(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療手順を実施する際に使用するための測定および制御システムであって、該測定および制御システムは、エネルギー源を使用し、該エネルギー源は、伝送ラインを介してエネルギー伝達デバイスに接続されており、該システムは、
該エネルギー源によって生成された出力信号をサンプリングするように構成された測定システムであって、該サンプリングされた出力信号は、大きさおよび位相を有し、該測定システムは、該サンプリングされた出力信号の順方向電圧および反射電圧を測定し、該サンプリングされた出力信号の順方向出力部分、反射出力部分、および負荷出力部分を計算する、測定システムと、
制御システムと
を備え、該制御システムは、
伝送ラインに対する損失情報を受信し、保存するように構成された較正ユニットであって、該較正ユニットは、該測定システムの該サンプリングされた出力信号および該伝送ラインに対する該損失情報を表す大きさおよび位相を有する較正信号を生成するようにさらに構成されている、較正ユニットと、
制御ユニットであって、該制御ユニットは、該サンプリングされた出力信号の該順方向出力部分、反射出力部分、および負荷出力部分と、該較正信号とを受信し、そして該較正信号の値と、該サンプリングされた出力信号の該順方向出力部分、反射出力部分、および負荷出力部分とに応答して、該エネルギー源を調節するように構成されている、制御ユニットと
を含む、測定および制御システム。
【請求項２】
前記伝送ラインは、同軸ケーブルである、請求項１に記載の測定および制御システム。
【請求項３】
前記測定システムは、指向性結合器を含む、請求項１または２に記載の測定および制御システム。
【請求項４】
前記指向性結合器は、前記エネルギー源によって生成された出力信号をサンプリングするように構成されている、請求項３に記載の測定および制御システム。
【請求項５】
前記伝送ラインの前記損失情報は、読み取り可能な媒体に保存される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の測定および制御システム。
【請求項６】
前記読み取り可能な媒体は、バーコードおよびメモリチップのうちの１つである、請求項５に記載の測定および制御システム。
【請求項７】
前記伝送ラインに対する前記損失情報は、前記エネルギー源上の較正ポートを介して取得される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の測定および制御システム。
【請求項８】
前記伝送ラインに対する前記損失情報は、スキャナを介して取得される、請求項７に記載の測定および制御システム。
【請求項９】
前記スキャナはハンドヘルドである、請求項８に記載の測定および制御システム。
【請求項１０】
医療手順の間にエネルギー源から患者へと伝達されるエネルギーを測定および制御するシステムであって、該システムは、
エネルギー源であって、伝送ラインを介してエネルギー伝達デバイスに接続されている、エネルギー源と、
該伝送ラインに関連する損失を決定する手段と、
該損失を保存する較正ユニットと、
該エネルギー源から出力信号を生成する手段と、
該出力信号をサンプリングする手段であって、該サンプリングする手段は、該サンプリングされた出力信号の順方向電圧および反射電圧を測定し、該サンプリングされた出力信号の順方向出力部分、反射出力部分、および負荷出力部分を計算する、出力信号をサンプリングする手段と、
該サンプリングされた出力を測定する手段と、
該伝送ラインの該損失情報の値、および該測定されたサンプリングされた出力信号から較正信号を生成する手段と、
該サンプリングされた出力信号の該順方向出力部分、反射出力部分、および負荷出力部分と、該較正信号とに応答して、該出力信号を調整する手段と
を含む、システム。
【請求項１１】
前記出力信号をサンプリングする手段は、指向性結合器である、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記伝送ラインに関連する損失を決定する手段は、ネットワークアナライザであり、前記損失情報は、該伝送ライン上に配置されている、請求項１０または１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記伝送ラインに関連する損失を決定する手段は、前記エネルギー源に関連する較正ポートである、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
前記伝送ラインに関連する損失を決定する手段は、前記伝送ライン上でリアルタイムに較正テストを実施するように構成されたハンドヘルドデバイスである、請求項１０に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、医療手順を実施するためのシステムおよび方法に関し、この医療手順は、伝送ラインを介してエネルギー源から患者へとエネルギーを転送することを含む。本発明は、より具体的には、伝送ラインに関連する損失を補償することによって、患者へと転送されるエネルギーの量を最大化することに関する。
【背景技術】
【０００２】
（関連技術の説明）
エネルギー源が使用されるほとんどの医療手順の間に、医療手順のために生成されたエネルギーは、伝送ラインを介して患者へと転送される。エネルギー源を使用する医療手順の一例は、マイクロ波切除外科手術手順である。マイクロ波切除外科手術手順において、生成されたエネルギーは、周波数およびそれに関連する波長を有するマイクロ波であり得る。
【０００３】
マイクロ波切除外科手順の間に、マイクロ波は、伝送ラインを介して患者へと転送され得る。一般に、使用される伝送ラインは、伝送ラインに関連する損失を有し得、それらの損失は、多くの要因に起因し得る。伝送ラインの損失をもたらし得る要因は、伝送ラインに使用される材料のタイプと、伝送ラインの長さと、伝送ラインの厚さとを、少なくとも含み得る。
【０００４】
当該技術分野において、源（マイクロ波生成器）から負荷（外科手術器具）へと転送されるエネルギーの量を最大化するためには、ラインと負荷とのインピーダンスは整合しなければならない。ラインと負荷とのインピーダンスが整合しない場合（すなわち、インピーダンスの不整合の場合）、反射波が生成され得、この反射波は、インピーダンスの不整合に関連する出力の損失に寄与し得る定常波を生成し得る。
【０００５】
マイクロ波切除外科手順の間に、外科手術部位におけるインピーダンスは、マイクロ波切除外科手順に伴って変化する。これは、マイクロ波切除外科手順に関連する組織の壊死に起因する。一般に、エネルギー源は、インピーダンス整合回路および／またはチューナを含み得、インピーダンス整合回路および／またはチューナは、外科手術部位におけるこれらのインピーダンスの変化を補償するように構成され得る。従来のインピーダンス整合回路は、キャパシタおよびインダクタのようなデバイスを含み得る。しかしながら、エネルギー源はマイクロ波を生成し、マイクロ波は伝送ラインの長さよりも遥かに短い波長を有するので、インピーダンスの不整合を補償するために精密な測定値を取得することは、しばしば困難である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（概要）
医療手順を実施する際に使用するための測定および制御システムが開示される。この医療手順は、エネルギー源の使用を含み得、エネルギー源は、伝送ラインを介してエネルギー伝達デバイスに接続され得る。一実施形態において、伝送ラインは、同軸ケーブルであり得る。
【０００７】
測定および制御システムは、測定システムをさらに含み得、この測定システムは、出力信号をサンプリングするように構成され得、出力信号は、大きさおよび位相を有し、エネルギー源によって生成され得る。加えて、エネルギー伝達システムは、制御システムを含み得、この制御システムは、較正ユニットを含み得る。較正ユニットは、伝送ラインに対する損失情報を受信および保存するように較正され得る。さらに、較正ユニットは、較正信号を生成するようにさらに較正され得、較正信号は、それに関連する大きさおよび位相を有し得る。大きさおよび位相は、測定システムの出力信号および伝送ラインについての損失情報を表し得る。
【０００８】
加えて、制御システムは、制御ユニットを含み得、この制御ユニットは、較正信号を受信し、較正信号の値に応答して、エネルギー源を調整するように構成され得る。
【０００９】
測定システムは、指向性結合器を含むように構成され得る。指向性結合器は、エネルギー源によって生成された出力信号をサンプリングするように構成され得る。
【００１０】
一実施形態において、伝送ラインの損失情報は、伝送ラインの損失を読み取り可能な媒体上に保存することによって取得可能であり得る。一実施形態において、読み取り可能な媒体は、バーコードであり得る。代替的実施形態において、読み取り可能な媒体は、メモリチップであり得る。
【００１１】
別の実施形態において、伝送ラインの損失情報は、エネルギー源上の較正ポートを介して取得可能であり得る。
【００１２】
医療手順の間にエネルギー源から患者へと伝達されるエネルギーを測定および制御する方法が、さらに開示される。エネルギー源は、伝送ラインを介してエネルギー伝達デバイスへと接続され、上記方法は、ａ）伝送ラインに関連する損失を決定し、この損失を較正ユニットに保存するステップと；ｂ）エネルギー源から出力信号を生成するステップと；ｃ）出力信号をサンプリングするステップと；ｄ）サンプリングされた出力を測定するステップと；ｅ）伝送ラインの損失情報の値、および測定されたサンプリングされた出力信号から較正信号を生成するステップと；ｆ）較正信号に応答して、出力信号を調整するステップと、を含む。
【００１３】
一実施形態において、出力信号をサンプリングするステップは、指向性結合器によって実施され得る。
【００１４】
一実施形態において、伝送ラインに関連する損失を決定するステップは、ネットワークアナライザによって実施され得、損失情報は、伝送ライン上に置かれ得る。
【００１５】
なおもさらなる実施形態において、伝送ラインに関連する損失を決定するステップは、エネルギー源に関連する較正ポートによって実施され得る。
【００１６】
さらになおもさらなる実施形態において、伝送ラインに関連する損失を決定するステップは、伝送ライン上で較正テストを実施するように構成されたハンドヘルドデバイスによって実施され得る。
【００１７】
本発明は、さらに以下の手段を提供する。
【００１８】
（項目１）
医療手順を実施する際に使用するための測定および制御システムであって、該測定および制御システムは、エネルギー源を使用し、該システムは、
該エネルギー源によって生成された出力信号をサンプリングするように構成された測定システムであって、該サンプリングされた出力信号が大きさおよび位相を有する、測定システムと、
制御システムであって、
伝送ラインについての損失情報を受信および保存するように構成された較正ユニットであって、該較正ユニットは、該測定システムの該サンプリングされた出力信号および該伝送ラインについての該損失情報を表す大きさおよび位相を有する較正信号を生成するようにさらに構成されている、較正ユニットと、
制御ユニットであって、該制御ユニットは、該較正信号を受信し、そして該較正信号の値に応答して該エネルギー源を調節するように構成されている、制御ユニットと
を含む、制御システムと
を備える、測定および制御システム。
【００１９】
（項目２）
上記伝送ラインは同軸ケーブルである、項目１に記載の測定および制御システム。
【００２０】
（項目３）
上記測定システムは指向性結合器を含む、項目１または２に記載の測定および制御システム。
【００２１】
（項目４）
上記指向性結合器は、上記エネルギー源によって生成された出力信号をサンプリングするように構成されている、項目３に記載の測定および制御システム。
【００２２】
（項目５）
上記伝送ラインの上記損失情報は、読み取り可能な媒体に保存される、項目１〜４のいずれか一項に記載の測定および制御システム。
【００２３】
（項目６）
上記読み取り可能な媒体は、バーコードおよびメモリチップのうちのいずれか１つである、項目５に記載の測定および制御システム。
【００２４】
（項目７）
上記伝送ラインに対する上記損失情報は、上記エネルギー源上の較正ポートを介して取得される、項目１〜６のいずれか一項に記載の測定および制御システム。
【００２５】
（項目８）
上記伝送ラインに対する上記損失情報は、スキャナを介して取得される、項目７に記載の測定および制御システム。
【００２６】
（項目９）
上記スキャナはハンドヘルドである、項目８に記載の測定および制御システム。
【００２７】
（項目１０）
医療手順の間にエネルギー源から患者へと伝達されるエネルギーを測定および制御するシステムであって、該システムは、
エネルギー源であって、伝送ラインを介してエネルギー伝達デバイスに接続されている、エネルギー源と、
該伝送ラインに関連する損失を決定する手段と、
該損失を保存する較正ユニットと、
該エネルギー源から出力信号を生成する手段と、
該出力信号をサンプリングする手段と、
該サンプリングされた出力を測定する手段と、
該伝送ラインの該損失情報の値、および該測定されたサンプリングされた出力信号から較正信号を生成する手段と、
該較正信号に応答して、該出力信号を調整する手段と
を含む、システム。
【００２８】
（項目１１）
上記出力信号をサンプリングする手段は、指向性結合器である、項目１０に記載のシステム。
【００２９】
（項目１２）
上記伝送ラインに関連する損失を決定する手段は、ネットワークアナライザであり、上記損失情報は、該伝送ライン上に置かれる、項目１０または１１に記載のシステム。
【００３０】
（項目１３）
上記伝送ラインに関連する損失を決定する手段は、上記エネルギー源に関連する較正ポートである、項目１０、１１、または１２のいずれか一項に記載のシステム。
【００３１】
（項目１４）
上記伝送ラインに関連する損失を決定する手段は、上記伝送ライン上でリアルタイムに較正テストを実施するように構成されたハンドヘルドデバイスである、項目１０、１１、１２、または１３のいずれか一項に記載のシステム。
【００３２】
（項目１Ａ）
医療手順を実施する際に使用するための測定および制御システムであって、該測定および制御システムは、エネルギー源を使用し、該システムは、
該エネルギー源によって生成された出力信号をサンプリングするように構成された測定システムであって、該サンプリングされた出力信号が大きさおよび位相を有する、測定システムと、
制御システムであって、
伝送ラインについての損失情報を受信および保存するように構成された較正ユニットであって、該較正ユニットは、該測定システムの該サンプリングされた出力信号および該伝送ラインについての該損失情報を表す大きさおよび位相を有する較正信号を生成するようにさらに構成されている、較正ユニットと、
制御ユニットであって、該制御ユニットは、該較正信号を受信し、そして該較正信号の値に応答して該エネルギー源を調節するように構成されている、制御ユニットと
を含む、制御システムと
を備える、測定および制御システム。
【００３３】
（項目２Ａ）
上記伝送ラインは同軸ケーブルである、項目１Ａに記載の測定および制御システム。
【００３４】
（項目３Ａ）
上記測定システムは指向性結合器を含む、項目１Ａに記載の測定および制御システム。
【００３５】
（項目４Ａ）
上記指向性結合器は、上記エネルギー源によって生成された出力信号をサンプリングするように構成されている、項目３Ａに記載の測定および制御システム。
【００３６】
（項目５Ａ）
上記伝送ラインの上記損失情報は、読み取り可能な媒体に保存される、項目１Ａに記載の測定および制御システム。
【００３７】
（項目６Ａ）
上記読み取り可能な媒体は、バーコードおよびメモリチップのうちのいずれか１つである、項目５Ａに記載の測定および制御システム。
【００３８】
（項目７Ａ）
上記伝送ラインについての上記損失情報は、上記エネルギー源上の較正ポートを介して取得される、項目１Ａに記載の測定および制御システム。
【００３９】
（項目８Ａ）
上記伝送ラインについての上記損失情報は、スキャナを介して取得される、項目７Ａに記載の測定および制御システム。
【００４０】
（項目９Ａ）
上記スキャナはハンドヘルドである、項目８Ａに記載の測定および制御システム。
【００４１】
（項目１０Ａ）
医療手順の間にエネルギー源から患者へと伝達されるエネルギーを測定および制御する方法であって、該エネルギー源は、伝送ラインを介してエネルギー伝達デバイスに接続されており、該方法は、
該伝送ラインに関連する損失を決定し、該損失を較正ユニットに保存するステップと、
該エネルギー源から出力信号を生成するステップと、
該出力信号をサンプリングするステップと、
該サンプリングされた出力を測定するステップと、
該伝送ラインの該損失情報の値、および該測定されたサンプリングされた出力信号から較正信号を生成するステップと、
該較正信号に応答して、該出力信号を調整するステップと
を包含する、方法。
【００４２】
（項目１１Ａ）
上記出力信号をサンプリングする上記ステップは、指向性結合器によって実施される、項目１０Ａに記載の方法。
【００４３】
（項目１２Ａ）
上記伝送ラインに関連する損失を決定する上記ステップは、ネットワークアナライザによって実施され、上記損失情報は、該伝送ライン上に置かれる、項目１０Ａに記載の方法。
【００４４】
（項目１３Ａ）
上記伝送ラインに関連する損失を決定する上記ステップは、上記エネルギー源に関連する較正ポートによって実施される、項目１０Ａに記載の方法。
【００４５】
（項目１４Ａ）
上記伝送ラインに関連する損失を決定する上記ステップは、上記伝送ライン上でリアルタイムに較正テストを実施するように構成されたハンドヘルドデバイスによって実施される、項目１０Ａに記載の方法。
【００４６】
(項目１５Ａ)
医療手順を実施する際に使用するための測定および制御システムであって、該測定および制御システムは、エネルギー源を使用し、該測定および制御システムは、
測定システムであって、該エネルギー源によって生成された出力信号をサンプリングするように構成された指向性結合器を含み、該サンプリングされた出力信号は大きさおよび位相を有する、測定システムと、
該測定システムに動作可能なように接続された制御システムであって、
伝送ラインについての損失情報を受信および保存するように構成された較正ユニットであって、該較正ユニットは、該測定システムの該サンプリングされた出力信号および該伝送ラインについての該損失情報を表す大きさおよび位相を有する較正信号を生成するようにさらに構成されている、較正ユニットと、
制御ユニットであって、該制御ユニットは、該較正信号を受信し、そして該較正信号の値に応答して該エネルギー源を調節するように構成されている、制御ユニットと
を含む、制御システムと
を備える、測定および制御システム。
【００４７】
（項目１６Ａ）
上記伝送ラインは同軸ケーブルである、項目１５Ａに記載の測定および制御システム。
【００４８】
（項目１７Ａ）
上記伝送ラインの上記損失情報は、読み取り可能な媒体に保存される、項目１５Ａに記載の測定および制御システム。
【００４９】
（項目１８Ａ）
上記読み取り可能な媒体は、バーコードおよびメモリチップのうちのいずれか１つである、項目１７Ａに記載の測定および制御システム。
【００５０】
（項目１９Ａ）
上記伝送ラインについての上記損失情報は、上記エネルギー源上の較正ポートを介して取得される、項目１５Ａに記載の測定および制御システム。
【００５１】
（項目２０Ａ）
上記伝送ラインについての上記損失情報は、スキャナを介して取得される、項目１５Ａに記載の測定および制御システム。
【００５２】
（項目２１Ａ）
上記スキャナはハンドヘルドである、項目２０Ａに記載の測定および制御システム。
【００５３】
（摘要）
医療手順を実施する際に使用するためのエネルギー伝達システムが提供される。医療手順は、エネルギー源を使用し得、このエネルギー源は、伝送ラインを介してエネルギー伝達デバイスに接続され得る。エネルギー伝達システムは、測定システムを含み得、この測定システムは、エネルギー源によって生成された出力信号をサンプリングするように構成され得る。エネルギー伝達システムは、制御システムを含み、この制御システムは、較正ユニットを含む。較正ユニットは、較正信号を生成するように構成され得る。較正信号は、大きさおよび位相を有し得、大きさおよび位相は、出力信号と伝送ラインの損失情報とを表す。エネルギー伝達システムはまた、制御ユニットをも含み得、この制御ユニットは、較正信号を受信し、必要に応じてエネルギー源を調整するように構成され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
（詳細な説明）
本明細書においては、本開示の詳細な実施形態が記載される。しかしながら、開示された実施形態は、本開示の単なる例示に過ぎず、本開示は様々な形態で具体化され得るということに、留意されたい。したがって、本明細書に開示されている特定の構造的および機能的な詳細は、限定として解釈されるべきではなく、単に請求の範囲の根拠として解釈されるべきであり、そして本開示をほぼ全ての適切で詳細な構造において様々なやり方で使用するために当業者に教示するための代表的な根拠として、解釈されるべきである。
【００５５】
図１を参照すると、本開示にしたがう、医療手順を実施する際に使用するための測定および制御システムが示されており、この測定および制御システムは、エネルギー源を使用し、概略的に１０で示されている。システム１０は、電気外科手術エネルギー源２０において使用され得るか、または電気外科手術エネルギー源２０に動作可能なように接続され得る。エネルギー源２０は、伝送ライン２１（例えば、同軸ケーブル）等を介して、エネルギー伝達器具または機器２２（例えば、電気外科手術ペンシル、マイクロ波切除アンテナ、等）に接続され得る。
【００５６】
測定および制御システム１０は、測定システム３０を含んでおり、この測定システム３０は、エネルギー源２０によって生成された出力信号４０をサンプリングおよび測定するように構成されている。各出力信号４０は、大きさおよび位相を含んでいる。一実施形態において、測定システム３０は、双方向指向性結合器５０（以下では、指向性結合器５０）を含んでおり、この指向性結合器５０は、各出力信号４０（各々は、エネルギー源２０によって生成された、順方向電圧または反射電圧である）をサンプリングするように構成されている。
【００５７】
指向性結合器５０は、利用可能な技術において公知な従来のほとんどの双方向指向性結合器と同様に動作するように構成され得る。例えば、図２から分かるように、指向性結合器５０は、伝送ライン２１において出力された生成されたエネルギーの出力の一部分をサンプリングし得る。これは、２つの変圧器（図示されず）を有することによって遂行され得る。２つの変圧器は、伝送ライン２１を通るエネルギーが２つの変圧器と電気的なインターフェースを取るように、伝送ライン２１に十分に近い。指向性結合器５０は、２つの結合ポート５０ａおよび５０ｂを有し得、各々は、分離ポート５０ａ’および５０ｂ’をそれぞれ有している（図２参照）。本開示と共に使用され得る双方向指向性結合器の１つのタイプは、ＭＥＣＡ  ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ，ＩＮＣによって製造されているＭＥＣＡ  ７２２Ｓシリーズであり得る。一実施形態において、指向性結合器５０は、伝送ライ２１を介してエネルギー源２０に接続される１つの端部、および同様に伝送ライン２１を介してエネルギー伝達器具２２に接続される第２の端部を有し得る。以下で詳細に議論されるように、指向性結合器５０はまた、測定システム３０と動作可能に通信するように構成され得る。
【００５８】
一実施形態において、指向性結合器５０の主ライン５０ｅは、高出力動作のために設計され得るが（大きなコネクタ）、結合部分５０ｃは、ＳｕｂＭｉｎｉａｔｕｒｅ  ｖｅｒｓｉｏｎ  Ａコネクタ（以後、「ＳＭＡ」と称される）として設計され得る。分離ポート５０ａ’または５０ｂ’のいずれかは、内部または外部の整合された負荷（典型的には、５０オーム）を用いて終端され得る。当該技術分野において一般に称されるとき、そして本開示において使用されるとき、用語「主ライン」は、入力ポート５０ｃと終端されたポート５０ｄとの間のセクションを意味し得る。
【００５９】
上述のように、そして図１から分かるように、指向性結合器５０は、サンプル出力信号４０が測定システム３０へと配向され得るように、測定システム３０と動作可能なように通信するように構成され得る。したがって、出力信号４０が指向性結合器５０によってサンプリングされると、サンプリングされた出力信号４０は、測定システム３０へと配向され得、サンプリングされた出力信号４０が測定され得る。
【００６０】
測定システム３０は、サンプリングされた順方向電圧５１および反射電圧５２のそれぞれを測定するように構成され得、これらの順方向電圧および反射電圧は、指向性結合器５０によって取得され、エネルギー源２０によって生成されたものである。生成された出力信号４０の電力、大きさ、および位相はそれぞれ、以下でさらに詳細に議論される従来のアルゴリズムによって、測定された順方向電圧５１および反射電圧５２から取得または計算され得る。
【００６１】
測定および制御システム１０は、較正ユニット６１を有する制御システム６０をさらに含み、この較正ユニット６１は、測定システム３０から生成された出力信号４０の大きさおよび位相を受信し、伝送ライン２１についての損失情報を保存する。一実施形態において、伝送ライン２１についての損失情報は、ネットワークアナライザ７０によって取得され得、機械読み取り可能な媒体８０（例えば、バーコード）上に置かれ得る。以下で詳細に議論されるように、代替的な実施形態において、伝送ラインについての損失情報は、エネルギー源２０上に配置された較正ポート９１を介して取得され得る。
【００６２】
較正ユニット６１は、較正信号６２を生成するようにさらに構成され得、この較正信号６２は、それに関連する大きさおよび位相を有する。較正信号６２の大きさおよび位相は、各出力信号４０および伝送ライン２１についての損失情報を表し得る。
【００６３】
制御システム６０はさらに、制御ユニット６３を含み、この制御ユニット６３は、較正信号６２を受信し、エネルギー源２０を必要に応じて調整するように構成されている。
【００６４】
一実施形態においては、図１から分かるように、サンプリングされた出力信号４０の順方向部分、反射部分、および／または負荷出力部分は、制御ユニット６３へと配向され得、サンプリングされた出力信号４０の大きさ部分および位相部分は、制御システム６０の較正ユニット６１へと配向され得る。較正ユニット６１は、制御ユニット６３と動作可能なように通信するように構成され得る。制御ユニット６３は、エネルギー源２０へと動作可能なように、かつ選択的に接続され得、必要に応じてエネルギー源２０を調整するように構成され得る。
【００６５】
図１から分かるように、エネルギー源２０は、冷凍外科手術、マイクロ波切除外科手術、レーザ外科手術、電気メス外科手術、ジアテルミー外科手術等を含み得る電気外科手術を実施するために使用され得る任意の適切なタイプのエネルギー源を含むが、それらには限定されない。加えて、エネルギー源２０は、任意の適切なタイプの波長を生成するように構成され得る。生成される波長のタイプは、ユーザの所望および／または必要性に依存し得、これは、実施される電気外科手術手順のタイプに依存し得る。
【００６６】
エネルギー源２０は、測定および制御システム１０が意図した通りに機能することを可能にする任意のおよび全てのスイッチ、ボタン、ノブ、ポート、スキャナ等を含み得る。
【００６７】
エネルギー源２０は、このエネルギー源と動作可能なように通信可能なスキャナ９１ｆを有し得る。スキャナ９１ｆは、伝送ライン２１の較正の間に、ネットワークアナライザ７０によって使用され得、伝送ライン２１上に配置された機械読み取り可能な媒体８０は、スキャナ９１ｆによって読み取られる。
【００６８】
図１を引き続き参照すると、測定および制御システム１０は、測定システム３０の、アンテナ２２を指向性結合器５０に接続する、伝送ライン２１を含んでいる。伝送ライン２１は、エネルギーの伝送を配向するための経路の全てまたは一部分を形成し得る任意の物質の媒体または構造から形成され得る。加えて、伝送ライン２１は、当該技術分野において公知な従来の伝送ラインとして機能するように構成され得る。すなわち、伝送ライン２１は、電磁波、音響波、および／または電力伝送を転送するように構成され得る。
【００６９】
伝送ライン２１は、ワイヤ、同軸ケーブル、光ファイバー、電力ライン、導波体、等の形態であり得る。一実施形態において、伝送ライン２１は、エネルギー伝達器具２２およびエネルギー源２０または制御システム３０を選択的に相互接続するように構成された同軸ケーブルである。
【００７０】
出力信号４０のエネルギーの値またはパラメータ（例えば、電力、大きさ、および位相）は、エネルギー源２０の出力に関して有効であることに留意されたい。したがって、エネルギー伝達器具２２へと伝達されるエネルギーの値またはパラメータのより精密な読み取りを取得するためには、伝送ライン２１に関連する実際の損失を知る必要があり得る。伝送ライン２１についての損失情報が決定されると、較正ユニット６１は、伝送ライン２１の損失を補償するように使用され得る。
【００７１】
伝送ライン２１についての損失情報は、任意の適切なデバイスおよび／または方法によって、決定され得る。例えば、伝送ライン２１についての損失情報は、ネットワークアナライザ７０を介して決定され得る。一実施形態において、ネットワークアナライザ７０は、エネルギー源２０の一体部分であったり、または代替的に、ネットワークアナライザ７０は、エネルギー源２０と動作可能なように通信する分離されたハンドヘルドデバイスまたは部材９５であったりし得る。ネットワークアナライザ７０は、伝送ライン２１の診断テストを実施するために使用され得る。
【００７２】
ネットワークアナライザ７０は、利用可能な技術において公知なほとんどの従来のネットワークアナライザと同様な方法で機能し得る。すなわち、ネットワークアナライザ７０は、伝送ライン２１に関連する性質を決定し得、より具体的には、伝送ライン２１に関連する性質であって、出力信号４０の反射および／または伝送に影響を与え得る性質、例えば、伝送ライン２１の特性インピーダンス（Ｚ０）を決定し得る。
【００７３】
本開示の測定および制御システム１０と共に使用され得るネットワークアナライザは、振幅の性質のみを測定し得るスカラーネットワークアナライザ（以下では、ＳＮＡと称される）のタイプのアナライザであり得る。使用されるネットワークアナライザはまた、振幅および位相の性質を測定し得るベクトルネットワークアナライザ（以下では、ＶＮＡと称される）のタイプのアナライザであり得る。本開示の残りのために、両タイプのネットワークアナライザが本開示と共に使用され得るが、使用されるネットワークアナライザ７０は、ＶＮＡであるということが仮定され得る。
【００７４】
上述のように、伝送ライン２１についての損失情報は、伝送ライン２１の診断テストを実施するように構成され得る分離したハンドヘルドデバイスまたは部材９５を介して決定され得る。伝送ライン２１に取り付けられると、ハンドヘルドデバイス９５は、ネットワークアナライザ７０と同じように機能し得る。上述のように、ハンドヘルドデバイス９５は、ＲＦシステムおよび／またはポート９１ｄのようなポートを介して、エネルギー源２０と動作可能なように通信し得る。動作中または使用中に、伝送ライン２１についての損失情報が決定されると、この損失情報は、較正ユニット６１へと送信および／または較正ユニット６１において保存され得る。
【００７５】
ハンドヘルドのネットワークアナライザ９５を使用することは、エネルギー源２０がネットワークアナライザ７０またはその中の同様のものを有さないように構成されたときに、特定の効用を有する。例えば、伝送ライン２１上で実際に使用する前または製造プロセスの後の時点において実施される損失情報のテストについて、伝送ライン２１が故障または損傷した場合に（例えば、伝送ライン２１が搬送の間に曲げられたり、または何回もの使用が理由で磨耗したりし得る場合に）、ユーザは、伝送ライン２１の使用の直前に、伝送ライン２１の損失情報のテストを実行するために、ハンドヘルドのネットワークアナライザ９５を使用し得る。較正テストが完了し、伝送ライン２１についての損失情報が決定された後、新しい情報が較正ユニット６１へと送信され得る。
【００７６】
代替的な実施形態において、エネルギー源２０は、較正ポート９１を含むように構成され得る。この実施形態において、較正ポート９１は、ネットワークアナライザ７０へと動作可能なように、かつ選択的に接続され得る。ネットワークアナライザ７０は、必要な損失情報のテストを実施し、伝送ライン２１についての損失情報を較正ユニット６１へと送信するように構成され得る。
【００７７】
上述のように、伝送ライン２１についての損失情報はまた、その製造プロセスの一部分として決定され得、機械読み取り可能な媒体８０上に置かれ得、伝送ライン２１上に置かれ得る。
【００７８】
エネルギー源２０は、バーコードおよび／またはメモリチップを読み取るために、スキャナまたはリーダ９１ｆの形態でのデバイスを含み得る。図１に示されているように、リーダまたはスキャナ９１ｆは、較正ユニット６１と動作可能なように通信し得る。
【００７９】
読み取り可能な媒体またはメモリチップ上に保存され得る情報は、伝送ライン２１に関連する損失を計算するために使用され得る任意の適切なタイプの情報、例えば、使用されるケーブルのタイプ、使用されるケーブルの長さ、および較正テストが実施された日付、等であり得る。当業者によって理解されるように、その他のタイプの情報が、読み取り可能な媒体またはメモリチップ上に保存され得る。したがって、上述のような変数は、限定的なものであるとして考えられるべきではない。
【００８０】
上述の任意のデバイスおよび／または方法を介した伝送ライン２１についての損失情報の決定に続き、この損失情報は、較正ユニット６１へと送信されたり、較正ユニット６１に保存されたりする。
【００８１】
図１から分かるように、較正ユニット６１は、測定システム３０と動作可能なように通信し得る。上述のように、較正ユニット６１は、伝送ライン２１についての損失情報、およびユーザにとって必要であると考えられるその他の任意のおよび全ての情報を受信および保存するように構成され得、較正ユニット６１はまた、適切なアルゴリズム等（エネルギー源２０によって生成された出力信号４０の大きさおよび位相を補正し、伝送ライン２１に起因する損失を補償し得る）を介して、任意の必要な計算を実施するように構成され得る。較正ユニット６１は、出力信号４０の大きさおよび位相と伝送ライン２１についての損失情報とに関連する較正信号６２を生成するように構成され得る。較正信号６２は、エネルギー伝達デバイスにおけるインピーダンスを補正するために使用され得る。
【００８２】
制御ユニット６３は、較正ユニット６１から較正信号６２を受信するように構成され得る。制御ユニット６３は、少なくとも１つの制御ループ６４を介して、較正信号６２を解析するように構成され得る。一実施形態において、制御ループ６４は、その他の従来の制御ループと同様に機能するように構成され得る。すなわち、制御ループ６４は、エネルギー伝達器具２２におけるインピーダンスを調節するように配置され得る任意のおよび全てのセンサ、制御アルゴリズム、およびアクチュエータを含み得る。
【００８３】
ここで、測定および制御システム１０がどのように機能して動作するかについての例が以下に続く。この例示の目的のために、伝送ライン２１についての損失情報が製造プロセスの間に決定されること、およびバータグ８０を介したラインの伝送が仮定される。
【００８４】
伝送ライン２１に使用の前に、ユーザは、上述の方法のうちの任意の方法（例えば、バーコードスキャナ９１ｆ）を介して、バータグ８０から伝送ライン２１についての損失情報をスキャンし得る。上述のように、伝送ライン２１についての損失情報がスキャンされると、この損失情報は、較正ユニット６１へと送信されたり、較正ユニット６１に保存されたりし得る。
【００８５】
電気外科手術の際に、器具２２によって治療される組織は、組織部位におけるインピーダンスの変化を引き起こし、この変化が、負荷およびラインのインピーダンスを互いに異なるものとし得る。本明細書において使用されるとき、「負荷のインピーダンス」は、出力信号４０によって実際に経験されるインピーダンスを意味することが理解され、「ラインのインピーダンス」は、伝送ライン２１のインピーダンスを意味することが理解される。上述のように、これらの不整合なインピーダンスは、結果として、エネルギー源２０と器具２２との間の電気外科手術のエネルギーの損失につながり得る。
【００８６】
電気外科手術手順の間に、以下でより詳細に議論されるように、取得されて指向性結合器５０によってサンプリングされた出力信号４０は、較正ユニット６１へと送信され、較正ユニット６１は、任意の数のアルゴリズム等を介して、必要な計算を実施し得る。加えて、リアクタンス（すなわち、インピーダンスの虚部）を含む全インピーダンスに関連する位相が調整され得る。計算が完了すると、較正ユニット６１は、較正信号６２を生成し得、この較正信号６２は、電気外科手術のエネルギー伝達のための大きさおよび位相に関する情報を含み得る。較正信号６２は、制御ユニット６３に配向され得、このとき、制御ユニット６３は、少なくとも１つの制御ループ６４を介して、較正信号６２の位相および大きさの情報を送信する。制御ループ６４が必要な計算を実施した後、制御ユニット６３は、それに応じて、出力信号６２ａを介し、エネルギー源２０を調整し、伝送ライン２１の損失および／または不整合なインピーダンスを補償し、適切な電気外科手術のエネルギーを器具２２へと伝達し得る。すなわち、エネルギー源２０は、出力信号または電気外科手術エネルギーを伝送し得る。この出力信号または電気外科手術エネルギーは、外科手術部位におけるインピーダンスおよび伝送ライン２１についての損失情報を表すものであったり、そのようなインピーダンスおよび損失情報を補償するものであったりし得る。
【００８７】
上述のように、外科手術部位におけるインピーダンスは、組織の分解に起因して増加または減少し、外科手術部位におけるインピーダンスの値は、測定され、較正ユニット６０へとリレーまたは通信される。外科手術部位におけるインピーダンスが較正ユニット６１において受信された後、較正ユニット６１は、上述のデバイスおよび／または方法のうちの任意のものを介して、較正信号６２を生成し得る。較正信号６２は、外科手術部位におけるインピーダンスおよび伝送ライン２１の損失情報を表し得る。
【００８８】
外科手術部位におけるインピーダンスを、利用可能な技術において公知な任意の適切な方法を介して測定することができる。例えば、エネルギー源２０におけるインピーダンスが計算され得る。まず、順方向電圧Ｖｆｗｄおよび反射電圧Ｖｒｅｆのそれぞれが測定される。そして、電圧定常波比（Ｖｓｗｒ）が、式
【００８９】
【数１】
0005371301.tif 000002
を使用して計算され得る。
【００９０】
そして、源の特性インピーダンス（Ｚ０）および負荷のインピーダンス（ＺＬ）が、式
【００９１】
【数２】
0005371301.tif 000003
を使用して計算され得る。
【００９２】
関連技術における当業者は、位相はＶｆｗｄおよびＶｒｅｆを介して容易に決定され得ることを理解し得る。そして、ＺＬの大きさおよび位相は、較正ユニット６０へと通信またはリレーされ得、この較正ユニット６０は、伝送ライン２１に関連する損失を補償するためにＺＬをしかるべく調整するように設計され得る。全ての必要な計算が実施された後、制御システム６０の信号６２は、外科手術部位における実際のインピーダンスの精密な表現となり得る。
【００９３】
本開示はまた、医療手順の間にエネルギー源から患者へと伝達されるエネルギーを測定および制御する方法をも提供する。エネルギー源は、伝送ラインを介してエネルギー伝達デバイスに接続される。上記方法は、ａ）伝送ラインに関連する損失を決定し、この損失を較正ユニットに保存するステップと；ｂ）エネルギー源から出力信号を生成するステップと；ｃ）出力信号をサンプリングするステップと；ｄ）サンプリングされた出力を測定するステップと；ｅ）伝送ラインの損失情報の値および測定されサンプリングされた出力信号から較正信号を生成するステップと；ｆ）較正信号に応答して、出力信号を調整するステップと、を包含する。
【００９４】
本開示の範囲から逸れることなしに、上記の較正において、様々な変更がなされ得るが、上記の記載に含まれる全ての方法は、例示的な意味で解釈されるべきであり、限定的な意味で解釈されるべきではない。以下の請求の範囲の権利範囲によって定義されるとき、本開示のいくつかの目的が達成され、その他の有利な結果が得られることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】図１は、本開示の実施形態にしたがう、測定および制御システムの機能ブロック図である。
【図２】図２は、図１の測定および制御システムの指向性結合器の概略図である。
【符号の説明】
【００９６】
１０  測定および制御システム
２０  電気外科手術エネルギー源
２１  伝送ライン
２２  エネルギー伝達器具または機器
３０  測定システム
５０  双方向指向性結合器
５１  順方向電圧
５２  反射電圧
６０  制御システム
６１  較正ユニット
６２  較正信号
６３  制御ユニット
６４  制御ループ
７０  ネットワークアナライザ
９１  較正ポート
９５  ハンドヘルドデバイス
【図１】
0005371301.tif 000004
【図２】
0005371301.tif 000005