(57)【要約】【課題】インピーダンスをモニタリングするように構成された回路を提供すること。【解決手段】電気外科手術発電機のためのインピーダンスモニタリング回路であって、モニタリング回路は、電気外科手術発電機の活性端子および戻り端子のうちの少なくとも１つに結合された絶縁変圧器であって、絶縁変圧器は、基準抵抗器に結合された一次巻線と、負荷に結合された二次巻線とを含む、絶縁変圧器と、センサ信号を伝送するように構成されているドライバと、基準抵抗器および該負荷に結合され、一次変換信号を検出するように構成された一次変換器と、ドライバに結合され、二次変換信号を検出するように構成された二次変換器と、オフセット値を含むコントローラであって、一次変換信号および二次変換信号ならびにオフセット値に基づいて故障状態を決定するように構成されている、コントローラとを備えている、インピーダンスモニタリング回路。【選択図】図１
2011036672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気外科手術発電機のためのインピーダンスモニタリング回路であって、該モニタリング回路は、
電気外科手術発電機の活性端子および戻り端子のうちの少なくとも１つに結合された絶縁変圧器であって、該絶縁変圧器は、基準抵抗器に結合された一次巻線と、負荷に結合された二次巻線とを含む、絶縁変圧器と、
センサ信号を該基準抵抗器および該負荷に伝送するように構成されているドライバと、
該基準抵抗器および該負荷に結合され、該基準抵抗器および該負荷を通過する該センサ信号の関数として一次変換信号を検出するように構成された一次変換器と、
該ドライバに結合され、該基準抵抗器および該負荷が通過する前の該センサ信号の関数として二次変換信号を検出するように構成された二次変換器と、
プログラムされたオフセット値を含むコントローラであって、該コントローラは、該一次変換信号および該二次変換信号ならびに該オフセット値に基づいて故障状態を決定するように構成されている、コントローラと
を備えている、インピーダンスモニタリング回路。
【請求項２】
前記ドライバは、オシレータに結合されたレベルシフタドライバチップであり、該オシレータはオシレータ信号を該レベルシフタドライバチップに供給するように構成されており、該ドライバは、該オシレータ信号の電圧および電流のうちの少なくとも１つを増加するように構成されている、請求項１に記載のインピーダンスモニタリング回路。
【請求項３】
前記コントローラは、前記一次変換信号および前記二次変換信号の両方の振幅が約０Ｖである場合に、前記ドライバと前記オシレータとのうちの少なくとも１つに対する故障状況の存在を決定するように構成されている、請求項２に記載のインピーダンスモニタリング回路。
【請求項４】
前記コントローラは、前記一次変換信号の振幅が約０Ｖである場合に、短絡回路状況の存在を決定するように構成されている、請求項２に記載のインピーダンスモニタリング回路。
【請求項５】
前記基準抵抗器は、約１ｋΩ〜約１０ｋΩの所定の抵抗を有する、請求項１に記載のインピーダンスモニタリング回路。
【請求項６】
前記コントローラは、前記負荷の抵抗が前記基準抵抗器の前記所定の抵抗よりも大きい場合に、開回路状況の存在を決定するように構成されている、請求項５に記載のインピーダンスモニタリング回路。
【請求項７】
電気外科手術発電機のためのインピーダンスモニタリング回路であって、該モニタリング回路は、
電気外科手術発電機の活性端子と戻り端子とのうちの少なくとも１つに結合された絶縁変圧器であって、該絶縁変圧器は、基準抵抗器に結合された一次巻線と、負荷に結合された二次巻線とを含む、絶縁変圧器と、
センサ信号を該基準抵抗器および該負荷に伝送するように構成されているドライバと、
該基準抵抗器および該負荷に結合され、該基準抵抗器および該負荷を通過する該センサ信号の関数として一次変換信号を検出するように構成されている一次変換器と、
該ドライバに結合され、該基準抵抗器および該負荷を通過する前の該センサ信号の関数として二次変換信号を検出するように構成されている二次変換器と、
該一次変換信号および該二次変換信号に基づいて故障状況を決定するように構成されているコントローラと
を備えている、インピーダンスモニタリング回路。
【請求項８】
前記ドライバは、オシレータに結合されたレベルシフトドライバチップであり、該オシレータは、オシレータ信号を該レベルシフトドライバチップに供給するように構成され、該ドライバは、該オシレータ信号の電圧および電流のうちの少なくとも１つを増加させるように構成されている、請求項７に記載のインピーダンスモニタリング回路。
【請求項９】
前記コントローラは、前記一次変換信号および前記二次変換信号の両方の振幅が約０である場合に、前記ドライバと前記オシレータとのうちの少なくとも１つに対する故障状況の存在を決定するように構成されている、請求項８に記載のインピーダンスモニタリング回路。
【請求項１０】
前記コントローラは、前記一次変換信号の振幅が約０である場合に、短絡回路状況の存在を決定するように構成されている、請求項８に記載のインピーダンスモニタリング回路。
【請求項１１】
前記基準抵抗器は、約１ｋΩ〜約１０ｋΩの所定の抵抗を有する、請求項７に記載のインピーダンスモニタリング回路。
【請求項１２】
前記コントローラは、前記負荷の抵抗が前記基準抵抗器の前記所定の抵抗よりも大きい場合に、開回路状況の存在を決定するように構成されている、請求項１１に記載のインピーダンスモニタリング回路。
【請求項１３】
インピーダンスモニタリング回路における故障を検出するための方法であって、該方法は、
絶縁変圧器の一次巻線に結合された基準抵抗器と、該絶縁変圧器の二次巻線に結合された負荷とに、センサ信号を伝送するステップと、
該基準抵抗器および該負荷を通過する該センサ信号の関数として一次変換信号を検出するステップと、
該基準抵抗器および該負荷を通過する前の該センサ信号の関数として二次変換信号を検出するステップと、
該一次変換信号および該二次変換信号に基づいて、故障状況を検出するステップと
を包含する、方法。
【請求項１４】
前記伝送するステップは、オシレータからドライバまでオシレータ信号を供給するステップをさらに含み、該ドライバは、該オシレータの電圧および電流のうちの少なくとも１つを増加させるように構成されている、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記決定するステップは、前記一次変換信号および前記二次変換信号の両方の振幅が約０である場合に、前記ドライバおよび前記オシレータのうちの少なくとも１つに対する故障状況の存在を決定するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記決定するステップは、前記一次変換信号の振幅が約０である場合に、短絡回路状況の存在を決定するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記伝送するステップの前記基準抵抗器は、約１ｋΩ〜約１０ｋΩの所定の抵抗を有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記決定するステップは、前記負荷の抵抗が前記基準抵抗器の前記所定の抵抗よりも大きい場合に、開回路状況の存在を決定するステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（背景）
（技術分野）
本開示は、電気外科手術装置、電気外科手術システムおよび電気外科手術方法に関する。より具体的には、本開示は、インピーダンスをモニタリングするように構成された電気外科手術システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
（関連技術の背景）
エネルギーベースの組織治療は、当該分野で周知である。様々な種類のエネルギー（例えば、電気、超音波、マイクロ波、低温、熱、レーザなど）が、所望の結果を達成するために組織に印加される。電気外科手術は、組織を切断し、組織を切除し、組織を凝結させるか、または組織を密封するために、高無線周波数電流を外科手術部位に印加することを含む。
【０００３】
双極電気外科手術において、ハンドヘルド器具の複数の電極のうちの１つは、活性電極として機能し、もう１つは戻り電極として機能する。戻り電極は、活性電極のごく近くに位置し、その結果、電気回路が２つの電極（例えば、電気外科手術鉗子）間に形成される。この態様で、印加された電流は、電極間に位置決定された身体に限定される。電極が互いから十分に間隔を空けられている場合に、電気回路は開放性であり、従って、間隔を空けられた電極のいずれかとの体組織の偶然の接触によって電流は流れない。
【０００４】
双極電気外科手術技術および器具は、血管または組織（例えば、肺、脳および腸などの軟組織構造）を凝結するために使用され得る。外科医は、電極間に組織を通して印加される電気外科手術エネルギーの強度、周波数および持続時間を制御することによって、焼灼、凝結／乾燥、そして／または、単に出血を低減するか、もしくは出血を緩慢にさせ得る。外科手術部位において組織の望ましくない炭化を引き起こすことも、隣接組織に対する付随する損傷（例えば、熱拡散）を引き起こすこともなく、これらの所望の外科手術効果のうちの１つを達成するために、電気外科手術発電機からの出力（例えば、電力、波形、電圧、電流、パルス速度など）を制御することが必要である。
【０００５】
単極電気外科手術において、活性電極は、典型的には、治療される組織に適用される外科医によって保持される外科手術器具の一部である。患者の戻り電極は、活性電極から離れて配置され、電流を発電機に戻し、活性電極によって印加される電流を安全に分散する。戻り電極は、通常、その部位における加熱を最小化するために大きな患者接触表面積を有する。加熱は、表面積に直接的に依存する高電流密度によって引き起こされる。より大きな表面積は、より小さな局所化された熱強度をもたらす。戻り電極は、典型的に、特定の外科手術手順およびデューティサイクル（すなわち、発電機がオンである時間の百分率）の間に利用される最大電流の仮定に基づいて寸法設定される。
【０００６】
第１の種類の戻り電極は、伝導性ゲルによって被覆された大きな金属板の形態であった。後に、伝導性ゲルまたは伝導性接着剤によって被覆された単一の金属フォイルを有する接着性電極が開発された。しかしながら、これらの接着性電極にともなう１つの問題は、一部分が患者から引き剥がされた場合、患者との電極の接触領域が減少し、その結果、接着されている部分における電流密度が増加し、次いで、組織接触部位における加熱を増加させる。このことは、血液の循環が皮膚を冷却し得る点を超えて組織が加熱された場合には戻り電極の接着された部分の下の領域において患者を火傷させる恐れがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この問題に対処するために、様々な戻り電極およびハードウェア回路（一般的に戻り電極接触品質モニタ（ＲＥＣＱＭ）と呼ばれる）が開発された。このようなシステムは、種々の組織および／または電極特性を計算するために戻り電極においてインピーダンスを測定することに依存する。これらのシステムは、戻り電極のインピーダンスの変化を識別することによって剥離を検出した。双極および単極システムにおいて、電気外科手術発電機ならびに関連付けられた器具および戻り電極の適切な動作を確実にするためにインピーダンスをモニタリングすることが所望される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（概要）
本開示の一実施形態に従うと、電気外科手術発電機のためのインピーダンスモニタリング回路が開示される。モニタリング回路は、電気外科手術発電機の活性端子および戻り端子のうちの少なくとも１つに結合された絶縁変圧器を含み、この絶縁変圧器は、基準抵抗器に結合された一次巻線と、負荷に結合された二次巻線とを含む。モニタリング回路は、また、基準抵抗器および負荷にセンサ信号を伝送するように構成されているドライバと、基準抵抗器および負荷に結合され、基準抵抗器および負荷を通過するセンサ信号の関数として一次変換信号を検出するように構成されている一次変換器とを含む。モニタリング回路は、さらに、ドライバに結合され、基準抵抗器および負荷を通過する前のセンサ信号の関数として二次変換信号を検出するように構成されている二次変換器と、プログラムされたオフセット値を含むコントローラとを含む。コントローラは、一次変換信号および二次変換信号ならびにオフセット値に基づいて故障状況を決定するように構成されている。
【０００９】
本開示の別の局面に従うと、電気外科手術発電機のためのインピーダンスモニタリング回路が開示される。モニタリング回路は、電気外科手術発電機の活性端子および戻り端子のうちの少なくとも１つに結合された絶縁変圧器を含み、この絶縁変圧器は、基準抵抗器に結合された一次巻線と、負荷に結合された二次巻線とを含む。モニタリング回路は、また、基準抵抗器および負荷にセンサ信号を伝送するように構成されているドライバと、基準抵抗器および負荷に結合され、基準抵抗器および負荷を通過するセンサ信号の関数として一次変換信号を検出するように構成されている一次変換器とを含む。モニタリング回路は、さらに、ドライバに結合され、基準抵抗器および負荷を通過する前のセンサ信号の関数として二次変換信号を検出するように構成されている二次変換器と、一次変換信号および二次変換信号に基づいて、故障状況を決定するように構成されているコントローラとを含む。
【００１０】
インピーダンスモニタリング回路における故障を検出するための方法が、また、本開示によって想定される。この方法は、絶縁変圧器の一次巻線に結合された基準抵抗器と絶縁変圧器の二次巻線に結合された負荷とにセンサ信号に伝送するステップと、基準抵抗器および負荷を通過するセンサ信号の関数として一次変換信号を検出するステップとを含む。この方法は、また、基準抵抗器および負荷を通過する前のセンサ信号の関数として二次変換信号を検出するステップと、一次変換信号および二次変換信号に基づいて故障状況を検出するステップとを含む。
【００１１】
例えば、本発明は以下の項目を提供する。
（項目１）
電気外科手術発電機のためのインピーダンスモニタリング回路であって、該モニタリング回路は、
電気外科手術発電機の活性端子および戻り端子のうちの少なくとも１つに結合された絶縁変圧器であって、該絶縁変圧器は、基準抵抗器に結合された一次巻線と、負荷に結合された二次巻線とを含む、絶縁変圧器と、
センサ信号を該基準抵抗器および該負荷に伝送するように構成されているドライバと、
該基準抵抗器および該負荷に結合され、該基準抵抗器および該負荷を通過する該センサ信号の関数として一次変換信号を検出するように構成された一次変換器と、
該ドライバに結合され、該基準抵抗器および該負荷が通過する前の該センサ信号の関数として二次変換信号を検出するように構成された二次変換器と、
プログラムされたオフセット値を含むコントローラであって、該コントローラは、該一次変換信号および該二次変換信号ならびに該オフセット値に基づいて故障状態を決定するように構成されている、コントローラと
を備えている、インピーダンスモニタリング回路。
（項目２）
上記ドライバは、オシレータに結合されたレベルシフタドライバチップであり、該オシレータはオシレータ信号を該レベルシフタドライバチップに供給するように構成されており、該ドライバは、該オシレータ信号の電圧および電流のうちの少なくとも１つを増加するように構成されている、上記項目のいずれかに記載のインピーダンスモニタリング回路。
（項目３）
上記コントローラは、上記一次変換信号および上記二次変換信号の両方の振幅が約０Ｖである場合に、上記ドライバと上記オシレータとのうちの少なくとも１つに対する故障状況の存在を決定するように構成されている、上記項目のいずれかに記載のインピーダンスモニタリング回路。
（項目４）
上記コントローラは、上記一次変換信号の振幅が約０Ｖである場合に、短絡回路状況の存在を決定するように構成されている、上記項目のいずれかに記載のインピーダンスモニタリング回路。
（項目５）
上記基準抵抗器は、約１ｋΩ〜約１０ｋΩの所定の抵抗を有する、上記項目のいずれかに記載のインピーダンスモニタリング回路。
（項目６）
上記コントローラは、上記負荷の抵抗が上記基準抵抗器の上記所定の抵抗よりも大きい場合に、開回路状況の存在を決定するように構成されている、上記項目のいずれかに記載のインピーダンスモニタリング回路。
（項目７）
電気外科手術発電機のためのインピーダンスモニタリング回路であって、該モニタリング回路は、
電気外科手術発電機の活性端子と戻り端子とのうちの少なくとも１つに結合された絶縁変圧器であって、該絶縁変圧器は、基準抵抗器に結合された一次巻線と、負荷に結合された二次巻線とを含む、絶縁変圧器と、
センサ信号を該基準抵抗器および該負荷に伝送するように構成されているドライバと、
該基準抵抗器および該負荷に結合され、該基準抵抗器および該負荷を通過する該センサ信号の関数として一次変換信号を検出するように構成されている一次変換器と、
該ドライバに結合され、該基準抵抗器および該負荷を通過する前の該センサ信号の関数として二次変換信号を検出するように構成されている二次変換器と、
該一次変換信号および該二次変換信号に基づいて故障状況を決定するように構成されているコントローラと
を備えている、インピーダンスモニタリング回路。
（項目８）
上記ドライバは、オシレータに結合されたレベルシフトドライバチップであり、該オシレータは、オシレータ信号を該レベルシフトドライバチップに供給するように構成され、該ドライバは、該オシレータ信号の電圧および電流のうちの少なくとも１つを増加させるように構成されている、上記項目のいずれかに記載のインピーダンスモニタリング回路。
（項目９）
上記コントローラは、上記一次変換信号および上記二次変換信号の両方の振幅が約０である場合に、上記ドライバと上記オシレータとのうちの少なくとも１つに対する故障状況の存在を決定するように構成されている、上記項目のいずれかに記載のインピーダンスモニタリング回路。
（項目１０）
上記コントローラは、上記一次変換信号の振幅が約０である場合に、短絡回路状況の存在を決定するように構成されている、上記項目のいずれかに記載のインピーダンスモニタリング回路。
（項目１１）
上記基準抵抗器は、約１ｋΩ〜約１０ｋΩの所定の抵抗を有する、上記項目のいずれかに記載のインピーダンスモニタリング回路。
（項目１２）
上記コントローラは、上記負荷の抵抗が上記基準抵抗器の上記所定の抵抗よりも大きい場合に、開回路状況の存在を決定するように構成されている、上記項目のいずれかに記載のインピーダンスモニタリング回路。
（項目１３）
インピーダンスモニタリング回路における故障を検出するための方法であって、該方法は、
絶縁変圧器の一次巻線に結合された基準抵抗器と、該絶縁変圧器の二次巻線に結合された負荷とに、センサ信号を伝送するステップと、
該基準抵抗器および該負荷を通過する該センサ信号の関数として一次変換信号を検出するステップと、
該基準抵抗器および該負荷を通過する前の該センサ信号の関数として二次変換信号を検出するステップと、
該一次変換信号および該二次変換信号に基づいて、故障状況を検出するステップと
を包含する、方法。
（項目１４）
上記伝送するステップは、オシレータからドライバまでオシレータ信号を供給するステップをさらに含み、該ドライバは、該オシレータの電圧および電流のうちの少なくとも１つを増加させるように構成されている、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１５）
上記決定するステップは、上記一次変換信号および上記二次変換信号の両方の振幅が約０である場合に、上記ドライバおよび上記オシレータのうちの少なくとも１つに対する故障状況の存在を決定するステップをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１６）
上記決定するステップは、上記一次変換信号の振幅が約０である場合に、短絡回路状況の存在を決定するステップをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１７）
上記伝送するステップの上記基準抵抗器は、約１ｋΩ〜約１０ｋΩの所定の抵抗を有する、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１８）
上記決定するステップは、上記負荷の抵抗が上記基準抵抗器の上記所定の抵抗よりも大きい場合に、開回路状況の存在を決定するステップをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
【００１２】
（摘要）
電気外科手術発電機のためのインピーダンスモニタリング回路が開示される。モニタリング回路は、電気外科手術発電機の活性端子および戻り端子のうちの少なくとも１つに結合される絶縁変圧器を含み、この絶縁変圧器は、基準抵抗器に結合された一次巻線と、負荷に結合された二次巻線とを含む。モニタリング回路は、また、基準抵抗器および負荷にセンサ信号を伝送するように構成されているドライバと、基準抵抗器および負荷に結合され、基準抵抗器および負荷を通過するセンサ信号の関数として一次変換信号を検出するように構成されている一次変換器とを含む。モニタリング回路は、さらに、ドライバに結合され、基準抵抗器および負荷を通過する前のセンサ信号の関数として二次変換信号を検出するように構成されている二次変換器と、一次変換信号および二次変換信号に基づいて故障状況を決定するように構成されているコントローラとを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
本開示の様々な実施形態が図面を参照して本明細書において記載される。
【図１】図１は、本開示の一実施形態に従う電気外科手術システムの概略的なブロック図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本開示の一実施形態に従う双極発電機の概略的なブロック図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本開示の一実施形態に従う単極発電機の概略的なブロック図である。
【図３】図３は、本開示の一実施形態に従う検出回路の概略的な回路図である。
【図４】図４は、本開示の別の実施形態に従う検出回路の概略的な回路図である。
【図５】図５は、本開示の一実施形態に従う方法を示すフローチャートである。
【図６】図６は、本開示の別の実施形態に従う方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（詳細な説明）
本開示の特定の開示の特定の実施形態が添付の図面を参照して以下に記載される。以下の記載において、周知の機能または構成は、不必要な詳細で本開示を不明瞭にすることを避けるために記載されない。
【００１５】
本開示に従う発電機は、単極および双極電気外科手術手順（脈管密封手順を含む）を行い得る。発電機は、様々な電気外科手術器具（例えば、単極活性電極、戻り電極、双極電気外科手術鉗子、フットスイッチなど）とインターフェースする複数の出力を含み得る。さらに、発電機は、様々な電気外科手術モード（例えば、切断、融合、分裂など）および手順（例えば、単極、双極、脈管密封）に特に適した無線周波数電力を生成するように構成されている電気回路を含む。
【００１６】
図１は、本開示の一実施形態に従う双極および単極電気外科手術システムの概略的な図である。システム１は、患者の組織を治療するための１つ以上の電極（例えば、電気外科手術切断プローブ、切除電極など）を有する単極電気外科手術器具２を含む。電気外科手術ＲＦエネルギーは、発電機２０によって、発電機２０の活性端子３０（図２）に接続される供給ライン４を経由して器具２に供給され、器具２が組織を凝結させ、密封し、切除し、そして／または治療することを可能にする。エネルギーは、発電機２０の戻り端子３２（図２）において、戻りライン８を経由して戻り電極６を通って発電機２０に戻される。活性端子３０および戻り端子３２は、器具２および戻り電極６のプラグ（明示的には示されない）とインターフェースするように構成されたコネクタであり、これらのプラグは、それぞれ、供給ライン４および戻りライン８の端部に配置される。
【００１７】
システム１は、患者との接触面積を最大化することによって、組織の損傷の機会を最小化するように配列された複数の戻り電極６を含み得る。さらに、発電機２０および戻り電極６は、さらに組織損傷の機会を最小化するために、十分な接触がそれらの間に存在することを確実にするために、いわゆる「組織と患者との間」の接触をモニタリングするように構成され得る。
【００１８】
システム１は、また、患者の組織を治療するための１つ以上の電極を有する双極電気外科手術鉗子１０を含む。電気外科手術鉗子１０は、互いに対向する顎部材を含み、顎部材は、それらに配置された活性電極１４と戻り電極１６とを有する。活性電極１４および戻り電極１６は、ケーブル１８を介して発電機２０に接続され、このケーブル１８は、活性端子３０および戻り端子３２にそれぞれ結合された供給ライン４および戻りライン８を含む。電気外科手術鉗子１０は、ケーブル１８の端部に配置されたプラグ（明示的には示されない）を経由して活性端子３０および戻り端子３２（例えば、ピン）への接続を有するコネクタにおいて発電機２０に結合され、プラグは供給ライン４および戻りライン８からの接触を含む。
【００１９】
発電機２０は、任意の適切な種類（例えば、電気外科手術、マイクロ波など）であり得、様々な種類の電気外科手術器具（例えば、器具２、電気外科手術鉗子１０など）を収容するために複数のコネクタを含み得る。さらに、発電機２０は、種々のモード（例えば、切除、単極および双極切断、凝結など）で動作するように構成され得る。発電機２０は、コネクタ間でＲＦエネルギーの供給を切り換えるスイッチング機構（例えば、リレー）を含み得、その結果、例えば、器具２が発電機２０に接続されている場合、単極プラグのみがＲＦエネルギーを受容することが想定される。活性端子３０および戻り端子３２は、発電機２０の複数のコネクタ（例えば、入力および出力）に結合され、種々の器具に電力供給し得る。
【００２０】
発電機２０は、発電機２０を制御するための適切な入力制御（例えば、ボタン、アクチベータ、スイッチ、タッチスクリーンなど）を含む。さらに、発電機２０は、ユーザに種々の出力情報（例えば、強度設定、治療完了インジケータなど）を提供する１つ以上の画面を含み得る。コントローラは、ユーザが、特定のタスク（例えば、凝結、組織密封、強度設定など）に適した所望の波形を達成するために、ＲＦエネルギーの電力、波形および他のパラメータを調整することを可能にする。器具２は、また、発電機２０の特定の制御に対して冗長であり得る複数の入力制御を含み得る。入力制御を器具２に配置することは、発電機２０との相互作用を必要とすることなしに、外科手術手順の間にＲＦエネルギーパラメータのより容易でより素早い修正を可能にする。
【００２１】
図２Ａおよび図２Ｂは、発電機２０の概略的なブロック図を示す。図２Ａは、双極構成の発電機２０を示し、図２Ｂは、単極構成の発電機を示す。発電機２０は、コントローラ２４と、高電圧ＤＣ電源２７（「ＨＶＰＳ」）と、ＲＦ出力段２８とを含む。ＨＶＰＳ  ２７は、従来のＡＣ電源（例えば、電気的な壁付きコンセント）に接続され、ＲＦ出力段２８に高電圧ＤＣ電力を提供し、ＲＦ出力段２８が、次いで、高電圧ＤＣ電力をＲＦエネルギーに変換し、そのＲＦエネルギーを活性端子３０に送達する。エネルギーは、戻り端子３２を経由して、ＲＦ出力段２８に戻される。
【００２２】
特に、ＲＦ出力段２８は、高ＲＦエネルギーの正弦波形を生成する。ＲＦ出力段２８は、様々なデューティサイクル、ピーク電圧、波高率および他の適切なパラメータを有する複数の波形を生成するように構成されている。特定の種類の波形は、特定の電気外科手術モードに対して適している。例えば、ＲＦ出力段２８は、切断モードにおいて１００％のデューティサイクルの正弦波形（この波形は組織を切除し、融合し、乾燥させるために最も適している）を生成し、凝結モードにおいて１〜２５％のデューティサイクルの波形（この波形は組織を焼灼して出血を止めるために最も使用される）を生成する。
【００２３】
コントローラ２４は、メモリ２６に動作可能に接続されたマイクロプロセッサ２５を含み、メモリ２６は揮発型メモリ（例えば、ＲＡＭ）および／または不揮発型メモリ（例えば、フラッシュメディア、ディスクメディアなど）であり得る。マイクロプロセッサ２５は、出力ポートを含み、この出力ポートはＨＶＰＳ  ２７および／またはＲＦ出力段２８に動作可能に接続され、マイクロプロセッサ２５が、開制御ループスキームおよび／または閉制御ループスキームのいずれかに従って、発電機２０の出力を制御することを可能にする。当業者は、マイクロプロセッサ２５が、本明細書に論じられる計算を行うように適合された任意の論理プロセッサ（例えば、制御回路）によって置き換えられ得ることを認識する。
【００２４】
閉ループ制御スキームは、フィードバック制御ループであり、このフィードバック制御ループでは、複数のセンサが、種々の組織およびエネルギー特性（例えば、組織インピーダンス、組織温度、出力電流および／または電圧など）を測定し、コントローラ２４にフィードバックを提供する。このようなセンサは、当業者の範囲内である。次いで、コントローラ２４は、ＨＶＰＳ  ２７および／またはＲＦ出力段２８に信号を送信し、この信号が、それぞれＤＣおよび／またはＲＦ電源を調整する。コントローラ２４は、また、発電機２０または器具２の入力制御から入力信号を受信する。コントローラ２４は、入力信号を利用して、発電機２０によって出力された電力を調整し、そして／または入力信号において他の制御機能を行う。
【００２５】
発電機２０は、インピーダンスモニタリング回路２２を含み、このインピーダンスモニタリング回路２２は、絶縁変圧器３４に結合され、この絶縁変圧器３４は、同様に、活性端子３０および戻り端子３２に結合される。絶縁変圧器３４は、モニタリング回路２２に結合された一次巻線３７と、活性端子３０および戻り端子３２に結合された二次巻線３８とを含む。モニタリング回路２２は、負荷（例えば、器具２または鉗子１０と接触している組織）のインピーダンスを検出し、治療完了および他のステータス更新の決定のために、インピーダンス測定値をコントローラ２４に伝送する。さらに、モニタリング回路２２は、また、双極構成または単極構成のいずれでも、負荷における任意の故障または発電機２０内の任意の故障を検出する。図２Ａに示される双極構成において、モニタリング回路２２は、活性端子３０および戻り端子３２に結合され、鉗子１０の活性端子３０と戻り端子３２との間のインピーダンスを検出し、電極１４および１６が短絡されているか否か、そして／またはそれらの間の回路が開放性か否か（例えば、組織が把持されていない）を決定する。
【００２６】
図２Ｂに示される単極構成において、モニタリング回路２２は、戻り電極６におけるインピーダンスを検出して、組織に対する戻り電極６の接着性を決定する。より具体的には、戻り電極６は、一対の分割電極パッド、すなわち、戻り電極パッド６内に配置された第１の電極パッド３５および第２の電極パッド３６を含む（図１）。戻り電極６は、組織と接触し、電気外科手術エネルギーを、第１の電極パッド３５および第２の電極パッド３６を経由して発電機２０に戻す。戻り端子３２は、戻り電極６の複数の電極パッドに対応する複数の接続（例えば、リード６０および６２）を含む。リード６０および６２は、それぞれ、キャパシタ６４および６６を含み、キャパシタ６４および６６は電気外科エネルギーをＲＦ出力段２８に戻すためにＲＦ出力段２８に結合される。リード６０および６２は、また、変圧器３４の二次巻線３８に結合される。一実施形態において、戻り電極６は、対応する数の接続に結合される、対になって配列される複数の分割電極パッドを含み得る。
【００２７】
コントローラ２４は、特定のインタロゲーション周波数で、駆動信号ＲＥＭ  ＣＬＫをモニタリング回路２２に提供する。ＲＥＭ  ＣＬＫは、特定の周波数においてコントローラ２４によって生成されたクロック信号（方形波、正弦波のいずれかであり得る）、インパルスまたはステップ信号である。ＲＥＭ  ＣＬＫは、モニタリング回路２２が第１の電極パッド３５に印加する、生理学的に良性の一定の波形（例えば、１４０ｋＨｚ、２ｍＡ）であり得る。その後、駆動信号は、患者を通過し、第２の電極パッド３６を経由してモニタリング回路２２に戻される。次いで、モニタリング回路２２は、駆動信号に対する応答信号を測定し、応答信号の変化をモニタリングして、戻り電極パッド６の接着の程度を決定する。応答信号（例えば、戻り駆動信号）は、第１および第２の電極パッド３５および３６によって修正される。より具体的には、分割電極パッド３５および３６の間のインピーダンスが患者からの戻り電極パッド６の剥離に起因して変化するので、モニタリング回路２２は、インピーダンス測定値をコントローラ２４に供給して、このコントローラ２４が、インピーダンスが所望の範囲内にあるか否かを決定する。インピーダンスが所望の範囲外にある場合には、戻り電極パッド６との過度の剥離状況が存在し、コントローラ２４は、警告を発し、そして／または発電機２０の出力を調整する（例えば、ＲＦエネルギー供給を終端する）。インピーダンスに基づいて、戻り電極６の接着性をモニタリングすることに加え、モニタリング回路２２は、また、第１および第２の電極パッド３５および３６が短絡された（例えば、戻り電極における電極パッド間の絶縁が劣化した）か、または開放性である（戻り電極６が組織から剥離された）かを決定する。
【００２８】
図３は、本開示の一実施形態に従うモニタリング回路２２ａを図示する。モニタリング回路２２ａは、クロックオシレータ４２に結合されたドライバ４０（レベルシフタドライバであり得る）を含む。オシレータ４２は、オシレータ信号（方形波である）をドライバ４０に出力する。一実施形態において、オシレータ信号は、約０Ｖ〜約５Ｖの振幅を有し得る。ドライバ４０は、センサ信号を出力するためにオシレータ４２からのオシレータ信号をレベルシフトし、このセンサ信号は、オシレータ信号よりも大きい振幅を有する方形波である。一実施形態において、センサ信号は、約０Ｖ〜約１０Ｖの振幅を有し得る。
【００２９】
モニタリング回路２２ａは、また、ドライバ４０に結合された基準抵抗器４６を含む。ドライバ回路２２ａは、変圧器３４を経由して負荷４８に結合される。負荷４８は、発電機２０の動作のモードに基づいて、鉗子１０によって把持される組織であり得るか、または戻り電極６であり得る。二次巻線３８において、モニタリング回路２２ａは、また、（例えば、約８０ｋＨｚで）センサ信号のみをフィルタするバンドパスフィルタ５０を含む。
【００３０】
モニタリング回路２２ａは、また、抵抗器４６と変圧器３４との間に結合された緩衝器５２を含む。緩衝器５２は、抵抗器４６を通過する電圧を検出し、検出された信号を一次変換器５４（例えば、ＲＭＳからＤＣ）に伝送し、この一次変換器５４が、次に、一次変換ＤＣ信号をＶｏｕｔとして、さらなる処理のためにコントローラ２４に伝送する。
【００３１】
抵抗器４６は、所定の抵抗Ｚｏｕｔを有し、この所定の抵抗は、約１ｋΩ〜約１０ｋΩであり得る。抵抗器４６の比較的大きい抵抗は、モニタリング回路２２ａが電流源として作用することを可能にし、ここで抵抗はセンサ信号を電流に変換する。抵抗Ｚｏｕｔは、通常の動作状況下で負荷４８の抵抗Ｚｌｏａｄより大きくなるように選択される。ＺｏｕｔがＺｌｏａｄよりも大きい場合、ＶｏｕｔはＺｌｏａｄにほぼ比例する。このことは、コントローラ２４が、Ｖｏｕｔに基づいて負荷の抵抗を決定することを可能にする。従って、Ｚｌｏａｄがほぼ０の場合（例えば、出力が短絡されている場合）には、コントローラ２４は、０Ｖである電圧に基づいて短絡が存在することを決定する。ＺｌｏａｄがＺｏｕｔよりもかなり大きい場合（例えば、Ｖｏｕｔが約１０Ｖである場合）には、開回路が検出される。より具体的には、コントローラ２４は、Ｖｏｕｔの振幅に基づいて開回路の決定を行い、Ｖｏｕｔは、Ｚｏｕｔよりも大きいインピーダンスに比例する。
【００３２】
図４は、モニタリング回路２２ｂの別の実施形態を示す。図３に示され、上記されたモニタリング回路２２ｂの構成要素に加え、モニタリング回路２２ｂは、ドライバ４０と抵抗器４６との間に結合された二次変換器５６を含む。図３に関連して上記されたように、モニタリング回路２２ａは、回路が短絡しているか開放性かを決定するように構成されている。しかし、モニタリング回路２２ａは、開回路または短絡回路に起因して故障状況が存在するか否か、またはモニタリング回路２２ａの構成要素のうちの１つが故障しているか否か（この場合Ｖｏｕｔは依然０である）を特定しない場合がある。換言すると、モニタリング回路２２ａは、オシレータ４２と変圧器３４との間の信号チェーン内に故障状況が存在するか否かを決定しない場合がある。
【００３３】
二次変換器５６は、信号が抵抗器４６を横断するときにセンサ信号の方形波をサンプリングする。変換器５６は、信号をＤＣ信号に変換し、ＤＣ信号を加算器５８に伝送する。変換器５６が、オシレータ４２と抵抗器４６との間に配置されるので、変換されたＤＣ信号は、オシレータによって出力された修正されていないセンサ信号に対応する。結果として、変換器５６は、一定のＤＣオフセットを出力する。加算器５８は、一次変換器５４および二次変換器５６に結合され、一次変換信号および二次変換信号を加算することにより、オシレータ信号レベルに比例する一定のＤＣオフセットを付加して、ＤＣオフセットを有する構造解析された信号をＶｏｕｔとしてコントローラ２４に供給する。
【００３４】
一実施形態において、コントローラ２４は、ＤＣオフセットに対して事前にプログラムされた値を含み、コントローラ２４がＶｏｕｔ信号からこの値を減算し、元々の一次変換信号に達する。コントローラ２４は、次いで、ＶｏｕｔからＤＣオフセットを引くことに基づいて、インピーダンスの決定を行う。コントローラ２４は、構造解析された信号が、故障のあるオシレータ４２および／またはドライバ４０に関連するかどうか、Ｖｏｕｔがほぼ０であり、その結果ＤＣオフセットを含まないかどうかを決定する。コントローラ２４は、（例えば、一次変換信号の振幅が１０Ｖでほぼ変化しない場合など）構造解析された信号が開回路と関連するかどうかを決定する。コントローラ２４は、ＶｏｕｔがＺｌｏａｄよりもかなり大きいＺｏｕｔ（すなわち、短絡回路を反映する状況）と関連するか否か、Ｖｏｕｔ信号の振幅がＤＣオフセットに近づいているか（例えば、一次変換信号の振幅がほぼ０Ｖである場合）否かを決定する。
【００３５】
図５は、モニタリング回路２２ａによって供給されたＶｏｕｔ信号に基づいて故障状況を決定する方法を示す。ステップ１００において、オシレータ４２は、入力信号をドライバ４０に供給し、ドライバ４０がセンサ信号を生成する。ステップ１１０において、センサ信号は所定の抵抗Ｚｏｕｔを有する抵抗器４６に供給され、そして絶縁変圧器を通って負荷４８に供給される。ステップ１２０において、一次変換信号がセンサ信号に基づいて検出される。ステップ１３０において、変換器５４は、一次変換信号をコントローラ２４に伝送し、コントローラ２４は、モニタリング回路２２ｂによって検出される故障またはモニタリング回路２２ｂに関連する故障があるかどうかを決定する。ステップ１４０において、コントローラ２４は、一次変換信号が短絡回路と関連するかどうか（例えば、Ｖｏｕｔの振幅（例えば、電圧）がほぼ０である場合）を決定する。ステップ１５０において、コントローラ２４は、ＶｏｕｔがＺｏｕｔよりもかなり大きいＶｌｏａｄに関連するか（開回路を反映する状況）否かを決定する。
【００３６】
図６は、モニタリング回路２２ｂによって供給されたＶｏｕｔ信号に基づいて、故障状況を決定する方法を示す。ステップ２００において、オシレータ４２は、入力信号をドライバ４０に供給し、ドライバ４０がセンサ信号を生成する。ステップ２１０において、センサ信号が所定の抵抗Ｚｏｕｔを有する抵抗器４６に供給され、そして絶縁変圧器を通って負荷４８に供給される。ステップ２２０において、一次変換信号および二次変換信号が、センサ信号およびオシレータ信号に基づいてそれぞれ検出される。ステップ２３０において、一次変換信号および二次変換信号が加算器５８において加算され、構造解析された信号を得る。ステップ２４０において、加算器５８は、構造解析された信号をコントローラ２４に伝送し、コントローラ２４が、モニタリング回路２２ｂによって検出される故障またはモニタリング回路２２ｂに関連する故障が存在するかどうかを決定する。ステップ２５０において、コントローラ２４は、構造解析された信号が故障のあるオシレータ４２および／またはドライバ４０に関連するかどうかを決定する。換言すると、Ｖｏｕｔがほぼ０である場合である。ステップ２６０において、コントローラ２４は、構造解析された信号が短絡した回路に関連するかどうか（例えば、二次変換信号がＤＣオフセットに等しく、構造解析された信号はＤＣオフセットに等しくなるので、一次変換信号がほぼ０である場合）を決定する。ステップ２７０において、コントローラ２４は、ＶｏｕｔがＺｏｕｔよりもかなり大きいＺｌｏａｄと関連する（開回路を反映する状況）か否かを決定する。
【００３７】
本開示のいくつかの実施形態が図面において示され、本明細書において論じられたが、本開示は、当該技術が可能である限り広い範囲であることと、本明細書が同様に読まれることとが意図されるので、本開示がそれらの実施形態に限定されることは意図されない。従って、上記の記載は、限定として解釈されるべきではなく、特定の実施形態の単なる例示として解釈されるべきである。当業者は、本明細書に添付される特許請求の範囲および精神内で他の修正を想定する。
【符号の説明】
【００３８】
１  電気外科手術システム
２  電気外科手術器具
４  供給ライン
６  戻り電極
８  戻りライン
１０  電気外科手術鉗子
１４  活性電極
１６  戻り電極
１８  ケーブル
２０  発電機
３０  活性端子
３２  戻り端子
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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