(57)【要約】【課題】アーク放電を制御するためのシステム及び方法の提供。【解決手段】本開示は、電気アークに関連して電気的処置エネルギーを制御するための電気外科用システム及び方法に関する。本開示による方法は、指示された電気エネルギーレベルに基づいて器具に電気的処置エネルギーを供給することと、電気的処置エネルギーの電圧に関する経時的な電圧信号値及び／又は電気的処置エネルギーの電流に関する経時的な電流信号値にアクセスすることと、器具によって生成されたアークが、閾値と、電圧信号値又は電流信号値のうちの少なくとも１つと、に基づいて維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定することと、アークが消滅させるべきアークであるという判定に基づいて電気的処置エネルギーを制御することと、を含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
器具に供給される電気的処置エネルギーを制御するための方法であって、
指示された電気エネルギーレベルに基づいて、前記器具に電気的処置エネルギーを供給することと、
前記電気的処置エネルギーの電圧に関する経時的な電圧信号値、又は前記電気的処置エネルギーの電流に関する経時的な電流信号値のうちの少なくとも１つにアクセスすることと、
閾値と、前記電圧信号値又は前記電流信号値のうちの少なくとも１つと、に基づいて、前記器具によって生成されたアークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定することと、
前記アークが消滅させるべきアークであるという判定に基づいて、前記電気的処置エネルギーを制御することと、を含む、方法。
【請求項２】
前記アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定することが、前記閾値を超える経時的な前記電気的処置エネルギーのピークピーク電圧の変化の大きさに基づいて、前記アークが消滅させるべきアークであると判定することを含み、前記閾値は、前記指示された電気エネルギーレベルの変化に対応して変化する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定することが、前記閾値を超える経時的な前記電気的処置エネルギーのピークピーク電流の変化の大きさに基づいて、前記アークが消滅させるべきアークであると判定することを含み、前記閾値は、前記指示された電気エネルギーレベルの変化に対応して変化する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定することが、前記閾値を超える経時的な前記電気的処置エネルギーのピークピーク電圧の正規化された変化に基づいて、前記アークが消滅させるべきアークであると判定することを含み、ピークピーク電圧の前記正規化された変化は、前記電気的処置エネルギーのＲＭＳ電圧、前記電気的処置エネルギーのＲＭＳ電流、又は前記電気的処置エネルギーの平均電力のうちの１つに対する、前記電気的処置エネルギーのピークピーク電圧の変化の大きさの比率であり、その結果、前記閾値は前記指示された電気エネルギーレベルの変化に対して変化しない、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定することが、前記閾値を超える経時的な前記電気的処置エネルギーのピークピーク電流の正規化された変化に基づいて、前記アークが消滅させるべきアークであると判定することを含み、ピークピーク電流の前記正規化された変化は、前記電気的処置エネルギーのＲＭＳ電圧、前記電気的処置エネルギーのＲＭＳ電流、又は前記電気的処置エネルギーの平均電力のうちの１つに対する、前記電気的処置エネルギーのピークピーク電流の変化の大きさの比率であり、その結果、前記閾値は前記指示された電気エネルギーレベルの変化に対して変化しない、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定することが、
第１回目の前記電気的処置エネルギーの正電圧ピークと負電圧ピークとの間の差として、前記第１回目のピークピーク電圧を判定することと、
第２回目の前記電気的処置エネルギーの正電圧ピークと負電圧ピークとの間の差として、第２回目のピークピーク電圧を判定することであって、前記第２回目は前記第１回目の後である、ことと、
前記第１回目の前記ピークピーク電圧と前記第２回目の前記ピークピーク電圧との間の差の絶対値として、ピークピーク電圧の変化を判定することと、
前記第２回目の前記電気的処置エネルギーのＲＭＳ電圧と、前記電気的処置エネルギーのＲＭＳ電流と、を判定することと、
前記ＲＭＳ電圧に対する前記ピークピーク電圧の変化の比率として、ピークピーク電圧の第１の正規化された変化を判定することと、
前記ＲＭＳ電流に対する前記ピークピーク電圧の変化の比率として、ピークピーク電圧の第２の正規化された変化を判定することと、
前記アークのインピーダンスを示すインピーダンス値にアクセスすることと、
ピークピーク電圧の前記第１の正規化された変化が前記閾値を超え、かつ前記インピーダンス値が第１のインピーダンス閾値未満である場合に、又は
ピークピーク電圧の前記第２の正規化された変化が第２の閾値を超え、かつ前記インピーダンス値が第２のインピーダンス閾値未満である場合に、前記アークが消滅させるべきアークであると判定することと、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定することが、前記閾値を超える前記電気的処置エネルギーの波高率に基づいて、前記アークが消滅させるべきアークであると判定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定することが、前記閾値を超える経時的な前記電気的処置エネルギーの波高率の変動量に基づいて、前記アークが消滅させるべきアークであると判定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記アークが消滅させるべきアークであると判定することが、
前記電気的処置エネルギーのＲＭＳ値に対する前記電気的処置エネルギーの正電圧ピーク又は負電圧ピークのうちの１つの比率に基づいて、経時的な電圧波高率値を判定することと、
前記電気的処置エネルギーのＲＭＳ値に対する前記電気的処置エネルギーの正電流ピーク又は負電流ピークのうちの１つの比率に基づいて、経時的な電流波高率値を判定することと、
前記電圧波高率値にハイパスフィルタを適用して、フィルタが適用された電圧波高率値を提供することと、
前記電流波高率値にハイパスフィルタを適用して、フィルタが適用された電流波高率値を提供することと、
前記フィルタが適用された電圧波高率値の絶対値と前記フィルタが適用された電流波高率値の絶対値とを結合して、結合された波高率値を提供することと、
前記結合された波高率値にローパスフィルタを適用して、前記電圧波高率値と前記電流波高率値との変動量を示す結果値を提供することと、
前記結果値が持続時間閾値に対する前記閾値を超えた場合に、前記アークが消滅させるべきアークであると判定することと、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
器具に供給された電気的処置エネルギーを制御するための電気外科用発生器であって、前記発生器は、
１つ以上のプロセッサと、
命令が記憶されている少なくとも１つのメモリであって、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサによって実行されると、前記発生器に対し、
指示された電気エネルギーレベルに基づいて、前記器具に電気的処置エネルギーを供給させ、
前記電気的処置エネルギーの電圧に関する経時的な電圧信号値、又は前記電気的処置エネルギーの電流に関する経時的な電流信号値のうちの少なくとも１つにアクセスさせ、
閾値と、前記電圧信号値又は前記電流信号値のうちの少なくとも１つと、に基づいて、前記器具によって生成されたアークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定させ、
前記アークが消滅させるべきアークであるという判定に基づいて、前記電気的処置エネルギーを制御させる、メモリと、を含む、電気外科用発生器。
【請求項１１】
前記命令が、前記１つ以上のプロセッサによって実行されると、前記発生器に対して更に、前記アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定するときに、前記閾値を超える経時的な前記電気的処置エネルギーのピークピーク電圧の変化の大きさに基づいて、前記アークが消滅させるべきアークであると判定させ、前記閾値は、前記指示された電気エネルギーレベルの変化に対応して変化する、請求項１０に記載の電気外科用発生器。
【請求項１２】
前記命令が、前記１つ以上のプロセッサによって実行されると、前記発生器に対して更に、前記アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定するときに、前記閾値を超える経時的な前記電気的処置エネルギーのピークピーク電流の変化の大きさに基づいて、前記アークが消滅させるべきアークであると判定させ、前記閾値は、前記指示された電気エネルギーレベルの変化に対応して変化する、請求項１０に記載の電気外科用発生器。
【請求項１３】
前記命令が、前記１つ以上のプロセッサによって実行されると、前記発生器に対して更に、前記アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定するときに、前記閾値を超える経時的な前記電気的処置エネルギーのピークピーク電圧の正規化された変化に基づいて、前記アークが消滅させるべきアークであると判定させ、ピークピーク電圧の前記正規化された変化は、前記電気的処置エネルギーのＲＭＳ電圧、前記電気的処置エネルギーのＲＭＳ電流、又は前記電気的処置エネルギーの平均電力のうちの１つに対する、前記電気的処置エネルギーのピークピーク電圧の変化の大きさの比率であり、その結果、前記閾値は前記指示された電気エネルギーレベルの変化に対して変化しない、請求項１０に記載の電気外科用発生器。
【請求項１４】
前記命令が、前記１つ以上のプロセッサによって実行されると、前記発生器に対して更に、前記アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定するときに、前記閾値を超える経時的な前記電気的処置エネルギーのピークピーク電流の正規化された変化に基づいて、前記アークが消滅させるべきアークであると判定させ、ピークピーク電流の前記正規化された変化は、前記電気的処置エネルギーのＲＭＳ電圧、前記電気的処置エネルギーのＲＭＳ電流、又は前記電気的処置エネルギーの平均電力のうちの１つに対する、前記電気的処置エネルギーのピークピーク電流の変化の大きさの比率であり、その結果、前記閾値は前記指示された電気エネルギーレベルの変化に対して変化しない、請求項１０に記載の電気外科用発生器。
【請求項１５】
前記命令が、前記１つ以上のプロセッサによって実行されると、前記発生器に対して更に、前記アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定するときに、
第１回目の前記電気的処置エネルギーの正電圧ピークと負電圧ピークとの間の差として、前記第１回目のピークピーク電圧を判定させ、
第２回目の前記電気的処置エネルギーの正電圧ピークと負電圧ピークとの間の差として、第２回目のピークピーク電圧を判定させ、前記第２回目は前記第１回目の後であり、
前記第１回目の前記ピークピーク電圧と前記第２回目の前記ピークピーク電圧との間の差の絶対値として、ピークピーク電圧の変化を判定させ、
前記第２回目の前記電気的処置エネルギーのＲＭＳ電圧と、前記電気的処置エネルギーのＲＭＳ電流と、を判定させ、
前記ＲＭＳ電圧に対する前記ピークピーク電圧の変化の比率として、ピークピーク電圧の第１の正規化された変化を判定させ、
前記ＲＭＳ電流に対する前記ピークピーク電圧の変化の比率として、ピークピーク電圧の第２の正規化された変化を判定させ、
前記アークのインピーダンスを示すインピーダンス値にアクセスさせ、
ピークピーク電圧の前記第１の正規化された変化が前記閾値を超え、かつ前記インピーダンス値が第１のインピーダンス閾値未満である場合に、又は
ピークピーク電圧の前記第２の正規化された変化が第２の閾値を超え、かつ前記インピーダンス値が第２のインピーダンス閾値未満である場合に、前記アークが消滅させるべきアークであると判定させる、請求項１０に記載の電気外科用発生器。
【請求項１６】
前記命令が、前記１つ以上のプロセッサによって実行されると、前記発生器に対して更に、前記アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定するときに、前記閾値を超える前記電気的処置エネルギーの波高率に基づいて、前記アークが消滅させるべきアークであると判定させる、請求項１５に記載の電気外科用発生器。
【請求項１７】
前記命令が、前記１つ以上のプロセッサによって実行されると、前記発生器に対して更に、前記アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定するときに、前記閾値を超える経時的な前記電気的処置エネルギーの波高率の変動量に基づいて、前記アークが消滅させるべきアークであると判定させる、請求項１０に記載の電気外科用発生器。
【請求項１８】
前記命令が、前記１つ以上のプロセッサによって実行されると、前記発生器に対して更に、前記アークが消滅させるべきアークであると判定するときに、
前記電気的処置エネルギーのＲＭＳ値に対する前記電気的処置エネルギーの正電圧ピーク又は負電圧ピークのうちの１つの比率に基づいて、電圧波高率値を判定させ、
前記電気的処置エネルギーのＲＭＳ値に対する前記電気的処置エネルギーの正電流ピーク又は負電流ピークのうちの１つの比率に基づいて、電流波高率値を判定させ、
前記電圧波高率値にハイパスフィルタを適用して、フィルタが適用された電圧波高率値を提供させ、
前記電流波高率値にハイパスフィルタを適用して、フィルタが適用された電流波高率値を提供させ、
前記フィルタが適用された電圧波高率値の絶対値と前記フィルタが適用された電流波高率値の絶対値とを結合して、結合された波高率値を提供させ、
前記結合された波高率値にローパスフィルタを適用して、前記電圧波高率値と前記電流波高率値との変動量を示す結果値を提供させ、
前記結果値が持続時間閾値に対する前記閾値を超えたときに、前記アークが消滅させるべきアークであると判定させる、請求項１７に記載の電気外科用発生器。
【請求項１９】
電気外科用システムであって、
器具と、
電気外科用発生器であって、
１つ以上のプロセッサと、
命令が記憶されている少なくとも１つのメモリであって、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサによって実行されると、前記発生器に対し、
指示された電気エネルギーレベルに基づいて、前記器具に電気的処置エネルギーを供給させ、
前記電気的処置エネルギーの電圧に関する経時的な電圧信号値、又は前記電気的処置エネルギーの電流に関する経時的な電流信号値のうちの少なくとも１つにアクセスさせ、
閾値と、前記電圧信号値又は前記電流信号値のうちの少なくとも１つと、に基づいて、前記器具によって生成されたアークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定させ、
前記アークが消滅させるべきアークであるという判定に基づいて、前記電気的処置エネルギーを制御させる、メモリと、を含む、電気外科用発生器と、を含む、電気外科用システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、電気外科用発生器に関する。より具体的には、本開示は、電気アークに関連して電気的処置エネルギーを制御するための電気外科用システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気外科用発生器は、患者の組織を処置するための電気エネルギーを供給するために、外科的手技において使用される。電気外科用プローブ又は別の電気外科用器具が発生器に接続されている場合、器具は、高周波電気エネルギーを用いた患者の組織の切開、凝固、封止、又は焼灼に使用され得る。操作中、発生器からの電流は、器具の電極によって患者の組織及び体液に印加される。
【０００３】
ある一定のモードでは、電気外科用発生器によって供給される電気エネルギーは、器具が、組織の焼灼などの一定の手順に有益である電気アークを生成することを可能にする。しかし、電気アークは、意図しない危害を生じさせることなく、意図した利益を実現するように慎重に制御される必要がある。ゆえに、電気アークが検出されるときは、電気外科用発生器によって供給される電気的処置エネルギーを制御することが望ましい。したがって、電気外科用発生器によって供給される電気エネルギーの制御を開発及び改善することに、継続的に関心が持たれている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示は、電気アークに関連して電気的処置エネルギーを制御するための電気外科用システム及び方法に関する。本明細書で詳述するように、電気外科用発生器が器具に電気的処置エネルギーを供給し、器具が金属への持続アークなどの消滅させるべきアークを生成していると判定した場合、電気外科用発生器は、その判定に基づいて電気的処置エネルギーを制御する。
【０００５】
本開示の態様によれば、本開示は、器具に供給される電気的処置エネルギーを制御するための方法を含む。この方法は、指示された電気エネルギーレベルに基づいて器具に電気的処置エネルギーを供給することと、電気的処置エネルギーの電圧に関する経時的な電圧信号値及び／又は電気的処置エネルギーの電流に関する経時的な電流信号値にアクセスすることと、閾値と、電圧信号値又は電流信号値のうちの少なくとも１つと、に基づいて、器具によって生成されたアークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定することと、アークが消滅させるべきアークであるという判定に基づいて電気的処置エネルギーを制御することと、を含む。
【０００６】
様々な実施形態では、アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定することは、閾値を超える経時的な電気的処置エネルギーのピークピーク電圧の変化の大きさに基づいて、アークが消滅させるべきアークであると判定することを含み、閾値は、指示された電気エネルギーレベルの変化に対応して変化する。
【０００７】
様々な実施形態では、アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定することは、閾値を超える経時的な電気的処置エネルギーのピークピーク電流の変化の大きさに基づいて、アークが消滅させるべきアークであると判定することを含み、閾値は、指示された電気エネルギーレベルの変化に対応して変化する。
【０００８】
様々な実施形態では、アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定することは、閾値を超える経時的な電気的処置エネルギーのピークピーク電圧の正規化された変化に基づいて、アークが消滅させるべきアークであると判定することを含む。ピークピーク電圧の正規化された変化は、電気的処置エネルギーのＲＭＳ電圧、電気的処置エネルギーのＲＭＳ電流、又は電気的処置エネルギーの平均電力のうちの１つに対する、電気的処置エネルギーのピークピーク電圧の変化の大きさの比率である。このように、閾値は、指示された電気エネルギーレベルの変化に対して変化しない。
【０００９】
様々な実施形態では、アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定することは、閾値を超える経時的な電気的処置エネルギーのピークピーク電流の正規化された変化に基づいて、アークが消滅させるべきアークであると判定することを含む。ピークピーク電流の正規化された変化は、電気的処置エネルギーのＲＭＳ電圧、電気的処置エネルギーのＲＭＳ電流、又は電気的処置エネルギーの平均電力のうちの１つに対する、電気的処置エネルギーのピークピーク電流の変化の大きさの比率である。このように、閾値は、指示された電気エネルギーレベルの変化に対して変化しない。
【００１０】
様々な実施形態では、アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定することは、第１回目の電気的処置エネルギーの正電圧ピークと負電圧ピークとの間の差として第１回目のピークピーク電圧を判定することと、第２回目の電気的処置エネルギーの正電圧ピークと負電圧ピークとの間の差として第２回目のピークピーク電圧を判定することであって、第２回目は第１回目の後である、ことと、第１回目のピークピーク電圧と第２回目のピークピーク電圧との間の差の絶対値としてピークピーク電圧の変化を判定することと、第２回目の電気的処置エネルギーのＲＭＳ電圧及び電気的処置エネルギーのＲＭＳ電流を判定することと、ＲＭＳ電圧に対するピークピーク電圧の変化の比率としてピークピーク電圧の第１の正規化された変化を判定することと、ＲＭＳ電流に対するピークピーク電圧の変化の比率としてピークピーク電圧の第２の正規化された変化を判定することと、アークのインピーダンスを示すインピーダンス値にアクセスすることと、ピークピーク電圧の第１の正規化された変化が閾値を超え、インピーダンス値が第１のインピーダンス閾値未満であるときに又はピークピーク電圧の第２の正規化された変化が第２の閾値を超え、インピーダンス値が第２のインピーダンス閾値未満であるときに、アークが消滅させるべきアークであると判定することと、を含む。
【００１１】
様々な実施形態では、アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定することは、閾値を超える電気的処置エネルギーの波高率に基づいて、アークが消滅させるべきアークであると判定することを含む。
【００１２】
様々な実施形態では、アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定することは、閾値を超える経時的な電気的処置エネルギーの波高率の変動量に基づいて、アークが消滅させるべきアークであると判定することを含む。
【００１３】
様々な実施形態では、アークが消滅させるべきアークであると判定することは、電気的処置エネルギーのＲＭＳ値に対する電気的処置エネルギーの正電圧ピーク又は負電圧ピークのうちの１つの比率に基づいて、経時的な電圧波高率値を判定することと、電気的処置エネルギーのＲＭＳ値に対する電気的処置エネルギーの正電流ピーク又は負電流ピークのうちの１つの比率に基づいて、経時的な電流波高率値を判定することと、電圧波高率値にハイパスフィルタを適用して、フィルタが適用された電圧波高率値を提供することと、電流波高率値にハイパスフィルタを適用して、フィルタが適用された電流波高率値を提供することと、フィルタが適用された電圧波高率値の絶対値とフィルタが適用された電流波高率値の絶対値とを結合して、結合された波高率値を提供することと、結合された波高率値にローパスフィルタを適用して、電圧波高率値及び電流波高率値の変動量を示す結果値を提供することと、その結果値が持続時間閾値に関する閾値を超えたときに、アークが消滅させるべきアークであると判定することと、を含む。
【００１４】
本開示の態様によれば、本開示は、器具に供給される電気的処置エネルギーを制御するための電気外科用発生器を含む。発生器は、１つ以上のプロセッサと、少なくとも１つのメモリと、を含み、メモリに記憶された命令を有する。命令は、１つ以上のプロセッサによって実行されると、発生器に対し、指示された電気エネルギーレベルに基づいて器具に電気的処置エネルギーを供給させ、電気的処置エネルギーの電圧に関する経時的な電圧信号値及び／又は電気的処置エネルギーの電流に関する経時的な電流信号値にアクセスさせ、閾値と、電圧信号値又は電流信号値のうちの少なくとも１つと、に基づいて、器具によって生成されたアークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定させ、かつ、アークが消滅させるべきアークであるという判定に基づいて、電気的処置エネルギーを制御させる。
【００１５】
様々な実施形態では、命令は、１つ以上のプロセッサによって実行されると、発生器に対し、アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定するときに、閾値を超える経時的な電気的処置エネルギーのピークピーク電圧の変化の大きさに基づいて、アークが消滅させるべきアークであると判定させ、閾値は、指示された電気エネルギーレベルの変化に対応して変化する。
【００１６】
様々な実施形態では、命令は、１つ以上のプロセッサによって実行されると、発生器に対し、アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定するときに、閾値を超える経時的な電気的処置エネルギーのピークピーク電流の変化の大きさに基づいて、アークが消滅させるべきアークであると判定させ、閾値は、指示された電気エネルギーレベルの変化に対応して変化する。
【００１７】
様々な実施形態では、命令は、１つ以上のプロセッサによって実行されると、発生器に対し、アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定するときに、閾値を超える経時的な電気的処置エネルギーのピークピーク電圧の正規化された変化に基づいて、アークが消滅させるべきアークであると判定させ、ピークピーク電圧の正規化された変化は、電気的処置エネルギーのＲＭＳ電圧、電気的処置エネルギーのＲＭＳ電流、又は電気的処置エネルギーの平均電力のうちの１つに対する、電気的処置エネルギーのピークピーク電圧の変化の大きさの比率である。このように、閾値は、指示された電気エネルギーレベルの変化に対して変化しない。
【００１８】
様々な実施形態では、命令は、１つ以上のプロセッサによって実行されると、発生器に対し、アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定するときに、閾値を超える経時的な電気的処置エネルギーのピークピーク電流の正規化された変化に基づいて、アークが消滅させるべきアークであると判定させる。ピークピーク電流の正規化された変化は、電気的処置エネルギーのＲＭＳ電圧、電気的処置エネルギーのＲＭＳ電流、又は電気的処置エネルギーの平均電力のうちの１つに対する、電気的処置エネルギーのピークピーク電流の変化の大きさの比率である。このように、閾値は、指示された電気エネルギーレベルの変化に対して変化しない。
【００１９】
様々な実施形態では、命令は、１つ以上のプロセッサによって実行されると、発生器に対し、アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定するときに、第１回目の電気的処置エネルギーの正電圧ピークと負電圧ピークとの間の差として第１回目のピークピーク電圧を判定させ、第２回目の電気的処置エネルギーの正電圧ピークと負電圧ピークとの間の差として第２回目のピークピーク電圧を判定させ、第２回目は第１回目の後であり、第１回目のピークピーク電圧と第２回目のピークピーク電圧との間の差の絶対値としてピークピーク電圧の変化を判定させ、第２回目の電気的処置エネルギーのＲＭＳ電圧及び電気的処置エネルギーのＲＭＳ電流を判定させ、ＲＭＳ電圧に対するピークピーク電圧の変化の比率としてピークピーク電圧の第１の正規化された変化を判定させ、ＲＭＳ電流に対するピークピーク電圧の変化の比率としてピークピーク電圧の第２の正規化された変化を判定させ、アークのインピーダンスを示すインピーダンス値にアクセスさせ、かつ、ピークピーク電圧の第１の正規化された変化が閾値を超え、インピーダンス値が第１のインピーダンス閾値未満であるときに又はピークピーク電圧の第２の正規化された変化が第２の閾値を超え、インピーダンス値が第２のインピーダンス閾値未満であるときに、アークが消滅させるべきアークであると判定させる。
【００２０】
様々な実施形態では、命令は、１つ以上のプロセッサによって実行されると、発生器に対し、アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定するときに、閾値を超える電気的処置エネルギーの波高率に基づいて、アークが消滅させるべきアークであると判定させる。
【００２１】
様々な実施形態では、命令は、１つ以上のプロセッサによって実行されると、発生器に対し、アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定するときに、閾値を超える経時的な電気的処置エネルギーの波高率の変動量に基づいて、アークが消滅させるべきアークであると判定させる。
【００２２】
様々な実施形態では、命令は、１つ以上のプロセッサによって実行されると、発生器に対し、アークが消滅させるべきアークであると判定するときに、電気的処置エネルギーのＲＭＳ値に対する電気的処置エネルギーの正電圧ピーク又は負電圧ピークのうちの１つの比率に基づいて、経時的な電圧波高率値を判定させ、電気的処置エネルギーのＲＭＳ値に対する電気的処置エネルギーの正電流ピーク又は負電流ピークのうちの１つの比率に基づいて、経時的な電流波高率値を判定させ、電圧波高率値にハイパスフィルタを適用して、フィルタが適用された電圧波高率値を提供させ、電流波高率値にハイパスフィルタを適用して、フィルタが適用された電流波高率値を提供させ、フィルタが適用された電圧波高率値の絶対値とフィルタが適用された電流波高率値の絶対値とを結合して、結合された波高率値を提供させ、結合された波高率値にローパスフィルタを適用して、電圧波高率値及び電流波高率値の変動量を示す結果値を提供させ、かつ、その結果値が持続時間閾値に関する閾値を超えたときに、アークが消滅させるべきアークであると判定させる。
【００２３】
本開示の態様によれば、本開示は、電気外科用システムを含む。システムは、器具及び電気外科用発生器を含む。電気外科用発生器は、１つ以上のプロセッサと、少なくとも１つのメモリと、を含み、メモリに記憶された命令を有する。命令は、１つ以上のプロセッサによって実行されると、発生器に対し、指示された電気エネルギーレベルに基づいて器具に電気的処置エネルギーを供給させ、電気的処置エネルギーの電圧に関する経時的な電圧信号値及び／又は電気的処置エネルギーの電流に関する経時的な電流信号値にアクセスさせ、閾値と、電圧信号値又は電流信号値のうちの少なくとも１つと、に基づいて、器具によって生成されたアークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定させ、かつ、アークが消滅させるべきアークであるという判定に基づいて、電気的処置エネルギーを制御させる。
【００２４】
本開示の態様によれば、本開示は、器具に供給される電気的処置エネルギーを制御する方法を含む。この方法は、指示された電気エネルギーレベルに基づいて器具に電気的処置エネルギーを供給することと、電気的処置エネルギーの電圧に関する経時的な電圧信号値又は電気的処置エネルギーの電流に関する経時的な電流信号値にアクセスすることと、電流及び電圧信号値に基づいてインピーダンスにアクセスすることと、インピーダンスに対応する閾値にアクセスすることと、３つの周波数ｆＨ１、ｆＨ２及びｆＨ３における電圧信号及び電流位相信号を抽出することと、周波数ｆＨ１、ｆＨ２及びｆＨ３における電圧信号及び電流信号に基づいて、それぞれ電圧−電流位相信号φＨ１、φＨ２及びφＨ３を判定することと、位相信号φＨ１、φＨ２及びφＨ３にローパスフィルタを適用して、それぞれφＨ１＿ｆｉｌｔｅｒｅｄ、φＨ２＿ｆｉｌｔｅｒｅｄ及びφＨ３＿ｆｉｌｔｅｒｅｄを提供することと、トリガ＝｜φＨ２＿ｆｉｌｔｅｒｅｄ−φＨ１＿ｆｉｌｔｅｒｅｄ｜＋｜φＨ２＿ｆｉｌｔｅｒｅｄ−φＨ３＿ｆｉｌｔｅｒｅｄ｜としてアーク検出トリガを計算することと、トリガ値が閾値を超えた場合にアークが消滅させるべきアークであると判定することと、アークが消滅させるべきアークであるという判定に基づいて電気的処置エネルギーを制御することと、を含む。
【００２５】
本開示の態様によれば、本開示は、器具に供給される電気的処置エネルギーを制御する方法を含む。この方法は、ユーザ設定に基づいて器具に電気的処理エネルギーを供給することと、ユーザ設定を実現するために制御フィードバックを行うことと、制御フィードバックから絶対積分誤差信号にアクセスすることと、閾値を超える絶対積分誤差に基づいてアークが消滅させるべきアークであると判定することと、アークが消滅させるべきアークであるという判定に基づいて電気的処置エネルギーを制御することと、を含む。
【００２６】
本開示の例示的な実施形態の更なる詳細及び態様が、以下に添付の図面を参照してより詳細に説明される。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
器具に供給される電気的処置エネルギーを制御するための方法であって、
指示された電気エネルギーレベルに基づいて、前記器具に電気的処置エネルギーを供給することと、
前記電気的処置エネルギーの電圧に関する経時的な電圧信号値、又は前記電気的処置エネルギーの電流に関する経時的な電流信号値のうちの少なくとも１つにアクセスすることと、
閾値と、前記電圧信号値又は前記電流信号値のうちの少なくとも１つと、に基づいて、前記器具によって生成されたアークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定することと、
前記アークが消滅させるべきアークであるという判定に基づいて、前記電気的処置エネルギーを制御することと、を含む、方法。
（項目２）
前記アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定することが、前記閾値を超える経時的な前記電気的処置エネルギーのピークピーク電圧の変化の大きさに基づいて、前記アークが消滅させるべきアークであると判定することを含み、前記閾値は、前記指示された電気エネルギーレベルの変化に対応して変化する、上記項目に記載の方法。
（項目３）
前記アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定することが、前記閾値を超える経時的な前記電気的処置エネルギーのピークピーク電流の変化の大きさに基づいて、前記アークが消滅させるべきアークであると判定することを含み、前記閾値は、前記指示された電気エネルギーレベルの変化に対応して変化する、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目４）
前記アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定することが、前記閾値を超える経時的な前記電気的処置エネルギーのピークピーク電圧の正規化された変化に基づいて、前記アークが消滅させるべきアークであると判定することを含み、ピークピーク電圧の前記正規化された変化は、前記電気的処置エネルギーのＲＭＳ電圧、前記電気的処置エネルギーのＲＭＳ電流、又は前記電気的処置エネルギーの平均電力のうちの１つに対する、前記電気的処置エネルギーのピークピーク電圧の変化の大きさの比率であり、その結果、前記閾値は前記指示された電気エネルギーレベルの変化に対して変化しない、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目５）
前記アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定することが、前記閾値を超える経時的な前記電気的処置エネルギーのピークピーク電流の正規化された変化に基づいて、前記アークが消滅させるべきアークであると判定することを含み、ピークピーク電流の前記正規化された変化は、前記電気的処置エネルギーのＲＭＳ電圧、前記電気的処置エネルギーのＲＭＳ電流、又は前記電気的処置エネルギーの平均電力のうちの１つに対する、前記電気的処置エネルギーのピークピーク電流の変化の大きさの比率であり、その結果、前記閾値は前記指示された電気エネルギーレベルの変化に対して変化しない、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目６）
前記アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定することが、
第１回目の前記電気的処置エネルギーの正電圧ピークと負電圧ピークとの間の差として、前記第１回目のピークピーク電圧を判定することと、
第２回目の前記電気的処置エネルギーの正電圧ピークと負電圧ピークとの間の差として、第２回目のピークピーク電圧を判定することであって、前記第２回目は前記第１回目の後である、ことと、
前記第１回目の前記ピークピーク電圧と前記第２回目の前記ピークピーク電圧との間の差の絶対値として、ピークピーク電圧の変化を判定することと、
前記第２回目の前記電気的処置エネルギーのＲＭＳ電圧と、前記電気的処置エネルギーのＲＭＳ電流と、を判定することと、
前記ＲＭＳ電圧に対する前記ピークピーク電圧の変化の比率として、ピークピーク電圧の第１の正規化された変化を判定することと、
前記ＲＭＳ電流に対する前記ピークピーク電圧の変化の比率として、ピークピーク電圧の第２の正規化された変化を判定することと、
前記アークのインピーダンスを示すインピーダンス値にアクセスすることと、
ピークピーク電圧の前記第１の正規化された変化が前記閾値を超え、かつ前記インピーダンス値が第１のインピーダンス閾値未満である場合に、又は
ピークピーク電圧の前記第２の正規化された変化が第２の閾値を超え、かつ前記インピーダンス値が第２のインピーダンス閾値未満である場合に、前記アークが消滅させるべきアークであると判定することと、を含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目７）
前記アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定することが、前記閾値を超える前記電気的処置エネルギーの波高率に基づいて、前記アークが消滅させるべきアークであると判定することを含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目８）
前記アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定することが、前記閾値を超える経時的な前記電気的処置エネルギーの波高率の変動量に基づいて、前記アークが消滅させるべきアークであると判定することを含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目９）
前記アークが消滅させるべきアークであると判定することが、
前記電気的処置エネルギーのＲＭＳ値に対する前記電気的処置エネルギーの正電圧ピーク又は負電圧ピークのうちの１つの比率に基づいて、経時的な電圧波高率値を判定することと、
前記電気的処置エネルギーのＲＭＳ値に対する前記電気的処置エネルギーの正電流ピーク又は負電流ピークのうちの１つの比率に基づいて、経時的な電流波高率値を判定することと、
前記電圧波高率値にハイパスフィルタを適用して、フィルタが適用された電圧波高率値を提供することと、
前記電流波高率値にハイパスフィルタを適用して、フィルタが適用された電流波高率値を提供することと、
前記フィルタが適用された電圧波高率値の絶対値と前記フィルタが適用された電流波高率値の絶対値とを結合して、結合された波高率値を提供することと、
前記結合された波高率値にローパスフィルタを適用して、前記電圧波高率値と前記電流波高率値との変動量を示す結果値を提供することと、
前記結果値が持続時間閾値に対する前記閾値を超えた場合に、前記アークが消滅させるべきアークであると判定することと、を含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目１０）
器具に供給された電気的処置エネルギーを制御するための電気外科用発生器であって、前記発生器は、
１つ以上のプロセッサと、
命令が記憶されている少なくとも１つのメモリであって、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサによって実行されると、前記発生器に対し、
指示された電気エネルギーレベルに基づいて、前記器具に電気的処置エネルギーを供給させ、
前記電気的処置エネルギーの電圧に関する経時的な電圧信号値、又は前記電気的処置エネルギーの電流に関する経時的な電流信号値のうちの少なくとも１つにアクセスさせ、
閾値と、前記電圧信号値又は前記電流信号値のうちの少なくとも１つと、に基づいて、前記器具によって生成されたアークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定させ、
前記アークが消滅させるべきアークであるという判定に基づいて、前記電気的処置エネルギーを制御させる、メモリと、を含む、電気外科用発生器。
（項目１１）
前記命令が、前記１つ以上のプロセッサによって実行されると、前記発生器に対して更に、前記アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定するときに、前記閾値を超える経時的な前記電気的処置エネルギーのピークピーク電圧の変化の大きさに基づいて、前記アークが消滅させるべきアークであると判定させ、前記閾値は、前記指示された電気エネルギーレベルの変化に対応して変化する、上記項目のいずれか一項に記載の電気外科用発生器。
（項目１２）
前記命令が、前記１つ以上のプロセッサによって実行されると、前記発生器に対して更に、前記アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定するときに、前記閾値を超える経時的な前記電気的処置エネルギーのピークピーク電流の変化の大きさに基づいて、前記アークが消滅させるべきアークであると判定させ、前記閾値は、前記指示された電気エネルギーレベルの変化に対応して変化する、上記項目のいずれか一項に記載の電気外科用発生器。
（項目１３）
前記命令が、前記１つ以上のプロセッサによって実行されると、前記発生器に対して更に、前記アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定するときに、前記閾値を超える経時的な前記電気的処置エネルギーのピークピーク電圧の正規化された変化に基づいて、前記アークが消滅させるべきアークであると判定させ、ピークピーク電圧の前記正規化された変化は、前記電気的処置エネルギーのＲＭＳ電圧、前記電気的処置エネルギーのＲＭＳ電流、又は前記電気的処置エネルギーの平均電力のうちの１つに対する、前記電気的処置エネルギーのピークピーク電圧の変化の大きさの比率であり、その結果、前記閾値は前記指示された電気エネルギーレベルの変化に対して変化しない、上記項目のいずれか一項に記載の電気外科用発生器。
（項目１４）
前記命令が、前記１つ以上のプロセッサによって実行されると、前記発生器に対して更に、前記アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定するときに、前記閾値を超える経時的な前記電気的処置エネルギーのピークピーク電流の正規化された変化に基づいて、前記アークが消滅させるべきアークであると判定させ、ピークピーク電流の前記正規化された変化は、前記電気的処置エネルギーのＲＭＳ電圧、前記電気的処置エネルギーのＲＭＳ電流、又は前記電気的処置エネルギーの平均電力のうちの１つに対する、前記電気的処置エネルギーのピークピーク電流の変化の大きさの比率であり、その結果、前記閾値は前記指示された電気エネルギーレベルの変化に対して変化しない、上記項目のいずれか一項に記載の電気外科用発生器。
（項目１５）
前記命令が、前記１つ以上のプロセッサによって実行されると、前記発生器に対して更に、前記アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定するときに、
第１回目の前記電気的処置エネルギーの正電圧ピークと負電圧ピークとの間の差として、前記第１回目のピークピーク電圧を判定させ、
第２回目の前記電気的処置エネルギーの正電圧ピークと負電圧ピークとの間の差として、第２回目のピークピーク電圧を判定させ、前記第２回目は前記第１回目の後であり、
前記第１回目の前記ピークピーク電圧と前記第２回目の前記ピークピーク電圧との間の差の絶対値として、ピークピーク電圧の変化を判定させ、
前記第２回目の前記電気的処置エネルギーのＲＭＳ電圧と、前記電気的処置エネルギーのＲＭＳ電流と、を判定させ、
前記ＲＭＳ電圧に対する前記ピークピーク電圧の変化の比率として、ピークピーク電圧の第１の正規化された変化を判定させ、
前記ＲＭＳ電流に対する前記ピークピーク電圧の変化の比率として、ピークピーク電圧の第２の正規化された変化を判定させ、
前記アークのインピーダンスを示すインピーダンス値にアクセスさせ、
ピークピーク電圧の前記第１の正規化された変化が前記閾値を超え、かつ前記インピーダンス値が第１のインピーダンス閾値未満である場合に、又は
ピークピーク電圧の前記第２の正規化された変化が第２の閾値を超え、かつ前記インピーダンス値が第２のインピーダンス閾値未満である場合に、前記アークが消滅させるべきアークであると判定させる、上記項目のいずれか一項に記載の電気外科用発生器。
（項目１６）
前記命令が、前記１つ以上のプロセッサによって実行されると、前記発生器に対して更に、前記アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定するときに、前記閾値を超える前記電気的処置エネルギーの波高率に基づいて、前記アークが消滅させるべきアークであると判定させる、上記項目のいずれか一項に記載の電気外科用発生器。
（項目１７）
前記命令が、前記１つ以上のプロセッサによって実行されると、前記発生器に対して更に、前記アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定するときに、前記閾値を超える経時的な前記電気的処置エネルギーの波高率の変動量に基づいて、前記アークが消滅させるべきアークであると判定させる、上記項目のいずれか一項に記載の電気外科用発生器。
（項目１８）
前記命令が、前記１つ以上のプロセッサによって実行されると、前記発生器に対して更に、前記アークが消滅させるべきアークであると判定するときに、
前記電気的処置エネルギーのＲＭＳ値に対する前記電気的処置エネルギーの正電圧ピーク又は負電圧ピークのうちの１つの比率に基づいて、電圧波高率値を判定させ、
前記電気的処置エネルギーのＲＭＳ値に対する前記電気的処置エネルギーの正電流ピーク又は負電流ピークのうちの１つの比率に基づいて、電流波高率値を判定させ、
前記電圧波高率値にハイパスフィルタを適用して、フィルタが適用された電圧波高率値を提供させ、
前記電流波高率値にハイパスフィルタを適用して、フィルタが適用された電流波高率値を提供させ、
前記フィルタが適用された電圧波高率値の絶対値と前記フィルタが適用された電流波高率値の絶対値とを結合して、結合された波高率値を提供させ、
前記結合された波高率値にローパスフィルタを適用して、前記電圧波高率値と前記電流波高率値との変動量を示す結果値を提供させ、
前記結果値が持続時間閾値に対する前記閾値を超えたときに、前記アークが消滅させるべきアークであると判定させる、上記項目のいずれか一項に記載の電気外科用発生器。
（項目１９）
電気外科用システムであって、
器具と、
電気外科用発生器であって、
１つ以上のプロセッサと、
命令が記憶されている少なくとも１つのメモリであって、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサによって実行されると、前記発生器に対し、
指示された電気エネルギーレベルに基づいて、前記器具に電気的処置エネルギーを供給させ、
前記電気的処置エネルギーの電圧に関する経時的な電圧信号値、又は前記電気的処置エネルギーの電流に関する経時的な電流信号値のうちの少なくとも１つにアクセスさせ、
閾値と、前記電圧信号値又は前記電流信号値のうちの少なくとも１つと、に基づいて、前記器具によって生成されたアークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定させ、
前記アークが消滅させるべきアークであるという判定に基づいて、前記電気的処置エネルギーを制御させる、メモリと、を含む、電気外科用発生器と、を含む、電気外科用システム。
（摘要）
本開示は、電気アークに関連して電気的処置エネルギーを制御するための電気外科用システム及び方法に関する。本開示による方法は、指示された電気エネルギーレベルに基づいて器具に電気的処置エネルギーを供給することと、電気的処置エネルギーの電圧に関する経時的な電圧信号値及び／又は電気的処置エネルギーの電流に関する経時的な電流信号値にアクセスすることと、器具によって生成されたアークが、閾値と、電圧信号値又は電流信号値のうちの少なくとも１つと、に基づいて維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定することと、アークが消滅させるべきアークであるという判定に基づいて電気的処置エネルギーを制御することと、を含む。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
本開示の様々な実施形態は、添付の図面を参照して記載される。
【００２８】
【図１】本開示の態様による、例示的な電気外科用システムの図である。
【００２９】
【図２】本開示の態様による、手順中のアーク放電を例示した図である。
【００３０】
【図３】本開示の態様による、例示的な電気外科用発生器のブロック図である。
【００３１】
【図４】本開示の態様による、経時的なピークピーク電圧又は電流の変化に基づいて、アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定する例示的な方法のフローチャートである。
【００３２】
【図５】本開示の態様による、経時的なピークピーク電圧又は電流の正規化された変化に基づいて、アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定する例示的な方法のフローチャートである。
【００３３】
【図６】本開示の態様による、ピークピーク電圧又はインピーダンスの正規化された変化に基づいて、アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定する例示的な方法のフローチャートである。
【００３４】
【図７】本開示の態様による、波高率に基づいて、アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定する例示的な方法のフローチャートである。
【００３５】
【図８】本開示の態様による、経時的な波高率の変動量に基づいて、アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定する例示的な方法のフローチャートである。
【００３６】
【図９】本開示の態様による、図８の方法の特定の一実施形態のフローチャートである。
【００３７】
【図１０】本開示の態様による、図９の方法においてアークが消滅させるべきアークであると判定されたときに、電気的処置エネルギーを制御する一実施形態のフローチャートである。
【００３８】
【図１１】本開示の態様による、特定の周波数での電気的処置エネルギーの電流と電圧との間の位相差に基づいて、アークが消滅させるべきアークであるか否かを判定する方法のフローチャートである。
【００３９】
【図１２】本開示の態様による、フィードバック制御パラメータに基づいて、アークが消滅させるべきアークであるか否かを判定する方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本開示は、電気アークに関連して電気的処置エネルギーを制御するための電気外科用システム及び方法に関する。本明細書に詳述するように、本開示の一態様では、電気外科用発生器が、器具に電気的処置エネルギーを供給し、その器具が消滅させるべきアークを生成していると判定した場合に、電気外科用発生器は、その判定に基づいて電気的処置エネルギーを制御する。
【００４１】
用語「約」がある値に約を有するパラメータと組み合わされて本明細書において使用されている場合、このパラメータは、その値を正確に有することができること、或いはノイズのような環境因子のため、又は例えば、ビット数、プロセッサ速度若しくは優先割り込みなどのハードウエア又はソフトウエア制限のために、その値とは異なる別の値を有し得ることが意図されている。
【００４２】
ここで、図１を参照すると、本開示の態様による、例示的な電気外科用システムの図が示されている。このシステムは、患者Ｐの組織を処置するための１つ以上の電極を有する電気外科用器具１０を含む。器具１０は、１つ以上のアクティブ電極を含む単極（例えば、電気外科用切断プローブ、焼灼電極（複数可）など）又は１つ以上のアクティブ電極及びリターン電極を含む双極（例えば、電気外科用封止鉗子）のいずれかであってよい。電気外科用エネルギーは、供給ライン１２を介して発生器２０によって器具１０に供給され、器具１０が組織を凝固、封止、焼灼、及び／ないしは別の方法で処置することを可能にする。
【００４３】
器具１０が単極タイプの器具である場合、エネルギーは、患者の身体に配置され得るリターン電極（図示せず）を介して発生器２０に戻されてよい。また、発生器２０及び単極リターン電極は、リターン電極と患者との接触を監視して、それらの間に組織損傷の機会を軽減させるのに十分な接触が存在することを保証するように構成されてよい。器具１０が双極タイプの器具である場合、リターン電極はアクティブ電極に近接して（例えば、双極鉗子の対向するジョーに）配置される。
【００４４】
発生器２０は、発生器２０を制御するための入力制御装置（例えば、ボタン、切り換え装置、スイッチ、タッチスクリーンなど）を含む。加えて、発生器２０は、様々な出力情報（例えば、強度設定、処置の完全インジケータなど）を外科医に提供するための１つ以上の表示画面を含んでよい。制御装置は、外科医が電気的処置エネルギーの電力レベル及び特定の手順に好適な所望の処置エネルギーを実現するための他のパラメータを調整することを可能にする。また、器具１０は、発生器２０の特定の入力制御装置と重複し得る入力制御装置を含み得ることが想定される。入力制御装置を器具１０に配置することにより、外科手順中の処置エネルギーパラメータの変更をより容易かつ迅速に行うことができる。
【００４５】
図２は、電気外科用器具２によって行われる単極手順中のアーク放電を例示した図である。外科医は、発生器のユーザインターフェースを介して、電気外科用器具２を所望の電気的処置エネルギーレベルに設定し、起動スイッチ２０１を押すことによって電気外科用器具２を起動して、電気外科用処理エネルギーが器具２の先端部２０５に伝達されることを可能にする。次いで、外科医は、先端部２０５を患者の組織に接触させることによって、電気外科手順を開始する。
【００４６】
例示した例では、組織２２５へのアーク放電２１５は、先端部２０５の前方で発生し、プローブ２０５が組織２２５と接触する前に組織２２５を気化させ得る。様々な実施形態では、アーク２１５は、先端部２０５が組織２２５に接近するにつれて形を成し、範囲内の組織（例えば、組織部位２２０）が気化した後に消滅する。方向２１０への先端２０５の動きが、発生器の電力レベル設定に比べて遅い場合、アーク２１５は組織２２０を気化し、先端２０５が他の組織２２５の十分近くに移動してアーク２１５を再確立する前に消滅する。一方、先端４０５の動きが発生器の電力レベル設定に比べて速い場合、先端２０５と組織２２５との間の一定の接触によりアーク放電は低減され得るか、又はアーク放電は一貫したレベルで維持され得る。したがって、異なるアーク放電状況が電気外科手順中に発生し得る。加えて、例えば、組織凝固など、組織気化以外の様々なタイプの手順がアーク放電を伴い得る。アーク放電状況にある電気外科用発生器を制御する様々な方法は、米国特許第７，６５１，４９２号及び同第９，４９８，２７５号に開示されている。これらの両米国特許の内容全体が、本明細書に参照により組み込まれている。
【００４７】
本開示による電気外科用発生器は、金属に対して形成される持続アークなど、消滅させるべきアークを検出するため、及びその状況にある電気外科用処置エネルギーを制御するために有効化される。例えば、様々なタイプの手順は、鉗子を使用して組織を把持し、その後、電気外科用プローブからのアークを使用して鉗子で把持した組織を焼灼するなど、同一の外科手術部位で複数の器具を伴い得る。この例では、アークは、鉗子に対して形を成し得る。電気外科用発生器が、かかるアークを消滅させるべきであると判定できない場合、電気外科用発生器は、金属へのアークを持続するように動作し、周囲の組織に意図しない危害を及ぼす可能性がある。したがって、アークが消滅させるべきアークであると判定するためのシステム及び方法を下に開示する。
【００４８】
図３は、電気外科用エネルギーを出力するように構成されている発生器３００及び発生器構成要素の一実施形態の概略的なブロック図を示している。発生器３００は、ユーザインターフェース３０５と、コントローラ３２４と、電源３２７と、出力段３２８と、を含む。電源３２７は、直流高電圧電源であってもよく、ＡＣ電源（例えば、線間電圧）に接続されてもよい。電源３２７は、出力段３２８に高電圧ＤＣ電力を供給し、出力段３２８は次いで、高電圧ＤＣ電力を電気外科用交流に変換し、電気外科用エネルギーをアクティブ端子３３０に供給する。交流は、リターン端子３３２を介して出力段３２８に戻される。出力段３２８は、複数のモードで動作するように構成され、その間、発生器３００は、特定の電力レベル、ピーク電圧、波高率などを有する電気的処置エネルギーを出力する。他の実施形態では、発生器３００は、他のタイプの好適な電源又は電力変換トポロジに基づいてもよい。
【００４９】
コントローラ３２４は、メモリ３２６に動作可能に接続されたプロセッサ３２５（例えば、マイクロプロセッサ）を含み、メモリ３２６としては、一時タイプメモリ（例えば、ＲＡＭ）及び／又は非一時タイプメモリ（例えば、フラッシュメディア及びディスクメディア）が挙げられ得る。様々な実施形態では、コントローラ３２４は、送達される電流及び／又は電圧波形のリアルタイム分析を実行するため、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を更に含んでもよい。プロセッサ３２５は、電源３２７及び／又は出力段３２８に動作可能に接続された出力ポートを含み、これによりプロセッサ３２５は、開及び／又は閉ループ制御方式のいずれかに従って発生器３００の出力を制御することができる。当業者は、プロセッサ３２５が、本明細書で論じる計算及び／又は命令セットを実行する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）に置換され得ることを理解するであろう。
【００５０】
様々な実施形態では、発生器３００は、閉ループフィードバック制御システムを実施し、その中のセンサは、様々な組織及び発生器出力特性（例えば、インピーダンス、出力電力、電流及び／又は電圧など）を測定し、コントローラ３２４にフィードバックを提供する。コントローラ３２４は、次いで、電源３２７及び／又は出力段３２８を信号処理し、次いで、ＤＣ電源及び／又は出力段をそれぞれ調整する。コントローラ３２４はまた、発生器３００のユーザインターフェース３０５から入力信号を受信する。コントローラ３２４は、ユーザインターフェース３０５を介して受信した入力信号を利用して、発生器３００によって出力された電力を調整し、かつ／又は他の制御機能を実行する。本開示によれば、オペレータは、ユーザインターフェース３０５を介して所望の電力レベル設定を入力することができる。
【００５１】
本開示による発生器３００は、ＲＦ電流センサ３８０及びＲＦ電圧センサ３７０を含む。ＲＦ電流センサ３８０は、アクティブ端子３３０に連結され、出力段３２８によって供給されるＲＦ電流の測定値を提供する。ＲＦ電圧センサ３７０は、アクティブ及びリターン端子３３０、３３２に連結され、出力段３２８によって供給されるＲＦ電圧の測定値を提供する。様々な実施形態では、ＲＦ電圧及び電流センサ３７０及び３８０は、アクティブ端子３３０及びリターン端子３３２をそれぞれ出力段３２８に相互接続するアクティブリード線３３１及びリターンリード線３３３に連結され得る。
【００５２】
ＲＦ電圧及び電流センサ３７０及び３８０は、感知されたＲＦ電圧及び電流信号をそれぞれアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）３０２に提供する。ＡＤＣ３０２は、感知されたＲＦ電圧及び電流信号のサンプルを取り、感知されたＲＦ電圧及び電流信号のデジタルサンプルをコントローラ３２４に提供し、コントローラ３２４は次いで、感知されたＲＦ電圧及び電流信号のデジタルサンプルに応答して電源３２７及び／又は出力段３２８の出力を調整し得る。様々な実施形態では、デジタルサンプルは、必要とされるまでメモリ３２６に記憶されてもよく、必要がなくなった時点でメモリ３２６から削除されてもよい。
【００５３】
様々な実施形態では、コントローラ３２４は、他のパラメータの中でも、組織インピーダンス、波高率、電圧信号と電流信号との間の位相差、電圧信号及び電流信号の特定の周波数成分間の位相差、ピーク電圧、ピーク電流、ＲＭＳ（二乗平均平方根）電圧、ＲＭＳ電流、及び平均電力を含む、電圧信号値及び電流信号値に基づいた様々なパラメータを判定するように適合される。様々な実施形態では、１つ以上のかかるパラメータは、コントローラ３２４ではなく、別個のハードウエア回路機構（図示せず）によって判定され得る。プロセッサ命令及び／又はハードウエア回路機構によるかかるパラメータ計算の実施は、当業者に既知である。かかるパラメータの使用について、アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかの判定との関連で後述する。
【００５４】
ここで、図４を参照すると、経時的なピークピーク電圧又は電流の変化に基づいて、アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定する例示的な方法のフローチャートが示されている。金属への持続アークは、組織へのアークのピークピーク電圧又は電流の変化に比べて、経時的なピークピーク電圧又は電流のより大きい変化をもたらすことが見出された。経時的なピークピーク電圧又は電流の変化の大きさを閾値と比較して、アークが維持すべきアークであるか又は金属への持続アークなどの消滅させるべきアークであるかを判定することができる。しかし、ピークピーク電圧又は電流の変化の大きさは、異なる電力設定レベルによって変化する。したがって、異なる電力設定レベルには、異なる閾値が必要とされる。
【００５５】
ステップ４０２では、発生器は、発生器のユーザインターフェース（３０５、図３）を使用して指定され得る、外科医が指示した電気エネルギーレベルに基づいて、器具に電気的処置エネルギーを供給する。ステップ４０４では、発生器は、電気的処置エネルギーの電圧に関する経時的な電圧信号値、又は電気的処置エネルギーの電流に関する経時的な電流信号値にアクセスする。前述のように、かかる信号値は、コントローラのメモリ（３２６、図３）に記憶されたデジタルサンプルであり得る。様々な実施形態では、信号値は、コントローラのメモリに記憶される必要はなく、バッファ回路に記憶され得る。ステップ４０６で、発生器は、外科医が指示した電気エネルギーレベルに対応する閾値にアクセスする。様々な実施形態では、単一の閾値が１つ以上の電気エネルギーレベルに対応し得る。閾値は、コントローラのメモリに記憶され、そこからアクセスされ得る。
【００５６】
ステップ４０８では、発生器は、信号値に基づいて、経時的な電気的処置エネルギーのピークピーク電圧の変化の大きさ又は経時的な電気的処置エネルギーのピークピーク電流の変化の大きさを判定する。当業者に理解されるように、変化の大きさは変化の方向に関係なく正の値であるように、大きさは正の値である。様々な実施形態では、発生器はプロセッサ（３２５、図３）を含み、ピークピーク電圧又は電流の変化の大きさは、ある割り込みから次の割り込みへのピークピーク電圧又は電流の変化として、プロセッサ割り込みで判定され得る。様々な実施形態では、ピークピーク電圧又は電流の変化は、別の期間にわたって判定され得る。ステップ４１０では、経時的な電気的処置エネルギーのピークピーク電圧の変化の大きさが閾値を超える場合、又は、経時的な電気的処置エネルギーのピークピーク電流の変化の大きさが閾値を超える場合、発生器は、アークが消滅させるべきアークであると判定する。様々な実施形態では、ステップ４１０での判定は、電圧信号値及び電流信号値から判定されるように、アークのインピーダンスを考慮する。一実施例が、図６との関連で記述されている。
【００５７】
次いで、ステップ４１２では、発生器は、アークが消滅させるべきアークであるという判定に基づいて電気的処置エネルギーを制御する。様々な実施形態では、ステップ４１２における制御は、既定の持続時間の電気的処置エネルギーを減少させることを含み得る。
【００５８】
ここで、図５を参照すると、経時的なピークピーク電圧又は電流の正規化された変化に基づいて、アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定する例示的な方法のフローチャートが示されている。図５の方法は、閾値が電力設定レベルに依存しないように、ピークツーピーツ電圧又は電流の変化の大きさが正規化される、図４の方法の変異形である。したがって、１つの単一閾値のみが必要とされる。
【００５９】
ステップ５０２では、発生器は、発生器のユーザインターフェース（３０５、図３）を使用して指定され得る、外科医が指示した電気エネルギーレベルに基づいて、器具に電気的処置エネルギーを供給する。ステップ５０４では、発生器は、電気的処置エネルギーの電圧に関する経時的な電圧信号値、又は電気的処置エネルギーの電流に関する経時的な電流信号値にアクセスする。前述のように、かかる信号値は、コントローラのメモリ（３２６、図３）に記憶されたデジタルサンプル又はバッファ回路に記憶された信号値であり得る。ステップ５０６では、発生器は閾値にアクセスする。前述のように、外科医が設定する電気エネルギーレベルに関係なく単一の閾値が存在する。様々な実施形態では、閾値は、コントローラのメモリに記憶され、そこからアクセスされ得る。様々な実施形態では、閾値は、プロセッサ命令にハードコードされ得る。
【００６０】
ステップ５０８では、発生器は、信号値に基づいて、経時的な電気的処置エネルギーのピークピーク電圧の正規化された変化の大きさ又は経時的な電気的処置エネルギーのピークピーク電流の正規化された変化の大きさを判定する。正規化された変化の大きさは、変化の大きさを電気エネルギーレベルに比例する量で割ったものである。様々な実施形態では、正規化パラメータは、電気的処置エネルギーのＲＭＳ電圧、電気的処置エネルギーのＲＭＳ電流、又は電気的処置エネルギーの平均電力であり得る。したがって、ピークピーク電圧の正規化された変化の大きさは、ピークピーク電圧の変化の大きさをＲＭＳ電圧、ＲＭＳ電流、又は平均電力のうちの１つで割ったものとなる。同様に、ピークピーク電流の正規化された変化の大きさは、ピークピーク電流の変化の大きさをＲＭＳ電圧、ＲＭＳ電流、又は平均電力のうちの１つで割ったものとなる。
【００６１】
ステップ５１０では、経時的な電気的処置エネルギーのピークピーク電圧の正規化された変化の大きさが閾値を超える場合、又は、経時的な電気的処置エネルギーのピークピーク電流の変化の大きさが閾値を超える場合、発生器は、アークが消滅させるべきアークであると判定する。図４に関連して上述したように、様々な実施形態では、ステップ５１０での判定は、電圧信号値及び電流信号値から判定されるように、アークのインピーダンスを考慮する。一実施例が図６との関連で記述されている。
【００６２】
次いでステップ５１２では、発生器は、アークが消滅させるべきアークであるという判定に基づいて電気的処置エネルギーを制御する。様々な実施形態では、ステップ５１２における制御は、既定の持続時間の電気的処置エネルギーを減少させることを含み得る。
【００６３】
ここで、図６を参照すると、経時的なピークピーク電圧に基づいて又はインピーダンスに基づいて、アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定する例示的な方法のフローチャートが示されている。
【００６４】
ステップ６０２では、発生器は、発生器のユーザインターフェース（３０５、図３）を使用して指定され得る、外科医が指示した電気エネルギーレベルに基づいて、器具に電気的処置エネルギーを供給する。ステップ６０４では、発生器は、電気的処置エネルギーの電圧に関する経時的な電圧信号値、又は電気的処置エネルギーの電流に関する経時的な電流信号値にアクセスする。前述のように、かかる信号値は、コントローラのメモリ（３２６、図３）に記憶されたデジタルサンプル又はバッファ回路に記憶された信号値であり得る。ステップ６０６では、発生器は、第１の閾値（Ｔｈ１）、第１のインピーダンス閾値（Ｚ１）、第２の閾値（Ｔｈ２）、第２のインピーダンス閾値（Ｚ２）の４つの閾値にアクセスする。以下のステップでの正規化に基づき、これらの閾値は電気的処置エネルギーレベルに依存せず、外科医が設定する電気的処置エネルギーレベルに関係なく適用され得る。様々な実施形態では、閾値は、コントローラのメモリに記憶され、そこからアクセスされ得る。様々な実施形態では、閾値は、プロセッサ命令にハードコードされ得る。
【００６５】
ステップ６０８では、発生器は、電圧信号値に基づいて、第１回目と第１回目後の第２回目との間のピークピーク電圧の変化の大きさ（ｄＶｐｐ）を判定する。ステップ６１０では、発生器は、電圧信号値及び電流信号値に基づいて、第２回目の電気的処置エネルギーのＲＭＳ電圧（Ｖｒｍｓ）及びＲＭＳ電流（Ｉｒｍｓ）と、第２回目のアークインピーダンスと、を決定する。次いで、ステップ６１２では、発生器は２つの正規化されたパラメータ、ｄＶｐｐ／Ｖｒｍｓ及びｄＶｐｐ／Ｉｒｍｓを判定する。様々な実施形態では、パラメータｄＶｐｐ／Ｉｒｍｓをスケーリングすることが可能である。
【００６６】
ステップ６１４では、発生器は、アークが以下の場合に消滅させるべきアークであると判定する。
（ｄＶｐｐ／Ｖｒｍｓ＞Ｔｈ１）及び（インピーダンス＜Ｚ１）
又は
（ｄＶｐｐ／Ｉｒｍｓ＞Ｔｈ２）及び（インピーダンス＜Ｚ２）。
様々な実施形態では、Ｚ１は、ピークピーク電圧の変化の大きさｄＶｐｐを正規化するためにＶｒｍｓを使用するか又はＩｒｍｓを使用するかを判定するために使用されるインピーダンス閾値として特徴付けることができ、Ｚ２は、インピーダンス閾値として説明することができ、この閾値を超えると、発生器は、意図的にアークを消滅させることがなくなる。様々な実施形態では、Ｚ１は１３５０オームであり、Ｚ２は３０００オームである。様々な実施形態では、インピーダンス閾値は、他の値を有し得る。様々な実施形態では、Ｚ１及びＺ２の値は、アークに関する電圧及び電流データの分析から導出され得る。
【００６７】
次いで、ステップ６１６では、発生器は、アークが消滅させるべきアークであるという判定に基づいて電気的処置エネルギーを制御する。様々な実施形態では、ステップ６１６における制御は、既定の持続時間の電気的処置エネルギーを減少させることを含み得る。様々な実施形態では、ステップ６１６における制御は、計算される、又は電圧、電流、及び／若しくはインピーダンスデータなどの感知された電気データに基づく、持続時間の間の電気的処置エネルギーを減少させることを含み得る。例えば、電気的処置エネルギーは、７，０００オームを超えるインピーダンスなど、インピーダンスが上昇して、開回路状況を示すまで減少させることができる。様々な実施形態では、ステップ６１６の制御は、既定の又は計算された持続時間又は感知された電気データに基づいた持続時間の間にエネルギー送達をオフにすることを含み得る。
【００６８】
したがって、ピークピーク電圧又は電流の変化の大きさに基づいてアークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークを判定するための方法が、図４〜図６に関連して上述されている。この判定は、命令を実行するプロセッサによって実行され得、プロセッサ割り込み時に実行される命令として実行され得る。様々な実施形態では、この判定は、約０．５ミリ秒ごとに実行され得る。様々な実施形態では、図４〜図６の閾値は、組織へのアークに対応する経験的データと、金属など、組織以外へのアークに対応する経験的データと、を分析することによって得られ得る。経験的データは、維持すべきアークに対応するパラメータ値と、金属への持続アークなど、消滅させるべきアークに対応するパラメータ値と、の間の境界を明らかにする。異なる発生器は異なるように実施され得るため、閾値は、発生器の特定のモデル又は商標によって異なり得る。本明細書に開示される方法を考慮すれば、経験的データを取得することと、異なる発生器の閾値を判定することとは、当業者の能力及びコンピテンシーの範囲内である。閾値を判定するこの方法はまた、下の図７〜図１２にも適用される。
【００６９】
ここからは、アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを波高率に基づいて判定する方法を説明する。本明細書で使用するとき、また当該技術分野で理解されるように、波高率は、ＲＭＳ値に対するピーク値の比率を指す。様々な実施形態では、ピーク値は、正ピーク電圧、負ピーク電圧、正ピーク電流、又は負ピーク電流であり得る。様々な実施形態では、ＲＭＳ値は、ＲＭＳ電圧（Ｖｒｍｓ）又はＲＭＳ電流（Ｉｒｍｓ）であり得る。これらのピーク値とＲＭＳ値との様々な組み合わせはすべて、波高率であることが想到される。また、図３を参照すると、様々な実施形態では、波高率値は、電流及び電圧センサ３７０、３８０によって感知される電流信号値及び電圧信号値に基づいて、コントローラ３２４によって判定され得る。
【００７０】
ここで、図７を参照すると、波高率に基づいてアークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定する例示的な方法のフローチャートが示されている。金属へのアークなど、組織以外への持続アークは、組織へのアークの波高率と比較してより大きい波高率をもたらすことが見出された。様々な実施形態では、波高率値を閾値と比較して、アークが維持すべきアークであるか又は金属へのアークのように消滅させるべきアークであるかを判定することができる。波高率は、異なる電力設定レベルに比例するＲＭＳ値によって定義されるため、波高率は、本質的に電力設定レベルに依存しない。したがって、同一の閾値を異なる電力設定レベルに適用することができる。
【００７１】
ステップ７０２では、発生器は、発生器のユーザインターフェース（３０５、図３）を使用して指定され得る、外科医が指示した電気エネルギーレベルに基づいて、器具に電気的処置エネルギーを供給する。ステップ７０４では、発生器は、電気的処置エネルギーの電圧に関する経時的な電圧信号値、又は電気的処置エネルギーの電流に関する経時的な電流信号値にアクセスする。前述のように、かかる信号値は、コントローラのメモリ（３２６、図３）に記憶されたデジタルサンプル又はバッファ回路に記憶された信号値であり得る。ステップ７０６では、発生器は閾値にアクセスする。前述のように、外科医が設定する電気エネルギーレベルに関係なく単一の閾値が存在する。様々な実施形態では、閾値は、コントローラのメモリに記憶され、そこからアクセスされ得る。様々な実施形態では、閾値は、プロセッサ命令にハードコードされ得る。
【００７２】
ステップ７０８では、発生器は、信号値に基づいて波高率値を判定する。上述のように、波高率は、正ピーク電圧、負ピーク電圧、正ピーク電流、又は負ピーク電流のうちの１つであるピーク値に基づくことができ、ＲＭＳ電圧（Ｖｒｍｓ）又はＲＭＳ電流（Ｉｒｍｓ）のうちの１つであるＲＭＳ値に基づくことができる。ステップ７１０では、波高率値が閾値を超える場合、発生器はアークが消弧すべきアークであると判定する。様々な実施形態では、ステップ７１０で判定を行う際にインピーダンスが考慮され得る。
【００７３】
次いで、ステップ７１２では、発生器は、アークが消滅させるべきアークであるという判定に基づいて電気的処置エネルギーを制御する。様々な実施形態では、ステップ７１２における制御は、既定の持続時間の電気的処置エネルギーを減少させることを含み得る。
【００７４】
ここで、図８を参照すると、経時的な波高率の変動量に基づいて、アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきかを判定する例示的な方法のフローチャートが示されている。金属へのアークなど、組織以外への持続アークは、組織へのアークの波高率の変動と比較して、経時的な波高率のより大きい変動をもたらすことが見出された。波高率値の変動量を閾値と比較して、アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定することができる。変動量は、電力設定レベルに依存しないメトリックであるため、同一の閾値を異なる電力設定レベルに適用することができる。
【００７５】
ステップ８０２では、発生器は、発生器のユーザインターフェース（３０５、図３）を使用して指定され得る、外科医が指示した電気エネルギーレベルに基づいて、器具に電気的処置エネルギーを供給する。ステップ８０４では、発生器は、電気的処置エネルギーの電圧に関する経時的な電圧信号値、又は電気的処置エネルギーの電流に関する経時的な電流信号値にアクセスする。前述のように、かかる信号値は、コントローラのメモリ（３２６、図３）に記憶されたデジタルサンプル又はバッファ回路に記憶された信号値であり得る。ステップ８０６では、発生器は閾値にアクセスする。前述のように、外科医が設定する電気エネルギーレベルに関係なく単一の閾値が存在する。様々な実施形態では、閾値は、コントローラのメモリに記憶され、そこからアクセスされ得る。様々な実施形態では、閾値は、プロセッサ命令にハードコードされ得る。
【００７６】
ステップ８０８では、発生器は、信号値に基づいて経時的な波高率値を判定する。上述のように、波高率は、正ピーク電圧、負ピーク電圧、正ピーク電流、又は負ピーク電流のうちの１つであるピーク値に基づくことができ、ＲＭＳ電圧（Ｖｒｍｓ）又はＲＭＳ電流（Ｉｒｍｓ）のうちの１つであるＲＭＳ値に基づくことができる。ステップ８１０では、発生器は、波高率値の変動量を判定する。変動量を判定するために想到された様々な方法がある。例えば、限定するものではないが、変動量は、標準偏差などの統計的測定を使用して判定され得る。変動量を判定する別の方法は、図９に関連して説明するようにフィルタを使用する。変動量を判定する他の方法は、本開示の範囲内であることが想到される。
【００７７】
ステップ８１２では、波高率の変動量が閾値を超える場合、発生器は、アークが消滅させるべきアークであると判定する。次いで、ステップ８１４では、発生器は、アークが消滅させるべきアークであるという判定に基づいて、電気的処置エネルギーを制御する。様々な実施形態では、ステップ８１４における制御は、既定の持続時間の電気的処置エネルギーを減少させることを含み得る。
【００７８】
図９は、経時的な波高率値の変動量を判定するための、図８の方法の特定の一実施形態のフローチャートである。特に、図９は、ハイパスフィルタ及びローパスフィルタを使用して変動量を判定するための１つの方法を示している。
【００７９】
ステップ９０２では、発生器は、発生器のユーザインターフェース（３０５、図３）を使用して指定され得る、外科医が指示した電気エネルギーレベルに基づいて、器具に電気的処置エネルギーを供給する。ステップ９０４では、発生器は、電気的処置エネルギーの電圧に関する経時的な電圧信号値、及び電気的処置エネルギーの電流に関する経時的な電流信号値にアクセスする。前述のように、かかる信号値は、コントローラのメモリ（３２６、図３）に記憶されたデジタルサンプル又はバッファ回路に記憶された信号値であり得る。ステップ９０６では、発生器は閾値にアクセスする。前述のように、外科医が設定する電気エネルギーレベルに関係なく単一の閾値が存在する。様々な実施形態では、閾値は、コントローラのメモリに記憶され、そこからアクセスされ得る。様々な実施形態では、閾値は、プロセッサ命令にハードコードされ得る。
【００８０】
ステップ９０８では、発生器は、経時的な電気的処置エネルギーの正ピーク電流に基づいた正電流波高率（Ｉｐｏｓ＿ＣＦ）、負ピーク電流に基づいた負電流波高率（Ｉｎｅｇ＿ＣＦ）、正ピーク電圧に基づいた正電圧波高率（Ｖｐｏｓ＿ＣＦ）、及び負ピーク電圧に基づいた負電圧波高率（Ｖｎｅｇ＿ＣＦ）を含む、信号値に基づいて、経時的な波高率値を判定する。ステップ９１０では、発生器は、経時的なＩｐｏｓ＿ＣＦにハイパスフィルタを適用してＩｐｏｓ＿ＣＦ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄを供給し、経時的なＩｎｅｇ＿ＣＦにハイパスフィルタを適用してＩｎｅｇ＿ＣＦ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄを供給し、経時的なＶｐｏｓ＿ＣＦにハイパスフィルタを適用してＶｐｏｓ＿ＣＦ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄを供給し、経時的なＶｎｅｇ＿ＣＦにハイパスフィルタを適用してＶｎｅｇ＿ＣＦ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄを供給する。ハイパスフィルタを適用すると、フィルタが適用された波高率値がゼロを中心とする波高率変動を表すように、波高率からＤＣ成分が除去される。これにより、ハイパスフィルタを適用すると、その結果が、波高率のそれぞれの変化を表す、ゼロを中心としたパルスパターンになるように、変化が通される。様々な実施形態では、ハイパスフィルタは、約５００ｋＨｚのカットオフ周波数を有する、デジタル一次再帰型フィルタであり得る。
【００８１】
ステップ９１２では、フィルタが適用された４つの波高率の絶対値を合算する。特に、フィルタが適用された波高率はそれぞれ、例えば、Ｉｐｏｓ＿ＣＦ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄ［ｎ］、Ｉｎｅｇ＿ＣＦ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄ［ｎ］、Ｖｐｏｓ＿ＣＦ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄ［ｎ］、及びＶｎｅｇ＿ＣＦ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄ［ｎ］など、ｎ＝１．．．ＮのＮ値のように複数の値を有する。それぞれのｎについて、発生器は、以下のように結合された波高率値を判定する。
ＣＦｖａｒ［ｎ］＝｜Ｉｐｏｓ＿ＣＦ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄ［ｎ］｜＋｜Ｉｎｅｇ＿ＣＦ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄ［ｎ］｜＋｜Ｖｐｏｓ＿ＣＦ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄ［ｎ］｜＋｜Ｖｎｅｇ＿ＣＦ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄ［ｎ］｜。
このようにして、フィルタが適用された波高率のそれぞれの変異体が結合され、その結果値ＣＦｖａｒが４つの波高率にわたる変異体を捕捉する。
【００８２】
ステップ９１４では、値ＣＦｖａｒにローパスフィルタが適用される。ＣＦｖａｒは絶対値の和としてあるため、ＣＦｖａｒのすべての値は正である。したがって、ＣＦｖａｒ配列はＤＣ成分を有することになり、ＣＦｖａｒ配列にローパスフィルタを適用することにより、ＤＣ成分が供給される。ＣＦｖａｒのこのＤＣ成分は、波高率の変動量を表す。様々な実施形態では、ローパスフィルタの設計は、誤検知検出及び検出時間の平衡を保つことを含む。例えば、検出時間が長いほど、アークを消滅させるべきであると判定するときの誤検知は減り、検出時間が短いほど、アークを消滅させるべきであると判定するときの誤検知は増える。様々な実施形態では、これらの要素の平衡を保つうえで、ローパスフィルタは、９９％の立ち上がり時間まで５ミリ秒を有するデジタル二次再帰型フィルタである。
【００８３】
ステップ９１６では、波高率の変動量が、少なくとも検出時間閾値に対する閾値を超える場合、発生器は、アークが消滅させるべきアークであると判定する。様々な実施形態では、閾値は０．１５であり、検出時間閾値は１５ミリ秒である。次いで、ステップ９１８では、発生器は、アークが消滅させるべきアークであるという判定に基づいて、電気的処置エネルギーを制御する。ステップ９１８における制御については、図１０に関して下に詳述する。様々な実施形態では、ステップ９１６での判定は、電圧信号値及び電流信号値から判定されるように、アークのインピーダンスを考慮する。様々な実施形態では、ステップ９１６において、発生器は、アークインピーダンスが１５，０００オームを超える場合にアークが消滅させるべきアークであると判定しない。
【００８４】
図９の実施形態は４つの波高率を使用することを含むが、様々な実施形態では、４つ未満の波高率が使用され得る。様々な実施形態では、図９の動作は、単一の電流波高率及び単一の電圧波高率のみを使用する。様々な実施形態では、単一の電流波高率は、正電流波高率及び負電流波高率のうちの大きい方であり得る。様々な実施形態では、単一の電圧波高率は、正電圧波高率及び負電圧波高率のうちの大きい方であり得る。
【００８５】
ここで、図１０を参照すると、図９の方法においてアークが消滅させるべきアークであると判定されたときに、電気的処置エネルギーを制御する一実施形態のフローチャートが示されている。図示した実施形態は例示的かつ非限定的であり、消滅させるべきアークが存在する場合に電気的処置エネルギーを制御するための他の方法が想到される。
【００８６】
ステップ１００２では、アークが消滅させるべきアークであると判定された場合、発生器は、器具に供給する電気的処置エネルギーを減少させる。様々な実施形態では、電気的処置エネルギーは、５ワットなどの低エネルギーレベルに減少させられる。様々な実施形態では、低エネルギーレベルは、ゼロワットなどの別のレベルであり得る。様々な実施形態では、低エネルギーレベルは、指示された電力レベルの１０％又は別のパーセンテージなど、外科医が設定する電力レベルのパーセンテージであり得る。ステップ１００４では、発生器は、アークを消滅させるまでの既定の保持時間の間、電気的処置エネルギーを減少させたレベルで保持する。様々な実施形態では、既定の保持時間は、２５ミリ秒、６０ミリ秒、又は別の時間であり得る。
【００８７】
ステップ１００６では、発生器はすべての波高率をリセットし、１００８では、発生器は電気的処置エネルギーを、外科医が指示したエネルギーレベルまで復元する。ステップ１０１０では、発生器は、既定の再検出保持時間の間、消滅させるべきアークの再検出を防止する。一実施形態では、再検出保持時間は５ミリ秒である。次いで、ステップ１０１２で、再検出保持時間が経過した後、発生器は消滅させるべきアークの再検出を可能にする。
【００８８】
したがって、波高率に基づいて、アークが維持すべきアークであるか又は消滅させるべきアークであるかを判定するためのシステム及び方法が、図７〜図１０に関連して上述されている。この判定は、命令を実行するプロセッサによって実行され得、プロセッサ割り込み時に実行される命令として実行され得る。様々な実施形態では、この判定は、おおよそ０．４４ミリ秒ごと、１５ミリ秒ごと、又は別の時間間隔で実行され得る。図１０の波高率方法論を図４〜図６のピークピーク方法論の変化と比較すると、波高率方法論は有意に低速である。図１０の波高率方法論のこの低速動作は、大部分において、ハイパスフィルタ及びローパスフィルタが動作するために必要な時間量に依存する。図１０の波高率方法論はフィルタを必要とする一方、図４〜図６のピークピーク方法論の変化はいずれのフィルタの適用も必要としない。
【００８９】
様々な実施形態では、図７〜図１０の閾値及び保持時間は、組織へのアークに対応する経験的データと、金属へのアークに対応する経験的データと、の分析によって取得され得る。経験的データは、維持すべきアークに対応するパラメータ値と、消滅させるべきアークに対応するパラメータ値と、の間の境界を明らかにする。異なる発生器は異なるように実施され得るため、閾値は、発生器の特定のモデル又は商標によって異なり得る。本明細書に開示される方法を考慮すれば、経験的データを取得することと、異なる発生器の閾値及び保持時間を判定することとは、当業者の能力及びコンピテンシーの範囲内である。
【００９０】
図１１及び図１２に関する以下の説明では、アークが維持すべきアークであるか又は金属への持続アークなどの消滅させるべきアークであるかを判定する方法を説明する。
【００９１】
図１１は、特定の周波数での電気的処置エネルギーの電流と電圧との間の位相差に基づいて、アークが消滅させるべきアークであるか否かを判定する方法のフローチャートである。図３を参照すると、特定の周波数は、ｆＨ１として示される、出力段３２８による電気的処置エネルギー波形出力の基本周波数を含む。他の周波数は、出力段３２８に関する。上述のように、電源３２７は、出力段３２８に高電圧ＤＣ電力を供給し、出力段３２８は、次いで、高電圧ＤＣ電力を電気外科交流に変換する。したがって、出力段３２８は共振形インバータを含む。様々な実施形態では、特定の周波数は、負荷がない場合のインバータ回路（すなわち、開回路）の第１の共振形周波数ｆＨ２と、短絡回路負荷がある場合のインバータ回路の第２の共振形周波数ｆＨ３と、を含む。
【００９２】
金属への持続アークなど、消滅させるべきアーク中は、３つの周波数ｆＨ１、ｆＨ２及びｆＨ３の特定の位相情報がかかるアークに相関することが見出された。特に、周波数ｆＨ１における電圧−電流位相差はφＨ１として示され、周波数ｆＨ２における電圧−電流位相差はφＨ２として示され、周波数ｆＨ３における電圧−電流位相差はφＨ３として示される。この方法論によるアーク分化のための閾値は、インバータ回路の一致した負荷（インバータがその最高の最も効率的な電力出力で展開する負荷）に関する、電流信号及び電圧信号から判定されたインピーダンスに応じて変化することも見出された。したがって、異なるインピーダンス値に対応する複数の閾値が存在する。
【００９３】
ステップ１１０２では、発生器は、発生器のユーザインターフェース（３０５、図３）を使用して指定され得る、外科医が指示した電気エネルギーレベルに基づいて、器具に電気的処置エネルギーを供給する。ステップ１１０４では、発生器は、電気的処置エネルギーの電圧に関する経時的な電圧信号値、又は電気的処置エネルギーの電流に関する経時的な電流信号値にアクセスする。前述のように、かかる信号値は、コントローラのメモリ（３２６、図３）に記憶されたデジタルサンプル又はバッファ回路に記憶された信号値であり得る。ステップ１１０６において、発生器は、電流及び電圧信号値にアクセスし、それらに基づいてインピーダンスを判定し、インピーダンスに対応する閾値にアクセスする。様々な実施形態では、閾値は、コントローラのメモリに記憶され、そこからアクセスされ得る。
【００９４】
ステップ１１０８では、発生器は、周波数ｆＨ１、ｆＨ２及びｆＨ３における電圧信号及び電流信号を抽出する。ステップ１１１０では、発生器は、それぞれ周波数ｆＨ１、ｆＨ２及びｆＨ３における電圧及び電流信号に基づいて、電圧−電流位相信号φＨ１、φＨ２及びφＨ３を判定する。様々な実施形態では、ステップ１１０８及び１１１０の動作は、Ｇｏｅｒｔｚｅｌフィルタ、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）、又は狭周波数帯フィルタに基づいて実行され得る。ステップ１１１２では、発生器は、位相信号φＨ１、φＨ２及びφＨ３にローパスフィルタを適用して、それぞれφＨ１＿ｆｉｌｔｅｒｅｄ、φＨ２＿ｆｉｌｔｅｒｅｄ及びφＨ３＿ｆｉｌｔｅｒｅｄを提供する。ステップ１１１４では、アーク検出トリガ値は、以下のように算出される。
トリガ＝｜φＨ２＿ｆｉｌｔｅｒｅｄ−φＨ１＿ｆｉｌｔｅｒｅｄ｜＋｜φＨ２＿ｆｉｌｔｅｒｅｄ−φＨ３＿ｆｉｌｔｅｒｅｄ｜。
様々な実施形態では、トリガは、基本駆動周波数成分Ｈ１に関する成分Ｈ２とＨ３との間の位相の変化の大きさとして説明され得る。ステップ１１１６では、発生器は、トリガ値が閾値を超える場合に、アークが消滅させるべきアークであると判定する。
【００９５】
また、ステップ１１１８では、発生器は、アークが消滅させるべきアークであるという判定に基づいて、電気的処置エネルギーを制御する。様々な実施形態では、発生器は、アークを消滅させるまでの既定の保持時間の間に電気的処置エネルギーを減少させることと、すべてのフィルタをリセットすることと、外科医が指示したエネルギーレベルまで電気的処置エネルギーを復元することと、既定の再検出保持時間の間のアークの再検出を防止することと、次いで、再検出保持時間が経過した後にアークの再検出を可能にすることと、を含む、図１０に示されたものと同様の制御手順を実行し得る。
【００９６】
ここで、図１２を参照すると、アークが、本明細書では絶対積分誤差と称されるフィードバック制御パラメータに基づいて、アークを消滅させるべきと判定する方法が示されている。また、図３を参照すると、発生器３００は、センサがコントローラ３２４にフィードバックを提供する、閉ループフィードバック制御システムを実施する。コントローラ３２４は、次いで、電源３２７及び／又は出力段３２８を信号処理し、次いで、ＤＣ電源及び／又は出力段をそれぞれ調整する。フィードバック動作では、意図されたパラメータ値と実際のパラメータ値との間の誤差は、誤差の絶対値を計算し、それを経時的に積分することによって経時的に追跡される。様々な実施形態では、積分は、漏れ積分回路によって実行され得る。様々な実施形態では、漏れ積分回路は、ローパスフィルタによって実施され得る。この積分値は、本明細書では絶対積分誤差と称される。絶対積分誤差は、制御システムが目標（例えば、目標電圧、電流又は電力）にない間に上昇し、目標に達するとゼロになる。発生器制御システムの絶対積分誤差信号は、消滅させるべきアークの存在と相関していることが見出された。特に、アークの挙動は、発生器３００に提示されるインピーダンスの急激な変化を引き起こし、発生器にとっては、これらの急激な変化を追跡することはより困難であり、それによって、金属への持続アーク中の絶対積分誤差が上昇する。
【００９７】
ステップ１２０２では、発生器は、ユーザ設定に基づいて電気的処置エネルギーを器具に供給する。ステップ１２０４では、発生器は、ユーザ設定を実現するための制御フィードバックを実行する。ステップ１２０６では、発生器は、制御フィードバックからの絶対積分誤差信号にアクセスする。ステップ１２０８では、発生器は、閾値を超える絶対積分誤差に基づいて、アークが消滅させるべきアークであると判定する。また、ステップ１２１０では、発生器は、アークが消滅させるべきアークであるという判定に基づいて、電気的処置エネルギーを制御する。様々な実施形態では、ステップ１２１０における制御は、既定の持続時間に電気的処置エネルギーを減少させることを含み得る。
【００９８】
したがって、本明細書では、アークが消滅させるべきアークであると判定するように電気的処置エネルギーを制御するためのシステム及び方法を説明する。本明細書に記載の実施形態は、本開示の実施例であり、様々な形態で具現化され得る。例えば、本明細書の特定の実施形態は別個の実施形態として説明されているが、本明細書の実施形態はそれぞれ、本明細書の他の実施形態の１つ以上と組み合わされてもよい。本明細書で開示する特定の構造的及び機能的な詳細は、制限的と解釈されず、請求項の基盤として、及び、当業者に対し、本開示を実質上適切に詳説した構造で様々に採用することを教示する代表的な基盤として解釈されるべきである。図の説明の全体にわたって、類似の参照番号は、同様の要素又は同一の要素を指す場合がある。
【００９９】
「一実施形態では」、「実施形態では」、「様々な実施形態では」、「いくつかの実施形態では」、又は「他の実施形態では」という表現は、それぞれ、本開示による同一の又は異なる実施形態のうちの１つ以上を指し得る。「Ａ又はＢ」という形式の表現は、「（Ａ）、（Ｂ）、又は（Ａ及びＢ）」を意味する。「Ａ、Ｂ、又はＣのうちの少なくとも１つ」という形式の表現は、「（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ａ及びＢ）、（Ａ及びＣ）、（Ｂ及びＣ）、又は（Ａ、Ｂ、及びＣ）」を意味する。
【０１００】
上記の説明は、本開示の単に例示的なものであると理解されたい。様々な代替物及び変更は、本開示から逸脱することなく当業者によって考案することができる。したがって、本開示は、そのようなすべての代替物、変更及び変形を包含することが意図されている。添付された図面を参照して説明された実施形態は、本開示のある実施例を明示するためにのみ提示される。上記及び／又は添付の特許請求の範囲におけるものと実質的に異なるところがない、他の要素、ステップ、方法及び技術もまた、本開示の範囲内であることが意図される。
【０１０１】
本明細書に記載されるシステム及び方法は、１つ以上のコントローラを利用して情報を受信し、受信した情報を変換して出力を生成する。コントローラは、メモリに記憶された一連の命令を実行可能な任意のタイプのコンピューティングデバイス、計算回路、又は任意のタイプのプロセッサ若しくは処理回路を含んでもよい。コントローラは、複数のプロセッサ及び／又はマルチコア中央演算処理装置（ＣＰＵ）を含んでもよく、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラ、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などの任意のタイプのプロセッサを含んでもよい。コントローラはまた、１つ以上のプロセッサによって実行されたときに、１つ以上のプロセッサに１つ以上の方法及び／又はアルゴリズムを実行させる、データ及び／又は命令を記憶するメモリを含んでもよい。
【０１０２】
コントローラ（複数の場合あり）は、プログラミング言語又はコンピュータプログラムを使用して、方法、プログラム、アルゴリズム、又はコードを実施し得る。本明細書で使用するとき、用語「プログラミング言語」及び「コンピュータプログラム」は、それぞれ、コンピュータへの命令を指定するのに使用される任意の言語を含み、以下の言語及びそれらの派生語：アセンブラ、Ｂａｓｉｃ、バッチファイル、ＢＣＰＬ、Ｃ、Ｃ＋、Ｃ＋＋、Ｄｅｌｐｈｉ、Ｆｏｒｔｒａｎ、Ｊａｖａ（登録商標）、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ（登録商標）、機械語、オペレーティングシステムコマンド言語、Ｐａｓｃａｌ、Ｐｅｒｌ、ＰＬ１、スクリプト言語、Ｖｉｓｕａｌ  Ｂａｓｉｃ、それ自体がプログラムを指定するメタ言語、及びすべての第１、第２、第３、第４、第５、又は更なる世代のコンピュータ言語（ただし、これに限定されない）を含む。また、データベース及び他のデータスキーマ、並びに任意の他のメタ言語も含まれる。解釈される言語と、コンパイルされる言語と、又はコンパイルアプローチと解釈アプローチとの両方を使用する言語と、の間に区別はない。プログラムのコンパイルされたバージョンとソースバージョンとの間に区別はない。このように、プログラミング言語が複数の状態（ソース、コンパイル済み、オブジェクト、又はリンク済みなど）で存在し得るプログラムの参照は、任意及びすべてのかかる状態の参照となる。プログラムの参照は、実際の命令及び／又はそれらの命令の意図を包含し得る。
【０１０３】
上記の説明は、本開示の単に例示的なものであると理解されたい。様々な代替物及び変更は、本開示から逸脱することなく当業者によって考案することができる。したがって、本開示は、そのようなすべての代替物、変更及び変形を包含することが意図されている。添付された図面を参照して説明された実施形態は、本開示のある実施例を明示するためにのみ提示される。上記及び／又は添付の特許請求の範囲におけるものと実質的に異なるところがない、他の要素、ステップ、方法及び技術もまた、本開示の範囲内であることが意図される。
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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