コードレスの外科用ドリルまたはノコギリは、手術で最も要求の厳しい瞬間に外科医の手に持たれる高出力モーター工具です。その電池は、数秒間に数百ワットを供給し、繰り返しの急速充電に耐え、手技の途中で決して故障してはなりません。論文Aではこの負荷を詳しく分析し、滅菌されたハンドピースと滅菌されていない電池の間の珍しい分離を説明し、IEC 60601-1に照らした要件を定めます。
整形外科用電動工具は、ギアボックスを介してブラシレスDCモーターを駆動し、穴開け、リーミング、切断、ワイヤーの挿入を行います。公表されているコードレスプラットフォームは、出力約180W、ノコギリで最大10,000RPM、頭蓋用ミルで最大40,000RPMの速度を、12V 2600mAhクラスのパックから供給すると規定しています。電流プロファイルは、トリガー制御されたバーストの連続です：始動時の突入電流、空転電流、バーが骨に食い込む際の急激な上昇、ビットが固着した場合のストールレベルのピーク——空転電流の数倍でほんの一瞬続きます。緻密な大腿骨の切断や大型リーマーの駆動では、パックが持続電流限界付近に一度に数十秒間保たれます。
外科での稼働時間はシフト単位ではなく症例単位で規定されます。パックは、手直しの余裕を含めて予想される最長の手技をカバーしなければならず、システムは約60分の急速充電と数秒でのホットスワップを備えたペアの電池を使用し、消耗したパックが手術を決して中断しないようにします。ハイエンドプラットフォームは、2個の電池で累計90分以上の工具使用をうたっています。人工関節置換術で実際にモーターがオンになっている時間は、1時間の手術に分散したほんの数分に過ぎないため、パックは手技の平均電力ではなく、最悪の途切れない切断シーケンスに合わせてサイズ設定されます——そのため、ピーク電流と熱的能力が、生のアンペアアワーよりも重要になります。
134°Cでの蒸気オートクレーブ（ISO 17665の滅菌サイクルに従い、ハンドピースでは数百回繰り返されることが多い）は電池を破壊するため、設計では滅菌されたハンドピースを電池から意図的に分離しています。パックは無菌バリアシースに封入されるか、遮蔽されたインターフェースを介して受け渡しされ、オートクレーブではなく低温手段で消毒されます。この境界がパックを形作ります：化学的な拭き取りに耐える密閉接点、露出した通気口なし、手袋をした手ですばやく交換できる機械式ラッチです。
外科用電動工具に専用のIEC 60601-2-x規格はありません。一般的なIEC 60601-1（米国：ANSI/AAMI ES60601-1）に加えてEMCのIEC 60601-1-2に準拠して認証され、滅菌はISO 17665、電池はIEC 62133に従って検証されます。必須性能——負荷時のトルクと速度——は電池が放電する間維持されなければならず、神経組織や血管組織の近くで穴開け中に予期せず停止することが、電池設計が防がなければならない危害です。
業界はNiCdからNiMH、そしてリチウムへと移行しましたが、ハイレートNiMHは、価値重視や堅牢化されたプラットフォームにとって今なお確かな選択肢です：非常に高いパルス電流、症例間の急速な部分充電への耐性、酸素の豊富な手術室での本質的な水系の安全性、膨張や熱暴走の懸念がないこと。論文Bは化学種を比較しパックのサイズを設定し、論文Cは滅菌境界の検証と試験の軌跡を扱います。
Weijiang Powerは、ハイレートNiMHセルと外科用工具向けカスタムパックを製造しています：ストールレベルの電流に対応する抵抗整合された溶接ストリング、密閉接点設計、急速充電のサーミスタ監督、IEC 62133-1/UN 38.3の書類。ストールを含むモーター電流の軌跡、最長の切断シーケンス、交換時間の要件をお送りください。症例の最後までトルクを維持するパックをサイズ設定します。
