(57)【要約】【課題】センサおよび制御回路を含む１つ以上のリターン電極パッドを利用する、電気外科用システムを提供すること。【解決手段】電気外科用リターン電極であって、該電極は、電気外科用エネルギーを伝導するように構成された患者接触面を含む、リターン電極パッドと、該リターン電極パッドと結合されたセンサ回路であって、該センサ回路は、リターン電極パッドの特性および組織の特性のうちの少なくとも１つを監視することによってセンサデータを生成するように構成される、センサ回路と、該リターン電極パッドおよび該センサ回路と結合された制御回路であって、該制御回路は、該センサ回路からセンサデータを受信および処理し、該処理されたセンサデータを電気外科用エネルギー源に中継するように構成される、制御回路とを備えている、電気外科用リターン電極。【選択図】図１
2008080133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気外科用リターン電極であって、該電極は、
電気外科用エネルギーを伝導するように構成された患者接触面を含む、リターン電極パッドと、
該リターン電極パッドと結合されたセンサ回路であって、該センサ回路は、リターン電極パッドの特性および組織の特性のうちの少なくとも１つを監視することによってセンサデータを生成するように構成される、センサ回路と、
該リターン電極パッドおよび該センサ回路と結合された制御回路であって、該制御回路は、該センサ回路からセンサデータを受信および処理し、該処理されたセンサデータを電気外科用エネルギー源に中継するように構成される、制御回路と
を備えている、電気外科用リターン電極。
【請求項２】
前記リターン電極パッドは、ホールディング基板をさらに備え、前記センサ回路および前記制御回路は、該ホールディング基板と結合される、請求項１に記載の電気外科用リターン電極。
【請求項３】
前記ホールディング基板は、前記患者接触面から前記制御回路および前記センサ回路を電気的に絶縁するように構成される、請求項２に記載の電気外科用リターン電極。
【請求項４】
前記ホールディング基板は、前記制御回路および前記センサ回路のうちの少なくとも１つへの相互接続のために適合され該基板上に配置された金属トレースを含む、請求項２に記載の電気外科用リターン電極。
【請求項５】
前記センサ回路は、前記リターン電極パッドにおける少なくとも１つの温度監視ゾーンを定義する少なくとも１つの温度センサアレイを含み、該少なくとも１つの温度センサアレイは、少なくとも１つのダイオードを含み、該少なくとも１つのダイオードは、該少なくとも１つの温度監視ゾーンの温度を示す所定の順方向の電圧降下を有する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電気外科用リターン電極。
【請求項６】
前記少なくとも１つの温度センサアレイは、前記少なくとも１つのダイオードと直列に結合された少なくとも１つの抵抗器を含む、請求項５に記載の電気外科用リターン電極。
【請求項７】
前記制御回路は、アナログ−デジタル変換器、デジタル−アナログ変換器、マイクロプロセッサ、ＤＣ−ＤＣ変換器、シリアルトランシーバ、および光結合器、マイクロコントローラ、抵抗器、キャパシタ、オシレータ、およびフィールドプログラマブルゲートアレイのうちの少なくとも１つを含む、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電気外科用リターン電極。
【請求項８】
電気外科手術を行うための電気外科用システムであって、該電気外科用システムは、
電気外科用エネルギーを提供するように構成された電気外科用ジェネレータと、
リターン電極パッドを含む電気外科用リターン電極であって、
電気外科用エネルギーを伝導するように構成された患者接触面と、
該リターン電極パッドと結合されたセンサ回路であって、該センサ回路は、リターン電極パッドの特性および組織の特性のうちの少なくとも１つを監視することによってセンサデータを生成するように構成される、センサ回路と、
該リターン電極パッドおよび該センサ回路と結合された制御回路であって、該制御回路は、該センサ回路からのセンサデータを受信および処理し、該処理されたセンサデータを電気外科用エネルギー源に中継するように構成される、制御回路と
を含む、電気外科用リターン電極と、
患者に電気外科用エネルギーを供給する活性電極と
を備えている、電気外科用システム。
【請求項９】
前記リターン電極パッドは、ホールディング基板をさらに備え、前記センサ回路および該制御装置は、該ホールディング基板と結合される、請求項８に記載の電気外科用システム。
【請求項１０】
前記ホールディング基板は、前記患者接触面から前記制御回路および前記センサ回路を電気的に絶縁するように構成される、請求項９に記載の電気外科用システム。
【請求項１１】
前記ホールディング基板は、前記制御回路および前記センサ回路のうちの少なくとも１つへの相互接続のために適合され該基板上に配置された金属トレースを含む、請求項９に記載の電気外科用システム。
【請求項１２】
前記センサ回路は、前記リターン電極パッドにおける少なくとも１つの温度監視ゾーンを定義する少なくとも１つの温度センサアレイを含み、該少なくとも１つの温度センサアレイは、少なくとも１つのダイオードを含み、該少なくとも１つのダイオードは、該少なくとも１つの温度監視ゾーンの温度を示す所定の順方向の電圧降下を有する、請求項８、９、１０および１１のいずれか１項に記載の電気外科用システム。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの温度センサアレイは、前記少なくとも１つのダイオードと直列に結合された少なくとも１つの抵抗器を含む、請求項１２に記載の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、電気外科用の装置、システムおよび方法に関連する。さらに具体的には、本開示は、センサおよび制御回路を含む１つ以上のリターン電極パッドを利用する、電気外科用システムに関する。
【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、当該技術において周知である。様々な種類のエネルギー（例えば、電気的、超音波、マイクロ波、低温、熱、レーザー、など）が、所望の手術の結果を達成するために組織に適用され得る。電気的外科手術は、組織を切断、切除、凝固または密封するために、一般的に高無線周波数の電流を手術部位に適用することを含む。単極の電気的外科手術において、ソース電極または活性電極は、電気外科用ジェネレータから組織に無線周波数エネルギーを運び、リターン電極は、電流をジェネレータに戻す。単極の電気外科手術において、ソース電極は、一般的にユーザーに保持される手術用器具の一部であり、治療されるべき組織に適用される。患者用リターン電極は、一般的に患者に接着するように付着されるパッドの形状をしており、活性電極から遠隔的に配置されることによって、ジェネレータに電流を戻す。
【０００３】
リターン電極は、通常は大きな患者接触表面領域を有し、部位における加熱を最小にするが、これは、表面領域が、小さくなればそれだけ、電流密度がより高くなり、加熱強度もより高くなるからである。すなわち、患者に接着されたリターン電極の面が重要なのであり、なぜならば、組織を加熱するのは、電気的信号の電流密度だからである。より大きな表面の接触領域が、局所化された加熱の強度を低減させるのに望ましい。リターン電極は、一般的には特定の手術の処置およびデューティサイクル（すなわち、ジェネレータがオンの時間の割合）の間に利用される、最大の電流の想定に基づいて寸法を決められる。
【０００４】
最初の種類のリターン電極は、導電性ゼリーで覆われた大きな金属プレートの形状であった。後に、接着性の電極が、導電性ゼリーまたは導電性接着剤で覆われた単一の金属フォイルを用いて開発された。しかし、これらの接着性電極の１つの問題は、一部分が患者から剥がれると、患者との電極の接触領域が減少し、これによって、接着された部分の電流密度が増加し、次いで、組織に適用される熱が増加するというものであった。これは、血液の循環が皮膚を冷却し得る点を越えるまで組織が加熱された場合には、リターン電極の接着部分の下の領域において、患者を火傷させる危険性があった。
【０００５】
この問題に取り組むために、一般的にリターン電極接触品質モニタ（Ｒｅｔｕｒｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｍｏｎｉｔｏｒ）（ＲＥＣＱＭ）と呼ばれる、様々なリターン電極およびハードウェア回路が開発された。そのようなシステムは、リターン電極におけるインピーダンスを測定することに頼ることによって、様々な組織および／または電極の特性（例えば、電極の接着性の度合い、温度）を計算した。これらのシステムは、リターン電極パッドのインピーダンスにおける変化の関数として温度を測定するようにのみ構成された。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、患者接触面を有するリターン電極パッドを含む、電気外科用リターン電極に関連する。リターン電極パッドは、温度回路のような１つ以上のセンサ回路を含む。センサ回路は、制御回路に結合され、それらの両方は、電源に結合され、患者接触面から電気的に絶縁される。コントローラ回路は、センサ回路からの測定信号を分析し、電気外科用ジェネレータに処理した信号を送信する。
【０００７】
本開示の一局面によれば、電気外科用のリターン電極が提供される。リターン電極は、電気外科用のエネルギーを伝導するように構成された患者接触面を有するリターン電極パッドと、該リターン電極パッドに結合されるセンサ回路とを含む。センサ回路は、リターン電極パッドの特性および組織の特性のうちの少なくとも１つを監視し、センサデータを生成するように構成される。リターン電極はまた、リターン電極パッドおよびセンサ回路に結合された制御回路をも含む。制御回路は、センサ回路からのセンサデータを受信および処理し、処理したセンサデータを電気外科用エネルギー源に中継するように構成される。
【０００８】
単極の手術を行う方法もまた、本開示によって企図される。該方法は、電気外科用リターン電極を提供するステップを含み、該リターン電極は、電気外科用のエネルギーを伝導するように構成された患者接触面を有するリターン電極パッド、および該リターン電極パッドと結合されるセンサ回路を含む。該リターン電極は、リターン電極パッドおよびセンサ回路に結合された制御回路をも含む。該方法は、患者と接触するように電気外科用リターン電極を配置するステップをも含み、電気外科用ジェネレータを介して電気外科用エネルギーを生成し、活性電極を介して該電気外科用エネルギーを患者に供給する。該方法は、センサ回路を介してリターン電極パッドの特性および組織の特性のうちの少なくとも１つを監視することによってセンサデータを生成し、制御回路において該センサ回路からのセンサデータを受信および処理し、該処理したセンサデータを電気外科用エネルギー源に中継するステップをさらに含む。
【０００９】
本開示の別の局面によると、電気外科手術を行うための電気外科用システムが開示される。該システムは、電気外科用エネルギーを供給するように構成された電気外科用ジェネレータと、電気外科用エネルギーを患者に供給するための活性電極とを含む。該システムは、電気外科用リターン電極をも含み、該電気外科用リターン電極は、電気外科用のエネルギーを伝導するように構成された患者接触面を有するリターン電極パッドおよび該リターン電極パッドと結合されるセンサ回路を含む。該センサ回路は、リターン電極パッドの特性および組織の特性のうちの少なくとも１つを監視し、センサデータを生成するように構成される。リターン電極は、リターン電極パッド、およびセンサ回路に結合された制御回路をも含む。制御回路は、センサ回路からのセンサデータを受信および処理し、処理したセンサデータを電気外科用電源に中継するように構成される。
【００１０】
本発明は、さらに、以下の手段を提供する。
【００１１】
（項目１）
電気外科用リターン電極であって、該電極は、
電気外科用エネルギーを伝導するように構成された患者接触面を含む、リターン電極パッドと、
該リターン電極パッドと結合されたセンサ回路であって、該センサ回路は、リターン電極パッドの特性および組織の特性のうちの少なくとも１つを監視することによってセンサデータを生成するように構成される、センサ回路と、
該リターン電極パッドおよび該センサ回路と結合された制御回路であって、該制御回路は、該センサ回路からのセンサデータを受信および処理し、該処理されたセンサデータを電気外科用エネルギー源に中継するように構成される、制御回路と
を備えている、電気外科用リターン電極。
【００１２】
（項目２）
上記リターン電極パッドは、ホールディング基板をさらに備え、上記センサ回路および上記制御回路は、該ホールディング基板と結合される、項目１に記載の電気外科用リターン電極。
【００１３】
（項目３）
上記ホールディング基板は、上記患者接触面から上記制御回路および上記センサ回路を電気的に絶縁するように構成される、項目２に記載の電気外科用リターン電極。
【００１４】
（項目４）
上記ホールディング基板は、上記制御回路および上記センサ回路のうちの少なくとも１つへの相互接続のために適合され該基板上に配置された金属トレースを含む、項目２に記載の電気外科用リターン電極。
【００１５】
（項目５）
上記センサ回路は、上記リターン電極パッドにおける少なくとも１つの温度監視ゾーンを定義する少なくとも１つの温度センサアレイを含み、該少なくとも１つの温度センサアレイは、少なくとも１つのダイオードを含み、該少なくとも１つのダイオードは、該少なくとも１つの温度監視ゾーンの温度を示す所定の順方向の電圧降下を有する、項目１に記載の電気外科用リターン電極。
【００１６】
（項目６）
上記少なくとも１つの温度センサアレイは、上記少なくとも１つのダイオードと直列に結合された少なくとも１つの抵抗器を含む、項目５に記載の電気外科用リターン電極。
【００１７】
（項目７）
上記制御回路は、アナログ−デジタル変換器、デジタル−アナログ変換器、マイクロプロセッサ、ＤＣ−ＤＣ変換器、シリアルトランシーバ、および光結合器、マイクロコントローラ、抵抗器、キャパシタ、オシレータ、およびフィールドプログラマブルゲートアレイのうちの少なくとも１つを含む、項目１に記載の電気外科用リターン電極。
【００１８】
（項目８）
電気外科手術を行う方法であって、該方法は、
電気外科用エネルギーを伝導するように構成された患者接触面を有するリターン電極パッドを含む電気外科用リターン電極と、該リターン電極パッドと結合されたセンサ回路と、該リターン電極パッドおよび該センサ回路と結合された制御回路とを提供することと、
該電気外科用リターン電極を患者と接触するように配置することと、
電気外科用ジェネレータを介して電気外科用エネルギーを生成することと、
活性電極を介して該電気外科用エネルギーを患者に供給することと、
該センサ回路を介してリターン電極パッドの特性および組織の特性のうちの少なくとも１つを監視することによってセンサデータを生成することと、
該制御回路において該センサ回路からの該センサデータを受信および処理し、該処理されたセンサデータを電気外科用エネルギー源に中継することと
を包含する、方法。
【００１９】
（項目９）
電気外科用リターン電極を提供する上記ステップにおいて、上記リターン電極パッドは、ホールディング基板をさらに備え、上記センサ回路および上記制御回路は、該ホールディング基板と結合される、項目８に記載の方法。
【００２０】
（項目１０）
上記ホールディング基板を介し、上記患者接触面から、上記制御回路および上記センサ回路を電気的に絶縁することをさらに包含する、項目９に記載の方法。
【００２１】
（項目１１）
上記ホールディング基板は、上記制御回路および上記センサ回路のうちの少なくとも１つへの相互接続のために適合され該基板上に配置された金属トレースを含む、項目９に記載の方法。
【００２２】
（項目１２）
上記センサ回路は、上記リターン電極パッドにおける少なくとも１つの温度監視ゾーンを定義する少なくとも１つの温度センサアレイを含み、該少なくとも１つの温度センサアレイは、少なくとも１つのダイオードを含み、該少なくとも１つのダイオードは、該少なくとも１つの温度監視ゾーンの温度を示す所定の順方向の電圧降下を有する、項目８に記載の方法。
【００２３】
（項目１３）
上記所定の順方向の電圧降下を監視することによって、上記少なくとも１つの温度監視ゾーンの温度を測定するステップをさらに包含する、項目１２に記載の方法。
【００２４】
（項目１４）
上記少なくとも１つの温度センサアレイは、上記少なくとも１つのダイオードと直列に結合された少なくとも１つの抵抗器を含む、項目１２に記載の方法。
【００２５】
（項目１５）
電気外科手術を行うための電気外科用システムであって、該電気外科用システムは、
電気外科用エネルギーを提供するように構成された電気外科用ジェネレータと、
リターン電極パッドを含む電気外科用リターン電極であって、
電気外科用エネルギーを伝導するように構成された患者接触面と、
該リターン電極パッドと結合されたセンサ回路であって、該センサ回路は、リターン電極パッドの特性および組織の特性のうちの少なくとも１つを監視することによってセンサデータを生成するように構成される、センサ回路と、
該リターン電極パッドおよび該センサ回路と結合された制御回路であって、該制御回路は、該センサ回路からのセンサデータを受信および処理し、該処理されたセンサデータを電気外科用エネルギー源に中継するように構成される、制御回路と
を含む、電気外科用リターン電極と、
患者に電気外科用エネルギーを供給する活性電極と
を備えている、電気外科用システム。
【００２６】
（項目１６）
上記リターン電極パッドは、ホールディング基板をさらに備え、上記センサ回路および上記制御回路は、該ホールディング基板と結合される、項目１５に記載の電気外科用システム。
【００２７】
（項目１７）
上記ホールディング基板は、上記患者接触面から上記制御回路および上記センサ回路を電気的に絶縁するように構成される、項目１６に記載の電気外科用システム。
【００２８】
（項目１８）
上記ホールディング基板は、上記制御回路および上記センサ回路のうちの少なくとも１つへの相互接続のために適合され該基板上に配置された金属トレースを含む、項目１６に記載の電気外科用システム。
【００２９】
（項目１９）
上記センサ回路は、上記リターン電極パッドにおける少なくとも１つの温度監視ゾーンを定義する少なくとも１つの温度センサアレイを含み、該少なくとも１つの温度センサアレイは、少なくとも１つのダイオードを含み、該少なくとも１つのダイオードは、該少なくとも１つの温度監視ゾーンの温度を示す所定の順方向の電圧降下を有する、項目１５に記載の電気外科用システム。
【００３０】
（項目２０）
上記少なくとも１つの温度センサアレイは、上記少なくとも１つのダイオードと直列に結合された少なくとも１つの抵抗器を含む、項目１９に記載の電気外科用システム。
【００３１】
（摘要）
電気外科用リターン電極が開示される。該リターン電極は、電気外科用のエネルギーを伝導するように構成された患者接触面を有するリターン電極パッド、および該リターン電極パッドと結合されるセンサ回路を含む。該センサ回路は、リターン電極パッドの特性および組織の特性のうちの少なくとも１つを監視し、センサデータを生成するように構成される。該リターン電極は、リターン電極パッドおよびセンサ回路に結合された制御回路をも含む。該制御回路は、センサ回路からのセンサデータを受信および処理し、処理したセンサデータを電気外科用エネルギー源に中継するように構成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本開示の様々な実施形態は、図面を参照しながら本明細書中に記述される。
【００３３】
本開示の特定の実施形態は、添付の図面を参照しながら以下に記述される。以下の記述において、周知の機能または構造は、不必要な詳細で本開示を不明瞭にすることを避けるために、詳細には記述されていない。
【００３４】
図１は、本開示の一実施形態に従った、電気外科用システムの模式図である。該システムは、電気外科用器具２を含み、該器具は、患者Ｐの組織を治療するための１つ以上の電極を有する。器具２は、１つ以上の活性電極（例えば、電気外科用切断プローブ、切除電極、など）を含む単極の器具である。電気外科用ＲＦエネルギーは、ジェネレータ２０によって、電気外科用ケーブル４を介して器具２に供給され、該電気外科用ケーブルは、活性出力端子に接続されており、器具２が、組織を凝固、密封、切除および／または治療することを可能にする。エネルギーは、リターンケーブル８を介し、リターン電極６を通過してジェネレータ２０に戻される。該システムは、複数のリターン電極６を含み得、該リターン電極は、患者Ｐとの全体的な接触領域を最大にすることによって組織損傷の可能性を最小に止めるように配列される。加えて、ジェネレータ２０およびリターン電極６は、「組織−患者間（ｔｉｓｓｕｅ−ｔｏ−ｐａｔｉｅｎｔ）」接触と呼ばれるものを監視することによって、その間に充分な接触が存在することを保証し、組織損傷の可能性をさらに最小に止めるように構成され得る。
【００３５】
ジェネレータ２０は、入力コントロール（例えば、ボタン、アクチベータ（ａｃｔｉｖａｔｏｒ）、スイッチ、タッチスクリーン、など）を含み、ジェネレータ２０を制御する。加えて、ジェネレータ２０は、１つ以上のディスプレイスクリーンを含み得ることによって、ユーザーに様々な出力情報（例えば、強度の設定、治療完了インジケータ、など）を提供する。該コントロールは、ユーザーが、ＲＦエネルギー、波形、および他のパラメータのパワーを調整することを可能にすることによって、特定の作業（例えば、凝固、組織密封、強度設定、など）に対する適切な、所望の波形を達成する。器具２はまた、複数の入力コントロールを含み得、該入力コントロールは、ジェネレータ２０の特定の入力コントロールと重複し得る。器具２に入力コントロールを配置することは、ジェネレータ２０との相互作用を必要とすることなく、外科的な処置の間のＲＦエネルギーパラメータのより容易で早い修正を可能にする。
【００３６】
図２は、コントローラ２４、高電圧ＤＣ電源２７（「ＨＶＰＳ」）およびＲＦ出力ステージ２８を有するジェネレータ２０の模式ブロック図を示す。ＨＶＰＳ２７は、ＲＦ出力ステージ２８に高電圧ＤＣ電力を供給し、該ＲＦ出力ステージは、次いで高電圧ＤＣ電力をＲＦエネルギーに変換し、該ＲＦエネルギーを活性電極に届ける。特に、ＲＦ出力ステージ２８は、高ＲＦエネルギーの正弦波形を生成する。ＲＦ出力ステージ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る。特定の種類の波形は、特定の電気外科モードに適している。例えば、ＲＦ出力ステージ２８は、組織の切除、溶断および解剖に最も適した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を生成し、止血のために組織の焼灼に用いられるのに最も良い凝固モードにおいて、１〜２５％のデューティサイクルの正弦波形を生成する。
【００３７】
コントローラ２４は、メモリ２６に動作可能なように接続されたマイクロプロセッサ２５を含み、該メモリは、揮発性タイプのメモリ（例えば、ＲＡＭ）および／または不揮発性タイプのメモリ（例えば、フラッシュ媒体、ディスク媒体など）であり得る。マイクロプロセッサ２５は、ＨＶＰＳ２７および／またはＲＦ出力ステージ２８と動作可能なように接続されている出力ポートを含み、マイクロプロセッサ２５が、オープンおよび／またはクローズト制御ループスキームに従って、ジェネレータ２０の出力を制御することを可能にする。マイクロプロセッサ２５は、本明細書中に記述された計算を行うように適合された、任意のロジックプロセッサ（例えば、制御回路）によって置換され得ることを、当業者は、認識されたい。
【００３８】
クローズト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、ここでは、センサ回路２２が、コントローラ２４にフィードバックを提供し、該センサ回路は、様々な組織およびエネルギーの特性（例えば、組織のインピーダンス、組織温度、出力電流および／または出力電圧、など）を測定する複数のセンサを含み得る。そのようなセンサは、当業者の視野の範囲内である。コントローラ２４は、次いでＨＶＰＳ２７および／またはＲＦ出力ステージ２８に信号を送り、それらは、次いでそれぞれが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、ジェネレータ２０または器具２の入力コントロールから入力信号を受信する。コントローラ２４は、該入力信号を利用して、ジェネレータ２０によって出力されたパワーを調整し、かつ／または該コントローラのその他の制御機能を行う。
【００３９】
図３および図４は、単極の電気外科手術において用いるリターン電極６の様々な実施形態を例示する。リターン電極６は、リターン電極パッド３０を含み、該パッドは、単極の電気外科手術の間に電流を受けるように構成された、上面および患者接触面３２を有する。患者接触面３２は、金属フォイルのような適切な導電材料から作られる。図３は、一般的な長方形の形状のリターン電極６を図示するが、リターン電極６が、任意の適切な、規則的または不規則的な形状を有することは、本開示の範囲内である。
【００４０】
図４を参照すると、リターン電極６の別の実施形態が示され、ここでは、リターン電極パッド３０は、それに配置された正の温度係数（ＰＴＣ）材料層３８を含む。ＰＴＣ材料３８は、とりわけ、ポリマー／カーボンベースの材料、サーメットベースの材料、ポリマー材料、セラミック材料、誘電性材料、またはそれらの任意の組み合わせから作られ得る。ＰＴＣ材料層３８は、電気外科用のリターン電極６の表面を通る電流によって生み出された温度を分配するように機能し、患者の火傷の危険性を最小にする。リターン電極６はさらに、患者接触面３２上に接着材料層３９を含む。接着材料層は、ポリへシブ（ｐｏｌｙｈｅｓｉｖｅ）接着剤、Ｚ軸接着剤、水不溶性、親水性、感圧性の接着剤、またはそれらの任意の組み合わせを含み得、それらには限定されず、例えば、Ｃｏｌｏｒａｄｏ州、ＢｏｕｌｄｅｒにあるＶａｌｌｅｙｌａｂによって製造されるＰＯＬＹＨＥＳＩＶＥＴＭ接着剤である。接着材料層３９は、電気外科用リターン電極６と患者「Ｐ」との間の最適な接触面を保証し、患者の火傷の可能性を制限する。ＰＴＣ材料層３８が利用されない実施形態において、接着材料層３９は、患者接触面３２上に直接的に配置され得る。
【００４１】
図５Ａおよび図５Ｂは、リターン電極６を示し、該リターン電極は、それに配置された温度センサ回路４０を含む。温度センサ回路４０は、少なくとも１つの温度センサを有する１つ以上の温度センサアレイ４１および４３を含む。企図される温度センサは、熱電対、サーミスタ、半導体（例えば、シリコン）ダイオード、フェライト材料およびホール効果デバイスを含む。温度センサ回路４０は、ポリミド（ｐｏｌｙｍｉｄｅ）フィルムなどの適切な基板から製造されたフレックス回路（例えば、可撓性のホールディング基板４８）上に配置される。例として、ＭＹＬＡＲＴＭおよびＫＡＰＴＯＮＴＭなどの商標で販売されているフィルムがある。
【００４２】
ダイオード４２は、１つ以上の限流抵抗器４４と直列に接続され、温度センサとして利用される。抵抗器４４は、ダイオード４２と直列に結合され、ダイオード４２を通過する電流を所定のレベルに設定および制限するように選択された抵抗を有している。ダイオード４２への電流の流れは、例えば、相互接続ワイヤ４６を介してダイオード４２および抵抗器４４と直列に接続された低電圧ＤＣ電源（例えば、電池、ＡＣ／ＤＣトランスフォーマ）などの、電源５０によって提供される。電源５０は、ジェネレータ２０内に一体化され得、ＨＶＰＳ２７と同一の電源（例えば、ＡＣアウトレット）から電力を引き込み得る。一実施形態において、ダイオード４２および抵抗器４４の相互接続は、ホールディング基板４８上に金属トレースを配置すること、ならびに、ダイオード４２および抵抗器４４をホールディング基板４８に直接的にはんだ付けすることによって達成される。ホールディング基板４８はまた、患者接触面３２から温度センサ回路４０を電気的に絶縁させ得ることによって、ＲＦエネルギーが、回路素子との干渉でジェネレータ２０に戻されることを防止する。
【００４３】
ダイオード４２は、順方向にバイアスされており、その結果として、電流は、最初に抵抗器４４を介してダイオードの陽極からダイオードの陰極へと流れる。順方向にバイアスされたダイオード４２において、順方向の電圧降下（Ｖｆ）は、ダイオードの種類（例えば、発光ダイオード）に依存して、約０．５Ｖから約５Ｖの範囲において生成される。順方向電圧は、温度に直接的に依存する。特に、温度が上昇するにつれて、ダイオード４２内の半導体材料は、その原子価および伝導帯の変化を受け、結果的にＶｆが減少する。従って、抵抗器４４を介してダイオード４２を通過する電流を一定に保ち、順方向バイアスの電圧を測定することによって、ダイオード４２の温度の決定が可能になる。
【００４４】
Ｖｆ信号は、相互接続ワイヤ４６を介してジェネレータ２０に送信され、ここでは、センサ回路２２が、Ｖｆを分析することによって、対応する温度値を決定する。当業者が認識するように、相互接続ワイヤ４６のそれぞれは、対応する絶縁回路（例えば、光結合器）を含み得ることによって、絶縁バリアに渡って電気信号（例えば、Ｖｆ）を翻訳し、これによって、温度センサ回路４０をＲＦサプライから絶縁する。
【００４５】
分析処理は、Ｖｆ信号をアナログ−デジタル変換器に通過させ、次いでデジタル化されたＶｆ信号を所定の係数によって乗算することにより、対応する温度値に到達させることを含み得る。係数は、ダイオード４２および抵抗器４４の電気的性質、ならびにそれらを通過する電流の電気的性質を考慮して経験的に導かれる。温度信号は、次いでコントローラ２４に送信され、該コントローラでは、該温度信号が、さらに分析されることによって適切な行動を決定する。例えば、温度測定と所定の温度の閾値とを比較し、温度測定が、所定の閾値よりも高い場合には、ＲＦエネルギー供給を調整または終了する。
【００４６】
患者接触面３２に渡る温度は、電流密度に影響を及ぼす幾つかの要因（例えば、含水量、接着性など）によって変わり得る。従って、リターン電極パッド３０における様々な地点の温度を測定することが望ましくあり得る。様々な地点での温度測定は、「ホットスポット」と呼ばれる位置、すなわち、電流密度が周辺領域のそれを超え、パッドによる火傷につながる、患者接触面３２の部分を正確に示すことを可能にする。各ダイオード４２に対するＶｆの測定は、ダイオード４２の位置における対応する温度を決定するので、ダイオード４２をリターン電極パッド３０内に巧みに配置することは、それらの位置における温度の監視を可能にする。
【００４７】
図５Ａを参照すると、各抵抗器４４とダイオード４２との組は、導電パッド３０内に配置され、その結果として、ダイオード４２は、対応する温度監視ゾーン４５に対する温度の読取りを提供する。監視ゾーン４５の大きさは、複数のダイオード４２の間の距離に依存する。リターン電極パッド３０は、様々な大きさの、任意の数の監視ゾーン４５を含み得る。各ダイオード４２は、センサ回路２２によって特定の監視ゾーン４５と関連付けられているように識別され、その結果として、Ｖｆ信号が送信され、次いで温度示数に変換されるときに、ジェネレータ２０は、監視ゾーン４５のそれぞれに対する温度監視を提供する。このデータは、リターン電極パッド３０の特定の部分がホットスポットを含み、必要な場合には防止措置が取られ得ることを、ユーザーに指示するために利用される。これには、自動的なＲＦ供給の終了および／または調整、またはＲＦ供給の手動による終了を含み得、リターン電極パッド３０が、識別されたホットスポットにおいて患者に適切に接着することを保証する。
【００４８】
図６に示されるように、温度センサアレイ４１および４３は、単一の抵抗器４４を含み、該抵抗器は、それぞれの温度監視ゾーン４５内に配置された複数のダイオード４２と直列に接続される。ダイオード４２は、１つの抵抗器４４と直列に接続されているので、ダイオード４２に供給される電流は、同一である。結果的に、ダイオード４２に渡ってＶｆを測定することは、全体的な、それぞれの温度監視ゾーン４５の温度を提供する。この回路配列は、リターン電極パッド３０のより大きな部分（例えば、全域）に渡る、平均温度の測定を提供する。抵抗器４４およびダイオード４２の様々な構成が、リターン電極パッド３０の様々な部分の温度が監視されることを保証するように企図されることを、当業者は認識されたい。
【００４９】
図７は、リターン電極パッド３０の別の実施形態を示し、可撓性のホールディング基板４８上に配置された制御回路５１を含む。制御回路５１は、温度センサ回路４０と結合され、そこからセンサ信号を受信するように構成される。他のセンサ回路が、制御回路５１と結合して用いられ得ることが企図され、温度センサ回路４０の記述は、本開示の一実施形態を表す。
【００５０】
特に、制御回路５１は、センサ信号を分析し、センサ回路２２と同様の機能を行う。センサ信号のプロセッシングは、リターン電極パッド３０において起こるので、相互接続ワイヤ４６を直接的にセンサ回路２２に走らせる必要性をなくす。結果的に、それぞれの相互接続ワイヤ４６に対する絶縁回路は、もはや必要なくなる。リターン電極パッド３０における制御回路５１の配置はまた、ジェネレータ２０に必要な回路素子の量を低減させ、高周波数の漏れ接地基準回路（ｌｅａｋａｇｅ−ｔｏ−ｅａｒｔｈ  ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）を低減させる。
【００５１】
制御回路５１は、アナログ−デジタル変換器５２、デジタル−アナログ変換器５４、マイクロプロセッサ５６、ＤＣ−ＤＣ変換器５８、シリアルトランシーバ５７、および光結合器５９を含む。制御回路５１は、追加的な回路素子、例えば、マイクロコントローラ、抵抗器、キャパシタ、オシレータ、フィールドプログラマブルゲートアレイなどを含み得ることを、当業者は認識されたい。制御回路５１の回路素子は、基板４８を介する患者接触面３２から電気的に絶縁される。さらに、ホールディング基板４８は、そこに配置された金属トレースを含むので、回路素子は、そこに直接的に結合され、ホールディング基板は、回路素子の間の電気的な相互接続として機能する。
【００５２】
制御回路５１および温度センサ回路４０は、電源５０によって作動し、該電源は、電力線６０を介してそこに結合される。電力線６０は、より低い電圧のＤＣ電流を送信するように適合された１つ以上のワイヤを含む。ＤＣ−ＤＣ変換器５８は、電源５０からの電力を調整することによって、制御回路５１および温度センサ回路４０の回路素子に適合する。
【００５３】
温度センサ回路４０は、１つ以上のダイオード４２と直列に結合した１つ以上の抵抗器４４を含む。上述されたように、ダイオード４２は、温度の関数として変化するＶｆ信号を提供することによって、それらの位置において温度を測定する。Ｖｆ信号は、相互接続ワイヤ４６を介して制御回路５１に送信される。制御回路５１は、Ｖｆ信号を分析し、対応する温度値を決定する。Ｖｆ信号は、最初にＡ／Ｄ変換器５２を通過させられる。その後に、デジタル化されたＶｆ信号は、処理されたデータ（例えば、温度値）を取得するためにマイクロプロセッサ５６によって分析される（例えば、デジタル化されたＶｆ信号を所定の係数によって乗算することによって、対応する温度値に到達させる）。追加的なロジック回路、例えばマイクロコントローラおよびフィールドプログラマブルゲートアレイが、制御回路５１に含まれ得、それは、行われる計算の複雑さに依存することを当業者は認識されたい。
【００５４】
処理されたデータは、さらなる分析のために、データライン６２を介してジェネレータ２０に送信される。送信に先立って、温度信号は、アナログ信号に変換され得、直列データ転送プロトコルを介して送信される。これは、Ｄ／Ａ変換器５４によって達成される。シリアルトランシーバ５７（例えば、ユニバーサル非同期受信器／送信器）は、ジェネレータ２０における相対する送信器との直列の通信を確立し、順次に処理したデータの個々のビットを送信する。処理されたデータを運ぶ信号は、データライン６２に接続された光結合器５９を通過させられる。光結合器５９は、絶縁バリアに渡って信号を送信することによって、ＲＦ供給から制御回路５１を絶縁する。光ファイバーを利用する光データ送信方法が、データライン６２の代わりに用いられ得ることによって、制御回路５１からジェネレータ２０にデータを転送することが構想される。これは、電気的な干渉およびＲＦの漏洩を除去する。ＲＦエネルギーは、リターンライン６４を介してジェネレータ２０に戻される。電力線６０、データライン６２およびリターンライン６４は、ケーブル８内に包含される。
【００５５】
ジェネレータ２０において、処理されたデータは、次いでコントローラ２４に送信され、ここでは、該データは、適切な行動を決定するためにさらに分析される。例えば、温度測定と所定の温度の閾値とを比較し、温度測定が所定の閾値よりも高い場合には、ＲＦエネルギー供給を調整または終了する。
【００５６】
本開示の様々な実施形態が、図面において示され、かつ／または本明細書中に論じられてきたが、本開示がそれらに限定されることは意図されず、本開示は、当該技術において可能な限り広い範囲であり、本明細書はそのように読まれることが意図される。従って、上の記述は、限定的にではなく、単なる特定の実施形態の例証に過ぎないとして解釈されるべきである。当業者は、他の修正が、本明細書に添付の特許請求の範囲の範囲および精神の範囲内であることを構想されたい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１は、本開示に従った、電気外科用システムの模式ブロック図である。
【図２】図２は、本開示の一実施形態に従った、ジェネレータの模式ブロック図である。
【図３】図３は、図１の単極の電気外科用システムの電気外科用リターン電極の上面図である。
【図４】図４は、正の温度係数（ＰＴＣ）材料層および接着材料層を有する電気外科用リターン電極の断面側面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本開示に従った、温度センサ回路を有する電気外科用リターン電極の一実施形態を例示する。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本開示に従った、温度センサ回路を有する電気外科用リターン電極の一実施形態を例示する。
【図６】図６は、本開示に従った、温度センサ回路を有する電気外科用リターン電極の別の実施形態の断面平面図である。
【図７】図７は、本開示に従った、温度センサ回路を有するスマート電気外科用リターン電極の断面平面図である。
【符号の説明】
【００５８】
２  器具
４  電気外科用ケーブル
６  リターン電極
２０  ジェネレータ
２２  センサ回路
２４  コントローラ
２５  マイクロプロセッサ
２８  ＲＦ出力ステージ
３０  リターン電極パッド
５１  制御回路
【図１】
2008080133.tif 000003
【図２】
2008080133.tif 000004
【図３】
2008080133.tif 000005
【図４】
2008080133.tif 000006
【図５Ａ】
2008080133.tif 000007
【図５Ｂ】
2008080133.tif 000008
【図６】
2008080133.tif 000009
【図７】
2008080133.tif 000010