15是（模拟或数字的）图像传感器。如以下详细描述的，本公开的示 例性实施例包括屏蔽配置，该屏蔽配置能够防止内窥镜系统400的操作中的外部EMI的负 影响（例如，噪声）。
[0054] 此外，本公开的示例性实施例能够通过构造沿内窥镜（例如，相对于相应的接地 基准的视频信号传输线路、控制信号传输线路和电力传输线路）的导体之间的电容以使其 明显大于内窥镜系统400的应用部分和接地之间的电容，而进一步最小化失真，该失真由 沿内窥镜轴的视频信号传输线路（未示出）产生的EMI感生信号电平改变引起。
[0055] 带有低电容的内窥镜系统
[0056]图5图示说明了根据本公开的各种示例性实施例的内窥镜图像捕捉系统500,其 被配置为具有相对低的电容并因而呈现相对低的泄漏电流。内窥镜系统500包括耦接至内 窥镜轴510的接地外壳505,以及设置在内窥镜轴510的远端处的电子图像传感器515。在 示例性实施例中，内窥镜图像捕捉系统500能够被安装在机器人外科手术系统（诸如1图 示说明的机器人外科手术系统100)的病人侧操纵器臂（诸如图1和图2分别图示说明的臂 120、220)处。尽管图5和以下阐述的描述涉及内窥镜图像捕捉系统，但是本公开不受此限 制，并且本公开的示例性实施例可以包括其他系统，诸如超声内窥镜探针、使用压力变换器 (例如，用于测量动脉血压）的内窥镜系统、使用电磁传感器（例如，用于定位和/或操纵） 的内窥镜系统、使用温度传感器的内窥镜系统和/或使用化学传感器（诸如PH传感器）的 内窥镜系统等。
[0057] 内窥镜系统500进一步包括用于提供电力至电子图像传感器515的电力传输线路 520和输出/控制数据传输线路521，其中输出/控制数据传输线路521用于交换电子图像 传感器515和例如通过通信接口 540逻辑耦接至内窥镜系统500的外科医生控制台（诸如 图1图示说明的外科医生控制台110和/或电子/辅助控制推车115)之间的输出/控制 和视频处理信号。
[0058] 尽管电力传输线路520被图示说明为单个线路，但是本公开并不受此限制，且示 例性实施例可以包括一个或更多个电力传输线路。例如，在各种示例性实施例中，电力可以 通过两个电力传输线路被提供至电子图像传感器515,电力传输线路能够包括例如用于给 电子图像传感器515中的逻辑电路供电的相对低的电压线路（例如，大约1.8V)、以及用于 给电子图像传感器515中的模拟像素和放大器的探测供电的相对高的电压线路（例如，大 约 3. 6V)。
[0059] 此外，尽管输出/控制数据传输线路521被示出为单个线路，但是本公开并不受此 限制，且示例性实施例可以包括用于输出数据和控制数据的单独线路或用于输出和控制数 据的每个的多个线路。例如，在各种示例性实施例中，一个线路可以被提供用于控制数据的 交换，且一个或更多个线路可以被提供用于从图像传感器515传输高速图像数据至例如外 科医生控制台（诸如图1图示说明的外科医生控制台10和/或电子/辅助控制推车115)。 在一种示例性实施例中，输出/控制数据传输线路521可以包括双绞铜线路。
[0060] 内窥镜系统500进一步包括浮动接地525并通过电绝缘材料530与传输线路520 和521隔离，浮动接地525环绕传输线路520和521。可以基于期望的电介质、柔韧性和强 度性能选择材料530。在示例性实施例中，电绝缘材料530能够包括四氟乙烯（ETFE)。然 而，本公开的示例性实施例并不受此限制，且绝缘材料530可以包括多种电绝缘材料。在 不脱离本公开的范围的情况下，合适材料的其他非限制性示例包括硅树脂、聚氯乙烯（PVC) 和膨胀聚四氟乙烯（ePTFE)。
[0061] 内窥镜系统500进一步包括接地外壳505内的通信接口 540,用于与遥控外科手术 系统的其他元件（诸如，例如图1图示说明的电子/辅助控制推车115和外科医生控制台 110)交换数据。内窥镜系统500进一步包括接地外壳505内的电源接口 545,用于将来自 电源（例如，图3中的电源350)的外部电力提供至内窥镜系统500。通信接口 540和电源 接口 545能够携带接地的信号/电力。然而，本公开并不受此限制，且通信接口 540和电源 接口 545可以基于非接地基准被接地，该非接地基准不同于内窥镜系统500内的浮动接地 基准525。
[0062] 内窥镜系统500进一步包括耦接至通信接口 540的接地外壳505内的处理电路 550,用于处理通信接口 540和电子图像传感器515之间交换的信号。然而，本公开示例性实 施例并不受此限制，且一些或所有的处理信号可以发生在例如遥控外科手术系统（诸如， 例如，图1图示说明的电子/辅助控制推车115和/或外科医生控制台110)的其他元件处。
[0063] 处理电路550能够包括光学收发器电路552 (如图5所描绘的），用于将通信接口 540处接收到的电信号转换为光信号，并且反之亦然。然而，本公开的示例性实施例并不受 此限制。例如，在各种示例性实施例中，内窥镜系统可以经由光信号与外部元件（诸如关联 的遥控外科手术系统的元件）交换数据，在这种情况中，可以避免光收发器电路552。
[0064] 内窥镜系统500进一步包括光收发器电路560和隔离电源565。光收发器电路560 被耦接至输出/控制传输线路521以与电子图像传感器515交换输出/控制电信号，并耦接 至处理电路550的光收发器电路552以与光收发器电路552交换光信号。为了提供信号至 关联的遥控外科手术系统（直接地或通过可以接地的处理电路550的光收发器电路552)， 使用光收发器电路560和光连接将输出/控制传输线路521和电子图像传感器515 (其为 浮动接地）与接地元件隔离。如以下将更详细解释的，这种隔离可以降低在这些元件与病 人接触时从内窥镜轴510和/或电子图像传感器515至例如接地的泄漏电流。
[0065] 隔离电源变压器565被耦接为接收来自电源接口 545的接地电力。隔离电源565 被进一步耦接至电力传输线路520和浮动接地525。隔离电源变压器565将从电力接口 545 接收到的接地电力转换为供应至电子图像传感器515的浮动接地电力。以此方式，与外部 电源通信的电力接口 545与传输线路520的电力供应线路和浮动接地525隔离。尽管内窥 镜系统500被示出为包括通过电力接口 545供应的隔离电源变压器565,但是本公开并不受 此限制，且在不脱离本公开的范围的情况下，电力可以通过内窥镜系统500的外部或内部 电池被供应。
[0066] 在示例性实施例中，如图5所图示说明的，内窥镜系统500可以进一步包括耦接至 浮动接地的电路闭环（circuit enclosure)553,以向光收发器电路560和隔离电源变压器 565提供EMI/感生的电压保护。电路闭环553可以包括例如法拉第罩（Faraday cage)，其 帮助确保由EMI/感生的电压产生的电流一致流动通过闭环，从而最小化或消除了电路中 的二级干扰。具体地，在其中与电容Ciso_5a和Ciso_5b相比，电容Cbox_5相对大的情况 中，导致干扰电流流动通过箱子但不通过有源电路系统。
[0067] 除了以上阐述的特征，本领域的普通技术人员可以理解其他特征，本公开的各种 示例性实施例包括元件以实现内窥镜系统的电有源系统部件（例如，电子图像传感器515、 传输线路520和521以及关联的电路系统）和病人组织（其可以是接地基准的）之间相对 低的电容。在示例性实施例中，根据本公开的整个内窥镜系统的电容能够足够低以维持来 自应用部分的电流泄漏在一定水平，该水平满足至少（例如，根据IEC60601-1中阐述的标 准的）CF评级的要求（其对应于使用标称230伏特交流（AC)电压、60Hz接地电源操作时的 大约500pF)。然而，本领域普通技术人员应当理解，如根据具体应用所期望的，本公开在实 现用于应用部分的其他电击保护评级中能够是有用的。
[0068] 例如，电流泄漏量是应用部分和接地之间的、图5图示说明为Ctotal_5的电容的 函数。在本公开的各种示例性实施例中，如内窥镜系统500中，Ctotal_5在很大程度上是 Cstray_5 (内窥镜系统500的各种元件相对于接地的杂散电容）、Cbox_5 (电路闭环553和 接地之间的电容）、以及Ciso_5(电路闭环553内的电路和接地之间的电容；Ciso_5a用于 光收发器电路560而Ciso_5b用于隔离电源变压器565)之和，因为这些电容并联在内窥镜 相机500的元件/电路和接地之间。因而，在本公开的各种示例性实施例中，Ctotal_5部 分使用内窥镜系统500 (例如，电子图像传感器515和传输线路520和521)内的各种电路 的浮动接地525,以及通过由电路闭环553(Cbox_5)的配置提供的隔离而保持低，；保持内 部信号数据线路（浮动接地）与外部信号数据线路（接地）（Ciso_5a)隔离的光连接光收 发器电路560 ;以及隔离电源（Ciso_5b)，其产生用于浮动电路的浮动接地电力。
[0069] 具体地，参见图5,浮动接地电路和接地之间的电容包括Cstray_5 (应用部分和接 地之间的杂散电容）、Ciso_5(浮动电路和输出/控制信号接口之间的接口处产生的电容 (Ciso_5a)以及浮动电路和电源接口之间的接口处产生的电容（Ciso5b))以及Cbox_5(电 路闭环553和接地外壳505之间的电容）。关于Ciso_5,本公开的各种实施例通过（例如） 在电路闭环553(收发器电路560)内的浮动电路和接地信号传输电路（例如，光收发器电 路552)之间具有光数据通信链路，以用于交换电子图像传感器515和外部元件（诸如，例 如，外科医生控制台之间的输出/控制信号，来维持相对低的Ciso_5(图5中图示说明为 Ciso_5a)。Ciso_5(图5中图示说明为Ciso_5b)也能够通过（例如）使用隔离电源/调节 器来保持低。关于Cbox_5,其通过构建电路闭环553可以保持低，以便电路闭环553和接地 外壳之间的电容以本领域技术人员熟知的各种方式降低。
[0070] 带有EMI保护的内窥镜电子传感器系统
[0071] 图6图不说明了根据本公开的各种不例性实施例的内窥镜系统600。内窥镜系统 600包括親接至内窥镜轴610的接地外壳605,和设置在内窥镜轴610的远端处的电子图