CN103930212A - 腹腔镜器械中的改进及与腹腔镜器械相关的改进 - Google Patents

腹腔镜器械中的改进及与腹腔镜器械相关的改进 Download PDF

Info

Publication number
CN103930212A
CN103930212A CN201280054785.XA CN201280054785A CN103930212A CN 103930212 A CN103930212 A CN 103930212A CN 201280054785 A CN201280054785 A CN 201280054785A CN 103930212 A CN103930212 A CN 103930212A
Authority
CN
China
Prior art keywords
resistor
output electrode
output
voltage
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201280054785.XA
Other languages
English (en)
Inventor
佛朗西斯·奎库·艾格林·阿莫阿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asalus Medical Instruments Ltd
Original Assignee
Asalus Medical Instruments Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asalus Medical Instruments Ltd filed Critical Asalus Medical Instruments Ltd
Publication of CN103930212A publication Critical patent/CN103930212A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/18—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/66—Applications of electricity supply techniques
    • B03C3/68—Control systems therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/04—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
    • A61B18/12—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by passing a current through the tissue to be heated, e.g. high-frequency current
    • A61B18/1206—Generators therefor
    • A61B18/1233—Generators therefor with circuits for assuring patient safety
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/38—Particle charging or ionising stations, e.g. using electric discharge, radioactive radiation or flames
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00636—Sensing and controlling the application of energy
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00636—Sensing and controlling the application of energy
    • A61B2018/00773—Sensed parameters
    • A61B2018/00827—Current
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/04—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
    • A61B18/12—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by passing a current through the tissue to be heated, e.g. high-frequency current
    • A61B18/1206—Generators therefor
    • A61B2018/1266—Generators therefor with DC current output
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2218/00—Details of surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2218/001—Details of surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body having means for irrigation and/or aspiration of substances to and/or from the surgical site
    • A61B2218/007—Aspiration
    • A61B2218/008—Aspiration for smoke evacuation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C2201/00—Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/26—Details of magnetic or electrostatic separation for use in medical applications

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)
  • Electrotherapy Devices (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

提供了一种直流驱动电离装置，用于对其中将进行人体外科手术或美容手术的局部空气进行电离，该电离装置包括安全电路、电路控制器，以及重设模块，所述安全电路包括用于检测危险情况(例如短路或高电荷电平情况)发生的时间的检测模块，所述电路控制器用于驱动开关模块以关断DC电源，并在此之后循环地重新连接以及断开所述DC电源直到所述危险情况已被改正为止，所述重设模块用于在此之后为所述电路重新设定连续的DC电源直到发生下一次危险情况为止或直到完成所述手术为止。

Description

腹腔镜器械中的改进及与腹腔镜器械相关的改进
技术领域
本发明涉及腹腔镜器械，例如WO2011/010148中所述类型的电离器械。
背景技术
腹腔镜外科手术或“锁孔”外科手术涉及使用器械对患者进行外科手术的外科医生，这些器械被插入患者体内，但是却由人手或者位于患者体外的机器人控制装置来操作。该外科医生通常利用被插入到手术部位处或手术部位附近的内窥镜来查看正在发生什么，并且为了接近手术部位并为这些器械提供空间，通常利用适当的惰性气体(例如CO2)通过充气来在患者体内开设一个腔。
许多腹腔镜手术涉及热切割器械的使用，例如激光器和电热疗设备，这些器械可以通过烧蚀、加热、冷冻等来切割并烧灼组织。在某些情况下，外科医生的视野会被烟、蒸汽或其他雾气遮蔽，因此通常有必要提供用于将这些烟、蒸汽或雾气从手术部位提取出来的器件。烟、蒸汽和雾气的提取可以以多种方式来实现，例如通过对所述腔加压并设置安装有过滤器的放气管来实现。
本发明尤其涉及通过以WO2011/010148所述的方式进行电离来去除烟/蒸汽，WO2011/010148的内容通过引用而合并到本发明中，其涉及将设置在绝缘条或“棒”末端的电离电极插入手术部位，该电极相对于患者身体存在电势，以使空气中的烟/蒸汽微粒/颗粒被离子化，并被吸附到患者身体。因而，该烟/蒸汽被从周围空气中去除并且被转移到在此之后可通过冲洗等将其去除的表面。
当使用这种电离电极时，必须采用保护措施以确保在该电极与腔内其他手术器械之间不会产生电接触，该电接触会导致器械故障或短路，并且确保危险的电荷电平不在患者体内产生，如果忽略的话，该电荷电平具有引起心房纤维性颤动(AF)的可能性。另外，与患者连接的任意电气设备必须满足严格的安全标准以确保不同设备间的干扰被最小化，从而使得患者触电的风险和对患者的伤害被最小化。
本发明来源于以下事实：与将低电压DC波形或相反极性的AC波形连接到患者的外科手术器械不同，将高电压DC波形连接到患者的外科手术器械或设备能够直接或间接存储电荷，例如以与电容器存储电荷几乎相同的方式将电荷存储在器械内或存储在将要进行手术的人体内，结果由于在带电器械或人体与地之间的电势差，因而存在不必要的放电风险。
发明内容
根据本发明，提供了一种直流(DC)驱动电离装置，用于对其中将进行人体外科手术或美容手术的局部空气进行电离，该电离装置包括安全电路、电路控制器，以及重设模块，所述安全电路包括用于检测危险情况发生的时间的检测模块，所述电路控制器用于驱动开关模块以关断DC电源，并在此之后循环地重新连接以及断开所述DC电源直到所述危险情况已被改正为止，所述重设模块用于在此之后为所述电路重新设定连续的DC电源直到发生下一次危险情况为止或直到完成所述手术为止。
通过这种布置，由于器械与电离放电电极的无意接触而对外科手术器械造成的意外损坏可以通过将高电压DC电源立即中断并持续足以发现短路原因并将其改正的持续时间来避免，例如通过外科医生将外科手术器械从电离电极上移除来避免。类似地，当检测到的危险情况是建立了不可接受的高电平电荷(该危险情况可以由多种原因形成，包括在人体或外科手术器械以及相关电缆中建立了电容)时，可立即采取以下行动：断开DC电源并监测系统内的电荷直到电荷下降至所需的最大安全电平之下为止。
方便地，所述安全电路包括连接到所述DC电源的高压电阻器网络，所述电路可包括两个或多个用于限制电流输出的串联连接电阻器，一个或更多个用于使电流的电平能被感测的电流感测电阻器，一个或更多个分流电阻器，所述分流电阻器被设置以消耗标记电平负载，从而为安全监测的控制完整性提供保证。所述安全电路进一步包括一个或更多个在所述电离装置的输出电极处或所述电离装置的输出电极附近的串联连接电阻器，其阻抗幅度比前述串联连接电阻器的阻抗幅度低两个或多个数量级，以对电离器的功效不产生显著的影响但却能阻止或抑制电离装置的输出电极与返回电极之间所存储电荷的放电。
利用前述概念，高压DC电流可通过串联连接电阻器连接到患者，所述串联连接电阻器具有相对于施加电压的累计值，在电阻器被放置在输出端和返回连接两者时，该累计值引起通常在5μA与50μA之间并且优选地在10μA到50μA之间的最大可能电流。此外，可以使用将电流限制在最大10μA的电流有效控制以通过将有效电流限制的使用和抵抗电流限制的使用相组合来最大化较低输出电极阻抗处的颗粒清除，高电压与组合电阻之间的关系提供了介于20μA至50μA的电流限制。
本发明还提供了一种通过使用放置在可移动棒和所述输出电极附近的电阻器而循环地中断所述输出电压来响应过低的输出电极阻抗的模块，以在所述输出电极接近患者组织时避免无益放电，否则该放电将会被所述棒的使用者所感知。
例如通过公共连接脚踏开关的使用，来自颗粒产生外科手术器械的无线信号，或在使用电外科手术器械的情况下对检测到的标记无线频率发射，本发明还可扩展到将电离装置的激活与颗粒产生外科手术器械的激活相关联的概念。
附图说明
本发明现将仅以示例的方式进行描述，其中：
图1为根据第一实施例的电离装置的示意性设置；
图2为示出了当使用图1中的装置时的假设短路危险事件的曲线图；
图3为可代替如图1所示的设置的示意性设置，其包括高电压继电器开关；
图4为示出了输出电极电压和电荷随着时间变化的曲线图；
图5示出了输出电压相对于输出电极电流的特性，因为两者都影响微粒收集的效率；
图6为电离装置的另一实施例的示意性设置；以及
图7示出了由图6中所示的实施例引起的电离器负载曲线。
具体实施方式
首先参考图1，在1处所示的电离装置通常包括绝缘外壳2，绝缘外壳2包括用于操作电离装置1的安全电路2a。安全电路2a包括直流(DC)电源电池3，该电源电池3用于对DC开关电源DC到DC电压转换器4供电，该电压转换器4将电压增加至大约10千伏(kV)并将其施加到有源电缆5，在该电缆的自由端上存在非导电条或非导电棒6，有源电缆5的自由端以输出电极7的形式从非导电条或非导电棒6处突出。以导电垫形式的返回电极8被连接到至电池3的返回电缆9，在使用中，电极7和8以WO2011/010148中所述的方式在两者之间提供电离路径。
外壳2是充分绝缘的，以阻止外壳与其周围从而间接地与患者P建立任一显著电路径的可能性，同时仍然允许外壳2的内部电路能够承受高达与在外科手术期间施加于患者P的幅度相同数量级的电势，在外科手术中比如例如腹腔镜手术期间，该电离棒6是在体内使用的。
现在参考内部电路部件，这些电路部件包括：用于转换器4的隔离开关10，用于重新使能开关10和微控制器12的单稳态器件11，微控制器12分别以数字显示器13、音频输出扬声器14和LED15的形式连接到用户接口，这些设备共同向装置1的使用者建议电池3的电荷状态和与转换器4、有源电缆5以及连接到上述电路部件或与其连接的相关部件的状态有关的其他参数。
来自转换器4的输出经由16处的间断轮廓线中大体示出的高压电阻器网络而连接到有源电缆5和返回电缆9。该电阻器网络包括一对在0.4兆欧(GΩ)与1.2GΩ之间紧密连接的串联连接电阻器16a、16b，其电阻比上述电阻的幅值低3至5个数量级的串联电流感测电阻器16c，以及在激活输出电缆5与返回电缆9之间并联的分流电阻器16d，该分流电阻器16d通常具有比串联连接的电阻器16a、16b、16c的累积电阻大一个数量级的电阻值。
转换器4和高压电阻器网络16适于被封装在诸如环氧基树脂等不易于提供电离路径的惰性介质中，否则所述电离路径会绕开电阻器网络16的效应。
在单稳态器件11与返回电缆9之间，电阻器16b与16c之间是窗口比较器17，该窗口比较器限定用于安全操作的电流的可接受范围。
根据该发明，提供了通过有源电缆5和返回电缆9对从高压转换器4到患者P的电流输出和来自患者P的电流输出进行限定的多个模块，第一模块在转换器4自身中，通过设计将其稳态输出电流适当地限定为最大30微安(μA)的电流。
限定电流输出的第二模块通过串联连接电阻16a、16b的存在来提供，该串联连接电阻16a、16b依赖于将已知的最大高电压连接到整个电阻器网络16的转换器4。在有源电缆5与相关棒6之间和输出电极返回垫8与返回电缆9之间处于低阻抗状态下，该第二限制模块被配置成提供高达10μA的瞬时电流极限，该极限被认为呈现一可忽略的引起心脏窦性心律干扰的风险。
在用于电离装置的安全电路2a包括两个或多个串联连接电阻器的情况下，即使具有低阻抗的一个电阻器失效，也可获得一定程度的保护。在这样的情况下，在串联使用多于两个电阻器时，该患者电流被限制为不高于比如20μA，或者低于20μA。在已接受的安全分析方法中，20μA时患者窦性心律干扰风险的轻微增加被部件的低失效概率拉低，因此窦性心律干扰的综合可能性仍然是可忽略的。另外，还发现在来自第三方设备(例如电外科手术系统)的高频电流将会经由寄生电容通过控制装置耦合到附近环境的风险不存在的情况下，设置高阻抗是有利的。这个目的可通过适当地放置串联连接电阻器16b来便利地实现。
第三安全特征利用电流感测电阻器两端的电压，窗口比较器17要求该电压居于第一较低极限与10μA和Vhv/(R16a+R16b)中取较低值的第二较高限制之间，该第一较低极限由从最小可能负载中得出的电流引起，由分流电阻器16d对来自转换器4的电压Vhv的影响产生，该电压施加到电阻器网络16，Vhv/(R16a+R16b)是在输出电极与返回电极7、8之间的患者电流电平，其中，Vhv是当没有负载电流时来自DC到DC转换器的高电压输出的幅度。在通过感测电阻器16c的电流下降到由窗口比较器17所限定的可接受范围之外的情况下，在单稳态器件11所限定的期间，电池3和转换器4直接之间的连接被隔离开关10破坏。与这个中断同时发生的是，单稳态器件电路11向用户接口微控制器12发信号，以通过显示器13、扬声器14以及LED15来提供该事件的音频视频指示。
中断持续时间可以在0.2秒到10秒之间，但是优选的在2秒到3秒之间，这被认为足够长，足以使得外科医生能够对该危险情况做出反应，该危险情况可以由输出电极7与外科医生使用的第三方器械之间的无意接触产生，或者由对患者身体组织的不被接受的近距离接近产生。无论是哪种原因，在中断结束时，单稳态器件11重新启用隔离开关10，并允许尝试在更短的时段内，例如200毫秒内重新建立可接受的输出电流。需要这个时间以允许通过来自电阻器网络16的输出对高压电路中期望的寄生电容进行充电。基于寄生电容的大小和串联电阻器16a、16b的电阻值，可以估计这些电容处于10皮法(pF)到100pF的量级，因而可以花费0.1秒到0.5秒来充电。
该时间设置的有用特征在于：在过电流情况是由第三方外科手术设备与病人的连接中与大电容的连接引起的情况下，可以承受自由电荷(uncontrolledcharge)建立速率的明显降低。在优选实施例中，与没有被隔离开关10中断的情况下传递的输出电荷相比，传递到第三方设备电容的输出电荷可以降低到大约十分之一。
作为电容器危害的示例，按照医疗设备标准，允许单极电外科生成器通过5微法(μF)的电容器耦合到患者。一旦仅充电至几个伏特，当接下来将有源电极与肌肉接触时，存储的能量足以引起无意识的运动神经刺激，在外科手术期间该运动神经刺激被视为患者肌肉的不良痉挛。当将第三方电容器充电到不良电平所需的时间从大概2秒延长至大概20秒时，这种改进都向外科医生发出警报。
如果额外提供一种模块来对在引入与患者组织的突然电接触时从输出电极7流出的峰值位移电流进行限制，则可以实现对用户感知安全性的另一改进。这个接触可以是直接的，或可以以在第一电极7与患者组织之间通常小于2毫米长度的空气放电或电弧形式来代替。这种放电由有源电缆5与返回电缆9之间的电容来支持，该电容通常在10pF到100pF之间，包括共同连接的部分，例如患者组织体本身。这种无益放电可通过在棒6的近侧端与有源电缆5的远侧部之间(即在外壳2的外部)使用串联连接电阻器18来阻止。设置这样的串联连接电阻器18，即使其阻抗比串联输出电阻器16a、16b的阻抗小两个或多个数量级，也不会对电离器1的功效产生显著影响，但是却可以防止有源电缆5与返回电缆9之间存储的电荷发生用户可感知的放电，并且实际中，发现对于电阻器18而言电阻值为1兆欧(MΩ)是有效的。
图1所示的电路的运行被假设显示在图2中，图2描述了发生在循环中0.5秒处的短路事件，类似于例如第三方外科手术器械偶然与棒6末端处的输出电极7的接触。从起点0秒处开始，输出电极7处的电势快速增加到其期望的大约9kV的最大电平，同时输出电流从10μA的允许极限急剧下降到零附近。在0.5秒处，输出电极7与第三方器械之间的假设接触(该接触可被认为在该点处具有300纳法(nF)的电容)引起电压的立刻下降，这是因为电荷被保存而不是分布在有源电缆5的电容与第三方器械的电容之间。因此，输出电流上升到10μA的允许极限，并在此保持足够长的时间以触发单稳态器件11从而使隔离开关10打开2秒并使转换器4输出电流为零。在2秒持续时间结束处，隔离开关10被重新启动并持续十分之几秒，并且输出电流再次上升到10μA的允许极限而且只要隔离开关10保持闭合就一直持续保持10μA，这将触发单稳态器件11以再次打开隔离开关10，只要具有300nF电容的第三方器械与输出电极7保持接触，该循环就重复进行该循环。
正如从图2中将看出的那样，在该循环的持续时间内，输出电极7处的电压保持低电压，而由第三方接触引起的累积电荷每2秒发生阶梯状上升，反映了隔离开关10被闭合的时段期间增加到输出电极7的电荷。在所述情景中，在10秒结束之后以及在接下来的2秒禁用时段期间，第三方器械与输出电极7之间的接触被破坏，代表了外科医生接收到由微控制器12提示的音频/视频的报警信号后就将第三方器械从临近处移除，此后在输出电极7处存在电荷的立即下降。在所述特定的2秒禁用时段结束处，输出电极7的电压被发现回升至大约9kV的操作电平，并且电流从10μA急剧降回到零附近，从而在从该循环的起点算起大约11秒之外产生正常的连续输出电压。在该示例中，出于清楚的目的，选择忽略掉用于使电极6与患者P之间的腹腔镜空间电离所需的独立的可变功能电流。
在图3中，示出了用于电离装置1的改进的安全电路，其中，高压继电器开关19(其可适当地为通常具有开式触点的干簧式开关)被设置成并联跨接在转换器4的高压输出端。在这个改进的布置中，无论何时响应于检测到的不可接受的高患者电荷而打开隔离开关10，都闭合高电压开关19的触点以在输出与返回电极7、8两端从而在患者两端产生相对较低的阻抗，也就是患者的较低电阻。在该实施例中，患者连接7、8两端的阻抗也必须足够低，以避免从作为电容器的第三方器械得到的放电电流超过一电平的风险，该电平被认为可能对正常心脏窦性心律产生干扰。作为设置高压继电器开关19的结果，通过串联电阻16a、16b可对此进行保证，该高压继电器开关使得建立一平衡状态成为可能，在该平衡状态中，在闭合隔离开关10的时段期间不需要充入第三方器械的电荷在打开隔离开关10的时段期间被高压继电器开关19所撤销。因此，第三方器械产生无意接触的情况可呈现为良性，而不是在该事件期间停止微粒清除直到所述接触被破坏并且恢复电离装置1的正常操作为止。
与图2一样，图4描述了串联电阻器网络16a、16b为1GΩ且有源电缆5到返回电极/垫8的电容为100pF情况下输出电极7处的电压和电荷随时间的变化。与图2相比，由于图3中所示的高压继电器开关19的放电效应，在间歇性输出时段期间0.5秒之后，与输出电极7接触的电荷被发现降回到在闭合隔离开关10时的2秒间隔期间的电荷量。时间轴包括允许示出所实现的平衡点的间隔时间。长期结果是，在平衡处，由于电荷在闭合隔离开关10的较短时段期间被替换，所以相等的电荷通过高电压继电器开关19的触点被移除，因此相比于常规的9kV电平，输出电极7处的输出电压保持为低电压。
由于根据本发明的由串联电阻器16a、16b提供的第二电流限定模块的存在，生成器8相对于增加的输出电极电流7的输出电压特性如图5所示。在该示例中，转换器4被设置成将10kV连接到电阻器网络16。串联电阻器16a、16b被累积设置以提供1GΩ的阻抗，并且分流电阻16d被设置为10GΩ。
在常规微粒清除操作下，输出电极7与返回电极/垫8之间的电离路径的阻抗是以下各项的函数：微粒类型和密度，输出电极和患者主体组织之间的路径长度，以及输出电极7和周围主体患者组织的有效表面积。
在实际中，已经观察到，需要将大于3kV并优选地5kV的电压连接到输出电极7以实现令人满意的微粒清除，但是当输出电极7被放置得太接近患者主体组织时，微粒清除可能停止，因为电离路径的阻抗降至400MΩ以下。
当待清除的微粒是由电外科手术造成的时，已经观察到较高的电离路径阻抗发生在较高密度的电外科手术烟尘微粒处。同样地，图1中所描述的基本配置被优化，以在最大颗粒污染的情况下，向输出电极7与返回电极/垫8之间的最高电压提供最大电离电势。当完成颗粒清除时，发现输出电极7与返回电极/垫之间的电离路径电流上升，例如从清除开始的1.3μA上升到完成时的5μA。
在图6中，示出了在电离装置1相对于变化的输出电流的输出电压特性方面对图1中所述电路的改善。在这种情况下，通常以参照图1所描述的方式来提供电流限制的第二模块的串联电阻器16a、16b反而可减小到五分之一，使得在短路状态下，从电离装置1传递的最大电流从10μA上升到50μA，这由关系式Vhv/(R16a+R16b)决定。作为确保10μA电流限制的串联电阻器16a、16b的替换，增加了附加的控制电路，从而当接近所需的10μA电流限制时，获得感测电阻器16c处的电流信号并将其反馈到用于快速降低来自DC到DC转换器4的电压的闭环伺服机构中。在该示例中，电流求和汇合点20确定经过感测电阻器16c的电流与允许的限制值(例如10μA)之间的差。该结果被反馈到具有单侧函数输出的比例积分微分(PID)放大器21中，当电流求和汇合点20发信号表明可接受的输出电流情况时，这样导致零幅值输出，但是当求和汇合点20发信号表明过度输出电流情况时，这样导致快速增加的幅值输出。该信号被反馈到窗口比较17的上限窗口17a和用于DC到DC转换器4的电压控制的第一电压求和汇合点22中。信号的极性是这样的：来自电流求和汇合点20表明过多输出电流的信号使得来自第一电压控制求和汇合点22的输出的减少，随后，来自第一电压控制求和汇合点22的输出与第二电压控制求和汇合点23中的实际输出电压相比较。来自第二电压求和汇合点23的输出反过来被反馈到第二PID放大器24中，并被用于以本领域的技术人员所熟知的方式对DC到DC转换器4的操作强度进行控制。
图7示出了由串联电阻器16a、16b和上述闭环限流电路提供的电流限制的综合结果，在图7中，当返回电极8的输出电极7为零时，输出电压开始于最大值，然后随着输出电流上升而降低，但是明显低于图1中所示实施例的情况。这是串联电阻器16a、16b的值可降低到五分之一的结果。当输出电极7与返回电极8之间的空气介质的阻抗进一步降低从而达到所需的电流限制，例如10μA时，输出电压逐渐下降到零，而对于要在输出电极7到返回电极8的共同电阻中被进一步降低的输出电流，没有任何功能上的显著增加。
在大约3kV或更低的输出电压处，输出电极7与返回电极8之间的空气介质的电离导致明显更少的微粒沉淀，并且由窗口比较器17的上限17a基于来自具有单侧输出功能的第一PID放大器21的信号的幅值来检测这一情况。在与图1所示的实施例中所实现的方式类似方式中，窗口比较器17处的超范围信号导致单稳态器件11被持续触发2到3秒，在此期间，隔离开关10打开，从而禁用DC到DC转换器4。在该方式中，实现了改进的输出电压特性，同时输出电极7到返回电极8的阻抗允许在两者之间建立有效的微粒清除电压。然而，如果对于有效微粒清除而言阻抗过低，或者经由人体组织在电极7、8之间表现出短路，或者由于第三方设备电容，则将回到间歇性操作。
尽管已经描述了本发明的一些实施例，但是应该理解，本发明还扩展到这些实施例的变型，包括实施例的结合以及对本领域技术人员而言明显可知的变型。

Claims (10)

1.一种直流(DC)驱动电离装置(1)，用于对其中将进行人体外科手术或美容手术的局部空气进行电离，该电离装置包括安全电路(2a)、电路控制器(12)以及重设模块(11)，所述安全电路(2a)包括用于检测危险情况发生的时间的检测模块(16c，17)，所述电路控制器(12)用于驱动开关模块(10)以关断DC电源(3)，并在此之后循环地重新连接以及断开所述DC电源直到所述危险情况已被改正为止，所述重设模块(11)用于在此之后为所述电路重新设定连续的DC电源直到发生下一次危险情况为止或直到完成所述手术为止。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述安全电路(2a)包括连接到所述DC电源的高压电阻器网络(16)。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，两个或多个串联连接电阻器(16a,16b)被设置以限制电流输出。
4.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其中，一个或更多个感测电阻器(16c)被设置以使电流的电平能够被感测。
5.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其中，一个或更多个分流电阻器(16d)被设置以消耗标记电平负载，从而为安全监测控制的完整性提供保证。
6.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其中，一个或更多个串联连接电阻器(18)被设置在所述电离装置的输出电极(7)处或在所述电离装置的输出电极(7)附近。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，在所述输出电极(7)处或邻近所述输出电极(7)的所述串联连接电阻器(18)的阻抗幅度比所述电阻器网络(16)的连接电阻器(16a,16b)的阻抗幅度低两个或多个数量级。
8.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其中，设置有通过使用放置在所述可移动棒(6)和所述输出电极(7)附近的电阻器(18)循环地中断所述输出电压来对过低的输出电极阻抗进行响应的模块，以在所述输出电极接近患者组织时避免会被所述棒的使用者感知到的无益放电。
9.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其中，设置有用于使所述电离装置(1)的激活与产生颗粒的外科手术器械的激活相关联的模块(12)。
10.一种参照图1或图3或图6基本上如上所述的装置。
CN201280054785.XA 2011-11-07 2012-10-31 腹腔镜器械中的改进及与腹腔镜器械相关的改进 Pending CN103930212A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1119134.3 2011-11-07
GB1119134.3A GB2496382B (en) 2011-11-07 2011-11-07 Improvements in and relating to laparoscopic instruments
PCT/GB2012/052707 WO2013068724A1 (en) 2011-11-07 2012-10-31 Improvements in and relating to laparoscopic instruments

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103930212A true CN103930212A (zh) 2014-07-16

Family

ID=45421333

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280054785.XA Pending CN103930212A (zh) 2011-11-07 2012-10-31 腹腔镜器械中的改进及与腹腔镜器械相关的改进

Country Status (12)

Country Link
US (1) US10245106B2 (zh)
EP (1) EP2776169B1 (zh)
JP (1) JP6084230B2 (zh)
CN (1) CN103930212A (zh)
AU (1) AU2012335378B2 (zh)
BR (1) BR112014010797B1 (zh)
CA (1) CA2853405C (zh)
ES (1) ES2834948T3 (zh)
GB (1) GB2496382B (zh)
IN (1) IN2014MN00967A (zh)
RU (1) RU2625581C2 (zh)
WO (1) WO2013068724A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108024829A (zh) * 2015-09-25 2018-05-11 捷锐士阿希迈公司(以奥林巴斯美国外科技术名义) 多功能医疗装置
CN110678136A (zh) * 2017-05-19 2020-01-10 阿莱西外科有限公司 手术组件和系统以及直流电压补偿电路
US11076909B2 (en) 2015-09-25 2021-08-03 Gyrus Acmi, Inc. Multifunctional medical device

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150182708A1 (en) * 2013-12-31 2015-07-02 Joshua C. Barnard Apparatus and Method for Mitigation of Smoke and Particulate in Minimally Invasive Surgery
GB201414529D0 (en) 2014-08-15 2014-10-01 Asalus Medical Instr Ltd A surgical instrument
WO2018102376A1 (en) * 2016-11-29 2018-06-07 St. Jude Medical, Cardiology Division, Inc. Electroporation systems and catheters for electroporation systems
GB201709835D0 (en) * 2017-06-20 2017-08-02 Alesi Surgical Ltd Surgical Assembly, system and electrode assembly
US11350966B2 (en) * 2018-06-05 2022-06-07 Conmed Corporation System and method for controlling gas composition in a surgical cavity during endoscopic surgical procedures

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60202757A (ja) * 1984-03-27 1985-10-14 Ryowa Kakoki Kk 湿式電気集塵器の制御装置
EP0206160B1 (de) * 1985-06-24 1990-09-05 Metallgesellschaft Ag Stromversorgung für ein Elektrofilter
WO2004062516A1 (en) * 2003-01-09 2004-07-29 Gyrus Medical Limited An electrosurgical generator
CN2671689Y (zh) * 2003-08-08 2005-01-19 赵金文 新型高压静电油烟净化器的电控装置
CN201613181U (zh) * 2009-12-28 2010-10-27 厦门锐传科技有限公司 电除尘用智能中频高压双输出直流电源
WO2011010148A2 (en) * 2009-07-23 2011-01-27 Asalus Medical Instruments Limited Improvements in and relating to the reduction and removal of particles

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3838684A (en) * 1971-01-20 1974-10-01 B Manuel Cardiac monitor
US4951672A (en) * 1985-07-02 1990-08-28 General Electric Company Controlled impedance monitoring lead wires
JPS62133947A (ja) 1985-12-05 1987-06-17 オリンパス光学工業株式会社 焼灼止血装置
US4781175A (en) * 1986-04-08 1988-11-01 C. R. Bard, Inc. Electrosurgical conductive gas stream technique of achieving improved eschar for coagulation
US4745520A (en) * 1986-10-10 1988-05-17 Ransburg Corporation Power supply
US6142992A (en) * 1993-05-10 2000-11-07 Arthrocare Corporation Power supply for limiting power in electrosurgery
GB9204218D0 (en) * 1992-02-27 1992-04-08 Goble Nigel M A surgical cutting tool
RU2009606C1 (ru) * 1992-05-28 1994-03-15 Коновалов Сергей Иванович Устройство ограничения зарядного тока для сетевого источника питания
EP1024769B1 (en) 1997-10-23 2009-02-25 Arthrocare Corporation Power supply for electrosurgery in conductive fluid
US6135998A (en) 1999-03-16 2000-10-24 Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Method and apparatus for pulsed plasma-mediated electrosurgery in liquid media
US20030187430A1 (en) * 2002-03-15 2003-10-02 Vorisek James C. System and method for measuring power at tissue during RF ablation
GB0426648D0 (en) * 2004-12-03 2005-01-05 Gyrus Medical Ltd An electrosurgical generator
US7195627B2 (en) * 2003-01-09 2007-03-27 Gyrus Medical Limited Electrosurgical generator
US7701227B2 (en) * 2005-01-05 2010-04-20 Rensselaer Polytechnic Institute High precision voltage source for electrical impedance tomography
WO2007149063A2 (en) * 2005-03-15 2007-12-27 Enodis Corporation Cooking apparatus and method with product recognition
JP4789499B2 (ja) 2005-04-07 2011-10-12 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 電気手術装置
US8734438B2 (en) * 2005-10-21 2014-05-27 Covidien Ag Circuit and method for reducing stored energy in an electrosurgical generator
US7736359B2 (en) * 2006-01-12 2010-06-15 Covidien Ag RF return pad current detection system
US20070173802A1 (en) * 2006-01-24 2007-07-26 Keppel David S Method and system for transmitting data across patient isolation barrier
JP5711656B2 (ja) * 2008-03-31 2015-05-07 アプライド メディカル リソーシーズ コーポレイション 電気外科システム
AT507798B1 (de) * 2009-06-29 2010-08-15 Wohltan Sighard H Dipl Ing Mba Finger-positionierer für musiker

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60202757A (ja) * 1984-03-27 1985-10-14 Ryowa Kakoki Kk 湿式電気集塵器の制御装置
EP0206160B1 (de) * 1985-06-24 1990-09-05 Metallgesellschaft Ag Stromversorgung für ein Elektrofilter
WO2004062516A1 (en) * 2003-01-09 2004-07-29 Gyrus Medical Limited An electrosurgical generator
CN2671689Y (zh) * 2003-08-08 2005-01-19 赵金文 新型高压静电油烟净化器的电控装置
WO2011010148A2 (en) * 2009-07-23 2011-01-27 Asalus Medical Instruments Limited Improvements in and relating to the reduction and removal of particles
CN201613181U (zh) * 2009-12-28 2010-10-27 厦门锐传科技有限公司 电除尘用智能中频高压双输出直流电源

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108024829A (zh) * 2015-09-25 2018-05-11 捷锐士阿希迈公司(以奥林巴斯美国外科技术名义) 多功能医疗装置
CN108024829B (zh) * 2015-09-25 2021-03-05 捷锐士阿希迈公司(以奥林巴斯美国外科技术名义) 医疗装置
US11020166B2 (en) 2015-09-25 2021-06-01 Gyrus Acmi, Inc. Multifunctional medical device
US11076909B2 (en) 2015-09-25 2021-08-03 Gyrus Acmi, Inc. Multifunctional medical device
CN110678136A (zh) * 2017-05-19 2020-01-10 阿莱西外科有限公司 手术组件和系统以及直流电压补偿电路
CN110678136B (zh) * 2017-05-19 2024-02-27 阿莱西外科有限公司 手术组件和系统以及直流电压补偿电路

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014120630A (ru) 2015-12-20
JP6084230B2 (ja) 2017-02-22
BR112014010797A2 (pt) 2017-04-25
ES2834948T3 (es) 2021-06-21
AU2012335378A1 (en) 2014-05-15
GB2496382B (en) 2014-05-07
CA2853405C (en) 2019-07-23
RU2625581C2 (ru) 2017-07-17
IN2014MN00967A (zh) 2015-04-24
JP2014534870A (ja) 2014-12-25
CA2853405A1 (en) 2013-05-16
EP2776169A1 (en) 2014-09-17
US20140303615A1 (en) 2014-10-09
BR112014010797B1 (pt) 2021-08-31
GB2496382A (en) 2013-05-15
US10245106B2 (en) 2019-04-02
GB201119134D0 (en) 2011-12-21
WO2013068724A1 (en) 2013-05-16
EP2776169B1 (en) 2020-09-02
AU2012335378B2 (en) 2017-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103930212A (zh) 腹腔镜器械中的改进及与腹腔镜器械相关的改进
CN102470009B (zh) 关于减少和去除粒子的改进
CN108024829A (zh) 多功能医疗装置
CN110573103B (zh) 电外科器械中防止绝缘破坏的系统和方法
EP3179945B1 (en) A surgical instrument
CN103732168B (zh) 射频程序保护
CN115051691A (zh) 一种高压脉冲发生装置及冲击波发生系统
JP2016517760A (ja) 人体および動物からの組織塊切除用電気外科治療器具
RU2771423C2 (ru) Хирургические узел, система и электродный узел
JP7221218B2 (ja) 外科手術用アセンブリおよびシステム

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: Cardiff

Applicant after: Alaixys surgical Ltd

Address before: Cardiff

Applicant before: Asalus Medical Instr Ltd.

COR Change of bibliographic data
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20140716

RJ01 Rejection of invention patent application after publication