(57)【要約】【課題】電極クラスタの複数の電極にエネルギーを供給し、一方電極クラスタによって取り囲まれた等電位のエリアまたは体積を最小にするかまたはこれを除去するためのシステムと方法を提供する。【解決手段】多相電気外科システムであって、コントローラモジュールと、該コントローラモジュールに動作可能に結合された発電機モジュールであって、該発電機モジュールは、位相オフセットをその間に有する複数の無線周波信号を生成し、該複数の無線周波信号をそれぞれの出力に提供するように構成されている、発電機モジュールと、間隔を置いた関係で配置された複数の電極を有する電気外科器具であって、該電極は、該複数の無線周波信号に対応する該発電機モジュールの該それぞれの出力に動作可能に結合されている、電気外科器具と、該発電機モジュールを作動させるために、該コントローラに動作可能に結合されたアクチュエータとを備えている、システム。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多相電気外科システムであって、
コントローラモジュールと、
該コントローラモジュールに動作可能に結合された発電機モジュールであって、該発電機モジュールは、位相オフセットをその間に有する複数の無線周波信号を生成し、該複数の無線周波信号をそれぞれの出力に提供するように構成されている、発電機モジュールと、
間隔を置いた関係で配置された複数の電極を有する電気外科器具であって、該電極は、該複数の無線周波信号に対応する該発電機モジュールの該それぞれの出力に動作可能に結合されている、電気外科器具と、
該発電機モジュールを作動させるために、該コントローラに動作可能に結合されたアクチュエータと
を備えている、システム。
【請求項２】
前記位相オフセットは、約１２０度、約９０度、および約１度〜約１８０度の範囲からなる群から選択される、請求項１に記載の多相電気外科システム。
【請求項３】
少なくとも１つのデジタルアナログ変換器と、
記憶装置であって、該記憶装置に格納された波形のデジタル化された表示を有する、記憶装置と、
該デジタルアナログ変換器および該記憶装置に動作可能に結合されたプロセッサであって、該プロセッサは、前記複数の無線周波信号を生成するために、一組のプログラム可能な命令を実行するように構成されている、プロセッサと
をさらに備えている、請求項１に記載の多相電気外科システム。
【請求項４】
前記無線周波信号間の所望の位相オフセットに対応するデジタル化された波形表のデータポイントに対する複数のポインタをさらに含む、請求項３に記載の多相電気外科システム。
【請求項５】
前記プログラム可能な命令の組は、前記無線周波信号のうちの少なくとも１つの振幅を変化させるように構成されている、請求項３に記載の多相電気外科システム。
【請求項６】
前記プログラム可能な命令の組は、前記無線周波信号のうちの少なくとも１つの周波数を変化させるように構成されている、請求項３に記載の多相電気外科システム。
【請求項７】
動作パラメータを表示するために、前記コントローラモジュールに動作可能に結合されたディスプレーモジュールをさらに備えている、請求項１に記載の多相電気外科システム。
【請求項８】
前記無線周波信号のうちの少なくとも１つに対してリターン経路を提供するために、前記発電機モジュールに動作可能に結合されたリターン電極をさらに備えている、請求項１に記載の多相電気外科システム。
【請求項９】
前記アクチュエータは、ハンドスイッチおよびフットスイッチからなる群から選択される、請求項１に記載の多相電気外科システム。
【請求項１０】
生物学的パラメータを検知するために、少なくとも１つの電極と通信するセンサであって、該センサは、前記コントローラに動作可能に結合され、前記プログラム可能な命令の組は、該生物学的なパラメータに応答して、前記無線周波信号の少なくとも１つの特性を変化させるように構成されている、センサをさらに備えている、請求項３に記載の多相電気外科システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、開放性、経皮的、内視鏡的、または腹腔鏡的な外科処置のための電気外科器具に関する。より詳細には、本開示は、無線周波組織切除システムに関し、該無線周波組織切除システムは、高速エネルギー送達および向上した切除制御を提供する複数の独立した位相電極を有する。
【背景技術】
【０００２】
身体の組織の切除または痛みの治療のために、無線周波エネルギーおよびマイクロ波エネルギーを含む電気エネルギー、ならびに、特に無線周波（「ＲＦ」）電極またはマイクロ波アンテナの使用は公知である。一般的に、ＲＦ電極（例えば、プローブ、抵抗加熱要素、など）は、治療または切除される組織に向かって身体の中に挿入されるための細長い円筒状の構成を含む。ＲＦ電極は、露出された導電性先端部分および絶縁された部分をさらに含み得る。ＲＦ電極は、例えば２００３年１月１４日にＲｉｔｔｍａｎ，ＩＩＩらに発行された「ＣＯＯＬ−ＴＩＰ  ＥＬＥＣＴＲＯＤＥ  ＴＨＥＲＭＯＳＵＲＧＥＲＹ  ＳＹＳＴＥＭ」と題する特許文献１、および２００３年３月１１日にＣｏｓｍａｎらに発行された「ＣＬＵＳＴＥＲ  ＡＢＬＡＴＩＯＮ  ＥＬＥＣＴＲＯＤＥ  ＳＹＳＴＥＭ」と題する特許文献２に示され、かつ開示されたＲＦ電極のような内部冷却の方法も含み得る。従って、ＲＦ電極が、無線周波電力の外部の供給源、例えば電気外科発電機（例えば無線周波、マイクロ波、超音波のような治療エネルギーを生成するために使用されるデバイス）に接続され、電流がＲＦ電極に送達されると、組織の加熱が、その露出された導電性先端部分の近傍およびこの周囲に生じ、それによって、導電性先端の近傍における標的組織の治療的変化が、組織の温度の上昇によって作成される。
【０００３】
例えば腫瘍の切除処置のような一部の適用において、複数の電極が、切除体積を拡大するために、アレイ状で身体の中に挿入され得る。特定の適用において、高周波数電極のアレイが、腫瘍の中に挿入される。電極は通常、腫瘍全体にわたって分散された態様で配置され、均等な熱で腫瘍体積を覆う。１つの一般的な配列において、電極は、デルタ形の（例えば三角形の）構成で配列される。複数の電極は、各電極が周囲の組織を加熱するように、高周波数エネルギーで同時に、または連続的に作動させられ得る。同時の作動は、最大のエネルギーが組織に適用されることを可能にするが、欠点も有し得る。電極からの電流は、電極アレイから離れる方向に流れて、等電位のエリアまたは体積（すなわちデッドゾーン）が電極間に形成されるようにする傾向がある。かかる等電位のエリアは結果として、標的とされた組織の不完全な切除を生じ得る。なぜならば、不十分なエネルギーが、等電位の領域に送達されるからである。エネルギーが、一度に全部の電極よりも少ない数の電極（通常一度に１つまたは２つの電極）に適用される連続作動は、電極間の等電位の領域の形成を防止し得る。しかしながら、この方法で電極を通るエネルギーを循環させるシーケンスも欠点を有し得る。なぜならば、組織の中へのエネルギー送達の速度を制限するからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６，５０６，１８９号明細書
【特許文献２】米国特許第６，５３０，９２２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、電極クラスタの複数の電極にエネルギーを供給し、一方、電極クラスタによって取り囲まれた等電位のエリアまたは体積を最小にするか、またはこれを除去するためのシステムおよび方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示による実施形態において、複数の独立したＲＦ信号を生成する能力を有する多相ＲＦ発電機が提供される。各ＲＦ信号の位相、振幅、および／または周波数が、独立的に可変であり得る。ＲＦ信号は、実質的に正弦波形によって特徴付けられ得るか、または代替として、非正弦波特性を示し得る。各独立した信号は、外科器具の対応する電極に動作可能に結合され得る。独立したＲＦ信号は同時に生成され得る。
【０００７】
実施形態において、本開示による多相ＲＦ発電機は、それらの間で約１２０°の位相オフセット、すなわち３相の構成、を有する３つのＲＦ信号を生成するように構成され得る。例えば、位相１は、０°の位相ずれを有する基準位相であり得、位相２は、位相１から約１２０°だけ変化し、位相３は、位相２から約１２０°だけ、かつ位相１から約２４０°だけ変化し得る。この配列によって、本開示によって動作するシステムは、平衡モード、または３極のモードで動作し得、この場合、リターン電極電流（すなわち中性電流）は、約ゼロである。なぜならば、位相間の総エネルギーは、器具の電極のうちの３つ以上の間で、および２つの間で実質的に流れるからである。
【０００８】
本開示により動作するシステムは、非平衡状態で動作し得、これによって、リターン電極を通る電流が生じさせ得ることも想定されている。例えば、気化（別名「バブルスチーム（ｂｕｂｂｌｅ  ｓｔｅａｍ）」が電極の周囲に形成され、そこを流れるエネルギー流の速度を変化させ得る。別の例において、エスカー（ｅｓｃｈａｒ）が手術部位において形成され得、これが、手術部位における１つ以上の電極のインピーダンスを変化させ得、結果として、影響を受けた電極におけるエネルギー移送速度に変化が生じ得る。非平衡動作モードは、電気外科波形のうちの少なくとも１つの位相、振幅、および／または周波数を変化させることによっても達成され得、これは、例えば、治療要件に従って切除領域の形状または方向を調節するために有用であり得る。さらにまたは代替として、電気外科波形のうちの少なくとも１つの位相、振幅、および／または周波数を変化させることは、手術部位における状態、例えば気化またはエスカーに応じて、組織の中へのエネルギーの送達を適合させるために有用であり得る。
【０００９】
組織への適用のための電気外科波形を生成する多相電気外科発電機と共に使用される制御システムも、本開示の範囲内で提供される。少なくとも１つのセンサモジュールが含まれ得、該少なくとも１つのセンサモジュールは、限定するものではないが、組織への電気外科波形の適用に対応する組織インピーダンス、および／または手術部位の温度を含む、手術部位に関するバイオメトリックパラメータを継続的に感知するように構成される。制御システムは、電気外科波形のうちの１つ以上のものの位相、振幅、および／または周波数を調節するように構成されたコントローラを含み得る。コントローラは、バイオメトリックパラメータ、例えば限定するものではないが、組織インピーダンス、エスカー形成、バブルスチーム形成、リターンパッド電流、ならびに切除領域の大きさおよび／または形状に応じて、位相、振幅、および／または周波数を調節するように構成され得る。さらにまたは代替として、コントローラは、ユーザ入力に応じて、位相、振幅、および／または周波数を調節するように構成され得る。例えば、位相、振幅または周波数は、ユーザによって独立的に調節され得る。実施形態において、位相、振幅、周波数の所定の組み合わせから選択する能力が提供される。
【００１０】
実施形態において、多相ＲＦ信号が有利にも、デジタル合成によって生成され得る。実施形態において、正弦波であり得る所望の出力波形のデジタル化された表示が、ＲＦ発電機内に格納され得る。格納された表示は、ルックアップ表形式にまとめられ得る。デジタル化された表示は、デジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換器を介してアナログ形式に変換され得る。各分離され段階化された信号は、対応するＤ／Ａ変換器と関連付けられ得る。実施形態において、単一のマルチプレックス化Ｄ／Ａ変換器が、各位相信号と関連付けられ得る。発電機は、デジタル化された波形表のデータポイントに対する複数のポインタ（すなわち、オフセット）を含むように構成され得、該デジタル化された波形表は、各多相信号間の所望の位相オフセットに対応する。例えば、正弦波は、３，６００データポイント（すなわち、サンプル）を有するルックアップ表に表され得、各ポイントは、０．１°増分における正弦波の振幅に対応する。位相間に１２０°を有する３相信号を仮定すると、第１の位相は、０個のサンプルのオフセットに対応し、第２の位相は、１２００個のサンプルのオフセットに対応し、第３の位相は、２４００個のサンプルのオフセットに対応する。格納されたデータポイントは次に、対応するレート（ｒａｔｅ）およびオフセットでＤ／Ａ変換器によって処理され、所望の周波数および位相角を有する多相信号を生成する。各多相信号の振幅は、例えば、デジタルスケーリングまたは可変ゲイン出力増幅器によって調節され得る。選択された信号の位相角は、その位相と関連付けられた表オフセットを変化させることによって調節され得る。引き続き現在の例において、単一の場所だけ表オフセットを変えることは、０．１°の位相変化を引き起こす。位相のより細かい調節は、例えば、表の値の内挿によって、またはより大きな数のデータポイントを有する表を提供することによって達成され得る。
【００１１】
電極クラスタによって提供される電気外科エネルギーのリターン経路を制御する能力は、波形間の位相、振幅、および／または周波数の関係を変化させることによって達成され得る。例えば、単一の単極構成において、ＲＦエネルギーは、電極とリターンパッドとの間の最小の抵抗（３次元容積経路にわたって平均化された）の経路をたどる。電流の方向を逸らすか、変化させる明確な方法はなく、経路は、エリアが切除されるときの生理学的パラメータによって画定される。同様に、双極構成において、２つの電極と周囲の正常な組織の解剖学的構造／生理、および作成された切除との間の電流が、全体的な電流の経路を決定する。３相の多相システムを使用して、デバイスが、平衡モード（各電極は位相が１２０°オフセットされている）で操作されて、電極間にエネルギーを均等に導き得、非平衡モードで操作されて、特定の電極間により多くの電流を、かつリターンパッドに一部の電流を送達し得、または単一相モードで操作されて、すべての電極が同じ位相で動作し得（通常の単極モードのように）、これが電流をリターンパッドのみに導く。多相システムの相対的な位相および振幅を調節することは、電流経路および続くエネルギー沈着に対するあるレベルの制御を提供し得る。
【００１２】
想定された一実施形態において、変更された位相関係は、電極の作動の間、固定され、これは、手術要件に従って切除領域の方向および形状を調節するために有用であり得る。別の想定される実施形態において、コントローラが、所定の経時変化する外形に従って、位相、振幅、および／または周波数を調節するように構成され得る。例えば、振幅変調が、連続して各位相に適用され得ることにより、準回転エネルギー送達パターンを引き起こし得る。別の例において、２つの隣接する電極の位相は、切除エリアを変化させるために、ある時間にわたってコヒーレンスにされ、またはコヒーレンスから外され得る。この時間調整された（ｔｉｍｅｄ）位相ずれは、ワンショット、複数ショット、または反復する方法で実行され得る。このずれパターンは、時間がずれているか、または交互に起こり得、その結果、例えば、クラスタ電極が作動させられると、２つの電極間の位相差は、約１２０°から約０°へ、かつ元の約１２０°へ所定のレートで連続的に変化し得る。さらに別の実施形態において、各電極の位相、振幅および周波数は、所定のパターンに従って独立的に変化させられる。このように、各電極の他との位相、振幅および周波数の関係を変化させることによって、様々な切除効果が達成され得る。
【００１３】
例えば、３つを下回る独立したＲＦ信号、または３つを上回る独立したＲＦ信号を有する実施形態のような、他の配列が本開示の範囲内で想定される。かかる実施形態は、例えば、それらの間で約９０°の位相オフセットを有する４つのＲＦ信号を生成することのできる発電機、または、別の例のように、それらの間で約６０°の位相オフセットを有する６つのＲＦ信号を生成することのできる発電機を有し得る。
【００１４】
本開示による別の局面において、複数の電極を有する外科用器具が開示される。各電極は、多相ＲＦ発電機の対応する独立した出力に動作可能に結合され得る。電極は任意の構成、例えば三角形の（すなわち、デルタ形の）構成または直線状の構成で配列され得る。実施形態において、電極の数は、多相ＲＦ発電機によって提供される独立したＲＦ信号の数の倍数である。例えば、３相発電機は、６角形の配列に構成された６つの電極を有する外科用器具に動作可能に結合され得る。各ＲＦ信号、または位相は、１つ以上の電極に結合され得る。実施形態において、各位相は、クラスタのそれぞれの電極に結合され得る。単に一例として、６角形の電極アレイによって画定された周辺部付近にある各電極を文字Ａ〜Ｆでそれぞれ指すと、位相１は、電極ＡおよびＤに結合され得、位相２は、電極ＢおよびＥに結合され得、位相３は、電極ＣおよびＦに結合され得る。この方法で、アレイの相対する電極は普通、発電機によって提供される１つの位相に結合される。別の例として、位相１は、電極ＡおよびＢに結合され得、位相２は、電極ＣおよびＤに結合され得、位相３は、電極ＥおよびＦに結合され得る。さらに別の例として、位相は、任意の組み合わせの電極に結合され得る。
【００１５】
本発明は、さらに以下の手段を提供する。
【００１６】
（項目１Ａ）  
多相電気外科システムであって、
コントローラモジュールと、
該コントローラモジュールに動作可能に結合された発電機モジュールであって、該発電機モジュールは、位相オフセットをその間に有する複数の無線周波信号を生成し、該複数の無線周波信号をそれぞれの出力に提供するように構成されている、発電機モジュールと、
間隔を置いた関係で配置された複数の電極を有する電気外科器具であって、該電極は、該複数の無線周波信号に対応する該発電機モジュールの該それぞれの出力に動作可能に結合されている、電気外科器具と、
該発電機モジュールを作動させるために、該コントローラに動作可能に結合されたアクチュエータと
を備えている、システム。
【００１７】
（項目２Ａ）  
上記位相オフセットは、約１２０度、約９０度、および約１度〜約１８０度の範囲からなる群から選択される、上記項目のいずれか一項に記載の多相電気外科システム。
【００１８】
（項目３Ａ）  
少なくとも１つのデジタルアナログ変換器と、
記憶装置であって、該記憶装置に格納された波形のデジタル化された表示を有する、記憶装置と、
該デジタルアナログ変換器および該記憶装置に動作可能に結合されたプロセッサであって、該プロセッサは、上記複数の無線周波信号を生成するために、一組のプログラム可能な命令を実行するように構成されている、プロセッサと
をさらに備えている、上記項目のいずれか一項に記載の多相電気外科システム。
【００１９】
（項目４Ａ）  
上記無線周波信号間の所望の位相オフセットに対応するデジタル化された波形表のデータポイントに対する複数のポインタをさらに含む、上記項目のいずれか一項に記載の多相電気外科システム。
【００２０】
（項目５Ａ）  
上記プログラム可能な命令の組は、上記無線周波信号のうちの少なくとも１つの振幅を変化させるように構成されている、上記項目のいずれか一項に記載の多相電気外科システム。
【００２１】
（項目６Ａ）  
上記プログラム可能な命令の組は、上記無線周波信号のうちの少なくとも１つの周波数を変化させるように構成されている、上記項目のいずれか一項に記載の多相電気外科システム。
【００２２】
（項目７Ａ）  
動作パラメータを表示するために、上記コントローラモジュールに動作可能に結合されたディスプレーモジュールをさらに備えている、上記項目のいずれか一項に記載の多相電気外科システム。
【００２３】
（項目８Ａ）  
上記無線周波信号のうちの少なくとも１つに対してリターン経路を提供するために、上記発電機モジュールに動作可能に結合されたリターン電極をさらに備えている、上記項目のいずれか一項に記載の多相電気外科システム。
【００２４】
（項目９Ａ）  
上記アクチュエータは、ハンドスイッチおよびフットスイッチからなる群から選択される、上記項目のいずれか一項に記載の多相電気外科システム。
【００２５】
（項目１０Ａ）  
生物学的パラメータを検知するために、少なくとも１つの電極と通信するセンサであって、該センサは、上記コントローラに動作可能に結合され、上記プログラム可能な命令の組は、該生物学的なパラメータに応答して、上記無線周波信号の少なくとも１つの特性を変化させるように構成されている、センサをさらに備えている、上記項目のいずれか一項に記載の多相電気外科システム。
【００２６】
（項目１Ｂ）
電気外科エネルギーを組織に送達する方法であって、該方法は、
少なくとも３つの電極を有する電気外科器具を提供することと、
該電気外科器具を無線周波発電機に結合することと、
組織に該電極を適用することと、
少なくとも３つの交流電気外科信号を該電極にそれぞれ提供することであって、該交流電気外科信号間の位相の相違は、約１２０°である、ことと
を包含する、方法。
【００２７】
（項目２Ｂ）
上記交流電気外科信号のうちの少なくとも１つの少なくとも一部分に対して、上記無線周波発電機へのリターン経路を提供することをさらに包含する、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
【００２８】
（項目３Ｂ）
上記少なくとも３つの交流電気外科信号を上記電極に提供することが、ユーザ入力に応じて提供される、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
【００２９】
（項目４Ｂ）
上記組織の少なくとも１つの生物学的なパラメータを検知することと、
該生物学的なパラメータに応じて、上記交流電気外科信号のうちの少なくとも１つの振幅を変化させることと
をさらに包含する、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
【００３０】
（項目５Ｂ）
上記生物学的なパラメータは、上記電極のうちの少なくとも１つの近傍におけるバブルスチームの形成を示す、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
【００３１】
（項目６Ｂ）
上記生物学的なパラメータは、上記電極のうちの少なくとも１つの近傍におけるエスカーの形成を示す、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
【００３２】
（項目７Ｂ）
上記生物学的なパラメータは、上記電極のうちの少なくとも１つに対応する回路インピーダンスを示す、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
【００３３】
（項目８Ｂ）
組織を切除する方法であって、該方法は、
少なくとも３つの電極を有する電気外科器具を提供することと、
該電気外科器具を無線周波発電機に結合することと、
組織に該電極を適用することと、
少なくとも３つの交流電気外科信号を該電極にそれぞれ提供することであって、該交流電気外科信号間の位相の相違は、約１°〜約１２０°で可変である、ことと
を包含する、方法。
【００３４】
（項目９Ｂ）
上記組織の少なくとも１つの生物学的なパラメータを検知することと、
該生物学的なパラメータに応じて、上記交流電気外科信号のうちの少なくとも１つの位相を変化させることと
をさらに包含する、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
【００３５】
（項目１０Ｂ）
上記生物学的なパラメータは、上記電極のうちの少なくとも１つの近傍におけるバブルスチームの形成を示す、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
【００３６】
（項目１１Ｂ）
上記生物学的なパラメータは、上記電極のうちの少なくとも１つの近傍におけるエスカーの形成を示す、上記項目のいずれか一項に記載の方法。  
【００３７】
（項目１２Ｂ）
上記生物学的なパラメータは、上記電極のうちの少なくとも１つに対応する回路インピーダンスを示す、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
【００３８】
（項目１３Ｂ）
上記生物学的なパラメータは、切除された組織の領域の大きさを示す、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
【００３９】
（項目１４Ｂ）
上記生物学的なパラメータは、切除された組織の領域の形状を示す、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
【００４０】
（項目１５Ｂ）
上記項目のいずれか一項に記載の方法であって、上記少なくとも３つの電極は電極の複数の群を含み、各群は等しい数の電極を有し、電極の総数は３の倍数に等しく、該方法は、
上記組織の少なくとも１つの生物学的なパラメータを検知することと、
該生物学的なパラメータに応じて、上記電極群のうちの少なくとも１つのものの信号特性を変化させることと
をさらに包含する、方法。
【００４１】
（項目１６Ｂ）
上記変化させるステップの上記信号特性は、位相オフセットである、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
【００４２】
（項目１７Ｂ）
上記変化させるステップの上記信号特性は、振幅である、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
【００４３】
（項目１８Ｂ）  
多相電気外科システムであって、
コントローラモジュールと、
該コントローラモジュールに動作可能に結合された発電機モジュールであって、該発電機モジュールは、位相オフセットをその間に有する複数の無線周波信号を生成し、該複数の無線周波信号をそれぞれの出力に提供するように構成されている、発電機モジュールと、
間隔を置いた関係で配置された複数の電極を有する電気外科器具であって、該電極は、該複数の無線周波信号に対応する該発電機モジュールの該それぞれの出力に動作可能に結合されている、電気外科器具と、
該発電機モジュールを作動させるために、該コントローラに動作可能に結合されたアクチュエータと
を備えている、システム。
【００４４】
（項目１９Ｂ）  
上記位相オフセットは、約１２０度、約９０度、および約１度〜約１８０度の範囲からなる群から選択される、上記項目のいずれか一項に記載の多相電気外科システム。
【００４５】
（項目２０Ｂ）  
少なくとも１つのデジタルアナログ変換器と、
記憶装置であって、該記憶装置に格納された波形のデジタル化された表示を有する、記憶装置と、
該デジタルアナログ変換器および該記憶装置に動作可能に結合されたプロセッサであって、該プロセッサは、上記複数の無線周波信号を生成するために、一組のプログラム可能な命令を実行するように構成されている、プロセッサと
をさらに備えている、上記項目のいずれか一項に記載の多相電気外科システム。
【００４６】
（項目２１Ｂ）  
上記無線周波信号間の所望の位相オフセットに対応するデジタル化された波形表のデータポイントに対する複数のポインタをさらに含む、上記項目のいずれか一項に記載の多相電気外科システム。
【００４７】
（項目２２Ｂ）  
上記プログラム可能な命令の組は、上記無線周波信号のうちの少なくとも１つの振幅を変化させるように構成されている、上記項目のいずれか一項に記載の多相電気外科システム。
【００４８】
（項目２３Ｂ）  
上記プログラム可能な命令の組は、上記無線周波信号のうちの少なくとも１つの周波数を変化させるように構成されている、上記項目のいずれか一項に記載の多相電気外科システム。
【００４９】
（項目２４Ｂ）  
動作パラメータを表示するために、上記コントローラモジュールに動作可能に結合されたディスプレーモジュールをさらに備えている、上記項目のいずれか一項に記載の多相電気外科システム。
【００５０】
（項目２５Ｂ）  
上記無線周波信号のうちの少なくとも１つに対してリターン経路を提供するために、上記発電機モジュールに動作可能に結合されたリターン電極をさらに備えている、上記項目のいずれか一項に記載の多相電気外科システム。
【００５１】
（項目２６Ｂ）  
上記アクチュエータは、ハンドスイッチおよびフットスイッチからなる群から選択される、上記項目のいずれか一項に記載の多相電気外科システム。
【００５２】
（項目２７Ｂ）  
生物学的パラメータを検知するために、少なくとも１つの電極と通信するセンサであって、該センサは、上記コントローラに動作可能に結合され、上記プログラム可能な命令の組は、該生物学的なパラメータに応答して、上記無線周波信号の少なくとも１つの特性を変化させるように構成されている、センサをさらに備えている、上記項目のいずれか一項に記載の多相電気外科システム。
【００５３】
（項目２８Ｂ）
組織に電気外科エネルギーを送達する方法であって、該方法は、
少なくとも３つの電極を有する電気外科器具を提供することであって、該電極のうちの少なくとも２つはアクティブ電極であり、該電極のうちの少なくとも１つはリターン電極である、ことと、
該電気外科器具を無線周波発電機に結合することと、
該電極を組織に適用することと、
標的リターン電流を確立することと、
複数の交流電気外科信号を該アクティブ電極にそれぞれ提供することであって、該信号の特性は可変である、ことと、
該リターン電極における電流を検知することと、
該検知される電流を該標的リターン電流により厳密に一致させるために、該信号の該特性を変化させることと
を包含する、方法。
【００５４】
（項目２９Ｂ）
上記信号の上記特性は、該信号間の位相の相違である、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
【００５５】
（項目３０Ｂ）
上記信号の上記特性は、該信号間の振幅の相違である、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
【００５６】
（摘要）
多相電気外科システムおよび方法が提供される。実施形態において、複数の独立した電気外科信号を送達する能力を有する無線周波発電機が開示される。複数の信号に対応する電極のアレイを有する電気外科器具が、電気外科信号を組織に送達するために使用され得る。実施形態において、それらの間で約１２０°の位相オフセット、すなわち３相の構成、を有する３つのＲＦ信号が、電気外科エネルギーの平衡送達を達成するために使用され得、これは、エネルギー送達のレートが増加し、組織切除領域の制御が向上し、手術結果が向上することにつながり得る。各信号の位相、振幅、および／または周波数は、ユーザの入力および／または、例えば組織インピーダンスまたはリターン電極電流等の生物学的なパラメータに応じて、独立的に可変であり得る。
【００５７】
本開示の上述の局面、特徴、および利点、ならびに他の局面、特徴、および利点が、添付の図面と共に、以下の詳細な説明に照らすとより明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は、本開示の実施形態による、多相電気外科システムの概略的な表示である。
【図２】図２は、本開示の実施形態による、多相電気外科システムの例示である。
【図３】図３は、本開示の実施形態による、多相電気外科システムのブロック図である。
【図４】図４は、無線周波信号をデジタル的に合成するように構成された多相電気外科発電機の例としての実施形態のブロック図である。
【図５】図５は、本開示による、波形表と多相電気外科システムによって生成された多相信号との間の関係の例示である。
【図６Ａ】図６Ａは、本開示による、電極クラスタの例としての斜視図であり、電極間の平衡電界線を示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本開示による、電極クラスタの例としての斜視図であり、電極間の非平衡電界線を示す。
【図７Ａ】図７Ａは、本開示による、３つの電極を有する３相電気外科システムの電極構成の端面図を示す例としての図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本開示による、６つの電極を有する３相電気外科システムの電極構成の端面図を示す例としての図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、本開示による、９つの電極を有する３相電気外科システムの電極構成の端面図を示す例としての図である。
【図７Ｄ】図７Ｄは、本開示による、４つの電極を有する４相電気外科システムの電極構成の端面図を示す例としての図である。
【図７Ｅ】図７Ｅは、本開示による、８つの電極を有する４相電気外科システムの電極構成の端面図を示す例としての図である。
【図７Ｆ】図７Ｆは、本開示による、６つの電極を有する３相電気外科システムの格子電極構成の端面図を示す例としての図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
（詳細な説明）
本開示の特定の実施形態が、添付の図面を参照して本明細書において開示される。図面において示されるように、および以下の記述全体を通して記述されるように、かつ物体の相対的位置を指すときに従来のように、用語「近位の」は、ユーザにより近い装置の端を指し、用語「遠位の」は、ユーザからより遠い装置の端を指す。以下の記述において、周知の機能または構造は、不必要な詳細によって本開示を不明確にすることを避けるために記述されない。
【００６０】
図１を参照すると、本開示の実施形態による多相電気外科システム１００は、電気外科器具１２０に動作可能に結合される多相ＲＦ発電機１１０を含む。電気外科エネルギーを患者Ｐの組織に送達するために、クラスタ電極アレイ１３０が、電気外科器具１２０の遠位端１２１に提供される。多相ＲＦ発電機１１０は、ケーブル１１５によって外科用器具１２０に動作可能に結合され得、ケーブル１１５は、複数の導電体ケーブルであり得る。多相電気外科システム１００は選択的に、少なくとも１つのリターン電極１４０で構成され得、少なくとも１つのリターン電極１４０と多相ＲＦ発電機１１０との間に動作可能に結合された導電体１５０を介して、多相ＲＦ発電機１１０へのリターン経路を電気外科エネルギーに提供し得る。図１に見られ得るように、リターン電極１４０は、患者の身体、例えば脚、臀部、または他の医学的に適切な場所に配置され得る。
【００６１】
図２に示されるように、本開示の実施形態による多相電気外科システムの局面は、電気外科器具２１０を含み、電気外科器具２１０は、オープン外科処置、経皮的外科処置、内視鏡的外科処置、または腹腔鏡的外科処置を実行するためにユーザによって使用されるように適合された筐体２１１を有する。器具２１０の遠位端２１２は、電極２２１、２２２および２２３を含み得、電極２２１、２２２および２２３は、多相電気外科発電機２６０によって提供される電気外科エネルギーの別個の供給源に動作可能に、かつ／または独立的に結合され得る。器具２１０は、少なくとも１つのユーザインターフェース要素２３０をさらに含み得、少なくとも１つのユーザインターフェース要素２３０は、発電機２６０の制御を容易にするために使用され得る。例えば、ユーザインターフェース要素２３０は、瞬時プッシュボタン（例えば、プッシュ−オン／解放−オフ）、トグルプッシュボタン（例えば、プッシュ−オン／プッシュ−オフ）またはシーケンスプッシュボタン（例えば、代替の選択を１つ１つ実行するための）であり得る。さらに、または代替として、ユーザインターフェース要素２３０は、スライドスイッチまたは連続的可変制御装置、例えばポテンシオメータであり得る。
【００６２】
器具２１０は、ケーブル２３５によって多相発電機２６０に動作可能に結合され得る。一部の実施形態において、ケーブル２３５は、器具２１０に取り外し可能に結合され得る。さらに、または代替として、ケーブル２３５は、コネクタ２３７を介して多相発電機２６０に取り外し可能に結合され得る。ひずみ解放部２３６が、器具２１０の近位端２１３に含まれ得る。
【００６３】
随意的に、リターン電極パッド２４０であって、それに組み込まれたリターン電極２４５を有する、リターン電極パッド２４０が提供され得る。リターン電極パッド２４０は、ケーブル２５０によって多相発電機２６０に動作可能に結合され得る。一部の実施形態において、ケーブル２５０は、器具２１０に取り外し可能に結合され得、さらにまたは代替として、ケーブル２５０は、コネクタ２５１を介して多相発電機２６０に取り外し可能に結合され得る。リターン電極パッド２４０は、ケーブル２５０をそれに結合するように構成されたコネクタ２４６をさらに含み得る。
【００６４】
多相発電機２６０は、少なくとも１つのユーザ入力要素２７０、２７５とディスプレー要素２６５とを含み得、システムとのユーザ相互作用を容易にする。ディスプレー要素２６５は、ＬＥＤディスプレー、ＬＣＤディスプレー、グラフィックスディスプレー（例えば、フラットパネル）、または電気機械インジケータを制限なく含む任意の適切なディスプレーデバイスであり得る。
【００６５】
図３には、本開示の実施形態による多相電気外科発電機システム３００のブロック図が示される。システム３００は、３相発電機モジュール３３０に動作可能に結合されたコントローラモジュール３１０を含む。さらに、コントローラモジュール３１０は、ユーザインターフェースモジュール３２０および／または作動制御部、例えばフットスイッチ３１５に動作可能に結合され得る。コントローラ３１０、ユーザインターフェースモジュール３２０、および／または発電機モジュール３３０は便宜を図って、共通の筐体３０５に配列され得る。発電機モジュール３３０は３つのＲＦ出力３３１、３３２、および３３３を提供し、これらは、多相電気外科信号の位相１、位相２、および位相３にそれぞれ対応する。各ＲＦ出力３３１、３３２、および３３３は、導電体３４１、３４２、および３４３によって電極３５１、３５２、および３５３にそれぞれ動作可能に結合され得る。電極３５１、３５２、および３５３は、器具筐体３５０内に配置され、器具筐体３５０は、電極先端３５６、３５７、および３５８をそれらの遠位端にまたはそれらに隣接して配置するように構成される。器具筐体３５０は、非導電性の材料を含み得る材料から構成され得、電極３５１、３５２、および３５３を互いから、および非標的組織から電気的に絶縁するように構成され得る。
【００６６】
使用において、コントローラモジュール３１０は、ユーザインターフェースモジュール３２０からユーザ入力を受信し得る。例えば、ユーザは、所望の電気外科信号を特徴付ける振幅、周波数、および／または位相関係を選択し得る。一部の実施形態において、ユーザは静的電気外科信号、例えばエネルギーの連続的な定常状態送達によって特徴付けられた信号を選択し得る。他の実施形態において、ユーザは、動的に変化する信号を選択し得、この場合、少なくとも１つの信号パラメータが、限定しない例として、周期的変調（例えばパルス幅変調）および非周期的変調（例えば、所定の方法でまたは任意の方法で時間と共にパラメータを変化させること）のように、時間を基準として変化する。
【００６７】
コントローラモジュール３１０は、作動制御部、例えばフットスイッチ３１５または器具筐体３５０（明確には示されず）に含まれる作動制御部から作動信号をさらに受信し得る。作動信号を受信すると、コントローラモジュールは、発電機モジュール３３０が、出力３３１、３３２、および３３３において多相ＲＦ信号を出力し始めるようにする。多相エネルギーは、組織Ｔに対して電気外科処置、例えば切除を実行するために、導電体３４１、３４２、および３４３を介して電極３５１、３５２、および３５３へ導かれる。
【００６８】
図４により詳細に示される本開示の多相電気外科システムは、プロセッサ４１０を含むことが想定され、プロセッサ４１０は、少なくとも１つの記憶装置４１５に動作可能に結合される。記憶装置は、固定されたおよび／または取り外し可能のソリッドステートメモリデバイス（例えばダイナミックＲＡＭ、フラッシュメモリ、もしくは読み出し専用メモリ）、またはディスクドライブ（すなわち、磁気ドライブ、光磁気ドライブ、もしくは光ドライブ）を制限なく含む任意のタイプの適切な記憶装置であり得る。記憶装置４１５は、デジタル化された波形表示を含む波形表４３０を含み得、かつプロセッサ４１０によって実行するように構成されたプログラム可能な命令のセットを含み得る。
【００６９】
プロセッサ４１０は、波形のデジタル表示をアナログ形式に変換するために、デジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換器４４１、４４２、および４４３に動作可能に結合される。Ｄ／Ａ変換器４４１、４４２、および４４３の出力は、出力ステージ４５１、４５２、および４５３に動作可能に結合され、出力ステージ４５１、４５２、および４５３は、全体としてエネルギーモジュール４５０を形成し得る。出力ステージ４５１（以下参照）は、Ｄ／Ａ変換器４４１（以下参照）の出力を電気外科処置に対して必要とされる電力レベルにまで増幅するための増幅器であり得る。出力ステージ４５１は、低域フィルタを含み得る。出力ステージ４５１（以下参照）のゲインは、限定しない例として、制御信号（明確には示されず）を介するプロセッサ４１０による出力ステージ４５１（以下参照）の直接的制御によって、またはＤ／Ａ変換に先立つプロセッサ４１０によるデジタル信号のスケーリングによって、プロセッサ４１０により制御され得る。出力ステージ４５１（以下参照）の出力は、電気外科エネルギーを手術部位に送達するために、導電体４６１、４６２、および４６３を介して、電極４７１、４７２、および４７３に動作可能に結合される。リターン電極４８０および対応するリターン導電体４８１は、エネルギーモジュール４５０に動作可能に結合され得る。
【００７０】
引続き図４に関して、プロセッサ４１０は、ディスプレーデバイス４２０、ユーザインターフェース４２５、および、例えばフットスイッチまたはハンドスイッチであり得る少なくとも１つの作動制御部４３５に動作可能に結合され得る。プロセッサ４１０は、ユーザインターフェース４２５および／または作動制御部４３５から入力を受信するために、および動作情報が、ディスプレーデバイス４２０に表示されるようにするために、プログラム可能な命令のセットを実行するように構成され得る。ユーザインターフェース４２５および／または作動制御部４３５から受信された入力に応答して、プロセッサ４１０は、波形表４３０から波形データを読み取り、波形データがＤ／Ａ変換器４４１（以下参照）によってアナログ形式に変換されるようにするように構成され得る。データが読まれ、かつ／またはアナログ形式に変換されるようにされる方法は、個々の多相信号のうちの３つ以上の間での、および２つの間での所望の位相、振幅および周波数の関係に依存する。例えば、平衡３相多相信号を提供する実施形態において、プロセッサ４１０は、波形表４３０の３つの別個の表位置から波形データを検索し得る。波形データが検索される別個の表位置間のオフセットが、波形サンプルの数であり得、該波形サンプルの数は、所望の位相差に対応し、該所望の位相差は、現在の例においては１２０°である。このようにして、個々のうちの３つ以上の間での、および２つの間での位相差は、このオフセットを変化させることによって調節され得る。
【００７１】
有利にも、波形サンプルが波形表４３０から読み取られ、次にアナログ形式に変換される速度は、多相信号の所望の周波数および波形の単一の周期を表すサンプルの数に正比例する。例えば、５００ｋＨｚ信号が望まれ、波形表４３０は、全体として波形の単一の周期を表す１２０のサンプルを含むと仮定する。波形の周期は、周波数の逆数、すなわち、ｐ＝１／ｆとして表現されるので、５００ｋＨｚ信号の周期は、２μｓである。したがって、５００ｋＨｚ信号を生成するために、電気外科多相信号の単一の周期を表す１２０個のサンプルは、２μｓの時間間隔において読み取られ、かつ変換されなければならず、この２μｓの時間間隔は、１つのサンプルにつき１６．７ｎｓのレート、または６０ｍＨｚのサンプル周波数に対応する。
【００７２】
１つ以上の個々の多相信号の周波数はレートを変更することによって調整され得、そのレートで、波形データがＤ／Ａ変換器４４１（以下参照）に送達され、これによって変換される。
【００７３】
一部の実施形態において、多相信号のうちの３つ以上の間での、および２つの間での位相と振幅との関係は、例えばプロセッサ４１０および／またはエネルギーモジュール４５０によって調節され得、標的リターン電極４８０電流を達成し得る。一部の実施形態において、標的リターン電極電流は、最小の、またはほぼゼロの電流であり得る。例えば、プロセッサ４１０によって実行されるように適合されたソフトウエアアルゴリズム（明確には示されず）は、リターン電極４８０電流に対応する入力を受信する。これに応答して、アルゴリズムは、多相信号の位相および／または振幅のうちの１つ以上を変化させ得、リターン電極４８０電流を最小にするか、またはほぼ除去し得る。
【００７４】
波形データと多相信号との間の関係は、例として、図５に示される。波形表５３０は、１２個のサンプル５０１〜５１２を有し、かつ＋６４および−６４ユニットにそれぞれスケーリングされた最大値および最小値を有する正弦波の一周期を表す波形データを含む。多相信号の位相１、２、および３は、５１０、５１５、および５２０でそれぞれ表される。１２個のサンプルが波形表５３０に示されているので、各サンプル間の位相差は、３０度（３６０／１２＝３０）の位相ずれを表すことになる。このように、現在の例において、１２０°の位相差を有する多相信号を生成するためには、位相間に４つのサンプル分のオフセットが必要である（１２０／３０＝４）。したがって、位相１は、サンプル５０１で始まるサンプルからＤ／Ａ変換器４４１によって生成され、位相２は、５０５で最初に示されるサンプルからＤ／Ａ変換器４４２によって生成され、位相３は、５０９で始まると表示されるサンプルからＤ／Ａ変換器４４３によって生成される。波形表５３０は、円形の表としてまとめられ得る。つまり、最終のサンプルが到達された後、インデックスは、表の始まり、すなわちサンプル５０１に「巻き」戻る。この方法で、連続した波形が生成され得る。
【００７５】
一部の実施形態において、個々の多相信号間のそれぞれの位相差は、それに従って表オフセットを変化させることによって変化され得る。一部の実施形態において、表５３０は、より多くの、またはより少ないサンプルを含み得、これらは、例えば、Ｄ／Ａ変換器４４１（以下参照）の所望の最小の位相角分解能、または振幅分解能に対応するために、任意の適切な方法でスケーリングされ得る。
【００７６】
ここで、図６Ａおよび図６Ｂを参照すると、本開示による例としての実施形態が提示され、この実施形態においては、電流を表す電界線が示される。図６Ａは、３相電極クラスタを有する多相電気外科プローブ６００を示し、該３相電極クラスタは、電極６１１、６１２、および６１３を含み、電極６１１、６１２、および６１３が、平衡モードで組織Ｔに多相電気外科エネルギーを送達している様子が示される。代表的な電流線６２１、６２２、および６２３によって見られ得るように、エネルギーが、平衡モードで、電極６１１、６１２、および６１３によって形成された３相電極クラスタのうちの３つ以上の間で、および２つの間で流れ、一方、３相電極クラスタとリターン電極６２５との間には無視し得るほどの電流しか流れないか、または電流が流れない。図６Ｂにおいては、多相電気外科プローブ６００は、非平衡モードで動作している様子が示され、この場合、エネルギーが、代表的な電流線６３１、６３２、および６３３によって示されるように、３相電極クラスタのうちの３つ以上の間で、および２つの間で流れ、かつ代表的な電流線６３４によって示されるように、電極クラスタとリターン電極６２５との間に流れる。
【００７７】
図７Ａ〜図７Ｆにおいて、クラスタ電極および付随する電流経路の様々な例示的な配列が示される。図７Ａに見られ得るように、本開示による、３相トポロジィを有する多相電気外科システムは、三角形の、またはデルタ形の電極構成７１０を含むクラスタ電極アレイを有し得る。図７Ｂおよび図７Ｃにおいて、６つの電極７２０および９つの電極７３０をそれぞれ有する３相電気外科システムの電極構成が示される。図７Ｄおよび図７Ｅにおいて、本開示による、４つの電極７４０および８つの電極７５０をそれぞれ有する４相電気外科システムの例示的な構成が示される。他の配列が想定され、それらは本開示の範囲内であり、例えば、図７Ｆの３相の実施形態に見られるように、多相クラスタ電極７６０は、直線状のまたは格子タイプの配列で構成され得る。図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃ、図７Ｄ、図７Ｅ、および図７Ｆの各々において、実質的に平衡モードで動作する電極間の電流経路は、７１１、７２１、７３１、７４１、７５１、および７６１によってそれぞれ例示的に示される。実施形態において、複数の電極のうちの３つ以上の間での、および２つの間での位相関係は任意に構成されるか、またはパターン化されてエネルギー送達パターンを調節し得、特定の切除領域の形状を達成し得る。
【００７８】
本開示の記述された実施形態は、限定するものではなく、例示するものとして意図され、本開示のすべての実施形態を表すことは意図されていない。以下の請求項において文字通りに述べられた、かつ法律で認められた均等物において述べられた本開示の精神または範囲から逸脱することなく、上に開示された実施形態のさらなる変形例ならびにそれらの他の特徴および機能、もしくは代替が作られ、または所望により多くの他の異なるシステムまたは適用に組み合わせられ得る。
【符号の説明】
【００７９】
１００  多相電気外科システム
１１０  多相ＲＦ発電機
１１５  ケーブル
１２０  電気外科器具
１３０  クラスタ電極アレイ
１４０  リターン電極
１５０  導電体
３１０  コントローラモジュール
３３０  発電機モジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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