(57)【要約】患者に外科手術を実施する際に使用するための外科手術用アセンブリおよびシステムが開示される。本アセンブリは、外科手術中に患者の組織を切断または焼灼する際に使用する第１の信号を受信するように配置された外科手術用ツールと、当該ツール上に配置された電極とを備える。本アセンブリは、外科手術部位の近くの電極から電界を生成する際に使用する第２の信号を生成するために、また外科手術部位の近くに浮遊する粒子を除去するために、電極と通信可能に結合可能な発電機をさらに備える。本アセンブリは、電極への第２の信号の印加を制御するコントローラと、第１の信号の起動状態を感知する感知装置とをさらに備え、感知装置は、コントローラと通信可能に結合され、第１の信号の起動状態に応じて、感知信号をコントローラに出力するように配置される。コントローラは、第１の信号の起動を表す感知信号を受信すると、第２の信号を電極へ印加できるように構成される。外科手術用ツールと共に使用するための複数の導電性要素を備える電極アセンブリも開示されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者に外科手術を実施する際に使用するための外科手術用アセンブリであって、
前記外科手術中に前記患者の組織を切断または焼灼する際に使用する第１の信号を受信するように配置された外科手術用ツールと、
前記ツール上に配置された電極と、
前記外科手術の部位の近くの前記電極から電界を生成する際に使用する第２の信号を生成するために、また前記外科手術部位の近くに浮遊する粒子を除去するために、前記電極と通信可能に結合可能な発電機と、
前記電極への前記第２の信号の印加を制御するためのコントローラと
を備え、前記第１の信号の作動状態を感知する感知装置をさらに備え、前記感知装置は、前記コントローラと通信可能に結合され、前記第１の信号の前記作動状態に応じて、感知信号を前記コントローラに出力するように配置され、
前記コントローラは、前記第１の信号の起動を表す感知信号を受信すると、前記電極への前記第２の信号の印加を可能にするように配置される、外科手術用アセンブリ。
【請求項２】
前記コントローラは、前記第１の信号の停止を表す感知信号を受信すると、前記電極への前記第２の信号の印加を無効にするように構成される、請求項１に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項３】
前記コントローラは、前記第１の信号の停止を表す感知信号を受信した後、所定時間の間、前記電極への前記第２の信号の印加を無効にするタイマーを含む、請求項１に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項４】
前記感知装置は、前記第１の信号を作動させるためのアクチュエータの起動を感知するためのセンサを備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項５】
前記感知装置は、前記第１の信号を感知するためのセンサをさらに備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項６】
前記第１の信号を生成するための外科手術用発電機をさらに備え、前記第１の信号はケーブルを介して前記ツールに伝達される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項７】
前記第１の信号の起動状態とは無関係に、前記電極への前記第２の信号の前記印加を可能にするオーバーライドアクチュエータをさらに備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項８】
前記ツールはハンドルと、その近位端で前記ハンドルに結合されるシャフトとを備え、前記電極は前記シャフトの遠位端に近接して配置される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項９】
前記電極は、前記ツールの周りに延在する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項１０】
前記電極は、電気絶縁性キャリア上に配置された導電性材料のカラーを備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項１１】
前記キャリアおよびカラーは、前記ツールの長手方向軸上の中心にある、請求項１０に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項１２】
前記キャリアは、前記カラーの少なくとも連続した円周方向に延びる部分を電気的に露出するための、連続した周辺に延びる窓を備える、請求項１０に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項１３】
前記キャリアは、前記ツールの周りの前記カラーの部分を電気的に露出するための複数の円周方向に分離された窓を備える、請求項１０に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項１４】
前記窓は、三角形の形状を備える、請求項１３に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項１５】
前記窓は、正方形の形状を備える、請求項１３に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項１６】
前記電極は、尖った遠位端を有するワイヤまたはロッドを備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項１７】
前記ワイヤまたはロッドは、実質的に直線状である、請求項１６に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項１８】
前記電極は、前記シャフトからオフセットされている、請求項１〜８または１６〜１７のいずれか一項に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項１９】
前記電極は、前記シャフトに沿ってその遠位端に向かう方向に、前記シャフトから分岐する、請求項１〜８または１６〜１８のいずれか一項に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項２０】
前記電極と前記シャフトの前記遠位端との間に長手方向に配置された前記シャフトの領域を加熱するためのヒータをさらに備える、請求項８に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項２１】
前記シャフトは、少なくとも前記電極と前記シャフトの前記遠位端との間に長手方向に配置された前記領域内に、輪郭が描かれた外側表面を備える、請求項８に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項２２】
前記電極と前記シャフトの前記遠位端との間に長手方向に配置された前記領域内における前記シャフト上での材料の蓄積を監視するための監視回路をさらに備える、請求項８に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項２３】
前記監視回路は、第１の電気経路に沿って前記電極を前記ツールと結合する第１の構成と、第２の電気経路に沿って前記ツールを前記外科手術用発電機と結合する第２の構成との間で再構成可能なスイッチを備える、請求項６に添付される請求項２２に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項２４】
前記監視回路は、前記スイッチが前記第１の構成内で構成されている場合、前記電極と患者との間で直接、前記第１の電気経路を流れる前記電流を監視するための、および前記スイッチが前記第２の構成内で構成されている場合、前記第２の電気経路に沿って前記電極とツールとの間を直接流れる前記電流を別個に監視するための電流センサをさらに備える、請求項２３に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項２５】
前記監視回路は、前記ツールのシャフトの遠位端の周りに配置されたガードカラーを備え、前記監視回路は、前記電極とガードカラーとの間の第１の電気経路であって、前記第１の電気経路を流れる電流を監視する第１の電流センサを備える前記第１の電気経路と、前記電極と患者との間の第２の電気経路であって、前記第２の経路、すなわち前記電極と前記患者との間、を流れる電流を監視する第２の電流センサを備える前記第２の電気経路とを備える、請求項６に添付される請求項２２に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項２６】
前記第２の信号を前記発電機から前記電極に伝達するために、前記電極から前記ツールの近位端まで延びる導電性経路をさらに備える、請求項１〜２５のいずれか一項に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項２７】
前記電極は、前記ツールの周りで円周方向に分離された複数の導電性要素を備える、請求項８に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項２８】
前記要素は、前記発電機から前記各要素に前記第２の信号を伝達するために、前記ツールの近位端まで延びるそれぞれの導電性経路と電気的に結合される、請求項８に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項２９】
感知装置は、各導電性経路に沿って流れる電流を別個に感知するための複数の電流センサを備える、請求項２７に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項３０】
前記コントローラは、前記それぞれの電流センサから出力される電流感知信号に応じて、前記導電性要素を選択的に電気的に絶縁するための切替え装置を備える、請求項２７に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項３１】
前記コントローラは、タイミングシーケンスに従って前記導電性要素への前記電気信号を受け入れるためのタイミング装置を備える、請求項２９に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項３２】
前記ツールへの前記第１および第２の信号の前記印加を切り替える少なくとも１つのリレーをさらに備える、請求項１〜３１のいずれか一項に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項３３】
残留電荷の放電または消散を可能にする少なくとも１つの抵抗器をさらに備える、請求項３２に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項３４】
前記ツールは、外科手術を実施するために、その遠位端に配置されたツールピースを備え、前記ツールピースと患者組織との間の分離とは無関係に、前記ツールピースと前記患者組織との間の電圧差を実質的に一定に維持するための電圧補償回路をさらに備える、請求項１〜３３のいずれか一項に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項３５】
前記電圧補償回路は、前記ツールピースと患者組織との間を流れる電流が０〜１００μＡの間で変化するとき、前記電圧差を実質的に一定に維持するように構成される、請求項３４に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項３６】
前記電圧補償回路は、前記電圧差を３ｋＶと１５ｋＶとの間に設定するように構成される、請求項３４または３５に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項３７】
前記電圧補償回路は、前記電圧差を３ｋＶと８ｋＶとの間に設定するように構成される、請求項３６に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項３８】
患者に対して外科手術を実施する際に使用するための外科手術用システムであって、
外科手術用ツールと、
前記外科手術中に前記患者の組織を切断または焼灼する際に使用する第１の信号を生成するための、前記外科手術用ツールと通信可能に結合可能な外科手術用発電機と、
前記ツール上に配置された電極と、
前記外科手術の部位の近くの前記電極から電界を生成するのに使用する第２の信号を生成するために、また前記外科手術部位の近くに浮遊する粒子を除去するために、前記電極と通信可能に結合可能な発電機と、
前記電極への前記第２の信号の印加を制御するためのコントローラと
を備え、アセンブリは、前記第１の信号の起動状態を感知する感知装置をさらに備え、前記感知装置は、前記コントローラと通信可能に結合され、前記第１の信号の起動状態に応じて、感知信号を前記コントローラに出力するように構成され、
前記コントローラは、前記第１の信号の起動を表す感知信号を受信すると、前記電極への前記第２の信号の前記印加を可能にするように構成される、システム。
【請求項３９】
患者に対しての外科手術部位の近くに浮遊する粒子を除去するための電極アセンブリであって、発電機と通信可能に結合可能であり、電気信号を受信するように構成された複数の導電性要素を備える電極を備え、感知装置と通信可能に結合されたコントローラをさらに備え、患者組織への前記導電性要素の近接を表す前記感知装置からの感知信号を受信するように構成され、前記コントローラは、前記感知信号に応じて、前記導電性要素に前記電気信号を選択的に受け入れるように構成される、電極アセンブリ。
【請求項４０】
前記電極は外科手術用ツール上に配置される、請求項３９に記載の電極アセンブリ。
【請求項４１】
前記感知装置は、各導電性要素に沿って流れる電流を別個に感知するための複数の電流センサを備える、請求項３９または４０に記載の電極アセンブリ。
【請求項４２】
前記コントローラは、前記導電性要素を選択的に電気的に絶縁するための切替え装置を備える、請求項３９に記載の電極アセンブリ。
【請求項４３】
前記コントローラは、タイミングシーケンスに従って前記導電性要素への前記電気信号を受け入れるためのタイミング装置を備える、請求項３９に記載の電極アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外科手術用アセンブリ、外科手術用システムおよび電極アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
エアロゾル形態の粒子状物質は、一般的に外科手術中に遭遇する。粒子状物質は、例えば、治療薬を供給するために利用されるか、外科手術を行った結果として経験することがあり得る。微粒子ベースの治療薬の例としては、血液の急速な凝固をもたらすための、または癌などの疾患を治療するための薬剤の供給がある。外科手術を行った結果として作り出される粒子状物質の一般的な例としては、「エネルギーベースの」外科手術器具を使用するときに経験するものがある。エネルギーベースの外科手術器具には、組織の切断や凝固などの治療効果を実現するために、何らかの方法で電力が供給される。無線周波数（ＲＦ）、超音波、レーザなどの動作モードがいくつかあるが、これらのエネルギーベースの器具は全て、その動作モードの副産物として粒子状物質を作り出す。
【０００３】
エネルギーベースの器具によってエアロゾルの形態で作り出された粒子状物質は、少なくとも２つの理由で問題がある。第１に、それは外科医の視野を急速に遮り、したがって外科手術を遅くし、視界不良により引き起こされる患者への偶発的危害のリスクを生み出す。第２に、これらの器具によって作り出された粒子状物質への長期間の曝露は、医療従事者にとって危険である可能性があるという懸念がある。歴史的に真空ベースのシステムが、手術野からエアロゾル粒子状物質を抽出するために使用されてきた。ただし、これは希釈ベースのプロセスであるため、粒子状物質を迅速に除去し視野の質を改善するのには非効率的である。これに加えて、例えば腹腔鏡手術などの手術空間を作り出すためにガス注入を必要とする外科手術の場合、結果として生じるガス交換により、組織は乾燥し干上がり、これにより患者に有害な影響を及ぼす。この結果と、真空ベースのシステムは音が大きくて扱いにくいという事実の結果として、真空ベースのシステムの採用は乏しくなっている。
【０００４】
国際公開第２０１１／０１０１４８号は、電気外科手術中に発生するサージカルスモークおよび他のエアロゾル粒子の低減ならびに除去のための装置を介して外科手術で粒子状物質を管理するための代替アプローチを開示している。装置は、腹腔内などの外科手術部位の近くに配置された尖った電極から電子の流れを生成し、電極から放出された電子は近くに浮遊するエアロゾル粒子に付着する。装置はさらに、電極と患者との間に電位差を確立して、イオン化粒子を外科手術部位から引き離し、それにより外科医の部位視界が改善される。
【０００５】
しかしながら、例えば腹腔内に配置される電極は、腹壁内に追加の切開を必要とし、これは望ましくない。装置の有効性はまた、外科手術部位や他の外科手術器具に対する電極の位置にも依存するため、外科医の経験とスキルにも左右される。
【発明の概要】
【０００６】
本発明者は、現在、上記の制限の少なくともいくつかに対処する外科手術用アセンブリ、外科手術用システム、および電極アセンブリを考案した。
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、患者に外科手術を実施する際に使用するための外科手術用アセンブリであって、
外科手術中に患者の組織を切断または焼灼する際に使用する第１の信号を受信するように配置された外科手術用ツールと、
ツール上に配置された電極と、
外科手術の部位の近くの電極から電界を生成する際に使用する第２の信号を生成するために、また外科手術部位の近くに浮遊する粒子を除去するために、電極と通信可能に結合可能な発電機と、
電極への第２の信号の印加を制御するためのコントローラと
を備え、第１の信号の起動状態を感知する感知装置をさらに備え、感知装置は、コントローラと通信可能に結合され、第１の信号の起動状態に応じて、感知信号をコントローラに出力するように配置され、
コントローラは、第１の信号の起動を表す感知信号を受信すると、発電機から電極への第２の信号の印加を可能にするように配置される、アセンブリが提供される。
【０００８】
一実施形態では、コントローラは、第１の信号の停止を表す感知信号を受信すると、電極への第２の信号の印加を無効にするように構成される。
【０００９】
一実施形態では、コントローラは、第１の信号の停止を表す感知信号を受信した後、所定時間の間、電極への第２の信号の印加を無効にするタイミング装置を備える。
【００１０】
一実施形態では、感知装置は、第１の信号を起動させる１つ以上のアクチュエータの起動を感知するためのセンサを備える。例えば、アクチュエータは、第１の信号を生成するための電気外科手術用発電機または超音波発電機などの外科手術用発電機に関連付けられてもよく、ツール上に配置されてもよい。代替的に、またはそれに加えて、感知装置は、第１の信号を直接感知するためのセンサを備える。
【００１１】
一実施形態では、本アセンブリは、第１の信号を生成するための外科手術用発電機をさらに備え、第１の信号はケーブルを介してツールに伝達される。したがって、感知装置のセンサは、ケーブルに沿った第１の信号の生成または起動を感知するように構成されてもよい。
【００１２】
一実施形態では、本アセンブリは、第１の信号の起動状態とは無関係に、電極への第２の信号の印加を可能にするオーバーライドアクチュエータをさらに備える。この設備は、外科手術部位の近くに浮遊する粒子を除去するために、外科医に第２の信号を手動で起動させるオプションを提供することが想定される。オーバーライドアクチュエータは、ツールまたは発電機上に配置されてもよく、例えば、押しボタンを備えて、外科医がスモーク除去期間を開始できるようにしてもよい。
【００１３】
電極はツール上に配置され、一実施形態では、電極はツールの遠位端に近接してツールの周りに延在する。電極は、電気絶縁性キャリア上に配置された導電性材料のカラーまたはリングを備える。キャリアおよびカラーは、ツールの長手方向軸の中心にあり、一実施形態では、キャリアは、カラーの少なくとも連続した円周方向に延在する部分を電気的に露出するための連続した周辺方向に延在する窓を備える。
【００１４】
代替実施形態では、キャリアは、ツールの周りのカラーの部分を電気的に露出するための円周方向に分離された複数の窓を備える。一実施形態では、窓は、カラーの成形部分を電気的に露出させるために、正方形および／または三角形などの形状である。代替的に、カラーは、カラー部分の所望の成形を提供するように成形されてもよい。
【００１５】
一実施形態では、ツールはハンドルと、その近位端でハンドルに結合されるシャフトとを備え、電極はシャフトの遠位端に近接して配置される。電極は、ツール、特にシャフトの周りに延在してもよい。一実施形態では、電極はシャフトからオフセットされており、ワイヤの直線部分または尖った端部を有するロッドを備えてもよい。さらなる代替では、電極はブレードを備えてもよい。
【００１６】
一実施形態では、電極は、シャフトに沿ってシャフトの遠位端に向かう方向に、シャフトから分岐する。
【００１７】
代替実施形態では、電極はツール上に配置され、ツールの周りで円周方向に分離された複数の導電性要素を備える。当該要素は、発電機からそれぞれの当該要素に第２の信号を伝達するために、ツールの近位端まで延びるそれぞれの導電性経路と電気的に結合される。当該要素は電線を含んでもよい。
【００１８】
一実施形態では、ツールはハンドルと、その近位端でハンドルに結合されるシャフトとを備え、電極はシャフトの遠位端に近接して配置される。一実施形態では、本アセンブリは、電極とシャフトの遠位端との間に長手方向に配置されたシャフトの領域を加熱するためのヒータをさらに備える。
【００１９】
一実施形態では、シャフトは、少なくとも電極とシャフトの遠位端との間に長手方向に配置された領域内に、輪郭が描かれた外側表面を備える。
【００２０】
一実施形態では、本アセンブリは、電極とシャフトの遠位端との間に長手方向に配置された領域内におけるシャフト上での材料の蓄積を監視するための監視回路をさらに備える。監視回路は、電極から患者に流れる電流に起因して患者を流れる全電流を監視するようにさらに構成される。第１の実施形態では、監視回路は、第１の電気経路に沿って電極をツールに結合する第１の構成と、第２の電気経路に沿ってツールピースを外科手術用発電機と結合する第２の構成との間で再構成可能なスイッチを備える。監視回路は、電流計などの電流センサをさらに備え、スイッチが第１の構成内で構成されている場合、電極と患者との間で直接、第１の電気経路を流れる電流を監視するための、およびスイッチが第２の構成内で構成されている場合、第２の電気経路に沿って電極とツールとの間を直接流れる電流を別個に監視するための電流センサをさらに備える。
【００２１】
代替実施形態では、監視回路は、ツールシャフトの遠位端の周りに配置されたガードカラーを備え、監視回路は、電極とガードカラーとの間に第１の電気経路を備え、第１の経路は、第１の経路、すなわち電極とガードカラーとの間、を流れる電流を監視する第１の電流センサを備える。監視回路は、電極と患者との間の第２の電気経路をさらに備え、第２の経路は、第２の経路、すなわち電極と患者との間、を流れる電流を監視する第２の電流センサを備える。
【００２２】
一実施形態では、電極は、発電機からカラーに第２の信号を伝達するために、カラーからツールの近位端まで延びる導電性経路をさらに備える。
【００２３】
一実施形態では、外科手術用アセンブリは、ツールへの第１および第２の信号の印加を切り替える少なくとも１つのリレーと、残留電荷の放電または消散を可能にする少なくとも１つの抵抗器をさらに備える。
【００２４】
一実施形態では、ツールは、外科手術を実施するために、その遠位端に配置されたツールピースを備える。本アセンブリは、ツールピースと患者組織との間の分離とは無関係に、ツールピースと患者組織との間の電圧差を実質的に一定に維持するための電圧補償回路をさらに備えてもよい。電圧補償回路は、ツールピースと患者組織との間を流れる電流が０〜１００μＡの間で変化するとき、電圧差を実質的に一定に維持するように構成される。一実施形態では、電圧補償回路は、３ｋＶと１５ｋＶとの間、好ましくは３ｋＶと８ｋＶとの間の電圧差を設定するように構成される。
【００２５】
本発明の第２の態様によれば、患者に対して外科手術を実施する際に使用するための外科手術用システムであって、
外科手術用ツールと、
外科手術中に患者の組織を切断または焼灼する際に使用する第１の信号を生成するための、外科手術用ツールと通信可能に結合可能な外科手術用発電機と、
ツール上に配置された電極と、
外科手術の部位の近くの電極から電界を生成するのに使用する第２の信号を生成するために、また外科手術部位の近くに浮遊する粒子を除去するために、電極と通信可能に結合可能な発電機と、
電極への第２の信号の印加を制御するためのコントローラと
を備え、アセンブリは、第１の信号の起動状態を感知する感知装置をさらに備え、感知装置は、コントローラと通信可能に結合され、第１の信号の起動状態に応じて、感知信号をコントローラに出力するように構成され、
コントローラは、第１の信号の起動を表す感知信号を受信すると、電極への第２の信号の印加を可能にするように構成される、システムが提供される。
【００２６】
外科手術用システムのさらなる特徴は、外科手術用アセンブリの特徴のうちの１つ以上を備えることができる。
【００２７】
本発明の第３の態様によれば、患者に対して行われる外科手術の部位の近くに浮遊する粒子を除去するための電極アセンブリであって、本アセンブリは、発電機と通信可能に結合可能であり、電気信号を受信するように構成された複数の導電性要素を備える電極を備え、本アセンブリは、感知装置と通信可能に結合されたコントローラをさらに備え、患者組織への導電性要素の近接を表す感知装置からの感知信号を受信するように構成され、コントローラは、感知信号に応じて、導電性要素に電気信号を選択的に受け入れるように構成される、電極アセンブリが提供される。
【００２８】
一実施形態では、電極は外科手術用ツール上に配置される。感知装置は、各導電性要素に沿って流れる電流を別個に感知するための複数の電流センサを備えてもよい。感知された電流が所定の閾値を超える場合、これは、要素が患者の組織の近くを通過するか、さもなければ組織に接触することを示す場合があり、感知装置は感知信号をコントローラに出力して、コントローラが発電機からの導電性要素を抑止するか、そうでなければ電気的に絶縁するように構成される。
【００２９】
一実施形態では、コントローラは、導電性要素を選択的に電気的に絶縁するための切替え装置を備える。
【００３０】
一実施形態では、コントローラは、タイミングシーケンスに従って導電性要素への電気信号を受け入れるためのタイマーを備える。したがって、タイミング装置により、所望のシーケンスに従って、電気信号によって要素を別個にアドレス指定できるようになる。
【００３１】
本発明を上記で説明してきたが、本発明は、上で述べたまたは以下の説明で述べる特徴の任意の発明の組合せにまで及ぶ。本発明の例示的な実施形態を添付図面を参照して本明細書で詳細に説明するが、本発明はこれらの正確な実施形態に限定されないことを理解すべきである。
【００３２】
さらに、個別にまたは実施形態の一部として説明される特定の特徴は、他の特徴および実施形態が特定の特徴について言及していない場合でも、他の個別に説明される特徴または他の実施形態の一部と組み合わせることができると考えられる。したがって、本発明は、まだ説明されていないそのような特定の組合せにまで及ぶ。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
本発明は、様々な方法で実施することができ、例示のみを目的として、添付の図面を参照しながら、その実施形態を以下に説明する。
【図１】本発明の一実施形態による外科手術用アセンブリの概略図である。
【図２ａ】外科手術用ツールに取り付けられた電極の実施形態の概略図である。
【図２ｂ】外科手術用ツールに取り付けられた電極の実施形態の概略図である。
【図２ｃ】外科手術用ツールに取り付けられた電極の実施形態の概略図である。
【図２ｄ】外科手術用ツールに取り付けられた電極の実施形態の概略図である。
【図２ｅ】外科手術用ツールに取り付けられた電極の実施形態の概略図である。
【図２ｆ】外科手術用ツールに取り付けられた電極の実施形態の概略図である。
【図２ｇ】外科手術用ツールに取り付けられた電極の実施形態の概略図である。
【図２ｈ】外科手術用ツールに取り付けられた電極の実施形態の概略図である。
【図２ｉ】外科手術用ツールに取り付けられた電極の実施形態の概略図である。
【図２ｊ】鉗子に取り付けられた電極の側面図の概略図である。
【図２ｋ】図２ｊに示された電極および鉗子の平面図である。
【図３】閉ループ電流制御回路を示す回路図の概略図である。
【図４ａ】電圧補償回路の概略図である。
【図４ｂ】電流の関数としての、ツールピースの遠位端での出力電圧のグラフ表示である。
【図５】本発明の一実施形態による外科手術用システムの概略図である。
【図６】外科手術用ツールのシャフト上の導電性材料の蓄積を監視するための監視回路の概略図である。
【図７】図５に示された外科手術用システムの回路図の概略図である。
【図８】本発明の一実施形態による電極アセンブリの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図面の図１を参照すると、電気外科手術、超音波またはレーザベースの外科手術など、外科手術中に使用するための本発明の一実施形態による外科手術用アセンブリ１００が示されている。本アセンブリ１００は、通常、外科医が組織を切断および／または焼灼するために保持するツールを備える場合がある、外科手術用ツール１１０を備える。図示の実施形態では、ツール１１０は、ハンドル１１１と、その近位端でハンドル１１１に結合される細長いシャフト１１２とを含む。シャフト１１２は、誘電材料から形成され、通常、その長手方向軸に沿ってシャフト１１２を通って延伸する導体１１３を備える。導体１１３は、シャフト１１２の遠位端から外に延伸し、したがって、電気的に露出しており、エネルギーを組織に供給する役割を担うツールピース１１４を形成するかまたはこれに接合する。ツールピースは、外科手術を容易にするように形成されており、例えば、弓形部、もしくはＬ形部に形成されたワイヤ、または鉗子の顎もしくは把持器を備えてもよいし、あるいは、例えば、血管の密閉に適した顎／把持器の配置（図示せず）を備えてもよい。
【００３５】
図面の図１および図２を参照すると、本アセンブリ１００は、ツールシャフト１１２上に、その遠位端に近接して配置された電極１２０をさらに含む。第１の実施形態では、電極１２０は、シャフト１１２の周りに円周方向に延在し、シャフトの長手方向軸を中心とする。電極１２０は、電気絶縁性シース（図示せず）またはキャリア１２２内に収容された導電性カラー１２１を備える。この点で、キャリア１２２は、カラー１２１とツール１１０のシャフト１１２との間に放射状に配置され、したがって、カラー１２１とツール１１０に沿って延伸する導体１１３との間を直接流れる電流を最小限に抑えるように機能する。電極カラー１２１は、キャリア１２２の半径方向外向き側に形成された円周方向に延在する窓１２３により、電極１２０の半径方向外向き側に沿って、その円周方向に電気的に露出されており、したがって、カラーのリング状部分１２４を露出させる（図２ａ）。代替実施形態では、キャリア１２２は、その半径方向外向き側に形成された複数の窓１２５を備え、この窓はカラー１２１の部分を電気的に露出するために、電極１２０の周りで角度分離されている。窓１２５は、例えば、正方形（第２の実施形態−図２ｂ）もしくは三角形（第３の実施形態−図２ｃ）、またはこれらの組合せを含み、カラー１２１の成形部分を電気的に露出するように作用してもよい。電極の第１、第２および第３の実施形態のそれぞれにおいて、カラー１２１は、キャリア１２２の開口部を通って突出するように配置され、したがって、キャリア１２２の外面の上方に延在する。カラー１２１の隆起部分により、そこからの微粒子材料イオン化のための電子放出が促進される。図面の図２ｄに示される第４の実施形態では、カラー１２１は、キャリア１２２の遠位端を超えてシャフト１１２の長手方向に延在し、カラー１２１の遠位縁またはリングを電気的に露出する（図２ｄ）。この場合、同様に電子の放出を促進するために、遠位端を鋭くしてもよい。さらなる代替実施形態（図示せず）では、カラー１２１は、所望の形状を形成するように直接パターン化されてもよいし、キャリア１２２内に収容されるのではなく、キャリア１２２の半径方向外向き側に配置されてもよく、カラー１２１の露出部分の望ましい形状は、キャリア１２２の窓の形状によって決定される。
【００３６】
第５の実施形態（図面の図２ｅに示される）では、電極１２０は、代わりに、電気的に露出したワイヤなど複数の導電性の細長い要素１２６を備え、実質的に平行な向きに配向され、ツール１１０のシャフト１１２の長手方向軸と平行であってもよい。要素１２６は、シャフト１１２の周りに角度分離され、ツールシャフト１１２の周りに円周方向に延在する導電性リング１２７によってそれらの近位端で電気的に結合される。
【００３７】
上記の各実施形態の電極１２０は、第１〜第４の実施形態のそれぞれのカラー１２１または第５の実施形態のリング１２７からシャフト１１２に沿ってハンドル１１１に向かって延伸する導電性経路１２８をさらに備え、経路は電気コネクタ１１５で終端する。経路１２８は、例えば、電気絶縁ワイヤを備えてもよく、コネクタ１１５を介して、発電機１４０からカラー１２１またはリング１２７に電気信号を電気的に伝達するように構成される。発電機１４０は、１．５〜２０ｋＶ、好ましくは３〜１０ｋＶを生成することができる高電圧発電機を備えてもよく、外科手術の部位に近接した、カラー１２１または細長い要素１２６の電気的に露出した部分から電界を確立するために使用される直流（ＤＣ）電圧波形を生成するように構成される。
【００３８】
図面の図２ｆおよび図２ｇに示す第６の実施形態では、電極１２０は、尖った遠位端を有する細長いロッドまたはワイヤ１２９を備える。電極１２０は、シャフト１１２の長手方向軸に実質的に平行に延伸してもよく（図２ｆ）、シャフト１１２に沿ってその遠位端に向かう方向にシャフト１１２から離れるように分岐してもよい（図２ｇ）。両方の状況において、電極１２０の近位端は、第１のオフセットＸだけシャフト１１２の外面から半径方向に間隔が空けられ、電極１２０の遠位端は、第２のオフセットＹだけ、シャフト１１２の遠位端（すなわち、導体１１３が露出する場所）から長手方向に間隔が空けられる。図面の図２ｊに示すように、ツールピース１１４が、例えば、鉗子を備える状況では、第１のオフセットは、鉗子の顎Ｊ１、Ｊ２が回転する平面の外に向けられる。この点で、例えば、顎がｘ−ｙ平面内で回転する状況では、第１のオフセットはｘ−ｙ平面から横方向に伸びｚ軸に沿った分離の成分を含む。
【００３９】
第１および第２のオフセットＸ、Ｙにより、外科手術の結果として生じる流体および組織など、シャフト１１２上での導電性材料（図示せず）の蓄積によって引き起こされる、電極１２０と導体１１３またはツールピース１１４との間の直接的な望ましくない電気的トラッキング／コンダクタンスが最小限に抑えられる。シャフト１１２上の導電性材料の蓄積により、電極１２０の露出したワイヤ１２９とツールピース１１４との間に電気経路が生じ、図面の図２ｈに示すように、シャフト１１２の外面を雄ねじ１１２ａまたは波形で輪郭を描くことにより、この経路をさらに減少させることができる。輪郭を描くことは、シャフト１１２の周りの輪郭１１２に優先的に材料を追従させる（それにより沿面距離を増加させる）ことによって、シャフト１１２に沿って導電性材料が分布（クリープ）する傾向を低減させる。
【００４０】
第１〜第６の実施形態の各々に関連して上述した電極１２０は、アクチュエータ（図示せず）によって、シース（図示せず）内に収容されてもよいし、電極１２０を露出させるためにシースに対して引き込み可能に展開可能であってもよい。シースに対して電極１２０を引っ込めると、シースは電極１２０を拭き取り、したがって電極１２０から導電性材料を除去するように構成される。シース（図示せず）がシャフト１１２に対して引き込み可能である状況では、シャフトから導電性材料を除去して電極１２０とツールピース１１４との間の電気的トラッキングをさらに最小限に抑えるように、シースをさらに構成してもよい。
【００４１】
シースの代替として、またはそれに加えて、本アセンブリ１００は、図面の図２ｉに示すように、シャフト１１２の遠位端と電極１２０との間で長手方向にツールシャフト１１２上に配置されたヒータ１３０を備えてもよい。ヒーター１３０は、例えば、シャフト１１２の周りに延びる、またはシャフト１１２内に埋め込んでもよく、抵抗コイル１３１に電流を供給するために、転送ワイヤ１３２を介して電源（図示せず）に電気的に結合される、カプセル化された抵抗線のコイル１３１を備えてもよい。コイル１３１を通る電流の経路は、電極１２０とツールピース１１４との間に長手方向に配置されたシャフト１１２の領域を加熱し、シャフト１１２の周りに配置された導電材料および流体を乾燥させ、電極１２０とツールピース１１４との間の電気経路の発達を最小限に抑えるように配置される。
【００４２】
図面の図３を参照すると、発電機１４０は、患者を通る電極１２０からの出力電流の閉ループ制御のためのアナログ閉ループ制御回路２００を備える。動作電流は、患者組織からの電極１２０の遠位端の分離によって影響を受ける。電極１２０が患者の組織に近づくにつれて、インピーダンスは低下する。これにより、電流が増加し、電極１２０と患者との間の出力電圧が低下する。しかしながら、発電機１４０は、電極１２０と患者組織との間に流れる電流を監視し、通常、患者に安全に印加できる最大ＤＣ電流である１０μＡに近づくと電流を終結させる。その結果、電圧は電気集塵を引き起こすのに十分なレベルを下回る。
【００４３】
制御回路２００は、主に発電機１４０の出力電流を制御する。発電機１４０は、その出力部に２００ＭΩの直列抵抗６３２（図７を参照）を備えており、単一短絡故障状態、すなわち、電流制限が機能せずに発電機１４０が最大電圧を出力する場合、最大電流５０μＡを保証する。抵抗は、それぞれ発電機１４０の高電圧および低電圧の出力端子と直列に別個に接続された２つの別々の１００ＭΩ抵抗器６３２ａ、６３２ｂ（図７を参照）として具体化される。電流は、抵抗器を介して発電機１４０に戻され（図７を参照）、それによりバッファリングされてプロセス値として使用される電圧が発生する。この値は、コンパレータ２０１を使用して電流設定点と比較され、結果の誤差は、発電機１４０に制御信号を提供する積分器２０２を介して積分される。プロセス値が電流設定点を上回る／下回る場合、発電機１４０への制御信号は減少／増加する。これにより、高電圧出力が減少／増加し、測定電流が目標設定点の値に向かって増加／減少する。
【００４４】
発電機出力が約１０ｋＶで飽和すると、エラー信号が飽和し、使用可能な電流が制限される可能性がある。閉ループ回路２００は、可変レベルで飽和するように設計されており、プロセス値電流が設定点を下回るたびに出力飽和電圧を１０ｋＶ未満に調整することが可能になる。
【００４５】
発電機１４０のこの出力抵抗により、通常の動作条件下で出力部において望ましくない電圧降下が起き、出力部での利用可能な電圧と引き出される電流との間に依存性が生じる。実際には、コロナ電流が、通常１０μＡという患者電流制限に近い場合に問題が発生する。直列抵抗６３２両端での電圧降下により、出力電圧は、効率的なコロナ、即ちスモーク微粒子のイオン化に必要な電圧を下回る。使用可能な電流が不十分なためではなく、電圧が不十分なため、強制的な電流制限によりスモーク除去性能が低下する。
【００４６】
しかしながら、図４ａに示すように、電圧補償回路３００を使用して電圧降下を補償することができ、この回路は発電機１４０からの電圧出力に応じた増加を設計するように構成される。これは、直列抵抗６３２での電圧降下分だけ電圧設定点を増加させることで実現される。この回路は、所望のまたは目標の電圧と、抵抗６３２を流れる電流を表す信号とを入力として受信するように構成されたプロセッサ３０１または加算装置を含む。この電流は、閉ループ制御回路２００によって既に知られており、制御回路のプロセス値は、直列抵抗を流れる電流を表す。したがって、電流信号の一部を設定点に追加することにより、所望の電圧補償を実現する。この回路３００で動作すると、図面の図４ｂに示すように、電流制限までほぼ平坦な負荷曲線が得られる。これにより、発電機１４０が電圧飽和点に達していない限り、電流の増加に伴ってイオン化効率が低下しないことが保証される。
【００４７】
図面の図５を参照すると、患者に外科手術を実施する際に使用するための、本発明の一実施形態による外科手術用システム４００が示されている。システム４００は、上述の（および図１に示す）外科手術用アセンブリ１００と、外科手術を実施する際に使用するためのツール１１０に沿ってツールピース１１４への外科手術信号を生成する外科手術用発電機４１０とを備える。ツールピース１１４が導電体を備える実施形態では、外科手術用発電機４１０は、シャフト１１２内のワイヤ１１３に沿って電流外科手術信号を生成するための電気外科手術用発電機を備えてもよい。しかし、代替実施形態では、シャフト１１２は、必要な外科手術を実施するために、超音波またはレーザ外科手術信号をそれぞれの超音波またはレーザ外科手術用発電機から伝達する導波管（図示せず）を備えてもよいことが想定される。
【００４８】
本アセンブリ１００およびシステム４００は、発電機１４０からカラー１２１／リング１２７／ワイヤ１２９への電極１２０の電気経路１２８に沿った電流の印加を制御するために、コントローラ１５０をさらに備える。コントローラ１５０は、外科手術信号の起動状態に応じて電極１２０への電流の印加を有効化および無効化するための切替え装置１５１を備える。起動状態は、本アセンブリ１００の感知装置１６０によって決定され、当該感知装置１６０は、外科手術信号を作動させるためのアクチュエータ４２０の動作を直接感知するように、または代替として、電流センサ１６１を介してなど、外科手術用発電機４１０からの外科手術信号を直接感知するように構成されてもよい。感知装置１６０は、起動状態に応じて感知信号をコントローラ１５０に出力するように構成されており、コントローラ１５０は、電極１２０への電流を有効化／無効化するかどうかを決定することができる。
【００４９】
使用中、電極１２０は、切替え装置１５１を介して、ケーブル１４２で発電機１４０の電極１４１と電気的に結合される。ケーブルは、ツール１１０のハンドル１１１上のコネクタ１１５と接続するためのコネクタ（図示せず）で終端する。患者は、例えば、患者の脚（図示せず）に当てられる接触パッド１４４およびさらなる接続ケーブル１４５を介して発電機１４０のさらなる電極１４３に電気的に結合される。次いで、ツール１１０は、ハンドル１１１上に配置されたさらなる接続ケーブル４１１およびコネクタ４１２を介して、外科手術を実施するための外科手術用発電機４１０と電気的に結合される。外科医が、ツールハンドル１１１のボタン４２０、例えば、フットスイッチ（図示せず）のペダル、または外科手術用発電機４１０自体のボタン４２０を介するなどして、外科手術信号を起動させると、感知装置１６０は、コントローラ１５０に感知信号を出力し、コントローラ１５０が切替え装置１５１を閉じることにより同時に電極１２０に電流を流せるように構成される。したがって、電極１２０への電力供給により、カラー１２１の露出部分または導電性要素１２６またはワイヤ１２９と患者との間に電界が確立され、これにより、例えば、外科手術部位近くで浮遊状態に保持されたイオン化微粒子が患者の方に引き付けられ、外科医の視野がクリアになる。したがって、コントローラ１５０は、外科手術信号が開始された時点で、電極１２０が微粒子除去の促進を可能にすることは明らかである。
【００５０】
外科手術用発電機４１０のアクチュエータ４２０が外科手術信号を除去するために操作されたことを感知装置１６０が感知したとき、または外科手術信号がツール１１０から除去された、すなわち無効になったことを感知装置１６０が感知したとき、感知装置１６０はコントローラ１５０に感知信号を出力し、コントローラ１５０に切替え装置１５１を開かせ、それによりさらなる電流が電極１２０に流れるのを阻止して、電界を除去するように構成される。
【００５１】
しかしながら、代替実施形態では、コントローラ１５０はタイマー１５２をさらに備え、このタイマーは、コントローラ１５０が、外科手術信号が除去された後、１〜１０秒などの所定時間の間、電極１２０への電気信号の無効化を遅らせることができる。これにより、電極１２０は、例えば、外科医が外科手術の局面を終えた後でも患者への電界を維持することができ、その結果、手術の局面が完了した後でも、スモークおよび微粒子の除去を継続できる。
【００５２】
一実施形態では、本アセンブリ１００は、電極１２０とツールピース１１４との間のツールのシャフト１１１上の導電性材料の蓄積を監視するための監視回路５００をさらに備える。監視回路５００の概略図が図面の図６に示されており、ツールピース１１４、導体１１３、発電機１４０および電極１２０を含む直列電気経路５１０を含む。経路５１０は、電極１２０からツールピース１１４を分離することによって中断され、スイッチ５２０は、図６ａに示す実施形態では、外科手術信号がツールピース１１４に印加されている間、開いたままである（すなわち、外科手術用発電機４１０に切り替えられる）。しかしながら、ツールピース１１４からの外科手術信号の除去の後、スイッチ５２０は、コントローラ１５０からの命令を介して閉じるように構成されており、これにより、ツールピース１１４と電極１２０との間に電気経路が確立され、この経路は電極１２０からツールピース１１４を物理的に分離することによってのみ中断される。したがって、ツールピース１１４と電極１２０との間のシャフト１１２上に配置された導電性材料は、（発電機１３０から生成される）電流が直接それらの間を通過することを促進することになるであろう。したがって、監視回路５００を流れる電流は、導電性材料の蓄積を示している。シャフト１１２上に導電性材料が完全にないツール１１０の場合、ツールピース１１４と電極１２０の物理的分離により、電流が監視回路５００を流れることはできない。逆に、シャフト１１２が導電性材料でひどく汚染されている状況では、電流はツールピース１１４と電極１２０との間を容易に流れることになる。したがって、経路５１０内に直列に配置された電流計５３０を使用するなどして経路５１０を流れる電流を監視することにより、導電性材料の蓄積を監視することができ、次に、患者と電極１２０との間の電圧差が使用不可能なレベルまで低下する前に、（例えば、シース（図示せず）または上記の加熱コイル１３１を介して）シャフト１１２を洗浄することができる。シャフト１１２が加熱コイル１３１を介して洗浄される状況では、発生する加熱がシャフト１１２上に配置された材料のレベルに依存するように、加熱コイル１３１を監視回路５００の経路５１０と直列構成で配置してもよいことが想定される。
【００５３】
上記監視回路５００は、ツールピース１１４からの外科手術信号の除去後にのみ有効化される。しかし、代替実施形態では、図面の図６ｂに示すように、監視回路５００は、シャフト１１２の遠位端、その外側に配置された導電性ガードカラーまたはリング５４０を備えてもよく、シャフト１１２上の導電性材料の蓄積レベルは、電極１２０とツールピース１１４との間ではなく、電流計Ａ１  ５３０ａを介して材料を通過し、電極１２０とリング５４０との間を流れる電流を監視することにより決定されるので、シャフト１１２上の材料の蓄積を監視することができる。この代替実施形態の監視回路は、別個の電流計Ａ２  ５３０ｂをさらに備えるので、電極１２０から患者を流れる電流は、外科手術信号をツールピース１１４に印加する間、すなわち使用中に、同時に監視することができる。
【００５４】
図６ａおよび図６ｂに示される監視回路５００はまた、電極１２０からの電気信号により患者を通過する全電流を監視するようにも構成される。図６ａおよび図６ｂを参照すると、ツールピース１１４および電極１２０の使用中に、電流は電極１２０から患者を通過し、患者パッド１４４を介してそれぞれの発電機１４０に戻る。したがって、外科手術中に電流を監視することができるので、電極１２０への電流供給を最大化して、患者の安全電流制限を超えることなく、最適なイオン化を提供することができる。
【００５５】
本アセンブリ１００は、外科医が電極１２０への電流を起動させて感知信号とは無関係に粒子状物質の除去を行えるように、例えば、発電機１４０上に配置されてもよいオーバーライドアクチュエータ１７０と、（図面の図１および図５に示されるように）コントローラ１５０と、外科手術用ツール１１０またはフットスイッチ（図示せず）とをさらに備える。オーバーライド設備により、外科医は、例えば、スモーク除去のために、意識的にツール１１０を配置することができ、さらに外科医がコントローラ１５０の切替え装置１５１を操作して、あらかじめ準備した時間の間、外科手術部位の近くに浮遊する粒子状物質を適切に除去することができる。
【００５６】
外科医が外科手術用発電機４１０を起動させて（したがって電極１２０への電気信号のコールを開始して）、またはオーバーライドアクチュエータ１７０を作動させて電極１２０への電気信号を有効にするかどうかに関係なく、電極１２０への電気（スモーク除去）信号の印加は、基本的に、電極１２０の患者組織への近接を監視する閉ループ制御回路２００によって制御される。制御回路２００は、電極１２０の遠位端の電圧を監視するための電圧監視装置（図示せず）を備える。電極１２０が、例えば、患者の腹腔内の腹壁（図示せず）に接近しすぎて配置された場合、電極１２０と患者組織との間のインピーダンスが減少するため、電圧は閾値値を下回ることになる。この低下した電圧は、外科手術に伴う粒子とスモークをイオン化するための適切な電位差を作り出すには低すぎることになる。さらに、電極１２０が患者の組織に接近しすぎる場合、これは、電気信号の印加時に、患者を通過する直接的な電気的短絡をもたらす可能性がある。したがって、制御回路２００は、電極１２０のカラー１２１／要素１２６／ワイヤ１２９が、電気信号の要求またはコールに関係なく、患者の組織に接近しすぎて配置されるか、または配置されるようになる場合に、電極１２０への電気信号の印加を防止／終了するように構成される。
【００５７】
図面の図７を参照すると、本発明の一実施形態による外科手術用システム４００の回路図６００の概略図が提供されているが、感知装置１６０は除外されている。システム４００は、入力端子６０２を介して交流主電力を受電するように構成され、この交流主電力は、発電機１４０に関連する整流回路（図示せず）を使用して直流に変換される。発電機１４０からの高電圧出力は、ケーブル１４２内のライン１４２ａを介してハンドピース１１０に提供される。ライン１４２ａはリレーＲ１を備え、電極１２０への電気信号の印加は、このリレーＲ１の切替え状態に依存する。
【００５８】
同様に、外科手術用発電機４１０は、入力端子６０４を介して交流主電力を受電し、インタフェース６０６を介して出力される第１の信号すなわち外科手術信号を生成するように構成される。外科手術信号は、ケーブル４１１およびコネクタ６０８を介してハンドピース１１０、したがってツールピース１１４に伝達される。ケーブル４１１は、リレーＲ２が配置されたライン４１１ａと、リレーＲ３が配置されたケーブル４１１ｂとを含む。ケーブル４１１では、患者回路と環境との間の静電容量を低減し、外科手術用発電機出力部の電極間の静電容量も低減するために、長さが最小化されている。これにより、ＲＦ漏れ電流が減少し（したがって、オペレータまたは患者の火傷のリスクが低下し）、患者への感電の危険性である低周波（電源）漏れ電流のリスクが減少する傾向がある。一部のシステムでは、治療ケーブルを長くすることで増加するＲＦ変位電流／容量電流は、外科手術効果電流と比較して有意であり（外科手術用プラズマは多くの場合、高インピーダンスである）、この結果、意図した治療波形は減衰する。
【００５９】
システム４００の回路は、リレーＲ２の両側に結合され、帰路または接地経路６１４まで延びる第１および第２の電気経路６１０、６１２をさらに備える。経路６１４は、コントローラ１５０のハウジング１５０ａ上の端子６１６まで延びる。第２の極１４３または発電機１４０の戻りは、ケーブル４１１’を介してこの経路６１４に電気的に結合される。ケーブル４１１’は、端子６１６と電気的に結合するために、その遠位端に配置されたコネクタ６１８を備える。第１の経路６１０は、リレーＲ２の高電圧側で電気的に結合され、その中に配置された直列接続ブリード抵抗器６２０（１ＭΩ〜３００ＭΩ、好ましくは５０ＭΩ〜２００ＭΩの範囲の抵抗値を有する）を備える。ブリード抵抗器６２０は、第１の信号の印加から生じる残留電荷の消散または放電を促進するように機能する。ブリード抵抗器６２０の抵抗は、第１の信号が好ましくは１０μＡに制限されるため、外科手術用発電機４１０の出力部に現れる外科手術信号の残留部分を適切に減衰するように選択される。ブリード抵抗器６２０は、第２の信号に与えられる負荷に対して些細な追加であり、したがって、第２の信号に実質的に影響を及ぼさない。第２の経路６１２は、リレーＲ２の低電圧側で電気的に結合され、直列接続されたリレーＲ６および放電抵抗器６２２を備える。
【００６０】
回路は、ボタン４２０などを介して外科医によって手動で起動されるツールハンドル１１１に配置されたリレーＲ５をさらに備える。リレーＲ５は、外科医の要求を伝えるためにケーブル１４２内でコントローラ１５０まで延びる電気経路１４２ｂ内に配置される。経路１４２ｂは、ＤＣ電流がコントローラ１５０に流れるのを防止するためのコンデンサ６２４などの電気絶縁要素をさらに備える。
【００６１】
ツールピース１１４および電極１２０の動作状態は、フロントパネルインジケータディスプレイ６２６を介して外科医への視覚的出力として提供される。このディスプレイ６２６は、ＤＣ電流がディスプレイ６２６に流れるのを防止する保護コンデンサ６３０も含む経路６２８を介して、コントローラ１５０から信号を受信するように構成される。
【００６２】
図７を参照すると、回路は、線１４２ａに電気的に結合され、ハウジング１５０ａに配置されたポート６２５まで延びる別個の電気経路６２１をさらに備える。経路６２１は、スモーク除去のためにさらなる電極（図示せず）を発電機１４０に電気的に結合する必要がある場合、第１の信号をポート６２５に伝達するためにコントローラ１５０により動作可能な直列接続リレーＲ４をさらに備える。
【００６３】
初期化プロセス中、切替え装置１５１のリレーＲ１およびＲ２は閉じられ、切替え装置１５１の他の全てのリレー（Ｒ３〜Ｒ６）は開いているため、外科手術用発電機４１０の出力部における残留電荷は、１０ｍｓ〜１００ｍｓの間、放電抵抗器６２０を介して急速に放電または消散することができる。この初期化の後、リレーＲ１が開く。この状態では、システムは待機状態にあり、Ｒ２のみが閉じられ、外科医からの要求に対応できる。
【００６４】
外科医がボタン１８１を作動させることにより外科手術信号をツールピース１１４に印加することを要求すると、リレーＲ５が閉じられ、それによりコントローラ１５０に対してリレーＲ３を閉じるように命令する。ボタン１８１が押されている間、外科手術信号はツールピース１１４に伝達され、感知装置（図７には図示せず）は、外科手術信号の起動を感知し、スモーク除去のために、リレーＲ１を閉じて電気信号を電極１２０に印加するように構成される。電気信号が電極１２０へ印加されると、そこから電子が発生し、電子は浮遊粒子に付着し、それにより粒子をイオン化する。ＤＣ信号により電極１２０と患者との間に生成される電界は、その後、イオン化粒子が患者に引き付けられるようになり、したがって、外科手術部位から離れるようになり、外科医の視界が改善される。
【００６５】
外科医がボタン１８１を解除すると、リレーＲ５が開く。感知装置１６０は、この解除を検出し、このボタン解除をコントローラ１５０に伝え、これによりリレーＲ２およびＲ３が開き、それにより外科手術信号がツールピース１１４まで移動するのを止める。約５〜１０秒の時間遅延に続いて、リレーＲ１がコントローラ１５０によって開かれ、電極１２０から電気信号が除去される。しかしながら、例えば、外科医が長時間のスモーク除去を必要とする場合、外科医はオーバーライドアクチュエータ１７０を押して、電気信号が電極１２０まで移動し続けるようにしてもよい。さらに、外科医がボタン１８１を解除してツールピース１１４から外科手術信号を除去すると、コントローラ１５０はリレーＲ６を閉じさせ、ツールピース１１４で発生した容量性残留電荷が抵抗器６２２を介して放電できるようにする。
【００６６】
しかしながら、電極１２０への電気信号の印加は、患者組織と接触しないように配置され、閉ループ制御回路２００によって決定されるように、患者組織から最小距離に配置される電極１２０に依存する。制御回路２００は、電極１２０が患者組織に接近しすぎて配置された場合、電気信号の要求またはコールに関係なく、電極１２０への電気信号の印加を無効化／防止するように構成される。
【００６７】
図面の図８を参照すると、本発明の一実施形態による電極アセンブリ７００が示されており、これは、外科手術部位の近くで外科手術中に発生するサージカルスモークなどの粒子状物質を低減する際に外科手術用ツール１１０と共に使用される。電極アセンブリ７００は、外科手術用アセンブリ１００と共に使用することができ、上記のシステム４００は、それぞれの電気経路１２８ａ〜ｄを介して発電機１３０とそれぞれ別個に電気的に結合可能な複数の導電性要素１２６ａ〜ｄを含む電極を備え、発電機１４０から電気信号、すなわち電流を受け取るように構成されている。
【００６８】
要素１２６ａ〜ｄは、外科手術用ツール１１０の周りで、要素１２６ａ〜ｄ間の角度分離を維持するキャリア１２２を介して円形アレイに構成される。しかしながら、熟練した読者は、要素１２６が、ツールシャフト１１２の断面形状に応じて、異なる形状のアレイに構成できることを認識するであろう。要素１２６は、例えば、実質的に平行な構成で、ツール１１０の長手方向軸と平行に配向され得る細長い電気ストリップまたはワイヤを備えてもよい。各要素１２６は、それぞれの経路１２８ａ〜ｄに配置されたそれぞれのスイッチ７１０ａ〜ｄを介して電流を受け取るように構成される。スイッチ７１０ａ〜ｄは、コントローラ１５０の切替え装置７１０の一部を形成し、コントローラ１５０は、電流感知装置７２０からの電流感知信号に応じて装置７１０の各スイッチ７１０ａ〜ｄを動作させるように構成される。
【００６９】
電流感知装置７２０は、それぞれの経路１２８ａ〜ｄを流れる電流を別個に感知するようにそれぞれが配置された複数の電流センサ７２０ａ〜７２０ｄを備える。特定のセンサ７２０ａ〜ｄが、特定の経路１２８ａ〜ｄに流れる電流が所定の閾値値を超えたことを感知した場合、感知装置７２０は、コントローラ１５０に信号を出力し、コントローラ１５０にそれぞれの経路１２８ａ〜ｄ内のスイッチ７１０ａ〜ｄを開かせ、要素１２６ａ〜ｄを電気的に絶縁させる。この点で、１つ以上の導電性要素１２６ａ〜ｄが患者組織に接近しすぎて通過する、またはそうでなければ患者に接触する状況では、コントローラ１５０は、それぞれの要素１２６ａ〜ｄに流れる電流を除去して、導電性要素１２６ａ−ｄからの患者を通る電流の直接的な放電を防止するように構成される。選択された要素１２６ａおよび１２６ｂ（例えば）を効果的に「スイッチオフ」するこの機能により、残りの要素１２６ｃおよび１２６ｄ（例えば）が正常に機能し続けることができるため、電極１２０の完全なシャットダウンの必要がなくなる。
【００７０】
コントローラ１５０は、タイミングシーケンスに従って切替え装置７１０のスイッチ７１０ａ〜７１０ｄを選択的に開閉するタイミング装置１５４をさらに備えてもよい。タイミング装置１５４により、コントローラ１５０は、例えば、各導電性要素１２６ａ〜ｄに順番に電流を周期的に印加するか、そうでなければ特定の順序で導電性要素１２６ａ〜ｄに電流を印加して、要素１２６ａ〜ｄから所望の時間変化する電界を生成できるであろうことが想定される。
【００７１】
上記から、本アセンブリおよびシステムにより、外科医がツールピースで患者組織を切断し、同時に電極で切断手術から生成された粒子を除去することもできることは明らかである。したがって、本アセンブリおよびシステムは、よりコンパクトで機能的な外科手術用装置を提供する。
【図１】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図２−３】
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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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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年2月19日(2020.2.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者に外科手術を実施する際に使用するための外科手術用アセンブリであって、
前記外科手術中に前記患者の組織を切断または焼灼する際に使用する第１の信号を受信するように配置された外科手術用ツールと、
前記ツール上に配置された電極と、
前記外科手術の部位の近くの前記電極から電界を生成する際に使用する第２の信号を生成するために、また前記外科手術部位の近くに浮遊する粒子を除去するために、前記電極と通信可能に結合可能な発電機と、
前記電極への前記第２の信号の印加を制御するためのコントローラと
を備え、前記第１の信号の作動状態を感知する感知装置をさらに備え、前記感知装置は、前記コントローラと通信可能に結合され、前記第１の信号の前記作動状態に応じて、感知信号を前記コントローラに出力するように配置され、
前記コントローラは、前記第１の信号の起動を表す感知信号を受信すると、前記電極への前記第２の信号の印加を可能にするように配置される、外科手術用アセンブリ。
【請求項２】
前記コントローラは、前記第１の信号の停止を表す感知信号を受信すると、前記電極への前記第２の信号の印加を無効にするように構成される、請求項１に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項３】
前記コントローラは、前記第１の信号の停止を表す感知信号を受信した後、所定時間の間、前記電極への前記第２の信号の印加を無効にするタイマーを含む、請求項１に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項４】
前記第１の信号の起動状態とは無関係に、前記電極への前記第２の信号の前記印加を可能にするオーバーライドアクチュエータをさらに備える、請求項１に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項５】
前記電極は、電気絶縁性キャリア上に配置された導電性材料のカラーを備え、前記キャリアは、前記カラーの少なくとも連続した円周方向に延びる部分を電気的に露出するための、連続した周辺に延びる窓を備える、請求項１に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項６】
前記電極は、電気絶縁性キャリア上に配置された導電性材料のカラーを備え、前記キャリアは、前記ツールの周りの前記カラーの部分を電気的に露出するための複数の円周方向に分離された窓を備える、請求項１に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項７】
前記窓は、三角形の形状を備える、請求項６に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項８】
前記窓は、正方形の形状を備える、請求項６に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項９】
前記電極は、前記シャフトからオフセットされている、請求項１に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項１０】
前記電極は、前記シャフトに沿ってその遠位端に向かう方向に、前記シャフトから分岐する、請求項１に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項１１】
前記電極と前記シャフトの前記遠位端との間に長手方向に配置された前記シャフトの領域を加熱するためのヒータをさらに備える、請求項１に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項１２】
前記ツールはハンドルと、その近位端で前記ハンドルに結合されるシャフトとを備え、前記電極は前記シャフトの遠位端に近接して配置され、前記シャフトは、少なくとも前記電極と前記シャフトの前記遠位端との間に長手方向に配置された前記領域内に、輪郭が描かれた外側表面を備える、請求項１に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項１３】
前記第２の信号を前記発電機から前記電極に伝達するために、前記電極から前記ツールの近位端まで延びる導電性経路をさらに備える、請求項１に記載の外科手術用アセンブリ。
【請求項１４】
患者に対して外科手術を実施する際に使用するための外科手術用システムであって、
外科手術用ツールと、
前記外科手術中に前記患者の組織を切断または焼灼する際に使用する第１の信号を生成するための、前記外科手術用ツールと通信可能に結合可能な外科手術用発電機と、
前記ツール上に配置された電極と、
前記外科手術の部位の近くの前記電極から電界を生成するのに使用する第２の信号を生成するために、また前記外科手術部位の近くに浮遊する粒子を除去するために、前記電極と通信可能に結合可能な発電機と、
前記電極への前記第２の信号の印加を制御するためのコントローラと
を備え、アセンブリは、前記第１の信号の起動状態を感知する感知装置をさらに備え、前記感知装置は、前記コントローラと通信可能に結合され、前記第１の信号の起動状態に応じて、感知信号を前記コントローラに出力するように構成され、
前記コントローラは、前記第１の信号の起動を表す感知信号を受信すると、前記電極への前記第２の信号の前記印加を可能にするように構成される、システム。
【国際調査報告】
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