(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＣ電圧を生成するように動作可能な電源と、
第一の共振周波数で動作し、第一の所定の周波数で、第一の信号によって駆動されるように構成された第一の並列インダクタ−コンデンサ回路と、
該第一の共振周波数で動作し、１８０°位相シフトされた該第一の所定の周波数で、第二の信号によって駆動されるように構成された第二の並列インダクタ−コンデンサ回路と、
第二の共振周波数で動作し、変圧器の一次巻き線と直列に、動作可能なように接続された直列インダクタ−コンデンサ共振回路であって、該第一および第二の並列インダクタ−コンデンサ回路は、該変圧器に動作可能なように接続され、該第一の並列インダクタ−コンデンサ回路は、該ＤＣ電圧から正の半正弦波を生成するように構成され、該第二の並列インダクタ−コンデンサ回路は、該ＤＣ電圧から１８０°位相シフトされた正の半正弦波を生成し、該変圧器の二次巻き線に全正弦波を生成するように構成される、直列インダクタ−コンデンサ共振回路と
を備え、
該第一の共振周波数は、該第二の共振周波数とは異なる、電気外科ジェネレータ。
【請求項２】
前記第一の並列インダクタ−コンデンサ共振回路は、前記第一の所定の周波数と実質的に等価である第一の自己共振周波数にチューニングされる、請求項１に記載の電気外科ジェネレータ。
【請求項３】
前記第一の並列インダクタ−コンデンサ共振回路は、第一のインダクタンス値を有する第一のインダクタと、第一の容量値を有する第一のコンデンサとを含み、該第一のインダクタンス値および該第一の容量値は、前記第一の自己共振周波数に対応する、請求項２に記載の電気外科ジェネレータ。
【請求項４】
前記第二の並列インダクタ−コンデンサ共振回路は、前記第一の所定の周波数と実質的に等価である第二の自己共振周波数にチューニングされる、請求項１に記載の電気外科ジェネレータ。
【請求項５】
前記第二の並列インダクタ−コンデンサ共振回路は、第二のインダクタンス値を有する第二のインダクタと、第二の容量値を有する第二のコンデンサとを含み、該第二のインダクタンス値および該第二の容量値は、前記第二の自己共振周波数に対応する、請求項４に記載の電気外科ジェネレータ。
【請求項６】
前記第一および第二の並列インダクタ−コンデンサ回路は、それぞれ第一および第二のスイッチングコンポーネントをオンおよびオフにスイッチングすることによって駆動される、請求項１に記載の電気外科ジェネレータ。
【請求項７】
前記直列インダクタ−コンデンサ共振回路は、前記所定の周波数と実質的に等価である第三の自己共振周波数にチューニングされる、請求項１に記載の電気外科ジェネレータ。
【請求項８】
前記直列インダクタ−コンデンサ共振回路は、第三のインダクタンス値を有する第三のインダクタと、第三の容量値を有する第三のコンデンサとを含み、該第三のインダクタンス値および該第三の容量値は、前記第三の自己共振周波数に対応する、請求項７に記載の電気外科ジェネレータ。
【請求項９】
ＤＣ電圧を生成するように動作可能な電源と、第一の共振周波数で動作する第一の並列インダクタ−コンデンサ回路と、該第一の共振周波数で動作する第二の並列インダクタ−コンデンサ回路と、第二の共振周波数で動作する直列インダクタ−コンデンサ共振回路とを提供するステップであって、該第一の並列インダクタ−コンデンサ回路と、該第二の並列インダクタ−コンデンサ回路と、該直列インダクタ−コンデンサ共振回路とは、変圧器の一次巻き線と直列に動作可能なように接続される、ステップと、
第一の所定の周波数で、第一の信号によって、該第一の並列インダクタ−コンデンサ回路を駆動するステップと、
１８０°位相シフトされた該第一の所定の周波数で、第二の信号によって、該第二の並列インダクタ−コンデンサ回路を駆動するステップと、
該第一の並列インダクタ−コンデンサ回路で、正の半正弦波を生成するステップと、
該第二の並列インダクタ−コンデンサ回路で、１８０°位相シフトされた正の半正弦波を生成するステップと、
該変圧器の二次巻き線で、該正の半正弦波と該１８０°位相シフトされた正の半正弦波とを結合して、全波正弦波を生成するステップと
を包含し、
該第一の共振周波数は、該第二の共振周波数とは異なる、高周波電気外科電流を生成する方法。
【請求項１０】
前記提供するステップの前記第一の並列インダクタ−コンデンサ共振回路は、前記第一の所定の周波数と実質的に等価である第一の自己共振周波数にチューニングされる、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記提供するステップの前記第一の並列インダクタ−コンデンサ共振回路は、第一のインダクタンス値を有する第一のインダクタと、第一の容量値を有する第一のコンデンサとを含み、該第一のインダクタンス値および該第一の容量値は、前記第一の自己共振周波数に対応する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記提供するステップの前記第二の並列インダクタ−コンデンサ共振回路は、前記第一の所定の周波数と実質的に等価である第二の自己共振周波数にチューニングされる、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記第二の並列インダクタ−コンデンサ回路は、第二のインダクタンス値を有する第二のインダクタと、第二の容量値を有する第二のコンデンサとを含み、該第二のインダクタンス値および該第二の容量値は、前記第二の自己共振周波数に対応する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記提供するステップの前記第一および第二の並列インダクタ−コンデンサ回路は、それぞれ第一および第二のスイッチングコンポーネントをオンおよびオフにスイッチングすることによって、前記それぞれの駆動ステップで駆動される、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
前記提供するステップの前記直列インダクタ−コンデンサ共振回路は、前記所定の周波数と実質的に等価である第三の自己共振周波数にチューニングされる、請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
前記提供するステップの前記直列インダクタ−コンデンサ共振回路は、第三のインダクタンス値を有する第三のインダクタと、第三の容量値を有する第三のコンデンサとを含み、該第三のインダクタンス値および該第三の容量値は、前記第三の自己共振周波数に対応する、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（１．分野）
本開示は、一般的に、電気外科システムに関する。より具体的には、複数の共振インダクタ−コンデンサ（ＬＣ）ネットワークを用いて、ハイパワー無線周波数エネルギを伝達するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
（２．関連技術の説明）
電気外科は、組織をカット、アブレーション、あるいは凝固する外科サイトに、無線周波（ＲＦ）電気エネルギを印加することを伴う。モノポーラ電気外科において、ソース電極または活性電極は、電気外科ジェネレータから組織へ無線周波数エネルギを伝達し、戻り電極は、ジェネレータに戻る電流を運ぶ。モノポーラ電気外科において、ソース電極は、典型的には、外科医によって保持され、処置されるべき組織に加えられる外科器具の一部である。患者戻り電極は、ジェネレータに戻る電流を運ぶために、活性電極から遠くに置かれる。
【０００３】
アブレーションは、神経外科の分野で特に有用であるモノポーラ処置であり、１つ以上のＲＦアブレーション針電極（通常、細長い円筒の幾何学的形状）は、生体の中に挿入される。このような針電極の典型的な形状は、絶縁鞘（ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  ｓｈｅａｔｈ）に組み込んでおり、この絶縁鞘から、露出された（絶縁されていない）先端が延びる。ＲＦ電圧が、リファレンス電極と挿入されたアブレーション電極との間に提供されるとき、ＲＦ電流は、針電極から体を介して流れる。典型的には、電流密度は、針電極の先端近くで非常に高く、この針電極の先端が、隣接する組織を加熱し、破壊する。
【０００４】
バイポーラ電気外科において、携帯器具の電極の一方が、活性電極として機能し、その他方が戻り電極として機能する。戻り電極は、電気回路が両電極（例えば、電気外科鉗子）間で形成されるように、活性（電流供給する）電極の近傍に置かれる。このようにして、印加電流は、電極間に置かれた体組織に限定される。電極が互いに十分離れているとき、電気回路が開となり、こうして、離れた電極のいずれかと体組織が思わぬ接触をすると、電流が流れない原因となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電気外科においては、ＲＦエネルギは、十分な周波数を有して生成されなくてはならない。これは、長い期間にわたって、組織の加熱を続けることによって、ＲＦエネルギが、組織をカット、凝固することなどに使用され得るからである。現在の最先端電気外科ジェネレータは、所定の期間にわたり、十分なパワーのＲＦエネルギを提供しないか、あるいは非効率な方法でＲＦエネルギを提供する。それゆえ、効率的な方法で、電気外科エネルギを大量に生成し得る電気外科ジェネレータに対するニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（概要）
本開示は、ＤＣ電源に接続されたＲＦ出力ステージを含む電気外科ジェネレータを提供する。ＲＦ出力ステージは、ＤＣエネルギを受け、変圧器に接続される２つの接続を含む。２つの接続のそれぞれは、同じ周波数であるが、１８０°位相がずれた関係にあるオン位置とオフ位置との間でサイクルされるスイッチングコンポーネントと、並列インダクタ−コンデンサ共振回路とを含む。この２つの接続は、また、変圧器の一次巻き線に向けられた直列インダクタ−コンデンサ共振回路を含む。第一の接続は、正の半正弦波形を生成し、第二の接続は、１８０°位相シフトされた正の半正弦波形を生成する。波形は、変圧器で結合され、ＲＦエネルギを含む電気外科処置に適した純粋な正弦波出力波形を形成する。
【０００７】
本開示の一実施形態に従うと、電気外科ジェネレータが開示される。該電気外科ジェネレータは、ＤＣ電圧を生成する電源を含む。該電気外科ジェネレータは、また、第一の所定の周波数で、第一の信号によって駆動される第一の並列インダクタ−コンデンサ回路と、１８０°位相シフトされた該第一の所定の周波数で、第二の信号によって駆動される第二の並列インダクタ−コンデンサ回路とを含む。該電気外科ジェネレータは、変圧器の一次巻き線と直列に、動作可能なように接続された直列インダクタ−コンデンサ共振回路をさらに含む。該第一および第二の並列インダクタ−コンデンサ回路は、該変圧器と動作可能なように接続され、その結果、該第一のインダクタ−コンデンサ回路は、正の半正弦波を生成し、該第二のインダクタ−コンデンサ回路は、１８０°位相シフトされた正の半正弦波を生成し、該変圧器の二次巻き線に全正弦波を生成する。
【０００８】
本開示の別の局面に従うと、高周波電気外科電流を生成する方法が開示される。該方法は、ＤＣ電圧を生成するように動作可能な電源と、第一の並列インダクタ−コンデンサ回路と、第二の並列インダクタ−コンデンサ回路と、直列インダクタ−コンデンサ共振回路とを提供するステップを含む。該第一の並列インダクタ−コンデンサ回路と、該第二の並列インダクタ−コンデンサ回路と、該直列インダクタ−コンデンサ共振回路とは、変圧器の一次巻き線と直列に、動作可能なように接続される。該方法は、また、第一の所定の周波数で、第一の信号によって、第一の並列インダクタ−コンデンサ回路を駆動するステップを含む。該方法は、また、１８０°位相シフトされた該第一の所定の周波数で、第二の信号によって、第二の並列インダクタ−コンデンサ回路を駆動するステップを含む。該方法は、該第一の並列インダクタ−コンデンサ回路で、正の半正弦波を生成し、該第二の並列インダクタ−コンデンサ回路で、１８０°位相シフトされた正の半正弦波を生成し、該変圧器の二次巻き線で、該正の半正弦波と該１８０°位相シフトされた正の半正弦波とを結合して、全正弦波を生成するステップをさらに含む。
【０００９】
本開示の更なる局面に従うと、無線周波数（ＲＦ）出力ステージ回路が、開示される。ＲＦ出力ステージ回路は、第一の所定の周波数で、第一の信号によって駆動され、正の半正弦波を生成するように構成された第一の並列インダクタ−コンデンサ回路を含む。該第一の並列インダクタ−コンデンサ回路は、変圧器に動作可能なように接続され、該変圧器は、第一の巻き線と、第二の巻き線に直列に接続された直列インダクタ−コンデンサ共振回路とを含む。該ＲＦ出力ステージ回路は、また、１８０°位相シフトされた該第一の所定の周波数で、第二の信号によって駆動され、１８０°位相シフトされた正の半正弦波を生成するように構成された第二の並列インダクタ−コンデンサ回路を含む。該第二の並列インダクタ−コンデンサ回路は、該変圧器に動作可能に接続され、該正の半正弦波と該１８０°位相シフトされた正の半正弦波とは、該変圧器の該二次巻き線で結合され、全正弦波を生成する。
【００１０】
本開示の以上および他の局面、特徴および利点は、添付図面と一緒に、以下の詳細な説明に照らし合わせて、より明確に理解される。
【００１１】
本発明は、さらに、以下の手段を提供する。
（項目１）
ＤＣ電圧を生成するように動作可能な電源と、
第一の所定の周波数で、第一の信号によって駆動されるように構成された第一の並列インダクタ−コンデンサ回路と、
１８０°位相シフトされた該第一の所定の周波数で、第二の信号によって駆動されるように構成された第二の並列インダクタ−コンデンサ回路と、
変圧器の一次巻き線と直列に、動作可能なように接続された直列インダクタ−コンデンサ共振回路であって、該第一および第二の並列インダクタ−コンデンサ回路は、該変圧器に動作可能なように接続され、該第一の並列インダクタ−コンデンサ回路は、該ＤＣ電圧から正の半正弦波を生成するように構成され、該第二の並列インダクタ−コンデンサ回路は、該ＤＣ電圧から１８０°位相シフトされた正の半正弦波を生成し、該変圧器の二次巻き線に全正弦波を生成するように構成される、直列インダクタ−コンデンサ共振回路と
を備える、電気外科ジェネレータ。
（項目２）
上記第一の並列インダクタ−コンデンサ共振回路は、上記第一の所定の周波数と実質的に等価である第一の自己共振周波数にチューニングされる、項目１に記載の電気外科ジェネレータ。
（項目３）
上記第一の並列インダクタ−コンデンサ共振回路は、第一のインダクタンス値を有する第一のインダクタと、第一の容量値を有する第一のコンデンサとを含み、該第一のインダクタンス値および該第一の容量は、上記第一の自己共振周波数に対応する、項目２に記載の電気外科ジェネレータ。
（項目４）
上記第二の並列インダクタ−コンデンサ共振回路は、上記第一の所定の周波数と実質的に等価である第二の自己共振周波数にチューニングされる、項目１に記載の電気外科ジェネレータ。
（項目５）
上記第二の並列インダクタ−コンデンサ共振回路は、第二のインダクタンス値を有する第二のインダクタと、第二の容量値を有する第二のコンデンサとを含み、該第二のインダクタンス値および該第二の容量は、上記第二の自己共振周波数に対応する、項目４に記載の電気外科ジェネレータ。
（項目６）
上記第一および第二の並列インダクタ−コンデンサ回路は、それぞれ第一および第二のスイッチングコンポーネントをオンおよびオフにスイッチングすることによって駆動される、項目１に記載の電気外科ジェネレータ。
（項目７）
上記直列インダクタ−コンデンサ共振回路は、上記所定の周波数と実質的に等価である第三の自己共振周波数にチューニングされる、項目１に記載の電気外科ジェネレータ。
（項目８）
上記直列インダクタ−コンデンサ共振回路は、第三のインダクタンス値を有する第三のインダクタと、第三の容量値を有する第三のコンデンサとを含み、該第三のインダクタンス値および該第三の容量は、上記第三の自己共振周波数に対応する、項目７に記載の電気外科ジェネレータ。
（項目９）
ＤＣ電圧を生成するように動作可能な電源と、第一の並列インダクタ−コンデンサ回路と、第二の並列インダクタ−コンデンサ回路と、直列インダクタ−コンデンサ共振回路とを提供するステップであって、該第一の並列インダクタ−コンデンサ回路と、該第二の並列インダクタ−コンデンサ回路と、該直列インダクタ−コンデンサ共振回路とは、変圧器の一次巻き線と直列に動作可能なように接続される、ステップと、
第一の所定の周波数で、第一の信号によって、該第一の並列インダクタ−コンデンサ回路を駆動するステップと、
１８０°位相シフトされた該第一の所定の周波数で、第二の信号によって、該第二の並列インダクタ−コンデンサ回路を駆動するステップと、
該第一の並列インダクタ−コンデンサ回路で、正の半正弦波を生成するステップと、
該第二の並列インダクタ−コンデンサ回路で、１８０°位相シフトされた正の半正弦波を生成するステップと、
該変圧器の二次巻き線で、該正の半正弦波と該１８０°位相シフトされた正の半正弦波とを結合して、全波正弦波を生成するステップと
を包含する、高周波電気外科電流を生成する方法。
（項目１０）
上記提供するステップの上記第一の並列インダクタ−コンデンサ共振回路は、上記第一の所定の周波数と実質的に等価である第一の自己共振周波数にチューニングされる、項目９に記載の方法。
（項目１１）
上記提供するステップの上記第一の並列インダクタ−コンデンサ共振回路は、第一のインダクタンス値を有する第一のインダクタと、第一の容量値を有する第一のコンデンサとを含み、該第一のインダクタンス値および該第一の容量は、上記第一の自己共振周波数に対応する、項目１０に記載の方法。
（項目１２）
上記提供するステップの上記第二の並列インダクタ−コンデンサ共振回路は、上記第一の所定の周波数と実質的に等価である第二の自己共振周波数にチューニングされる、項目９に記載の方法。
（項目１３）
上記第二の並列インダクタ−コンデンサ回路は、第二のインダクタンス値を有する第二のインダクタと、第二の容量値を有する第二のコンデンサとを含み、該第二のインダクタンス値および該第二の容量は、上記第二の自己共振周波数に対応する、項目１２に記載の方法。
（項目１４）
上記提供するステップの上記第一および第二の並列インダクタ−コンデンサ回路は、それぞれ第一および第二のスイッチングコンポーネントをオンおよびオフにスイッチングすることによって、上記それぞれの駆動ステップで駆動される、項目９に記載の方法。
（項目１５）
上記提供するステップの上記直列インダクタ−コンデンサ共振回路は、上記所定の周波数と実質的に等価である第三の自己共振周波数にチューニングされる、項目９に記載の方法。
（項目１６）
上記提供するステップの上記直列インダクタ−コンデンサ共振回路は、第三のインダクタンス値を有する第三のインダクタと、第三の容量値を有する第三のコンデンサとを含み、該第三のインダクタンス値および該第三の容量は、上記第三の自己共振周波数に対応する、項目１５に記載の方法。
（項目１７）
ＤＣ電圧を生成するように動作可能な電源と、
第一の所定の周波数で、第一の信号によって駆動されるように構成された第一の並列インダクタ−コンデンサ回路と、
１８０°位相シフトされた該第一の所定の周波数で、第二の信号によって駆動されるように構成された第二の並列インダクタ−コンデンサ回路と、
変圧器の一次巻き線と直列に、動作可能なように接続された直列インダクタ−コンデンサ共振回路であって、該第一および第二の並列インダクタ−コンデンサ回路は、該変圧器に動作可能なように接続され、該第一の並列インダクタ−コンデンサ回路は、該ＤＣ電圧から正の半正弦波を生成するように構成され、該第二の並列インダクタ−コンデンサ回路は、該ＤＣ電圧から１８０°位相シフトされた正の半正弦波を生成し、該変圧器の二次巻き線に全正弦波を生成するように構成される、直列インダクタ−コンデンサ共振回路と
を備える、電気外科ジェネレータ。
（項目１８）
上記第一の並列インダクタ−コンデンサ共振回路は、上記第一の所定の周波数と実質的に等価である第一の自己共振周波数にチューニングされる、項目１７に記載の電気外科ジェネレータ。
（項目１９）
上記第一の並列インダクタ−コンデンサ共振回路は、第一のインダクタンス値を有する第一のインダクタと、第一の容量値を有する第一のコンデンサとを含み、該第一のインダクタンス値および該第一の容量は、上記第一の自己共振周波数に対応する、項目１８に記載の電気外科ジェネレータ。
（項目２０）
上記第二の並列インダクタ−コンデンサ共振回路は、上記第一の所定の周波数と実質的に等価である第二の自己共振周波数にチューニングされる、項目１７に記載の電気外科ジェネレータ。
（項目２１）
上記第二の並列インダクタ−コンデンサ共振回路は、第二のインダクタンス値を有する第二のインダクタと、第二の容量値を有する第二のコンデンサとを含み、該第二のインダクタンス値および該第二の容量は、上記第二の自己共振周波数に対応する、項目２０に記載の電気外科ジェネレータ。
（項目２２）
上記第一および第二の並列インダクタ−コンデンサ回路は、それぞれ第一および第二のスイッチングコンポーネントをオンおよびオフにスイッチングすることによって駆動される、項目１７に記載の電気外科ジェネレータ。
（項目２３）
上記第一および第二のスイッチングコンポーネントは、トランジスタ、リレイ、金属酸化物半導体電界効果トランジスタおよび絶縁ゲートバイポーラトランジスタからなる群から選択される、項目２２に記載の電気外科ジェネレータ。
（項目２４）
上記直列インダクタ−コンデンサ共振回路は、上記所定の周波数と実質的に等価である第三の自己共振周波数にチューニングされる、項目１７に記載の電気外科ジェネレータ。
（項目２５）
上記直列インダクタ−コンデンサ共振回路は、第三のインダクタンス値を有する第三のインダクタと、第三の容量値を有する第三のコンデンサとを含み、該第三のインダクタンス値および該第三の容量は、上記第三の自己共振周波数に対応する、項目２４に記載の電気外科ジェネレータ。
（項目２６）
ＤＣ電圧を生成するように動作可能な電源と、第一の並列インダクタ−コンデンサ回路と、第二の並列インダクタ−コンデンサ回路と、直列インダクタ−コンデンサ共振回路とを提供するステップであって、該第一の並列インダクタ−コンデンサ回路と、該第二の並列インダクタ−コンデンサ回路と、該直列インダクタ−コンデンサ共振回路とは、変圧器の一次巻き線と直列に動作可能なように接続される、ステップと、
第一の所定の周波数で、第一の信号によって、該第一の並列インダクタ−コンデンサ回路を駆動するステップと、
１８０°位相シフトされた該第一の所定の周波数で、第二の信号によって、該第二の並列インダクタ−コンデンサ回路を駆動するステップと、
該第一の並列インダクタ−コンデンサ回路で、正の半正弦波を生成するステップと、
該第二の並列インダクタ−コンデンサ回路で、１８０°位相シフトされた正の半正弦波を生成するステップと、
該変圧器の二次巻き線で、該正の半正弦波と該１８０°位相シフトされた正の半正弦波とを結合して、全波正弦波を生成するステップと
を包含する、高周波電気外科電流を生成する方法。
（項目２７）
上記提供するステップの上記第一の並列インダクタ−コンデンサ共振回路は、上記第一の所定の周波数と実質的に等価である第一の自己共振周波数にチューニングされる、項目２６に記載の方法。
（項目２８）
上記提供するステップの上記第一の並列インダクタ−コンデンサ共振回路は、第一のインダクタンス値を有する第一のインダクタと、第一の容量値を有する第一のコンデンサとを含み、該第一のインダクタンス値および該第一の容量は、上記第一の自己共振周波数に対応する、項目２７に記載の方法。
（項目２９）
上記提供するステップの上記第二の並列インダクタ−コンデンサ共振回路は、上記第一の所定の周波数と実質的に等価である第二の自己共振周波数にチューニングされる、項目２６に記載の方法。
（項目３０）
上記第二の並列インダクタ−コンデンサ回路は、第二のインダクタンス値を有する第二のインダクタと、第二の容量値を有する第二のコンデンサとを含み、該第二のインダクタンス値および該第二の容量は、上記第二の自己共振周波数に対応する、項目２９に記載の方法。
（項目３１）
上記提供するステップの上記第一および第二の並列インダクタ−コンデンサ回路は、それぞれ第一および第二のスイッチングコンポーネントをオンおよびオフにスイッチングすることによって、上記それぞれの駆動ステップで駆動される、項目２６に記載の方法。
（項目３２）
上記第一および第二のスイッチングコンポーネントは、トランジスタ、リレイ、金属酸化物半導体電界効果トランジスタおよび絶縁ゲートバイポーラトランジスタからなる群から選択される、項目３１に記載の方法。
（項目３３）
上記提供するステップの上記直列インダクタ−コンデンサ共振回路は、上記所定の周波数と実質的に等価である第三の自己共振周波数にチューニングされる、項目２６に記載の方法。
（項目３４）
上記提供するステップの上記直列インダクタ−コンデンサ共振回路は、第三のインダクタンス値を有する第三のインダクタと、第三の容量値を有する第三のコンデンサとを含み、該第三のインダクタンス値および該第三の容量は、上記第三の自己共振周波数に対応する、項目３３に記載の方法。
（項目３５）
第一の所定の周波数で、第一の信号によって駆動される正の半正弦波を生成するように構成された第一の並列インダクタ−コンデンサ回路であって、該第一の並列インダクタ−コンデンサ回路は、変圧器に動作可能に接続され、該変圧器は、第一の巻き線と、第二の巻き線に直列に接続された直列インダクタ−コンデンサ共振回路とを含む、第一の並列インダクタ−コンデンサ回路と、
１８０°位相シフトされた該第一の所定の周波数で、第二の信号によって駆動される１８０°位相シフトされた正の半正弦波を生成するように構成された第二の並列インダクタ−コンデンサ回路であって、第二の並列インダクタ−コンデンサ回路は、該変圧器に動作可能に接続され、該正の半正弦波と該１８０°位相シフトされた正の半正弦波とは、該変圧器の該二次巻き線で結合され、全正弦波を生成する、第二の並列インダクタ−コンデンサ回路と
を備える、高周波出力ステージ回路。
【００１２】
（摘要）
電気外科ジェネレータが開示される。該電気外科ジェネレータは、ＤＣ電圧を生成する電源を含む。該電気外科ジェネレータは、また、第一の所定の周波数で、第一の信号によって駆動される第一の並列インダクタ−コンデンサ回路と、１８０°位相シフトされた該第一の所定の周波数で、第二の信号によって駆動される第二の並列インダクタ−コンデンサ回路とを含む。該電気外科ジェネレータは、変圧器の一次巻き線と直列に、動作可能なように接続された直列インダクタ−コンデンサ共振回路をさらに含む。該第一および第二の並列インダクタ−コンデンサ回路は、該変圧器と動作可能なように接続され、その結果、該第一のインダクタ−コンデンサ回路は、正の半正弦波を生成し、該第二のインダクタ−コンデンサ回路は、１８０°位相シフトされた正の半正弦波を生成し、該変圧器の二次巻き線に全正弦波を生成する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本開示の好ましい実施形態は、添付図面を参照して、以下に記載される。以下の説明において、周知の機能または構成は、本開示を曖昧にすることを避けるために、不必要に詳細に説明されない。本開示に従う発明は、モノポーラ、アブレーション、または、バイポーラ電気外科システムのいずれかとの使用に適合され得ることは、当業者には理解される。
【００１４】
図１は、モノポーラ電気外科システムの模式図である。このシステムは、活性電極１４と、患者Ｐの組織を処置するための戻り電極１６とを含む。電気外科ＲＦエネルギは、ケーブル１８を介して、ジェネレータ１０によって、活性電極１４に供給されることによって、活性電極１４は、組織をアブレーション、カット、または凝固することができる。戻り電極１６は、患者Ｐに置かれる。これは、エネルギを患者Ｐからジェネレータ１０に、ケーブル１５を介して戻すためである。
【００１５】
ジェネレータ１０は、ジェネレータ１０を制御するために、同様の入力制御（例えば、ボタン、アクチベータ、スイッチなど）を含む。制御によって、外科医は、ＲＦエネルギのパワー、波形、および、他のパラメータを調整し、特定のタスク（例えば、カット、凝固など）に対して適切な所望の波形を獲得することができる。ジェネレータ１０とケーブル１８上の活性電極１４との間に、ハンドピース１２が置かれる。このハンドピースは、ジェネレータ１０の所定の入力制御において余分となり得る複数の入力制御を含む。ハンドピース１２を入力制御に置くと、外科処置の間に、ジェネレータ１０に戻らずに、ＲＦエネルギのパラメータをより容易に、より迅速に修正することができる。活性電極１４は、外科サイトで、あるいは、その近傍での温度を感知するために、熱電対のような温度サンサを含み得る。温度センサ配線は、ケーブル１８内に配置され得る。
【００１６】
図２は、マイクロプロセッサ２２と、高電圧ＤＣ電源２８と、ＲＦ出力ステージ３０とを有するジェネレータ１０の模式的ブロック図である。マイクロプロセッサ２２は、コントローラ２６と、出力ポートとを含み、出力ポートは、ＲＦ出力ステージ３０にＤＣパワーを供給するように構成されたＤＣ電源２８に電気的に接続される。マイクロプロセッサ２２は、ジェネレータ１０および／またはハンドピース１２からの入力信号を受信し、次いで、コントローラ２６は、ジェネレータ１０によって、より具体的には、ＤＣ電源２８によって出力されたパワーを調整し、および／またはその電源上の他の制御機能を実行する。さらに、ジェネレータ１０は、外科サイトでの温度を決定するための温度回路網２９を含み得る。この温度回路網は、ジェネレータ１０によって出力されたパワーを調整し得る。
【００１７】
ＲＦ出力ステージ３０は、ＤＣパワーをＲＦエネルギに変換し、ＲＦエネルギを活性電極１４に伝達する。さらに、ＲＦ出力ステージ３０は、戻り電極１６からＲＦエネルギを受ける。より詳細に図３に示されるように、ＲＦ出力ステージ３０は、入力４０、４２において、ＤＣ電源２８から、ＤＣ電圧を受ける。ここで、変圧器６０の第一の巻き線６２の第一および第二の接続３２、３４は、１８０°位相のずれた２つの半正弦波形を生成する。次いで、これらの波形は、変圧器６０の二次巻き線６４で結合され、純粋な（例えば、全）正弦波形を形成する。
【００１８】
ＤＣ電源２８のパワーは、ＲＦの大きさ（例えば、振幅）を変化させることで、変動され得、これによって、組織に伝達されるＲＦエネルギのパワーを調整できる。こうして、伝達されるＲＦエネルギのパワーを正確に調節できる。
【００１９】
第一および第二の接続３２、３４は、スイッチングコンポーネント４８、５０と、並列インダクタ−コンデンサ共振回路４５、４７（並列ＬＣ回路４５、４７）とをそれぞれ含む。スイッチングコンポーネント４８、５０は、例えば、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、およびリレイのようなトランジスタであり得る。スイッチングコンポーネント４８、５０は、ジェネレータ１０の動作周波数でもある所定の周波数でオンおよびオフにされる。これによって、第一および第二の接続３２、３４をそれぞれ閉じることも、開くこともできる。スイッチングコンポーネント４８、５０が、オンおよびオフされる周波数は、駆動部（明確に図示せず）によって制御される。駆動部は、位相相関（例えば、スイッチングコンポーネント４８、５０は、位相関係を有する）デュアル駆動信号（例えば、φおよびφ＿１８０°）を発する。より簡単に言うと、駆動部信号は、同じ周波数であるが、同期せずに、オン位置とオフ位置との間をサイクルし、１８０°位相のずれた２つの半正弦波形を生成する。それゆえ、位相相関デュアル駆動信号を調整することは、動作ＲＦ周波数を変動する手段を提供する。位相相関デュアル駆動信号をパルス化することは、また、ＲＦ負荷サイクル制御に対する手段を提供する。
【００２０】
第一および第二の接続３２、３４のそれぞれは、並列ＬＣ回路４５、４７をそれぞれ含む。これらのＬＣ回路は、ＤＣ電気エネルギを、３００ｋＨｚ〜１０００ｋＨｚの高周波数を有するＡＣエネルギのようなＲＦエネルギに変換する。並列ＬＣ回路４５、４７は、第一のコンデンサ５２、５４と並列に接続されたインダクタ４４、４６をそれぞれ含む。スイッチングコンポーネント４８、５０が閉じられているとき、ＤＣパワーは、インダクタ４４、４６に供給される。その後、これらのインダクタは、スイッチングコンポーネント４８、５０が開かれたとき、それぞれ第一のコンデンサ５２、５４を介して放電する。このプロセスは、ＤＣエネルギの一定パルスを、第一および第二の接続３２、３４によって、半正弦波形７０、７２に、それぞれ変換する。スイッチングコンポーネント４８、５０は、同じ周波数であるが、１８０°位相がずれて、オンおよびオフするので、その結果得られる半正弦波形７０、７２も、また、１８０°位相がずれる。
【００２１】
第一および第二の接続３２、３４は、また、直列インダクタ−コンデンサ（ＬＣ）共振回路５７を含む。このＬＣ回路５７は、インダクタ５６と、一次巻き線６２の第二の接続３４に向けられたコンデンサ５８とを含む。直列ＬＣ回路５７と並列ＬＣ回路４５、４７とは、異なる共振動作周波数を有する。直列ＬＣ回路５７は、２８０ｋＨｚである動作周波数の２００ｋＨｚの範囲内であることが好ましい。並列共振ＬＣ回路４５、４７は、好ましくは５４４ｋＨｚである動作周波数の８０ｋＨｚの範囲内であることが好ましい。共振周波数は、直列ＬＣ回路５７および並列ＬＣ回路４５、４７のインダクタンス値および容量値に基づき、好ましくは、インダクタ４４、４６、５６のインダクタンスおよびコンデンサ５２、５４、５８の容量は、医療処置を実行するために発生されたＲＦパワーを最大化するように、選択される。インダクタ４４、４６は、それぞれ１４μｈγであり得、インダクタ５６は、１２．５μｈγであり得る。コンデンサ５２、５４は、０．０１１μｆであり得、コンデンサ５８は、０．０１８３μｆである。一次巻き線６２およびインダクタンスは、直列および並列ＬＣのチューン（ｔｕｎｅ）に寄与し、変圧器６０によって伝達されるべきＲＦエネルギに依存して、さらに最適化される。
【００２２】
図４Ａ〜図４Ｄに、インダクタ５６およびコンデンサ５８の代替の向きが示される。代替の向きは、第一および第二の接続３２、３４の機能性に全く影響を与えない。図４Ａに示されるように、インダクタ５６およびコンデンサ５８は、第一の接続３２に向けられ、それとともに、コンデンサ５８は、一次巻き線６２とインダクタ５６との間に向けられる。図４Ｂに示されるように、コンデンサ５８は、第二の接続３４に向けられ、インダクタ５６は、第一の接続３２に向けられる。図４Ｃに示されるように、コンデンサ５８は、第一の接続３２に向けられ、インダクタ５６は、第二の接続３４に向けられる。図４Ｄに示されるように、インダクタ５６およびコンデンサ５８は、第二の接続３４に向けられ、それとともに、インダクタ５６は、一次巻き線６２とコンデンサ５８との間に向けられる。
【００２３】
以上で検討されたように、スイッチングコンポーネント４８、５０は、位相相関デュアル駆動信号によって、同じ周波数で、オンおよびオフに、交互にスイッチングされる。これは、並列ＬＣ回路４５、４７および直列ＬＣ回路５７を同期し、半正弦波形７０、７２を発生する。半正弦波形７０は、変圧器６０を介して磁気的に結合され、活性電極１４に通じる患者接続サイド６８に正の半正弦電圧を発生する。半正弦波形７２は、変圧器６０を介して結合され、負の半正弦電圧を発生する。半正弦波形７０、７２は、二次巻き線６４（例えば、患者接続サイド６８）に結合され、純粋な正弦波７４を生成する。なぜなら、半正弦波形７０、７２は、１８０°位相がずれているからである。
【００２４】
本開示の実施形態は、結合された直列および並列共振ＬＣネットワークを含む電気外科ジェネレータを提供する。ＬＣネットワークは、高い効率を犠牲とすることなく、高いＲＦパワーの発生が可能である。より具体的には、効率は、結合されたＬＣ共振トポロジのパワー損失を減らしたことによる。これは、ハイパワーＲＦエネルギ生成プロセスと関連する追加の熱除去に対する必要性を最小化する。デュアル共振トポロジは、直列ＬＣ共振回路と並列ＬＣ共振回路を結合することで、最小のパワー損失を消費する反応性ＬＣコンポーネント間での効率的なエネルギ伝達を提供する。唯一の損失は、トランジスタの導電性損失の結果によって生じる。トランジスタにわたる電圧が、活性化している間は、ゼロであるので、スイッチング損失がない。定義によって、反応性コンポーネント、ＬＣ回路内のインダクタおよびコンデンサは、真のパワー（ｒｅａｌ  ｐｏｗｅｒ）を浪費しない。このため、高効率となる。反応性インピーダンスの結果、ＬＣネットワークは、抵抗素子と関連する真のパワー損失に比べ、発生する熱が少ない。効率的なＬＣ共振エネルギストレージシステムを使用すると、所与のパワーレベルに対する重量および形状因子を減らすことができる。
【００２５】
さらに、ジェネレータは、増大する損傷（ｌｅｓｉｏｎ）生成能力を提供し得る。より具体的には、ジェネレータは、組織のアブレーション体積をより大きくして生成できる。特に、より大きな損傷には、より多くの著しいパワー（すなわち、パワー要求は、損傷サイズとともに指数関数的に増える）を必要とする。本開示に従うジェネレータは、そのパワー出力効率のために、８ｃｍ以上の損傷を形成することができる。
【００２６】
本開示に記載された実施形態は、限定的なものではなく、むしろ、例示的なものとして意図され、本開示の全ての実施形態を表わすことを意図されていない。文言上および法上の均等物の双方で、以下に述べられる請求項のような本開示の精神および範囲から逸脱することなく、様々な改変およびバリエーションが行われ得る。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本開示に従う電気外科システムの一実施形態の模式的ブロック図である。
【図２】本開示に従うジェネレータの模式的ブロック図である。
【図３】本開示に従う無線周波数（ＲＦ）出力ステージの回路図である。
【図４Ａ】本開示に従うＲＦ出力ステージの代替の実施形態の回路図である。
【図４Ｂ】本開示に従うＲＦ出力ステージの代替の実施形態の回路図である。
【図４Ｃ】本開示に従うＲＦ出力ステージの代替の実施形態の回路図である。
【図４Ｄ】本開示に従うＲＦ出力ステージの代替の実施形態の回路図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  ジェネレータ
１２  ハンドピース
１４  活性電極
１５、１８  ケーブル
１６  戻り電極
２２  マイクロプロセッサ
２６  コントローラ
２８  高電圧ＤＣ電源
２９  温度感知回路網
３０  ＲＦ出力ステージ
３２、３４  接続
４４、４６、５６  インダクタ
４５、４７  並列インダクタ−コンデンサ共振回路（並列ＬＣ回路）
４８、５０  スイッチングコンポーネント
５２、５４、５８  コンデンサ
５７  直列インダクタ−コンデンサ共振回路（直列ＬＣ回路）
６０  変圧器
６２  一次巻き線
６４  二次巻き線
７０、７２  半正弦波形
６８  患者接続サイド
７４  正弦波
Ｐ  患者
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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