(57)【要約】電気外科手術用エネルギーをジェネレータから電気外科手術用器具に伝送するためのシステムおよび方法が提供される。電気外科手術用システムは組織を治療するための電気外科手術用エネルギーを発生するように適合させられたジェネレータを含む。ジェネレータはエネルギーを組織に供給するアクティブ出力端子を含む。アクティブ出力端子はアクティブ導線に作動可能に接続される。ジェネレータはまた組織からエネルギーを戻すリターン出力端子を含む。リターン出力端子はリターン導線に作動可能に接続される。システムはまたアクティブ導線に作動可能に接続される電気外科手術用器具とリターン導線に作動可能に接続されるリターン電極とを含む。システムはさらにアクティブ導線およびリターン導線を含む電気外科手術用ケーブルを含む。アクティブ導線およびリターン導線はケーブルに沿った電場がその長さに沿って緩和されるように二重螺旋方式に巻回される。
2014529465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気外科手術用システムであって、
直流を供給するように構成される直流電力供給源と、
前記直流電力供給源に電気的に連結された高周波出力段であって、直流を高周波波形に変換するように構成される、高周波出力段と、
前記直流電力供給源に連結され、直流電圧を測定するように構成される直流電圧センサと、
前記直流電力供給源に連結され、直流電流を測定するように構成される直流電流センサと、
前記直流電圧センサおよび直流電流センサに連結されたコントローラであって、前記直流の測定された電圧および電流に基づいて、前記高周波波形の電圧および電流のうちの少なくとも１つを決定するように構成される、コントローラと、
を含む、システム。
【請求項２】
前記高周波出力段は、少なくとも１つのアクティブ出力端子および少なくとも１つのリターン出力端子を含む、請求項１に記載の電気外科手術用システム。
【請求項３】
請求項２に記載の電気外科手術用システムであって、
前記少なくとも１つのアクティブ出力端子および前記少なくとも１つのリターン出力端子に連結され、前記少なくとも１つのアクティブ出力端子と前記少なくとも１つのリターン出力端子との間の高周波電圧を測定するように構成される高周波電圧センサと、
前記少なくとも１つのアクティブ出力端子に連結され、前記少なくとも１つのアクティブ出力端子を通る高周波電流を測定するように構成される高周波電流センサと、
をさらに含む、電気外科手術用システム。
【請求項４】
前記コントローラは、前記高周波波形の計算された電圧および計算された電流のうちの少なくとも１つを、前記高周波波形の測定された電圧および測定された電流のうちの少なくとも１つと比較するように構成される、請求項３に記載の電気外科手術用システム。
【請求項５】
前記コントローラは、前記比較に基づいて、用量誤差を決定するように構成される、請求項４に記載の電気外科手術用システム。
【請求項６】
前記高周波出力段は、手持式電気外科手術用器具の筐体内に配置される、請求項１に記載の電気外科手術用システム。
【請求項７】
前記手持式電気外科手術用器具は、前記手持式電気外科手術用器具の遠位端に配置されるエンドエフェクタアセンブリを有する少なくとも１つのシャフト部材を含む電気外科手術用鉗子であり、前記エンドエフェクタアセンブリは、相互に対して離間関係にある第１の位置から少なくとも１つの後続位置に移動可能である２つの顎部材を含み、前記顎部材は、前記顎部材の間の組織を把持するように協働し、前記顎部材の各々は、導電性封止表面を含む、請求項１に記載の電気外科手術用システム。
【請求項８】
前記コントローラは、前記直流電圧および直流電流を前記高周波波形の電圧および電流のうちの少なくとも１つに相関させる伝達関数を使用して、前記直流電圧および直流電流に基づいて、前記高周波波形の電圧および電流のうちの少なくとも１つを決定する、請求項１に記載の電気外科手術用システム。
【請求項９】
高周波エネルギーを組織に送達するための方法であって、
直流電力供給源において、直流を発生させるステップと、
前記直流電力供給源に電気的に連結された高周波出力段において、直流を高周波波形に変換するステップと、
前記高周波出力段に供給される前記直流の電圧および電流を測定するステップと、
前記直流の測定された電圧および電流に基づいて、前記高周波波形の電圧および電流のうちの少なくとも１つを決定するステップと、
を含む、方法。
【請求項１０】
前記高周波波形の電圧および電流を測定するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記直流の測定された電圧および電流に基づいて計算された前記高周波波形の電圧および電流を、前記高周波波形の測定された電圧および電流と比較するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記比較に基づいて用量誤差を計算するステップであって、前記用量誤差は、前記高周波波形の計算された電圧および電流と、前記高周波波形の測定された電圧および電流との間の、それぞれの差異である、用量誤差を計算するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記用量誤差に基づいて、アラームを発するステップと、前記電力供給源および前記高周波出力段のうちの少なくとも１つの出力を調節または終了させるステップとのうちの少なくとも１つを行うステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記決定するステップは、前記直流電圧および直流電流を前記高周波波形の電圧および電流のうちの少なくとも１つに相関させる伝達関数を使用して、前記直流の測定された電圧および電流に基づいて、前記高周波波形の電圧および電流のうちの少なくとも１つを計算するステップを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
電気外科手術用システムであって、前記システムは、
電気外科手術用ジェネレータであって、
直流を供給するように構成される直流電力供給源と、
前記直流電力供給源に連結され、直流電圧を測定するように構成される直流電圧センサと、
前記直流電力供給源に連結され、直流電流を測定するように構成される直流電流センサと、
前記直流電圧センサおよび直流電流センサに連結されたコントローラと
を含む、電気外科手術用ジェネレータと、
前記電気外科手術用ジェネレータに連結された電気外科手術用器具であって、
前記直流電力供給源に電気的に連結された高周波出力段であって、直流を高周波波形に変換するように構成される、高周波出力段
を含む、電気外科手術用器具と
を含み、
前記コントローラは、前記直流の測定された電圧および電流に基づいて、前記高周波波形の電圧および電流のうちの少なくとも１つを決定するように構成される、
システム。
【請求項１６】
前記電気外科手術用器具は、前記電気外科手術用器具の遠位端に配置されるエンドエフェクタアセンブリを有する少なくとも１つのシャフト部材を含む電気外科手術用鉗子であり、前記エンドエフェクタアセンブリは、相互に対して離間関係にある第１の位置から少なくとも１つの後続位置に移動可能な２つの顎部材を含み、前記顎部材は、前記顎部材の間の組織を把持するように協働し、前記顎部材の各々は、導電性封止表面を含む、請求項１５に記載の電気外科手術用システム。
【請求項１７】
前記高周波出力段は、少なくとも１つのアクティブ出力端子および少なくとも１つのリターン出力端子を含み、前記少なくとも１つのアクティブ出力端子および前記少なくとも１つのリターン出力端子の各々は、前記導電性封止表面のうちの１つに連結される、請求項１６に記載の電気外科手術用システム。
【請求項１８】
請求項１７に記載の電気外科手術用システムであって、
前記少なくとも１つのアクティブ出力端子および前記少なくとも１つのリターン出力端子に連結され、前記少なくとも１つのアクティブ出力端子と前記少なくとも１つのリターン出力端子との間の高周波電圧を測定するように構成される高周波電圧センサと、
前記少なくとも１つのアクティブ出力端子に連結され、前記少なくとも１つのアクティブ出力端子を通る高周波電流を測定するように構成される高周波電流センサと、
をさらに含む、電気外科手術用システム。
【請求項１９】
前記コントローラは、前記高周波波形の計算された電圧および計算された電流のうちの少なくとも１つを、それぞれ、前記高周波波形の測定された電圧および測定された電流のうちの少なくとも１つと比較するように構成される、請求項１８に記載の電気外科手術用システム。
【請求項２０】
前記コントローラは、前記比較に基づいて、用量誤差を決定するように構成される、請求項１９に記載の電気外科手術用システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（背景）
本開示は、電気外科手術手技を行うための電気外科手術用システムおよび方法に関する。より具体的には、本開示は、電気外科手術用ジェネレータ内の直流（ＤＣ）特性（例えば、電圧および電流）を検出し、測定されたＤＣ特性に基づいて、高周波治療エネルギーの出力を制御するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
（関連技術の背景）
電気外科手術は、組織を切断、切除、または凝固させるための、高い高周波電流の外科手術部位への印加を伴う。単極電気外科手術では、源またはアクティブ電極が、高周波エネルギーを電気外科手術用ジェネレータから組織に送達し、リターン電極が、電流をジェネレータに送り戻す。単極電気外科手術では、源電極は、典型的に、外科医によって保持されて治療されるべき組織に適用される外科手術用器具の一部である。患者リターン電極は、アクティブ電極から遠隔に置かれ、電流をジェネレータに送り戻す。
【０００３】
双極電気外科手術では、手持式器具の電極のうちの一方は、アクティブ電極として機能し、もう一方は、リターン電極として機能する。リターン電極は、電気回路が、２つの電極（例えば、電気外科手術用鉗子）間に形成されるように、アクティブ電極に近接して置かれる。このように、印加される電流は、電極間に位置付けられる身体組織に限定される。電極が、相互から十分に分離されると、電気回路が開放されるので、分離された電極のうちのいずれかとの身体組織の偶発的接触は、電流の流れを防止する。
【０００４】
双極電気外科手術は、概して、鉗子の使用を伴う。鉗子は、ペンチ状の器具であって、その顎間の機械的作用に依拠し、脈管または組織を把持、挟持、および圧迫する。いわゆる「観血鉗子」が、一般に、観血的外科手術手技において使用される一方、「内視鏡鉗子」または「腹腔鏡鉗子」は、その名称が含意するように、低侵襲的内視鏡的外科手術手技のために使用される。電気外科手術用鉗子（観血または内視鏡）は、機械的挟持作用および電気エネルギーを利用し、挟持された組織に止血をもたらす。鉗子は、電気外科手術用エネルギーを挟持された組織に印加する電気外科手術用伝導性表面を含む。伝導性プレートを通して組織に印加される電気外科手術用エネルギーの強度、周波数、および持続時間を制御することによって、外科医は、組織を凝固、焼灼、および／または封止することができる。
【０００５】
組織または脈管の封止は、組織中のコラーゲン、エラスチン、および基質を液化する結果として、対向する組織構造間における有意に低減した分界を有する融着塊にそれらが変形するプロセスである。焼灼は、熱を使用して組織を破壊することを伴い、凝固は、組織を乾燥させるプロセスであり、組織細胞が裂かれ乾かされる。
【０００６】
組織封止手技は、効果的な封止を生成するために、単に組織を焼灼または凝固させる以上のことを含み；手技は、種々の要因の精密な制御を伴う。例えば、脈管または組織における適切な封止に影響を与えるために、２つの支配的な機械的パラメータ、すなわち、組織に印加される圧力と、電極間の間隙距離（すなわち、対向する顎部材または対向する封止表面間の距離）が、正確に制御されなければならないことが分かっている。加えて、電気外科手術用エネルギーは、効果的脈管封止の生成を確実にするための制御条件下で組織に印加されなければならない。
【０００７】
上記で概説した電気外科手術用手技は、フィードバックベースの制御システムにおける種々の組織およびエネルギーのパラメータを利用し得る。センサならびにその検知信号を処理するためのシステムおよび方法を改良する継続的必要性が存在する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施形態では、本開示は、電気外科手術用システムを提供する。このシステムは、直流を供給するように構成される直流電力供給源と；直流電力供給源に電気的に連結された高周波出力段であって、直流を高周波波形に変換するように構成される、高周波出力段と；直流電力供給源に連結され、直流電圧を測定するように構成される直流電圧センサと；直流電力供給源に連結され、直流電流を測定するように構成される直流電流センサと；直流電圧および電流センサに連結されたコントローラであって、直流の測定された電圧および電流に基づいて、高周波波形の電圧および電流のうちの少なくとも１つを決定するように構成される、コントローラとを含む。
【０００９】
別の実施形態では、本開示は、高周波エネルギーを組織に送達するための方法を提供する。この方法は、直流電力供給源において、直流を発生させるステップと；直流電力供給源に電気的に連結された高周波出力段において、直流を高周波波形に変換するステップと；高周波出力段に供給される直流の電圧および電流を測定するステップと；直流の測定された電圧および電流に基づいて、高周波波形の電圧および電流のうちの少なくとも１つを決定するステップとを含む。
【００１０】
さらなる実施形態では、電気外科手術用システムが開示される。このシステムは、直流を供給するように構成される直流電力供給源と；直流電力供給源に連結され、直流電圧を測定するように構成される直流電圧センサと；直流電力供給源に連結され、直流電流を測定するように構成される直流電流センサと；直流電圧および電流センサに連結されたコントローラとを有する電気外科手術用ジェネレータを含む。このシステムはまた、電気外科手術用ジェネレータに連結された電気外科手術用器具を含み、電気外科手術用器具は、直流電力供給源に電気的に連結された高周波出力段であって、直流を高周波波形に変換するように構成される、高周波出力段を含み、コントローラは、直流の測定された電圧および電流に基づいて、高周波波形の電圧および電流のうちの少なくとも１つを決定するように構成される。
【００１１】
本開示の種々の実施形態は、図面を参照して、本明細書で説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本開示による電気外科手術用システムの実施形態の概略ブロック図である。
【図２】図２は、本開示による電気外科手術用ジェネレータの正面図である。
【図３】図３は、本開示による図２の電気外科手術用ジェネレータの概略ブロック図である。
【図４】図４は、本開示による方法の流れ図である。
【図５】図５は、本開示による電気外科手術用システムの実施形態の概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（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、本明細書において下記で説明される。以下の説明では、公知の機能または構造は、本開示を不必要に詳細に曖昧化することを回避するために、詳細に説明されない。
【００１４】
本開示によるジェネレータは、脈管封止手技を含む単極および／または双極電気外科手術用手技を行うことができる。ジェネレータは、種々の電気外科手術用器具（例えば、単極器具、リターン電極、双極電気外科手術用鉗子、フットスイッチなど）とインターフェースで接続するための複数の出力を含み得る。さらに、ジェネレータは、種々の電気外科手術用モード（例えば、切断、混合、分割など）および手技（例えば、単極、双極、脈管封止）に特異的に好適な高周波エネルギーを発生するように構成される電子回路を含む。実施形態では、ジェネレータは、電気外科手術用器具に埋込、統合、または別様に連結されることによって、一体型電気外科手術用装置を提供し得る。
【００１５】
図１は、本開示による双極および単極電気外科手術用システム１の略図である。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、電気外科手術用切断プローブ、切除用電極（単数または複数）など）を有する１つ以上の単極電気外科手術用器具２を含み得る。電気外科手術用エネルギーは、ジェネレータ２００のアクティブ端子２３０（図３）に接続される供給ライン４を介して、ジェネレータ２００によって器具２に供給されることによって、器具２が組織を凝固、切除、および／または別様に治療することを可能にする。エネルギーは、リターン電極６を通して、ジェネレータ２００のリターン端子３２（図３）におけるリターンライン８を介し、ジェネレータ２００に戻される。システム１は、患者上に配置されて患者との全体的接触面積を最大限にすることによって組織損傷の機会を最小限にする複数のリターン電極６を含み得る。加えて、ジェネレータ２００およびリターン電極６は、いわゆる「組織／患者」接触をモニターすることによって、十分な接触がその間に存在することを確実にし、さらに組織損傷の機会を最小限にするために構成され得る。
【００１６】
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用鉗子１０を含み得る。電気外科手術用鉗子１０は、筐体１１と、シャフト１２の遠位端に配置される対向する顎部材１３および１５とを含む。顎部材１３および１５は、それぞれ、その中に配置される１つ以上のアクティブ電極１４およびリターン電極１６を有する。アクティブ電極１４およびリターン電極１６は、それぞれ、アクティブおよびリターン端子２３０、２３２（図３）に連結される供給およびリターンライン４、８を含むケーブル１８を通して、ジェネレータ２００に接続される。電気外科手術用鉗子１０が、ケーブル１８の端部に配置されるプラグを介してアクティブおよびリターン端子２３０および２３２への接続を有するコネクタ（例えば、ピン）でジェネレータ２００に連結される一方、プラグは、下記でより詳細に論じられるように、供給およびリターンライン４、８からの接点を含む。
【００１７】
図２を参照すると、ジェネレータ２００の正面２４０が示される。ジェネレータ２００は、任意の好適なタイプ（例えば、電気外科手術用、マイクロ波など）であっても、複数のコネクタ２５０〜２６２を含むことによって種々のタイプの電気外科手術用器具（例えば、電気外科手術用鉗子１０など）に対応してもよい。コネクタ２５０〜２６２は、器具のプラグもしくはケーブルの上またはそれらの中にエンコードされるか、または別様に記録された識別情報を読み取る（例えば、スキャン、デコードなど）ことができる種々の検出デバイスを含み得る。コネクタ２５０〜２６２は、プラグにエンコードされた情報をデコードするように構成され、その情報は、ジェネレータ２００が接続された器具に基づいたエネルギー送達設定を事前に設定することを可能にする特定の器具の動作パラメータに対応する。実施形態では、データは、バーコード、電気的構成要素（例えば、レジスタ、キャパシタなど）、ＲＦＩＤチップ、磁石、非一時的ストレージ（例えば、不揮発性メモリ、ＥＥＰＲＯＭなど）にエンコードされ得、それらは、次いで、プラグに連結されるか、またはその中に統合され得る。対応する検出デバイスは、バーコードリーダ、電気センサ、ＲＦＩＤリーダ、ホール効果センサ、メモリリーダなど、およびデータをデコードするように構成される任意の他の好適なデコーダを含み得るが、これらに限定されない。
【００１８】
ジェネレータ２００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）を提供するための１つ以上のディスプレイ画面２４２、２４４、２４６を含む。画面２４２、２４４、２４６の各々は、対応するコネクタ２５０〜２６２と関連付けられる。ジェネレータ２００は、ジェネレータ２００を制御するための好適な入力制御（例えば、ボタン、起動装置、スイッチ、タッチスクリーンなど）を含む。ディスプレイ画面２４２、２４４、２４６はまた、電気外科手術用器具（例えば、電気外科手術用鉗子１０など）のための対応するメニューを表示するタッチスクリーンとして構成される。ユーザは、次いで、対応するメニュー選択肢に単に触れることによって、入力を行う。
【００１９】
画面２４２は、単極出力と、コネクタ２５０および２５２に接続されたデバイスとを制御する。コネクタ２５０は、単極電気外科手術用器具（例えば、電気外科手術用ペンシル）に連結するように構成され、コネクタ２５２は、フットスイッチ（図示せず）に連結するように構成される。フットスイッチは、追加的入力（例えば、ジェネレータ２００の入力を再現する）を提供する。画面２４４は、単極および双極出力と、コネクタ２５６および２５８に接続されたデバイスとを制御する。コネクタ２５６は、他の単極器具に連結するように構成される。コネクタ２５８は、双極器具（図示せず）に連結するように構成される。
【００２０】
画面２４６は、コネクタ２６０および２６２に差し込まれ得る鉗子１０によって行われる双極封止手技を制御する。ジェネレータ２００は、コネクタ２６０および２６２を通して、鉗子１０によって把持される組織を封止するために好適なエネルギーを出力する。特に、画面２４６は、ユーザがユーザ定義強度設定を入力することを可能にするユーザインターフェースを出力する。ユーザ定義設定は、ユーザが、１つ以上のエネルギー送達パラメータ（電力、電流、電圧、エネルギーなど）、または封止パラメータ（圧力、封止持続時間など）を調節することを可能にする任意の設定であり得る。ユーザ定義設定は、コントローラ２２４に伝送され、そのコントローラでは、設定がメモリ２２６内に保存され得る。実施形態では、強度設定は、１から１０または１から５などの数値尺度であり得る。実施形態では、強度設定は、ジェネレータ２００の出力曲線と関連付けられ得る。強度設定は、種々の器具が鉗子１０に対応する特異的な強度尺度をユーザに提供するように、利用されている各鉗子１０に特異的であり得る。
【００２１】
図３は、電気外科手術用エネルギーを出力するように構成されるジェネレータ２００の概略ブロック図を示す。ジェネレータ２００は、コントローラ２２４、電力供給源２２７、および出力段２２８を含む。電力供給源２２７は、直流高電圧電力供給源であり得、その電力供給源は、ＡＣ源（例えば、線間電圧）に接続され、高電圧ＤＣ電力を出力段２２８に提供し、その出力段は、次いで、高電圧ＤＣ電力を治療エネルギー（例えば、超音波、電気外科手術用、またはマイクロ波）に変換し、エネルギーをアクティブ端子２３０に送達する。エネルギーは、リターン端子２３２を介して、そこに戻される。出力段２２８は、複数のモードで動作するように構成され、そのモードの間、ジェネレータ２００は、特異的なデューティサイクル、ピーク電圧、波高因子などを有する対応する波形を出力する。別の実施形態では、ジェネレータ２００は、他のタイプの好適な電力供給源トポロジに基づき得る。
【００２２】
コントローラ２２４は、一時的タイプのメモリ（例えば、ＲＡＭ）および／または非一時的タイプのメモリ（例えば、フラッシュ媒体、ディスク媒体など）を含み得るメモリ２２６に作動可能に接続されるマイクロプロセッサ２２５を含む。マイクロプロセッサ２２５は、電力供給源２２７および／または出力段２２８に作動可能に接続される出力ポートを含み、それは、マイクロプロセッサ２２５が、開および／または閉制御ループ方式のいずれかに従って、ジェネレータ２００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２２５が、本明細書で論じられる計算を行うように適合させられた任意の論理プロセッサ（例えば、制御回路）によって代用され得ることを理解する。
【００２３】
閉ループ制御方式はフィードバック制御ループであり、そ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の特性（例えば、組織インピーダンス、組織温度、出力電力、電流および／または電圧など）を測定し、フィードバックをコントローラ２２４に提供する。コントローラ２２４は、次いで、電力供給源２２７および／または出力段２２８に信号伝達し、それは、次いで、ＤＣおよび／または電力供給源をそれぞれ調節する。コントローラ２２４はまた、ジェネレータ２００、器具２、および／または鉗子１０の入力制御からの入力信号を受信する。コントローラ２２４は、入力信号を利用することによって、ジェネレータ２００により出力される電力を調節し、かつ／またはそれに関する他の制御機能を行う。
【００２４】
本開示によるジェネレータ２００は、ＲＦ電圧センサ３００およびＲＦ電流センサ３０２を含む。ＲＦ電圧センサ３００は、アクティブおよびリターン端子２３０および２３２に連結され、出力段２２８によって供給されるＲＦ電圧の測定を提供する。ＲＦ電流センサ３０２は、アクティブ端子２３０に連結され、出力段２２８によって供給されるＲＦ電流の測定を提供する。ＲＦ電圧および電流センサ２３０および２３２は、任意の好適なＲＦ電圧／電流センサであり得、そのＲＦ電圧／電流センサは、検知変圧器、検知レジスタ、検知キャパシタ、およびそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。ＲＦ電圧および電流センサ３００および３０２は、それぞれ、検知されたＲＦ電圧および電流信号をコントローラ２２４に提供し、そのコントローラは、次いで、検知されたＲＦ電圧および電流信号に応答して、電力供給源２２７および／または出力段２２８の出力を調節し得る。
【００２５】
本開示によるジェネレータ２００はまた、ＤＣ電圧センサ３０４およびＤＣ電流センサ３０６を含む。便宜上、電力供給源２２７は、接続部３０１を介して、出力段２２８に連結されているように図式的に示される。当業者は、電力供給源２２７がその正および負の端子（図示せず）により出力段２２８に接続されることを理解する。ＤＣ電圧および電流センサ３０４および３０６は、接続部３０１に連結され、電力供給源２２７によって出力段２２８に供給されるＤＣ電圧および電流の測定を提供する。ＤＣ電圧および電流センサ３０４および３０６は、任意の好適なＤＣ電圧／電流センサであり得、そのＤＣ電圧／電流センサは、ホール効果センサ、検知レジスタ、およびそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。ＤＣ電圧および電流センサ３０４および３０６は、それぞれ、検知されたＤＣ電圧および電流信号をコントローラ２２４に提供し、そのコントローラは、次いで、検知されたＤＣ電圧および電流信号に応答して、電力供給源２２７および／または出力段２２８の出力を調節し得る。
【００２６】
出力段２２８は、任意の好適なＲＦインバータ電力供給源トポロジとして具現化され得、そのＲＦインバータ電力供給源トポロジは、ハーフブリッジ、フルブリッジ、プッシュプル、およびそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。実施形態では、出力段２２８の出力は、電力供給源２２７のＤＣ電圧を変動させることによって発生させられる任意の振幅変調ＲＦ波形であり得る。ジェネレータ２００は、ＤＣ電圧および電流センサ３０４および３０６ならびに／またはＲＦ電圧および電流センサ３００および３０２のいずれかによって測定されるような検知された信号に基づいて、出力段２２８のＲＦ出力を調節する。
【００２７】
コントローラ２２４は、検知されたＤＣ電圧および電流信号を検知されたＲＦ電圧および電流信号に相関させる伝達関数を含む。特に、出力段２２８の動作パラメータは、伝達関数として表され得、その伝達関数は、検知されたＤＣ電圧および電流信号に基づいて、出力ＲＦ電圧および電流を計算するために使用され得る。伝達関数は、出力段２２８と負荷との間に導入される損失および／または歪曲を補償するために使用され得る。これらの非理想的挙動は、入力電圧、入力電流、出力電圧、出力電流、および負荷インピーダンスを含む多くの異なる要因によって影響され得る。これらの挙動を特徴付ける一つの方法は、入力および／または出力特性（すなわち、ＤＣ電圧および電流ならびにＲＦ出力電圧および電流）をモニターしながらの、異なる開ループ動作点におけるジェネレータ２００の分析を含み得る。このデータは、次いで、多項式曲線適合および／または区分的線形曲線を発生させるために使用され得る。曲線は、次いで、ＤＣ電圧および電流と出力ＲＦ電圧および電流との間の関係を説明する伝達関数に転置されることによって、伝達関数を提供する。伝達関数を得るためのプロセスは、ジェネレータ２００の初期セットアップの間、ユニット毎に、または任意の特定的ロットに対して行われ、次いで、メモリ２２６内に事前にプログラムされ、記憶され得る。
【００２８】
したがって、コントローラ２２４は、検知されたＤＣ電圧および電流信号に基づいて、出力ＲＦ電圧および電流を決定する。計算された出力ＲＦ電圧および電流は、次いで、冗長測定として、実際の検知されたＲＦ電圧および電流と比較され得る（例えば、センサ３００、３０２、３０４、および３０６の機能性を検証するために）。
【００２９】
図４は、本開示による方法を図示する。ステップ４００では、電力供給源２２７によって出力されたＤＣ電圧および電流が、それぞれ、ＤＣ電圧および電流センサ３０４および３０６によって測定される。測定されたセンサ信号は、コントローラ２２４に伝送される。ステップ４０２では、コントローラ２２４は、検知されたＤＣ電圧および電流値に基づいて、出力ＲＦ電圧および電流を計算する。特に、コントローラ２２４（例えば、マイクロプロセッサ２２５）は、検知された出力ＤＣ値を出力ＲＦ値と相関させる伝達関数を利用する。
【００３０】
ステップ４０１では、出力段２２８によって出力されたＲＦ電圧および電流が、それぞれ、ＲＦ電圧および電流センサ３００および３０２によって測定される。測定されたセンサ信号は、コントローラ２２４に伝送される。ステップ４０３では、コントローラ２２４は、検知されたＤＣ電圧および電流値に基づいて、測定されたＲＦ出力値を計算されたＲＦ電圧および電流と比較する。計算されたＲＦ値と測定されたＲＦ値との間の差異は、測定されたＲＦ値と計算されたＲＦ値との間の差異が所定の量だけ変動する場合に電力出力の停止および／または調節をもたらす誤差が発せられるように、ジェネレータ２００の機能性を決定するために使用され得る。誤差条件を始動する計算されたＲＦ値と測定されたＲＦ値との間の差異は、約１０％以上、実施形態では、約２０％以上であり得る。
【００３１】
ステップ４０５では、コントローラ２２４は、比較を利用することによって、出力電力の送達における用量誤差を決定し得る。用語「用量誤差」は、本明細書で使用される場合、事前に設定された出力電力（例えば、ユーザまたはジェネレータ選択）と送達された出力電力との間の差異を指す。差異は、種々の要因（例えば、故障している電力発生構成要素、センサなど）に起因し得る。用量誤差（例えば、測定されたＤＣ値および／または実際の測定されたＲＦ値に基づく、事前に設定された電力と計算されたＲＦ値との間の差異）は、約１０％以上、実施形態では、約２０％以上であり得る。用量誤差計算は、センサ３００、３０２、３０４、および３０６の機能性（または、故障）を決定する。したがって、用量誤差が、ステップ４０５において、所望される限界の外である場合、コントローラ２２４は、アラームを発し、かつ／またはジェネレータ２００の出力を終了し得る。
【００３２】
ステップ４０４では、コントローラ２２４は、ステップ４０３および４０５において計算された差異を含むジェネレータ２００の出力を制御するためのアルゴリズムまたは他の命令に応答して、電力供給源２２７および／または出力段２２８に信号伝達することによって、その出力を調節する。
【００３３】
図５は、電気外科手術用システム５００の別の実施形態を図示する。システム５００は、図２および３に関連して上記で説明されたジェネレータ２００に類似するジェネレータ５０２を含む。ジェネレータ５０２は、例証的目的のためだけに示される鉗子１０に連結されているが、任意の他の電気外科手術用器具が、利用され得る。システム５００は、出力段２２８をジェネレータ５０２から離隔する。出力段２２８は、代わりに、鉗子１０の筐体１１内に配置される。ジェネレータ５０２はまた、ＲＦ電圧および電流センサ３００および３０２を含まず、これは、出力段２２８の有意な小型化および筐体１１内へのそれの再位置付けを可能にする。これは、電気外科手術用システム５００のためのハードウェア設計を有意に簡略化する。
【００３４】
測定されたＤＣ信号に基づく出力ＲＦ値の計算もまた、電気外科手術用ジェネレータのハードウェアおよびソフトウェアの要件を簡略化し、それらのハードウェアおよびソフトウェアは、通常、集約的な二乗平均平方根計算を行う。さらに、本構成は、ジェネレータの高電圧側にセンサを含む必要性を排除し、より低い定格電圧を有する構成要素の使用を可能にする。
【００３５】
本開示のいくつかの実施形態が図面において示され、かつ／または本明細書において論じられたが、本開示がそれらに限定されることは意図されていない。なぜなら、本開示は、当該技術分野が許容する限り範囲が広いことを意図しており、明細書も同様に読まれることが意図されるためである。そのため、上記の説明は、限定ではなく、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、本明細書に添付の特許請求の範囲および趣旨の内にある他の改変も想定する。
【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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【国際調査報告】
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