WO2017141427A1 - Treatment system, power supply device, and output control circuit - Google Patents

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Abstract

This power supply device includes output detection circuits (104a, 104b), an output control circuit (102), and a main control circuit (100). The output control circuit (102) has a plurality of circuit regions (200a, 200b). Each of the circuit regions (200a, 200b) is provided with a fault detection mechanism that has an output acquisition circuit (204a, 204b), an error detection circuit (208a, 208b), and a communication circuit (202a, 202b). One of the circuit regions further includes an output generation circuit (206) that generates electric power for generating energy to be used in a treatment unit.

Description

処置システム、電源装置及び出力制御回路Treatment system, power supply device and output control circuit
 本発明は、エネルギーを利用して被検体を処置する処置システム、処置システムの処置部において利用されるエネルギーを発生させるための電力を出力する電源装置及びそのような電源装置に用いられる出力制御回路に関する。 The present invention relates to a treatment system that treats a subject using energy, a power supply device that outputs electric power for generating energy used in a treatment unit of the treatment system, and an output control circuit used in such a power supply device. About.
 エネルギーを利用して被検体の生体組織を処置するための処置システムが知られている。例えば、国際公開第WO2010/047395号の処置システムは、超音波によるエネルギーによって生体組織を処置する処置システムである。この種の被検体の処置をする処置システムでは、システムの故障を正確に検知できることが重要である。このため、国際公開第WO2010/047395号の処置システムは、故障を検知するための故障検知機構を有している。 A treatment system for treating a living tissue of a subject using energy is known. For example, the treatment system of International Publication No. WO2010 / 047395 is a treatment system that treats a living tissue with ultrasonic energy. In a treatment system that treats this type of subject, it is important to be able to accurately detect a system failure. For this reason, the treatment system of International Publication No. WO2010 / 047395 has a failure detection mechanism for detecting a failure.
 故障検知機構自体が故障してしまうと、正確に故障検知をすることができなくなってしまう。このため、故障検知機構を2重化することにより、故障検知の冗長性を高めるようにすることも行われている。しかしながら、故障検知機構を2重化する場合には個々の故障検知機構の設計精度の難度がアップしやすい。 If the failure detection mechanism itself fails, failure detection cannot be performed accurately. For this reason, redundancy of failure detection is also increased by duplicating the failure detection mechanism. However, when the failure detection mechanism is duplicated, the difficulty of design accuracy of each failure detection mechanism is likely to increase.
 本発明は、前記の事情に鑑みてなされたもので、設計精度を緩和しつつ、故障検知の冗長性を高めることが可能な処置システム、電源装置及びそのような電源装置に用いられる出力制御回路を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the circumstances described above, and is a treatment system, a power supply device, and an output control circuit used in such a power supply device capable of increasing the redundancy of failure detection while relaxing the design accuracy. The purpose is to provide.
 本発明の第1の態様の処置システムは、エネルギーを利用して被検体を処置する処置部と、前記エネルギーに関連した物理量を検知する複数の出力検知回路と、前記複数の出力検知回路のそれぞれで検知された前記物理量に応じて前記エネルギーを制御する出力制御回路と、前記出力制御回路を制御する主制御回路とを具備し、前記出力制御回路は、分離された複数の回路領域を有し、それぞれの前記回路領域は、対応する前記出力検知回路で検知された前記物理量の値を取得する出力取得回路と、それぞれの前記回路領域に含まれる前記出力取得回路で取得された前記物理量の値同士の差異の有無によって故障を検知してエラー通知を行うエラー検知回路と、前記主制御回路と情報の通信を行う通信回路とを含み、何れか1つの前記回路領域は、前記出力取得回路で取得された前記物理量の値と前記通信回路を介して前記主制御回路から入力された目標値との比較結果に応じて前記エネルギーを発生させるための電力を生成する出力生成回路をさらに含み、前記通信回路は、前記エラー検知回路からの前記エラー通知を前記主制御回路に通信するとともに、前記主制御回路からの前記目標値を前記出力生成回路に通信する。 The treatment system according to the first aspect of the present invention includes a treatment unit that treats a subject using energy, a plurality of output detection circuits that detect a physical quantity related to the energy, and a plurality of output detection circuits. An output control circuit for controlling the energy according to the physical quantity detected in step (b), and a main control circuit for controlling the output control circuit, the output control circuit having a plurality of separated circuit areas. Each of the circuit areas includes an output acquisition circuit that acquires the value of the physical quantity detected by the corresponding output detection circuit, and the value of the physical quantity acquired by the output acquisition circuit included in each of the circuit areas. An error detection circuit that detects a failure based on the presence or absence of a difference and notifies an error, and a communication circuit that communicates information with the main control circuit, and any one of the circuits The area generates electric power for generating the energy according to a comparison result between the physical quantity value acquired by the output acquisition circuit and the target value input from the main control circuit via the communication circuit. The communication circuit further includes an output generation circuit, wherein the communication circuit communicates the error notification from the error detection circuit to the main control circuit, and communicates the target value from the main control circuit to the output generation circuit.
 本発明の第2の態様の電源装置は、被検体を処置する処置部において発生したエネルギーに関連した物理量を検知する複数の出力検知回路と、前記複数の出力検知回路のそれぞれで検知された前記物理量に応じて前記エネルギーを制御する出力制御回路と、前記出力制御回路を制御する主制御回路とを具備し、前記出力制御回路は、分離された複数の回路領域を有し、それぞれの前記回路領域は、対応する前記出力検知回路で検知された前記物理量の値を取得する出力取得回路と、それぞれの前記回路領域に含まれる前記出力取得回路で取得された前記物理量の値同士の差異の有無によって故障を検知してエラー通知を行うエラー検知回路と、前記主制御回路と情報の通信を行う通信回路とを含み、何れか1つの前記回路領域は、前記出力取得回路で取得された前記物理量の値と前記通信回路を介して前記主制御回路から入力された目標値との比較結果に応じて前記エネルギーを発生させるための電力を生成する出力生成回路をさらに含み、前記通信回路は、前記エラー検知回路からの前記エラー通知を前記主制御回路に通信するとともに、前記主制御回路からの前記目標値を前記出力生成回路に通信する。 The power supply device according to the second aspect of the present invention includes a plurality of output detection circuits that detect a physical quantity related to energy generated in a treatment unit that treats a subject, and the plurality of output detection circuits that detect the physical quantities. An output control circuit that controls the energy according to a physical quantity; and a main control circuit that controls the output control circuit, the output control circuit having a plurality of separated circuit regions, and each of the circuits The area is an output acquisition circuit that acquires the value of the physical quantity detected by the corresponding output detection circuit, and whether there is a difference between the values of the physical quantity acquired by the output acquisition circuit included in each of the circuit areas An error detection circuit that detects a failure and notifies an error, and a communication circuit that communicates information with the main control circuit, and any one of the circuit areas includes the output An output generation circuit for generating electric power for generating the energy according to a comparison result between the physical quantity value acquired by the acquisition circuit and the target value input from the main control circuit via the communication circuit; And the communication circuit communicates the error notification from the error detection circuit to the main control circuit, and communicates the target value from the main control circuit to the output generation circuit.
 本発明の第3の態様の出力制御回路は、被検体を処置する処置部において発生したエネルギーに関連した物理量を検知する複数の出力検知回路のそれぞれで検知された前記物理量に応じて前記エネルギーを制御する出力制御回路であって、前記出力制御回路は、分離された複数の回路領域を有し、それぞれの前記回路領域は、対応する前記出力検知回路で検知された前記物理量の値を取得する出力取得回路と、それぞれの前記回路領域に含まれる前記出力取得回路で取得された前記物理量の値同士の差異の有無によって故障を検知してエラー通知を行うエラー検知回路と、前記出力制御回路を制御する主制御回路と情報の通信を行う通信回路とを含み、何れか1つの前記回路領域は、前記出力取得回路で取得された前記物理量の値と前記通信回路を介して前記主制御回路から入力された目標値との比較結果に応じて前記エネルギーを発生させるための電力を生成する出力生成回路をさらに含み、前記通信回路は、前記エラー検知回路からの前記エラー通知を前記主制御回路に通信するとともに、前記主制御回路からの前記目標値を前記出力生成回路に通信する。 The output control circuit according to the third aspect of the present invention provides the energy in accordance with the physical quantity detected by each of a plurality of output detection circuits that detect a physical quantity related to energy generated in a treatment unit that treats the subject. An output control circuit for controlling, wherein the output control circuit has a plurality of separated circuit areas, and each of the circuit areas acquires the value of the physical quantity detected by the corresponding output detection circuit. An output detection circuit, an error detection circuit that detects an error by detecting the presence or absence of a difference between the values of the physical quantities acquired by the output acquisition circuit included in each of the circuit areas, and the output control circuit. A main control circuit to be controlled and a communication circuit for communicating information, and any one of the circuit areas includes the value of the physical quantity acquired by the output acquisition circuit and the communication An output generation circuit for generating electric power for generating the energy in accordance with a comparison result with a target value input from the main control circuit via a circuit, and the communication circuit includes an output from the error detection circuit. The error notification is communicated to the main control circuit, and the target value from the main control circuit is communicated to the output generation circuit.
 本発明によれば、設計精度を緩和しつつ、故障検知の冗長性を高めることが可能な処置システム、電源装置及びそのような電源装置に用いられる出力制御回路を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a treatment system, a power supply apparatus, and an output control circuit used for such a power supply apparatus that can increase the redundancy of failure detection while relaxing the design accuracy.
図1は、本発明の一実施形態に係る電源装置を備えた処置システムの一例の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an example of a treatment system including a power supply device according to an embodiment of the present invention. 図2は、電源装置の内部の一例の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating an exemplary configuration of the inside of the power supply apparatus. 図3は、出力制御回路の内部の一例の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the inside of the output control circuit.
 以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る電源装置を含む処置システムの一例の構成を示す図である。図1に示す処置システム1は、超音波処置システムである。超音波処置システムは、処置部での超音波振動によるエネルギーを利用して被検体の処置を行うように構成されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an example of a treatment system including a power supply device according to an embodiment of the present invention. A treatment system 1 shown in FIG. 1 is an ultrasonic treatment system. The ultrasonic treatment system is configured to treat a subject using energy by ultrasonic vibration in a treatment unit.
 以下では、処置システム1は超音波処置システムであるとして説明を続ける。しかしながら、処置システム1は、超音波処置システムでなくてもよい。本実施形態に係る電源装置は、処置部に発生したエネルギーを利用して被検体を処置するように構成された各種の処置システムに対して適用され得る。例えば、本実施形態に係る電源装置は、高周波電流によるエネルギーを利用して被検体を処置するように構成された処置システム及びヒータによる熱エネルギーを利用して被検体を処置するように構成された処置システムに対しても適用され得る。 Hereinafter, the description will be continued assuming that the treatment system 1 is an ultrasonic treatment system. However, the treatment system 1 may not be an ultrasonic treatment system. The power supply device according to the present embodiment can be applied to various treatment systems configured to treat a subject using energy generated in a treatment unit. For example, the power supply device according to the present embodiment is configured to treat a subject using thermal energy generated by a treatment system and a heater configured to treat the subject using energy by high-frequency current. It can also be applied to treatment systems.
 処置システム1は、処置具10と、電源装置80とを備えている。処置具10は、被検体に対して処置を施すための部分である。電源装置80は、処置具10の先端を超音波振動させるための電力を供給する。 The treatment system 1 includes a treatment tool 10 and a power supply device 80. The treatment tool 10 is a part for performing treatment on a subject. The power supply device 80 supplies electric power for ultrasonically vibrating the distal end of the treatment instrument 10.
 処置部としての処置具10は、ハンドルユニット20と、プローブユニット30とを含む。以降の説明では、処置具10におけるプローブユニット30側を処置具10の先端側と称し、ハンドルユニット20の側を基端側と称することにする。 The treatment instrument 10 as a treatment unit includes a handle unit 20 and a probe unit 30. In the following description, the probe unit 30 side of the treatment instrument 10 is referred to as the distal end side of the treatment instrument 10, and the handle unit 20 side is referred to as the proximal end side.
 ハンドルユニット20は、その内部に超音波振動子を有している。超音波振動子は、ケーブル26を介して電源装置80に接続されている。超音波振動子は、電源装置80からの電力に従って超音波振動する。超音波振動子で発生した超音波振動はプローブユニット30に伝達される。プローブユニット30は、プローブ180と、ジョー182とを備える。プローブ180は、超音波振動子に接続されており、超音波振動子の振動に伴って振動する。ジョー182は、開閉可能に構成されている。 The handle unit 20 has an ultrasonic transducer inside. The ultrasonic transducer is connected to the power supply device 80 via the cable 26. The ultrasonic vibrator vibrates ultrasonically according to the electric power from the power supply device 80. The ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibrator is transmitted to the probe unit 30. The probe unit 30 includes a probe 180 and a jaw 182. The probe 180 is connected to the ultrasonic vibrator and vibrates with the vibration of the ultrasonic vibrator. The jaw 182 is configured to be openable and closable.
 また、ハンドルユニット20は、手元スイッチ22を有している。手元スイッチ22は、超音波振動子を駆動させるための指示を入力するために設けられている。手元スイッチ22は、複数種類の超音波振動子の駆動に対応した複数種類の入力が行われるように、複数のスイッチを含んでいてもよい。手元スイッチ22は、ケーブル26を介して電源装置80に接続されている。電源装置80は、手元スイッチ22への入力を検出し、それに応じた電力を超音波振動子に供給する。 The handle unit 20 has a hand switch 22. The hand switch 22 is provided for inputting an instruction for driving the ultrasonic transducer. The hand switch 22 may include a plurality of switches so that a plurality of types of inputs corresponding to driving of a plurality of types of ultrasonic transducers are performed. The hand switch 22 is connected to the power supply device 80 via the cable 26. The power supply device 80 detects an input to the hand switch 22 and supplies power corresponding to the input to the ultrasonic transducer.
 また、ハンドルユニット20は、可動ハンドル23及び固定ハンドル24を有している。可動ハンドル23が閉操作されると、プローブユニット30の先端に設けられたジョー182は閉じられる。また、ハンドルユニット20は、回転操作ノブ25を有している。回転操作ノブ25は、回転されることにより、プローブユニット30は、処置具10の長手軸周りに回転される。 Further, the handle unit 20 has a movable handle 23 and a fixed handle 24. When the movable handle 23 is closed, the jaw 182 provided at the tip of the probe unit 30 is closed. The handle unit 20 has a rotation operation knob 25. By rotating the rotary operation knob 25, the probe unit 30 is rotated around the longitudinal axis of the treatment instrument 10.
 処置を行う際には、ユーザは、ハンドルユニット20を保持し、超音波振動するプローブユニット30のプローブ180を処置対象である生体組織に接触させる。このとき、ユーザは、手元スイッチ22を操作して超音波振動子を振動させる。超音波振動子で発生した振動は、プローブ180に伝達される。振動するプローブ180の先端部と生体組織が接触することにより、生体組織の処置がなされる。 When performing a treatment, the user holds the handle unit 20 and brings the probe 180 of the probe unit 30 that vibrates ultrasonically into contact with the biological tissue to be treated. At this time, the user operates the hand switch 22 to vibrate the ultrasonic transducer. The vibration generated by the ultrasonic transducer is transmitted to the probe 180. When the tip of the vibrating probe 180 comes into contact with the living tissue, the living tissue is treated.
 図2は、電源装置80の内部の一例の構成を示すブロック図である。電源装置80は、主制御回路100と、出力制御回路102と、出力検知回路104a及び104bとを有している。 FIG. 2 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the power supply device 80. The power supply device 80 includes a main control circuit 100, an output control circuit 102, and output detection circuits 104a and 104b.
 主制御回路100は、例えばCPUによって構成されており、出力制御回路102の動作を制御する。例えば、主制御回路100は、出力制御回路102に対して超音波振動の目標値を入力する。超音波振動の目標値は、例えば操作者の手元スイッチ22の入力に応じて設定されるものであって、出力制御回路102による制御対象の物理量によって設定される。操作者の手元スイッチ22の入力に応じてプローブ180の振幅を直接的に変化させる場合、目標値は、例えば超音波振動の振幅に対応した電流値である。また、操作者の手元スイッチ22の入力に応じて生体組織の温度を制御する場合、目標値は、例えば生体組織の温度を所定の温度とするために必要な超音波振動の振幅に対応した電流値である。 The main control circuit 100 is constituted by a CPU, for example, and controls the operation of the output control circuit 102. For example, the main control circuit 100 inputs a target value of ultrasonic vibration to the output control circuit 102. The target value of the ultrasonic vibration is set according to the input of the operator's hand switch 22, for example, and is set according to the physical quantity to be controlled by the output control circuit 102. When the amplitude of the probe 180 is directly changed according to the input of the operator's hand switch 22, the target value is, for example, a current value corresponding to the amplitude of the ultrasonic vibration. Further, when the temperature of the living tissue is controlled in accordance with the input of the operator's hand switch 22, the target value is, for example, a current corresponding to the amplitude of ultrasonic vibration necessary to set the temperature of the living tissue to a predetermined temperature. Value.
 また、主制御回路100は、出力制御回路102からのエラー通知を受けたときに出力制御回路102の動作を停止させることも行う。 The main control circuit 100 also stops the operation of the output control circuit 102 when receiving an error notification from the output control circuit 102.
 電源回路としての出力制御回路102は、例えばFPGAによって構成されている。この出力制御回路102は、超音波振動子27と電気的に接続され、超音波振動子27を駆動するための電力を生成する。例えば、出力制御回路102は、出力検知回路104aで検知される物理量の現在値が主制御回路100から入力された目標値となるように、超音波振動子27を駆動するための電流値をフィードバック制御する。 The output control circuit 102 as a power supply circuit is configured by, for example, an FPGA. The output control circuit 102 is electrically connected to the ultrasonic transducer 27 and generates electric power for driving the ultrasonic transducer 27. For example, the output control circuit 102 feeds back a current value for driving the ultrasonic transducer 27 so that the current value of the physical quantity detected by the output detection circuit 104a becomes the target value input from the main control circuit 100. Control.
 また、出力制御回路102は、出力検知回路104aで検知される物理量と出力検知回路104bで検知される物理量との差異を比較することによって故障を検知する。故障が検知された場合に、出力制御回路102は、主制御回路100に対してエラー通知を行う。 Also, the output control circuit 102 detects a failure by comparing the difference between the physical quantity detected by the output detection circuit 104a and the physical quantity detected by the output detection circuit 104b. When a failure is detected, the output control circuit 102 notifies the main control circuit 100 of an error.
 出力検知回路104a及び104bは、処置具10において発生したエネルギーに関連した物理量を検知し、検知した物理量に対応した信号を出力制御回路102に入力する。超音波処置システムの場合、この物理量は、出力制御回路102の出力電流及び出力電圧等である。出力検知回路104a及び104bの回路構成は、出力制御回路102におけるフィードバック制御に用いられる物理量によって適宜選択され得る。ただし、出力検知回路104a及び104bの回路構成は、同一箇所の物理量を検知するものである。例えば、出力検知回路104a及び104bは、それぞれ、出力制御回路102の出力端子部等の同一箇所の電流を検知する。 The output detection circuits 104a and 104b detect a physical quantity related to the energy generated in the treatment instrument 10, and input a signal corresponding to the detected physical quantity to the output control circuit 102. In the case of an ultrasonic treatment system, this physical quantity is the output current and output voltage of the output control circuit 102. The circuit configuration of the output detection circuits 104 a and 104 b can be selected as appropriate depending on the physical quantity used for feedback control in the output control circuit 102. However, the circuit configurations of the output detection circuits 104a and 104b detect physical quantities at the same location. For example, the output detection circuits 104a and 104b detect currents at the same location, such as the output terminal portion of the output control circuit 102, respectively.
 図3は、出力制御回路102の内部の一例の構成を示すブロック図である。図3に示すように、出力制御回路102は、分離された2つの回路領域200a及び200bを有している。回路領域200aと回路領域200bとは、互いの回路領域の故障の影響を受けないように物理的及び機能的に分離されている。すなわち、回路領域200aに設けられている回路ブロックは回路領域200bにはまたがっておらず、回路領域200bに設けられている回路ブロックは回路領域200aにはまたがっていない。また、回路領域200aの回路ブロック間を接続している配線は、回路領域200aの中にだけ設けられており、回路領域200aの外には引き回されていない。また、回路領域200bの回路ブロック間を接続している配線は、回路領域200bの中にだけ設けられており、回路領域200bの外には引き回されていない。回路領域200aと回路領域200bとを接続する配線も、互いの回路領域の故障の影響を受けないように構成されている。ここで、回路領域200a及び200bの分離の手法は、互いの回路領域の故障の影響を受けないように物理的及び機能的に分離されてさえいれば特に限定されるものではない。 FIG. 3 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the output control circuit 102. As shown in FIG. 3, the output control circuit 102 has two separated circuit regions 200a and 200b. The circuit area 200a and the circuit area 200b are physically and functionally separated so as not to be affected by the failure of the circuit areas. That is, the circuit block provided in the circuit area 200a does not extend over the circuit area 200b, and the circuit block provided in the circuit area 200b does not extend over the circuit area 200a. Also, the wiring connecting the circuit blocks in the circuit area 200a is provided only in the circuit area 200a and is not routed outside the circuit area 200a. Further, the wiring connecting the circuit blocks in the circuit area 200b is provided only in the circuit area 200b and is not routed outside the circuit area 200b. The wiring connecting the circuit area 200a and the circuit area 200b is also configured so as not to be affected by the failure of the circuit areas. Here, the method of separating the circuit areas 200a and 200b is not particularly limited as long as it is physically and functionally separated so as not to be affected by the failure of the circuit areas.
 回路領域200aは、通信回路202aと、出力取得回路204aと、出力生成回路206と、エラー検知回路208aとを回路ブロックとして有している。また、回路領域200bは、通信回路202bと、出力取得回路204bと、エラー検知回路208bとを回路ブロックとして有している。 The circuit area 200a includes a communication circuit 202a, an output acquisition circuit 204a, an output generation circuit 206, and an error detection circuit 208a as circuit blocks. The circuit area 200b has a communication circuit 202b, an output acquisition circuit 204b, and an error detection circuit 208b as circuit blocks.
 通信回路202aは、回路領域200aと主制御回路100との通信を行うインターフェースを含む。通信回路202bは、通信回路202aと同一の回路構成を有し、回路領域200bと主制御回路100との通信を行うインターフェースを含む。通信回路202a及び202bは、例えばIC(Inter-Integrated Circuit)、UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)、SPI(Serial Peripheral Interface)といった通信方式で通信を行う。勿論、通信回路202a及び202bは、これら以外の方式で主制御回路100と通信を行うものであってもよい。 The communication circuit 202a includes an interface for performing communication between the circuit area 200a and the main control circuit 100. The communication circuit 202b has the same circuit configuration as the communication circuit 202a and includes an interface for performing communication between the circuit area 200b and the main control circuit 100. The communication circuits 202a and 202b perform communication by a communication method such as I 2 C (Inter-Integrated Circuit), UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter), or SPI (Serial Peripheral Interface). Of course, the communication circuits 202a and 202b may communicate with the main control circuit 100 by other methods.
 出力取得回路204a及び204bは、それぞれ、対応する出力検知回路からの出力を取得する。すなわち、出力取得回路204aは、出力検知回路104aで検知された物理量(例えば電流)を例えばデジタル信号に変換することで取得する。また、出力取得回路204bは、出力検知回路104bで検知された物理量(例えば電流)を例えばデジタル信号に変換することで取得する。 The output acquisition circuits 204a and 204b each acquire the output from the corresponding output detection circuit. That is, the output acquisition circuit 204a acquires the physical quantity (for example, current) detected by the output detection circuit 104a by converting it into a digital signal, for example. The output acquisition circuit 204b acquires the physical quantity (for example, current) detected by the output detection circuit 104b by converting it into a digital signal, for example.
 出力生成回路206は、主制御回路100から入力された目標値と出力取得回路204aで取得された物理量の現在値との偏差に従って処置具10においてエネルギーを発生させるための電力を生成する。例えば、出力生成回路206は、主制御回路100から入力された電流の目標値と出力取得回路204aで取得された電流値との偏差がなくなるように出力電圧を変化させることで処置具10においてエネルギーを発生させるための電力を生成する。 The output generation circuit 206 generates electric power for generating energy in the treatment instrument 10 according to the deviation between the target value input from the main control circuit 100 and the current value of the physical quantity acquired by the output acquisition circuit 204a. For example, the output generation circuit 206 changes the output voltage so that there is no deviation between the target value of the current input from the main control circuit 100 and the current value acquired by the output acquisition circuit 204a. The power for generating is generated.
 エラー検知回路208a及び208bは、同一の回路構成を有し、各回路領域に含まれる出力取得回路で取得された物理量の差異からシステムの故障を検知する。そして、エラー検知回路208a及び208bは、システムの故障を検知した場合に、システムの故障が検知された旨を示すエラー通知を主制御回路100に対して出力する。例えば、エラー検知回路208aは、出力取得回路204aで取得された電流値と出力取得回路204bで取得された電流値との差異からシステムの故障を検知する。また、エラー検知回路208bも、出力取得回路204aで取得された電流値と出力取得回路204bで取得された電流値との差異からシステムの故障を検知する。 The error detection circuits 208a and 208b have the same circuit configuration, and detect a system failure from the difference in physical quantity acquired by the output acquisition circuit included in each circuit area. When detecting a system failure, the error detection circuits 208a and 208b output an error notification indicating that a system failure has been detected to the main control circuit 100. For example, the error detection circuit 208a detects a system failure from the difference between the current value acquired by the output acquisition circuit 204a and the current value acquired by the output acquisition circuit 204b. The error detection circuit 208b also detects a system failure from the difference between the current value acquired by the output acquisition circuit 204a and the current value acquired by the output acquisition circuit 204b.
 以下、電源装置80の動作を説明する。電源装置80の電源がオンされると、主制御回路100は、手元スイッチ22の入力を取得する。そして、主制御回路100は、出力制御回路102の通信回路202aを介して、手元スイッチ22の入力に応じた目標値を出力制御回路102の出力生成回路206に入力する。 Hereinafter, the operation of the power supply device 80 will be described. When the power supply 80 is turned on, the main control circuit 100 acquires the input of the hand switch 22. Then, the main control circuit 100 inputs a target value corresponding to the input of the hand switch 22 to the output generation circuit 206 of the output control circuit 102 via the communication circuit 202 a of the output control circuit 102.
 出力生成回路206は、出力取得回路204aで取得された物理量(例えば電流)の現在値と目標値との偏差に応じて処置具10を駆動するための電力を生成する。これにより、処置具10において手元スイッチ22の入力に応じたエネルギーが発生する。そして、被検体の処置が行われる。 The output generation circuit 206 generates electric power for driving the treatment instrument 10 according to the deviation between the current value of the physical quantity (for example, current) acquired by the output acquisition circuit 204a and the target value. Thereby, energy corresponding to the input of the hand switch 22 is generated in the treatment instrument 10. Then, the subject is treated.
 出力生成回路206の動作と並列して、エラー検知回路208a及びエラー検知回路208bは、システムの故障の有無を検知する。すなわち、エラー検知回路208aは、出力取得回路204aで取得された物理量(例えば電流)の現在値と出力取得回路204bで取得された物理量の現在値との差異からシステムの故障を検知する。また、エラー検知回路208bも、出力取得回路204aで取得された物理量の現在値と出力取得回路204bで取得された物理量の現在値との差異からシステムの故障を検知する。 In parallel with the operation of the output generation circuit 206, the error detection circuit 208a and the error detection circuit 208b detect the presence or absence of a system failure. That is, the error detection circuit 208a detects a system failure from the difference between the current value of the physical quantity (for example, current) acquired by the output acquisition circuit 204a and the current value of the physical quantity acquired by the output acquisition circuit 204b. The error detection circuit 208b also detects a system failure from the difference between the current physical quantity value acquired by the output acquisition circuit 204a and the current physical quantity value acquired by the output acquisition circuit 204b.
 出力取得回路204a及び204bは同一箇所の物理量を取得するものである。したがって、通常であれば、出力取得回路204aで取得される物理量の値と出力取得回路204bで取得される物理量の値とは同一の値を示す。したがって、出力取得回路204aで取得される物理量の値と出力取得回路204bで取得される物理量の値との差異の有無からシステムの故障を検知することが可能である。 The output acquisition circuits 204a and 204b acquire physical quantities at the same location. Therefore, normally, the value of the physical quantity acquired by the output acquisition circuit 204a and the value of the physical quantity acquired by the output acquisition circuit 204b show the same value. Therefore, it is possible to detect a system failure based on whether there is a difference between the physical quantity value acquired by the output acquisition circuit 204a and the physical quantity value acquired by the output acquisition circuit 204b.
 エラー検知回路208aは、システムの故障を検知した場合に、故障が検知された旨を示すエラー通知を主制御回路100に対して出力する。同様に、エラー検知回路208bは、システムの故障を検知した場合に、故障が検知された旨を示すエラー通知を主制御回路100に対して出力する。主制御回路100は、エラー検知回路208aとエラー検知回路208bの少なくとも何れかからエラー通知が入力された場合に出力制御回路102の動作を停止させる。 The error detection circuit 208a outputs an error notification indicating that a failure has been detected to the main control circuit 100 when a failure in the system is detected. Similarly, when detecting a system failure, the error detection circuit 208b outputs an error notification indicating that a failure has been detected to the main control circuit 100. The main control circuit 100 stops the operation of the output control circuit 102 when an error notification is input from at least one of the error detection circuit 208a and the error detection circuit 208b.
 以上説明したように本実施形態によれば、1つの出力制御回路102の内部に複数の回路領域が設けられている。また、それぞれの回路領域内には、同一構成の出力検知回路で検知された物理量に基づいてシステムの故障を検知する同一構成の故障検知機構(図の例では出力取得回路、エラー検知回路、通信回路)が設けられている。同一構成の故障検知機構であれば容易に設計できる。このため、設計精度を緩和しつつ、故障検知の冗長性を高めることが可能である。また、故障検知機構を個別のICに実装する必要がないので、コストやスペースの削減になる。また、エラーの検知を主制御回路100で行う必要がなくなるので、主制御回路100の負荷が軽減される。 As described above, according to this embodiment, a plurality of circuit areas are provided in one output control circuit 102. Also, in each circuit area, a failure detection mechanism of the same configuration that detects a system failure based on the physical quantity detected by the output detection circuit of the same configuration (in the example of the figure, an output acquisition circuit, an error detection circuit, a communication Circuit). A fault detection mechanism with the same configuration can be easily designed. For this reason, it is possible to increase the redundancy of failure detection while relaxing the design accuracy. In addition, since it is not necessary to mount the failure detection mechanism on an individual IC, cost and space can be reduced. In addition, since it is not necessary to detect errors in the main control circuit 100, the load on the main control circuit 100 is reduced.
 また、出力制御回路102の内部に複数の故障検知機構を設けるようにしたことにより、主制御回路100に故障検知機構を設けて2重化を図る場合とは異なり、主制御回路100と出力検知回路104a又は104bとの通信線が不要になる。すなわち、主制御回路100と出力制御回路102との間の通信線のみでよい。さらに、主制御回路100と出力制御回路102との間の通信方式をICとすることにより、主制御回路100に故障検知機構を設けて2重化を図る場合よりも通信インターフェースの数を減らすことが可能である。 In addition, since a plurality of failure detection mechanisms are provided in the output control circuit 102, the main control circuit 100 and the output detection are different from the case where the failure detection mechanism is provided in the main control circuit 100 to achieve duplication. A communication line with the circuit 104a or 104b becomes unnecessary. That is, only the communication line between the main control circuit 100 and the output control circuit 102 is sufficient. Further, by setting the communication method between the main control circuit 100 and the output control circuit 102 to I 2 C, the number of communication interfaces can be increased as compared with the case where the main control circuit 100 is provided with a failure detection mechanism and duplexed. It is possible to reduce.
 また、回路領域200aと回路領域200bとは、互いの回路領域の故障の影響を受けないように物理的及び機能的に分離されている。このため、仮に一方の回路領域内の故障検知機構自体が故障したとしても、その故障はもう一方の回路領域内の故障検知機構には影響しない。このため、もう一方の故障検知機構を用いてシステムの故障を検知することが可能である。これにより、故障検知の冗長性をさらに高めることが可能である。 Further, the circuit area 200a and the circuit area 200b are physically and functionally separated so as not to be affected by the failure of the circuit areas. For this reason, even if the failure detection mechanism itself in one circuit area fails, the failure does not affect the failure detection mechanism in the other circuit area. For this reason, it is possible to detect a system failure using the other failure detection mechanism. Thereby, it is possible to further increase the redundancy of failure detection.
 前述した実施形態では、回路領域の数は2つである。しかしながら、回路領域の数は3つ以上であってもよい。この場合、それぞれの回路領域に故障検知機構を設けることで故障検知機構を3重化以上の多重化することもできる。この場合であっても、出力生成回路206は、1つの回路領域に設けられていればよい。また、故障検知機構を3重化以上した場合には、複数の故障検知機構の出力の多数決によってシステムの故障の有無が判定されるように構成されてもよいし、より安全な設計として、1つの故障検知機構でシステムの故障が検知された時点でシステムが故障していると判定されるように構成されていてもよい。 In the above-described embodiment, the number of circuit areas is two. However, the number of circuit areas may be three or more. In this case, by providing a failure detection mechanism in each circuit area, the failure detection mechanism can be multiplexed more than triple. Even in this case, the output generation circuit 206 may be provided in one circuit area. Further, when the failure detection mechanism is tripled or more, it may be configured such that the presence or absence of a system failure is determined by the majority of the outputs of the plurality of failure detection mechanisms. The system may be configured to determine that the system has failed when a failure of the system is detected by one failure detection mechanism.
 また、前述したように本実施形態の技術は超音波処置システム以外の処置システムに対しても適用可能である。この場合、それぞれの処置システムで用いられるエネルギーの種類等に応じて故障検知機構の構成は適宜選択される。 Further, as described above, the technique of the present embodiment can be applied to treatment systems other than the ultrasonic treatment system. In this case, the configuration of the failure detection mechanism is appropriately selected according to the type of energy used in each treatment system.

Claims (8)

  1.  エネルギーを利用して被検体を処置する処置部と、
     前記エネルギーに関連した物理量を検知する複数の出力検知回路と、
     前記複数の出力検知回路のそれぞれで検知された前記物理量に応じて前記エネルギーを制御する出力制御回路と、
     前記出力制御回路を制御する主制御回路と、
     を具備し、
     前記出力制御回路は、分離された複数の回路領域を有し、
     それぞれの前記回路領域は、
     対応する前記出力検知回路で検知された前記物理量の値を取得する出力取得回路と、
     それぞれの前記回路領域に含まれる前記出力取得回路で取得された前記物理量の値同士の差異の有無によって故障を検知してエラー通知を行うエラー検知回路と、
     前記主制御回路と情報の通信を行う通信回路と、
     を含み、
     何れか1つの前記回路領域は、前記出力取得回路で取得された前記物理量の値と前記通信回路を介して前記主制御回路から入力された目標値との比較結果に応じて前記エネルギーを発生させるための電力を生成する出力生成回路をさらに含み、
     前記通信回路は、前記エラー検知回路からの前記エラー通知を前記主制御回路に通信するとともに、前記主制御回路からの前記目標値を前記出力生成回路に通信する、
     処置システム。
    A treatment unit that uses energy to treat the subject;
    A plurality of output detection circuits for detecting physical quantities related to the energy;
    An output control circuit that controls the energy according to the physical quantity detected by each of the plurality of output detection circuits;
    A main control circuit for controlling the output control circuit;
    Comprising
    The output control circuit has a plurality of separated circuit regions,
    Each said circuit area is
    An output acquisition circuit for acquiring a value of the physical quantity detected by the corresponding output detection circuit;
    An error detection circuit that detects a failure and notifies an error according to the presence or absence of a difference between the values of the physical quantities acquired by the output acquisition circuit included in each of the circuit areas; and
    A communication circuit for communicating information with the main control circuit;
    Including
    Any one of the circuit regions generates the energy according to a comparison result between the physical quantity value acquired by the output acquisition circuit and a target value input from the main control circuit via the communication circuit. An output generation circuit for generating power for
    The communication circuit communicates the error notification from the error detection circuit to the main control circuit, and communicates the target value from the main control circuit to the output generation circuit.
    Treatment system.
  2.  前記出力検知回路は、同一の回路構成を有し、
     複数の前記回路領域に含まれる前記出力取得回路、前記エラー検知回路及び前記通信回路のそれぞれは、同一の回路構成を有している、
     請求項1に記載の処置システム。
    The output detection circuit has the same circuit configuration,
    Each of the output acquisition circuit, the error detection circuit, and the communication circuit included in the plurality of circuit regions has the same circuit configuration.
    The treatment system according to claim 1.
  3.  複数の前記回路領域は、互いの回路領域の故障の影響を受けないように物理的及び機能的に分離されている請求項1に記載の処置システム。 The treatment system according to claim 1, wherein the plurality of circuit areas are physically and functionally separated so as not to be affected by a failure of each other circuit area.
  4.  前記出力制御回路は、FPGAによって構成されている請求項1に記載の処置システム。 The treatment system according to claim 1, wherein the output control circuit is configured by an FPGA.
  5.  前記出力制御回路は、分離された2つの回路領域を有する請求項1に記載の処置システム。 The treatment system according to claim 1, wherein the output control circuit has two separated circuit areas.
  6.  前記エネルギーは超音波によるエネルギーである請求項1に記載の処置システム。 The treatment system according to claim 1, wherein the energy is ultrasonic energy.
  7.  被検体を処置する処置部において発生したエネルギーに関連した物理量を検知する複数の出力検知回路と、
     前記複数の出力検知回路のそれぞれで検知された前記物理量に応じて前記エネルギーを制御する出力制御回路と、
     前記出力制御回路を制御する主制御回路と、
     を具備し、
     前記出力制御回路は、分離された複数の回路領域を有し、
     それぞれの前記回路領域は、
     対応する前記出力検知回路で検知された前記物理量の値を取得する出力取得回路と、
     それぞれの前記回路領域に含まれる前記出力取得回路で取得された前記物理量の値同士の差異の有無によって故障を検知してエラー通知を行うエラー検知回路と、
     前記主制御回路と情報の通信を行う通信回路と、
     を含み、
     何れか1つの前記回路領域は、前記出力取得回路で取得された前記物理量の値と前記通信回路を介して前記主制御回路から入力された目標値との比較結果に応じて前記エネルギーを発生させるための電力を生成する出力生成回路をさらに含み、
     前記通信回路は、前記エラー検知回路からの前記エラー通知を前記主制御回路に通信するとともに、前記主制御回路からの前記目標値を前記出力生成回路に通信する、
     電源装置。
    A plurality of output detection circuits for detecting physical quantities related to energy generated in a treatment section for treating a subject;
    An output control circuit that controls the energy according to the physical quantity detected by each of the plurality of output detection circuits;
    A main control circuit for controlling the output control circuit;
    Comprising
    The output control circuit has a plurality of separated circuit regions,
    Each said circuit area is
    An output acquisition circuit for acquiring a value of the physical quantity detected by the corresponding output detection circuit;
    An error detection circuit that detects a failure and notifies an error according to the presence or absence of a difference between the values of the physical quantities acquired by the output acquisition circuit included in each of the circuit areas; and
    A communication circuit for communicating information with the main control circuit;
    Including
    Any one of the circuit regions generates the energy according to a comparison result between the physical quantity value acquired by the output acquisition circuit and a target value input from the main control circuit via the communication circuit. An output generation circuit for generating power for
    The communication circuit communicates the error notification from the error detection circuit to the main control circuit, and communicates the target value from the main control circuit to the output generation circuit.
    Power supply.
  8.  被検体を処置する処置部において発生したエネルギーに関連した物理量を検知する複数の出力検知回路のそれぞれで検知された前記物理量に応じて前記エネルギーを制御する出力制御回路であって、
     前記出力制御回路は、分離された複数の回路領域を有し、
     それぞれの前記回路領域は、
     対応する前記出力検知回路で検知された前記物理量の値を取得する出力取得回路と、
     それぞれの前記回路領域に含まれる前記出力取得回路で取得された前記物理量の値同士の差異の有無によって故障を検知してエラー通知を行うエラー検知回路と、
     前記出力制御回路を制御する主制御回路と情報の通信を行う通信回路と、
     を含み、
     何れか1つの前記回路領域は、前記出力取得回路で取得された前記物理量の値と前記通信回路を介して前記主制御回路から入力された目標値との比較結果に応じて前記エネルギーを発生させるための電力を生成する出力生成回路をさらに含み、
     前記通信回路は、前記エラー検知回路からの前記エラー通知を前記主制御回路に通信するとともに、前記主制御回路からの前記目標値を前記出力生成回路に通信する、
     出力制御回路。
    An output control circuit that controls the energy in accordance with the physical quantity detected by each of a plurality of output detection circuits that detect a physical quantity related to energy generated in a treatment unit that treats a subject,
    The output control circuit has a plurality of separated circuit regions,
    Each said circuit area is
    An output acquisition circuit for acquiring a value of the physical quantity detected by the corresponding output detection circuit;
    An error detection circuit that detects a failure and notifies an error according to the presence or absence of a difference between the values of the physical quantities acquired by the output acquisition circuit included in each of the circuit areas; and
    A communication circuit that communicates information with a main control circuit that controls the output control circuit;
    Including
    Any one of the circuit regions generates the energy according to a comparison result between the physical quantity value acquired by the output acquisition circuit and a target value input from the main control circuit via the communication circuit. An output generation circuit for generating power for
    The communication circuit communicates the error notification from the error detection circuit to the main control circuit, and communicates the target value from the main control circuit to the output generation circuit.
    Output control circuit.
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