(57)【要約】  身体の手術又は美容整形処置が実施されようとしている局所的な雰囲気を電離するためのＤＣ駆動電離装置を提供する。本電離装置は、短絡又は高電荷レベル状態等の危険状態が存在する場合を検出するための検出器手段と、スイッチ手段を作動させてＤＣ電源をオフにし、その後、危険状態が矯正されるまでＤＣ電源を周期的に再接続及び切断するための回路コントローラと、その後、次の危険状態の発生まで又は処置が完了するまで回路への連続的なＤＣ供給をリセットするためのリセット手段と、を含む安全回路を有する。
2014534870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
身体の手術又は美容整形処置が実施されようとしている局所的な雰囲気を電離するためのＤＣ駆動電離装置（１）であって、
危険状態が存在する場合を検出するための検出手段（１６ｃ、１７）と、
スイッチ手段（１０）を作動させてＤＣ電源（DC supply）（３）をオフにし、その後、前記危険状態が矯正されるまで前記ＤＣ電源を周期的に再接続及び切断するための回路コントローラ（１２）と、
その後、危険状態の次の発生又は前記処置が完了するまで前記回路への連続的なＤＣ供給をリセットするリセット手段（１１）と、
を含む安全回路（２ａ）を有する前記電離装置。
【請求項２】
前記安全回路（２ａ）は前記ＤＣ電源に結合された高電圧抵抗器の回路網（１６）を含む請求項１に記載の装置。
【請求項３】
２つ以上の直列配線抵抗器（series-wired resistor）（１６ａ、１６ｂ）が電流出力を制限するために設けられる請求項１又は請求項２に記載の装置。
【請求項４】
電流レベルを検出できるようにするために、１つ以上の電流検出抵抗器（１６ｃ）が設けられる請求項１から３のいずれか一つに記載の装置。
【請求項５】
シグネチャーレベル負荷（signature level load）を消費するために、１つ以上の分路抵抗器（１６ｄ）が設けられ、従って、安全監視制御（safety monitoring controls）の完全性を保証する請求項１から４のいずれか一つに記載の装置。
【請求項６】
１つ以上の直列配線抵抗器（１８）が前記電離装置の出力電極（７）に又は前記電離装置の前記出力電極（７）の付近に設けられる請求項１から５のいずれか一つに記載の装置。
【請求項７】
前記出力電極（７）にある又は前記出力電極（７）に隣接する前記直列配線抵抗器（１８）が前記抵抗回路網（１６）の前記配線抵抗器（１６ａ、１６ｂ）のインピーダンスより２オーダ以上小さい請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記出力電極が患者の組織に近い時及びワンド（wand）のユーザによって知覚される時に望ましくない放電を回避するように、移動可能な前記ワンド（６）及び前記出力電極（７）の近くに配置された抵抗器（１８）を使用して出力電圧を周期的に中断することによって、過度に低い出力電極インピーダンスに応答するための手段が設けられる請求項１から７のいずれか一つに記載の装置。
【請求項９】
前記電離装置（１）の起動を粒子生成手術器具の起動とリンクするための手段（１２）が設けられる請求項１から８のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１０】
図１又は図３又は図６を参照して実質的にここに前述された装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＷＯ２０１１／０１０１４８において述べられたタイプの電離器具等の腹腔鏡器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
腹腔鏡又は「キーホール」外科手術は、身体に挿入される器具を用いて外科医による患者に対する手術処置の実施を伴うが、これらの器具は、患者の外部に配置された手／ロボット（hand/robotic）の制御機器を用いて操作される。通常、外科医は、手術部位又はその付近に挿入される内視鏡を用いることによって、何が起こっているかを理解する。手術部位にアクセスするために、また、器具用の空間を設けるために、通常、ＣＯ２等の不活性ガスを適切に用いて膨張させて患者の身体内に空洞を開く。
【０００３】
多くの腹腔鏡処置は、剥離、加熱、凍結等によって組織を切断し焼灼できるレーザ及び電熱療法装置等の熱切断器具の使用を伴う。或る状況では、外科医の視界は、煙、蒸気又は他の浮遊粒子によって覆い隠されてしまうことがあり、従って、手術箇所から煙、蒸気又は浮遊粒子を抽出するための手段を提供しなければならないことが多い。煙、蒸気及び浮遊粒子の抽出は、多くの方法で、例えば、空洞に過度の圧力を掛けることによって、また、フィルタを装着したガス抜き管を設けることによって、実現することができる。
【０００４】
本発明は、特に、ＷＯ２０１１／０１０１４８に述べた方法での電離を介した煙／蒸気除去に関し、その開示内容は、参照により本明細書に組み込まれるが、これは、絶縁ロッド又は「ワンド（wand）」の端部に配置された電離電極の手術部位への挿入を伴うものであり、この電極は、空気中の煙／蒸気粒子／液体粒子が電離され患者の身体に引きつけられるように、患者の身体を基準にした電位に維持される。このように、煙／蒸気は、周囲の雰囲気から移動されて表面に移され、そこで、その後、洗浄等によって定期的に除去できる。
【０００５】
そのような電離電極を用いる場合、器具故障又は短絡に至る恐れのある電気的な接触が、空洞内において電極と他の手術器具との間で起こらないように、また、起こった場合、心房細動（ＡＦ）を生じさせる可能性のある危険な電荷レベルが患者内で蓄積しないように予防策を講じなければならない。更に、患者に接続されたあらゆる電気装置は、厳格な安全標準規格を満足し、患者に対する感電や危害のリスクを最小限に抑えるように、異なる装置間の干渉を確実に最小限に抑えなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、低電圧ＤＣ又は極性が反転するＡＣ波形を患者に結合する手術器具とは異なり、高電圧ＤＣ波形を患者に結合する手術器具又は装置が、例えば、器具内に又は処置が実施されようとしている身体内に、コンデンサが電荷を蓄積するのと同様な方法で電荷を蓄積することによって、直接又は間接的に電荷を蓄積することが可能であり、その結果、帯電した器具又は身体と接地との間の電位差により、望ましくない放電のリスクがあるということの認識から導かれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、身体の手術又は美容整形処置が実施されようとしている局所的な雰囲気を電離するためのＤＣ駆動電離装置を提供する。本電離装置は、安全回路を含む。安全回路には、短絡又は高電荷レベル状態等の危険状態が存在する場合を検出するための検出器手段と、スイッチ手段を作動させてＤＣ電源をオフにし、その後、危険状態が矯正されるまで、ＤＣ電源を周期的に再接続及び切断するための回路コントローラと、その後、次の危険状態の発生まで又は処置が完了するまで、回路への連続ＤＣ供給をリセットするためのリセット手段と、が含まれる。
【０００８】
この構成において、意図せずに電離放電電極に接触することによる手術器具に対する偶発的損傷は、短絡の原因を見つけ矯正するのに充分な時間の間、高電圧ＤＣ電源を速やかに遮断することによって未然に防ぐことが可能であり、また、例えば、外科医が電離電極から手術器具を遠ざけることなどによって矯正することが可能である。同様に、検出された危険状態が、容認できないほど高レベルの電荷の蓄積である場合、これは、身体又は手術器具及び関連する配線で静電容量の累積的な蓄積を含む多くの理由にもよるが、ＤＣ電源を切断し、要求された安全な最大レベル以下にそれが低下するまで、システム内における電荷を監視することによって、速やかなアクションを取ることができる。
【０００９】
好都合なことに、安全回路には、ＤＣ電源に接続された高電圧抵抗器の回路網が含まれる。この回路には、出力電流を制限するための２つ以上の直列配線抵抗器と、電流のレベルを検出可能にするための１つ以上の電流検出抵抗器と、シグネチャーレベル負荷（signature level load）を消費するように構成され、従って、安全監視制御（safety monitoring controls）の完全性を保証する１以上の分路抵抗器と、を含み得る。本安全回路には、更に、電離装置の出力電極に又は電離装置の出力電極の付近にある１つ以上の直列配線抵抗器が含まれるが、これらは、電離器の機能的な有効性に影響を及ぼさないように、上述した直列配線抵抗器のインピーダンスより２オーダ以上小さいが、電離装置の出力電極と戻り電極との間に蓄積された電荷の放電を防止又は抑制することが可能である。
【００１０】
上記の概念を用いて、高電圧ＤＣ電流は、印加電圧に関連する累積値を有する直列配線抵抗器を介して患者に結合することができ、この結果、通常、可能な最大電流は、５と５０μＡとの間になり、好適には、１０と５０μＡとの間になるが、この場合、抵抗器は、出力部と戻り部の接続部の双方に配置されている。更に、電流を最大１０μＡに制限するための能動制御は、能動電流リミットの使用と抵抗電流リミットを組み合わせることによって、低出力電極インピーダンスで粒子除去を最大化でき、この場合、高電圧と合成抵抗との間の関係により、２０と５０μＡとの間の電流リミットが得られる。
【００１１】
また、本発明では、出力電極が患者の組織に近い時及びワンドのユーザによって知覚される時に望ましくない放電を回避するように周期的に出力電圧を中断することによって、また、移動可能なワンド及び出力電極付近に配置された抵抗器を利用して、過度に低い出力電極インピーダンスに応答するための手段が提供される。
【００１２】
また、本発明は、例えば、共通配線フットスイッチの使用によって、粒子生成手術器具からの無線信号送信によって、又は電気外科器具が用いられている場合、シグネチャー無線周波数放射の検出によって、電離装置の起動を粒子生成手術器具の起動にリンクする概念に拡張される。
【００１３】
次に、本発明を一例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態に係る電離装置の概略構成を示す図。
【図２】図１の装置を用いる際の仮想の短絡危険事象を示すグラフ。
【図３】図１を参照して示したものに対する他の概略構成であり、高電圧リレースイッチが含まれるものを示す図。
【図４】出力電極電圧及び電荷の時間に対する変化を示すグラフ。
【図５】粒子収集の効率に影響を及ぼす出力電圧特性対出力電極電流を示す図。
【図６】電離装置の他の実施形態の概略構成を示す図。
【図７】図６に示す実施形態に起因する電離器負荷曲線を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
まず、図１を参照すると、全体的に１で示した電離装置には、電離装置１を動作するための安全回路２ａが含まれる絶縁筐体２を含む。安全回路２ａには、活性ケーブル５への電圧を約１０ｋＶまで昇圧するＤＣスイッチモード電源ＤＣーＤＣ電圧変換器４に電力を供給するためのＤＣ電源（DC supply）バッテリ３が含まれる。ケーブル５の自由端には、非導電性ロッド又はワンド（wand）６があり、そこから活性ケーブル５の自由端が、出力電極７の形態で突き出ている。導電パッド８の形態の戻り電極が、バッテリ３への戻りケーブル９に接続されており、電極７及び８は、使用中、ＷＯ２０１１／０１０１４８に述べた方法で、その間の電離経路を提供する。
【００１６】
筐体２は、何らかの影響のある電気経路が、その周辺環境と間接的に患者Ｐに対して確立される可能性を阻止するように、充分に絶縁されている。この間、電離ワンド６が例えば腹腔鏡処置の間等の電離ワンド６が体内で用いられる手術処置の間に、患者Ｐに印加されるものと同じオーダまでの電圧電位を筐体２の内部回路にかける。
【００１７】
次に、内部回路構成要素を参照すると、これらには、変換器４用の遮断スイッチ１０と、スイッチ１０を再度有効状態にする単安定回路１１と、マイクロコントローラ１２と、が含まれる。マイクロコントローラ１２は、それぞれ、デジタルディスプレイ１３、オーディオ出力スピーカ１４、及びＬＥＤ１５の形態のユーザインターフェイスに結合されている。これらは、装置１のユーザに対して、一括して、バッテリ３の充電状態と、変換器４や活性ケーブル５及びそれらに接続された関連する構成要素の状態に関する他のパラメータと、について通知する。
【００１８】
変換器４からの出力は、全体的に破線輪郭で１６に示す高電圧抵抗回路網を介して、活性ケーブル５及び戻りケーブル９に結合される。これには、０．４と１．２Ｇオームとの間で密に連結された１対の直列配線抵抗器（series-wired resistor）１６ａ、１６ｂと、３乃至５オーダ低い抵抗の直列電流検出抵抗器１６ｃと、活性状態の外部へのケーブル５及び戻りケーブル９間で並列の分路抵抗器１６ｄであって、通常、直列配線抵抗器１６ａ、１６ｂ及び１６ｃからの累積抵抗より１オーダ大きい抵抗を有する抵抗器１６ｄと、が含まれる。
【００１９】
変換器４及び高電圧抵抗回路網１６は、電離経路を提供しにくいエポキシ樹脂等の不活性媒体に適切に封止されるが、そうでなければ、この電離経路により抵抗回路網１６の効果が回避されることがある。
【００２０】
単安定回路１１と戻りケーブル９との間及び抵抗器１６ｂと１６ｃとの間には、安全な動作のための許容可能電流リミットを規定する窓比較器（window comparator）１７がある。
【００２１】
本発明に基づき、活性ケーブル５及び戻りケーブル９を介した高電圧変換器４から患者Ｐへの及び患者Ｐからの出力電流を制限するための多数の手段が提供される。第１の手段は、変換器４それ自体にあり、定常出力電流の最大電流が３０μＡである設計によって適切に制限されている。
【００２２】
出力電流を制限する第２の手段は、直列配線抵抗器１６ａ、１６ｂの存在によって提供されるが、これらは、既知の最大高電圧を抵抗回路網１６全体に結合する変換器４に依存する。この第２制限手段は、活性ケーブル５及び関連するワンド６と出力電極・戻りパッド８及び戻りケーブル９との間の低インピーダンス条件下で構成され、最大１０μＡの瞬時電流リミットを提供するが、このリミットにより、心臓の正弦波のリズムとの干渉を引き起こすというリスクを無視することが出来ると考えられる。
【００２３】
電離装置用の安全回路２ａが、直列配線の２つ以上の抵抗器を含む場合、１つが故障して低インピーダンスになった場合でも、ある程度の保護が依然可能である。そのような状況では、患者電流は、例えば、わずか２０μＡに、又は２つ以上の抵抗器が直列に用いられている場合、２０μＡ未満に制限される。公認の安全性解析法では、２０μＡにおける患者正弦波リズムの干渉リスクのこのわずかな増加は、構成要素の故障の低い確率によって軽減されるため、正弦波のリズム干渉の総尤度は、無視できるほど小さいままである。更に、高インピーダンスに配置することが有益であり、これが無い場合、電気外科システム等の第三者装置からの高周波数電流が、浮遊容量を介して制御を経由し隣接する周辺環境に結合するリスクがあることも分かった。このねらいは、好都合なことに、適切に配置された直列配線の抵抗器１６ｂによって実現し得る。
【００２４】
第３の安全性の特徴は、第１の下限と第２の上限との間に存在するように窓比較器１７によって要求される電流検出抵抗器１６ｃの電圧を利用する。第１の下限は、可能な最小の負荷から引き出された電流から生じ、抵抗回路網１６に印加される変換器4からの電圧Ｖｈｖに対する分路抵抗器１６ｄの効果によってもたらされる。また、１０μＡ及びＶｈｖ／（Ｒ１６ａ＋Ｒ１６ｂ）の内の小さい方で達する第２の上限は、出力及び戻り電極７、８間の患者電流レベルである。ここで、Ｖｈｖは、負荷電流が引き出されていない時のＤＣーＤＣ変換器からの高電圧出力の振幅である。検出抵抗器１６ｃを流れる電流が、窓比較器１７によって規定された許容リミットを外れる場合、バッテリ３と変換器４との間の接続は、単安定回路１１によって規定された持続時間の間、遮断スイッチ１０によって遮断される。この遮断と同時に、単安定回路１１は、表示装置１３、スピーカ１４及びＬＥＤ１５を介して、この事態の視聴覚表示を提供するように、ユーザインターフェイス・マイクロコントローラ１２に信号を送る。
【００２５】
遮断持続時間は、０．２乃至１０秒の間であってよいが、最適には、２と３秒の間であり、これは、出力電極７と外科医によって用いられている第三者の器具との間の不慮の接触によって生じたり又は患者の身体の組織に容認できないほど近接することよって生じたりする危険状態に外科医が応答するのに充分なほど長いと見なされる。原因が何であれ、遮断の終わりには、単安定回路１１は、遮断スイッチ１０を再度有効（re-enables）状態にし、２００ｍｓ等の比較的短い時間の間、許容出力電流を再確立しようとする。この時間は、高電圧回路における予想浮遊容量を抵抗回路網１６からの出力によって充電するのに必要である。これらの静電容量は、浮遊容量のサイズ及び直列抵抗器１６ａ、１６ｂの値の双方に依存して、１０ｐＦ乃至１００ｐＦのオーダであると推定することができ、従って、充電するのに０．１乃至０．５秒かかる。
【００２６】
このタイミング構成の有用な特徴は、過電流状態が第三者手術機器からの患者接続部における大きな静電容量への接続によって生じる場合、無制御の電荷の蓄積レートが劇的に低減されることである。好適な実施形態において、第三者機器の静電容量に出力される出力電荷は、遮断スイッチ１０の遮断無しで出力されたものと比較して、約１０分の１に低減できる。
【００２７】
コンデンサ危険要因の例として、単極電気外科発生器が、医療器具標準規格によって、５μＦのコンデンサを介して患者に結合されるようになっている。一旦、ほんの数ボルトであっても帯電すると、活性電極が次に筋肉に接触した時、外科手術中の患者の筋肉の望ましくない痙攣であると見なされる無意識の運動神経の刺激を起こすのに充分なエネルギが蓄積される。本改善は、第三者のコンデンサ電荷のそのような望ましくないレベルに達するのに必要な時間を約２秒から約２０秒に延ばしつつ、外科医に警告を提供する。
【００２８】
ユーザが認識する安全性の更なる改善点は、患者の組織と突然電気的に接触した時に出力電極７から流れるピーク変位電流を制限する手段が更に設けられると、実現される。この接触は、直接であっても、あるいは、そうではなく、通常、第１電極７と患者の組織との間の長さが２ミリメートル未満の空中放電又はアーク放電（arcing）の形態であってもよい。そのような放電は、活性ケーブル５と戻りケーブル９との間の静電容量によってサポートされるが、この静電容量は通常、患者の組織塊自体等の共通に接続されたものを含み、１０ｐＦと１００ｐＦとの間であってよい。そのような望ましくない放電は、ワンド６の近端部と活性ケーブル５の遠端部すなわち外側筐体２との間の直列配線抵抗器１８を用いることによって防止し得る。直列出力抵抗器１６ａ、１６ｂのインピーダンスより２オーダ以上小さいものであれば、そのような直列配線抵抗器１８を配置すると、電離器１の機能的な有効性に影響を及ぼすことはなく、活性ケーブル５と戻りケーブル９との間に蓄積されたユーザ認識可能な電荷の放電を防止することができ、実際、抵抗器１８の場合、１ＭΩの値が有効であることが分かった。
【００２９】
図１に示す回路の動作は、図２に仮想的に示すが、図２は、例えば、ワンド６の端部の出力電極７に対する第三者手術器具の偶発的な接触に類似した、サイクル開始後０．５秒で発生する短絡事象を表す。ゼロ秒での開始点から、出力電極７における電位は、その約９ｋＶの所望の最大レベルまですぐに増加し、他方、同時に、出力電流は、許容可能な１０μＡのリミットからゼロ付近に急激に低下する。０．５秒では、この時点で静電容量３００ｎＦを有するとみなし得る出力電極７と第三者器具との間の仮定的接触により、電荷は保存されるが、活性ケーブル５の静電容量と第三者器具の静電容量との間で分配されるため、電圧の急激な低下が生じる。従って、出力電流は、許容リミット１０μＡに上昇し、単安定回路１１にトリガをかけて、２秒間遮断スイッチ１０を開くのに充分な程長くそこに留まり、変換器４からの出力電流がゼロになる。２秒間の終わりには、遮断スイッチ１０が、数十分の一秒の間、再度有効状態にされ、遮断スイッチ１０が閉じられたままの間は出力電流が再び許容リミット１０μＡに増大し、そして、これにより単安定回路１１にトリガがかかり、再度、遮断スイッチ１０が開き、このサイクルが、その静電容量が３００ｎＦである第三者器具が出力電極７に接触している間、繰り返される。
【００３０】
図２から分かるように、このサイクルの持続時間中、出力電極７の電圧は、低い状態に留まり、一方、第三者接触に起因する累積電荷は、２秒毎に階段状に増大し、遮断スイッチ１０が閉じられている間に出力電極７に追加された電荷が反映されるのが分かる。この場合、１０秒経過した直後で次の２秒のディスエーブル期間中、第三者器具と出力電極７との間の接触が中断し、マイクロコントローラ１２によって発生した音声と映像の警告信号を受信した際に、外科医によるその近傍からの第三者器具の除去を表し、この後、出力電極７において電荷がすぐに低下する。この特定の２秒のディスエーブル期間の終わりに、出力電極７の電圧は、上昇してその動作レベルの約９ｋＶに戻り、また、電流は、１０μＡからゼロ付近に急激に低下し、サイクルの開始から約１１秒を過ぎて通常の連続出力電圧になる。本例では、明瞭さのために、電極６と患者Ｐとの間の腹腔鏡空間の電離に必要な独立の可変機能電流は、無視できるものとしている。
【００３１】
図３において、電離装置１用の改善された安全回路を示す。電離装置１では、高電圧リレースイッチ１９は、当然のことながら常時開接点を備えたリードタイプスイッチであってよいが、変換器４の高電圧出力に交差する分岐路に配置されている。この改善された構成において、容認できないほど高い患者電荷の検出に応じて遮断スイッチ１０が開かれる時はいつでも、高電圧スイッチ１９の接点は、出力及び戻り電極７、８間、従って、患者において比較的低いインピーダンスを発生するように閉じられる。本実施形態では、依然として、患者接続部７、８間のインピーダンスは、通常の心臓の正弦波のリズムとの干渉を起こす可能性があるとみなされるレベルを超過するコンデンサとして機能する第三者器具から、放電電流が引き出されるリスクを回避するのに充分なほど低くなければならない。このことは、平衡状態を確立させ得る高電圧リレースイッチ１９を設けた結果、直列抵抗器１６ａ、１６ｂを介して保証される。この平衡状態では、遮断スイッチ１０が閉じられている期間中に第三者器具に望ましくない状態で帯電した電荷は、遮断スイッチ１０が開いている期間に高電圧リレースイッチ１９を通して引き出される。その結果、第三者器具と不慮の接触が起こる状態は、この事象中、接触が中断され電離装置１の通常動作が再開されるまで粒子除去が停止されること以外、改善される。
【００３２】
図２のように、図４は、１ＧΩ直列抵抗回路網１６ａ、１６ｂ及び戻り電極／パッド８（return electrode/pad8）への活性ケーブル５の１００ｐＦ静電容量を仮定して、出力電極７における電圧及び電荷の時間的な変動を示す。図２と対照的に、図３に示す高電圧リレー１９の放電効果により、０．５秒後の断続的な出力期間中、出力電極７に接触する電荷は、遮断スイッチ１０が閉じられると、２秒間隔の間、元の状態に戻ることが分かる。この時間軸には、平衡点への到達を説明する経過時間が含まれる。長期的結果は、平衡状態において、出力電極７の出力電圧は、遮断スイッチ１０が閉じられた時の短い期間で等しい電荷が置き換えられるため、その電荷が高電圧リレー１９の接点を通して除去される結果として、通常の９ｋＶレベルと比較して低いままであることである。
【００３３】
直列抵抗器１６ａ、１６ｂによって提供される本発明に基づく第２電流リミット手段の存在の結果、出力電極電流７の増加に伴う発生器８の出力電圧特性は、図５に示す通りである。本例では、変換器４は、１０ｋＶを抵抗回路網１６に結合するように設定されている。直列抵抗器１６ａ、１６ｂは、１ＧΩインピーダンスを提供するように累積的に設定され、分路抵抗１６ｄは、１０ＧΩに設定される。
【００３４】
通常の粒状物質除去動作下では、出力電極７と戻り電極／パッド８との間の電離経路のインピーダンスは、粒状物質タイプと密度、出力電極と患者の組織塊との間の経路長、及び出力電極７の有効表面積と患者の周囲組織塊の関数である。
【００３５】
実際、出力電極７に対する３ｋＶを超える好適には５ｋＶの電圧が、満足な粒状物質除去を実現するのに必要であることが分かったが、出力電極７が患者の組織塊に近過ぎるように配置された場合、粒状物質除去は、電離経路インピーダンスが４００ＭΩ未満に低下するため、停止することができる。
【００３６】
除去される粒子が電気外科手術の結果である場合、電気外科煙粒子の密度が高ければ、電離経路インピーダンスが高くなることが分かった。このように、図１に示す基本的な構成は、最大粒子汚染の条件下における最高電離電位の状態で、出力電極７と戻り電極／パッド８との間に最も高い電圧を提示するために最適化されている。粒子除去が完了すると、出力電極７と戻り電極／パッド８との間の電離経路電流は、例えば、除去の開始時の１．３μＡから完了時の５μＡまで上昇することが分かる。
【００３７】
図６では、出力電流が変わる場合の電離装置１の出力電圧の特性の観点において、図１で説明した回路に対する改善点を示す。この場合、図１で説明したように電流リミットの第２の手段を通常提供する直列抵抗器１６ａ、１６ｂは、１０μＡから５０μＡに増大する短絡状態では、電離装置１から出力可能な最大電流が代わりに最大５分の１まで低減されるが、これは、関係Ｖｈｖ／（Ｒ１６ａ＋Ｒ１６ｂ）によって支配される。１０μＡ電流リミットを確保する直列抵抗器１６ａ、１６ｂの代わりに、新たな制御回路を追加し、検出抵抗器１６ｃの電流信号を取得し、要求される電流リミット１０μＡに近づくにつれて、ＤＣーＤＣ変換器４からの電圧を急速に低減するための閉ループサーボ（closed loop servo）にそれを供給する。本例において電流加算接合点２０は、検出抵抗器１６ｃを流れる電流と１０μＡ等の許容リミット値との間の差を求める。その結果は、片側関数出力を備えた比例・積分・微分（ＰＩＤ）増幅器２１に供給される。この場合、電流加算接合点２０信号は、許容可能な出力電流の状態を示し、これにより、出力の振幅がゼロになるが、加算接合点２０信号が過出力電流状態を示す場合、これにより、出力の振幅が急速に増加する。この信号は、窓比較器１７の上限窓１７ａと、ＤＣーＤＣ変換器４の電圧制御用の第１電圧加算接合点２２との双方に供給される。信号の極性は、第１電圧制御加算接合点２２からの出力を減少させるような過出力電流を示す電流加算接合点２０からの信号であり、そこからの出力は、第２電圧制御加算接合点２３において実際の出力電圧と比較される。次に、第２電圧加算接合点２３からの出力は、第２ＰＩＤ増幅器２４に供給され、当業者にはよく知られている方法でＤＣーＤＣ変換器４の動作の強度を制御するために用いられる。
【００３８】
上述した直列抵抗器１６ａ、１６ｂ及び閉ループ電流リミット回路によって提供された電流リミットの複合結果を図７に示す。この場合、出力電圧は、戻り電極８の出力電極７がゼロである時、最大値で始まり、そして、出力電流が増大するにつれて低下するが、図１に示す実施形態の場合よりもかなり深さは浅くなる。このことは、直列抵抗器１６ａ、１６ｂの値の最大５分の１の低減の結果である。出力電極７と戻り電極８との間の雰囲気媒体のインピーダンスが更に減少し、また、１０μＡ等の所望の電流リミットに達するにつれて、出力電極７乃至戻り電極８総インピーダンスの更なる低下により出力電流が関数的に大きく増加することなく、出力電圧は、漸近的にゼロに下がる。
【００３９】
約３ｋＶ以下の出力電圧において、出力電極７と戻り電極８との間の雰囲気媒体の電離により、粒状物質の析出は、大幅に少なくなり、この状態は、片側出力関数を備えた第１ＰＩＤ増幅器２１からの信号の振幅に基づき、窓比較器１７の上限１７ａによって検出される。図１に示す実施形態において実現されたものと同様に、窓比較器１７における範囲外の信号により、単安定回路１１のトリガが、２乃至３秒の間かけられ、その間、遮断スイッチ１０が開き、ＤＣーＤＣ変換器４がディスエーブル状態になる。このようにして、出力電圧特性が、改善され、一方、出力電極７乃至戻り電極８インピーダンスにより、実効的な粒状物質除去電圧がそれらの間に確立される。しかしながら、インピーダンスが、実効的な粒状物質除去にとって低過ぎるか、又は人間の組織を介した、もしくは、第三者機器の静電容量による電極７、８間の短絡を示す場合、断続的動作へ戻ることとなる。
【００４０】
本発明の幾つかの実施形態について述べたが、本発明は、更に、実施形態の組合せと当業者には明白な変形例とを含む、これらの実施形態に対する変形例にも拡張されることを理解されたい。
【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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【国際調査報告】
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