接地元件包括围绕所述数据信号传输线路和所述电力传输线路的导电材料。6.一种内窥镜系统,其包含:具有近端和远端的内窥镜轴;传感器系统,其包含:被安装在所述轴的所述远端附近的电有源传感器,所述电有源传感器被设置为感测所述远端位于其中的环境的至少一个特征;数据信号传输线路,其耦接至所述传感器以在所述传感器和信号处理器之间传输数据信号;以及电力传输线路,其耦接至所述传感器以传输电力至所述传感器;以及浮动接地元件,其被配置为给所述传感器系统提供电力基准,其中,响应于所述内窥镜系统外部的电磁干扰,在所述数据信号传输线路和所述电力传输线路中的至少一者中以及在所述浮动接地元件中感生的相应电压实质相等。7.根据权利要求6所述的内窥镜系统,其还包括电磁屏蔽,所述电磁屏蔽被配置为给所述传感器系统、所述数据信号传输线路和所述电力传输线路提供电磁干扰保护。8.根据权利要求6所述的内窥镜系统,其中所述传感器系统相对于接地的电容维持电流泄漏至一水平,所述水平满足心脏浮动评级的要求。9.根据权利要求3或6所述的内窥镜系统,其还包含电绝缘材料,其将所述浮动接地元件与所述数据信号传输线路和电力传输线路中的每个分离。10.根据权利要求3或6所述的内窥镜系统,其中所述数据信号传输线路被配置为经由差分数字模式传输数据信号。1...

【专利技术属性】
技术研发人员:D·布理查P·M·赫茨林格D·D·斯科特K·泽特罗
申请(专利权)人:直观外科手术操作公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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