CN105434037B - 用于控制电外科系统的操作的系统和方法 - Google Patents

用于控制电外科系统的操作的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105434037B
CN105434037B CN201510665431.4A CN201510665431A CN105434037B CN 105434037 B CN105434037 B CN 105434037B CN 201510665431 A CN201510665431 A CN 201510665431A CN 105434037 B CN105434037 B CN 105434037B
Authority
CN
China
Prior art keywords
output
capacitance
impedance
cable
electrosurgical system
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201510665431.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105434037A (zh
Inventor
D·W·赫克尔
K·韦格尔
W·D·福克纳
K·C·布鲁克曼
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.)
Nellcor Puritan Bennett LLC
Original Assignee
Nellcor Puritan Bennett LLC
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 Nellcor Puritan Bennett LLC filed Critical Nellcor Puritan Bennett LLC
Publication of CN105434037A publication Critical patent/CN105434037A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105434037B publication Critical patent/CN105434037B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • A61B18/04—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
    • 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
    • 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
    • A61B18/14—Probes or electrodes therefor
    • A61B18/1442—Probes having pivoting end effectors, e.g. forceps
    • A61B18/1445—Probes having pivoting end effectors, e.g. forceps at the distal end of a shaft, e.g. forceps or scissors at the end of a rigid rod
    • 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
    • A61B18/1815—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using microwaves
    • 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
    • A61B2018/00571—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for achieving a particular surgical effect
    • A61B2018/00577—Ablation
    • 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
    • A61B2018/00571—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for achieving a particular surgical effect
    • A61B2018/00607—Coagulation and cutting with the same instrument
    • 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
    • A61B2018/00642—Sensing and controlling the application of energy with feedback, i.e. closed loop control
    • 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
    • A61B2018/00666—Sensing and controlling the application of energy using a threshold value
    • 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
    • A61B2018/00696—Controlled or regulated parameters
    • A61B2018/00702—Power or 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
    • A61B2018/00696—Controlled or regulated parameters
    • A61B2018/00702—Power or energy
    • A61B2018/00708—Power or energy switching the power on or off
    • 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
    • A61B2018/00696—Controlled or regulated parameters
    • A61B2018/0072—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
    • A61B2018/00636—Sensing and controlling the application of energy
    • A61B2018/00696—Controlled or regulated parameters
    • A61B2018/00755—Resistance or impedance
    • 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
    • A61B2018/00696—Controlled or regulated parameters
    • A61B2018/00767—Voltage
    • 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
    • A61B2018/00636—Sensing and controlling the application of energy
    • A61B2018/00773—Sensed parameters
    • A61B2018/00875—Resistance or impedance
    • 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
    • A61B2018/00892—Voltage
    • 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
    • A61B2018/00904—Automatic detection of target tissue
    • 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
    • A61B2018/0091—Handpieces of the surgical instrument or device
    • A61B2018/00916—Handpieces of the surgical instrument or device with means for switching or controlling the main function of the instrument or device
    • A61B2018/00928—Handpieces of the surgical instrument or device with means for switching or controlling the main function of the instrument or device by sending a signal to an external energy source
    • 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
    • A61B2018/0091—Handpieces of the surgical instrument or device
    • A61B2018/00916—Handpieces of the surgical instrument or device with means for switching or controlling the main function of the instrument or device
    • A61B2018/00958—Handpieces of the surgical instrument or device with means for switching or controlling the main function of the instrument or device for switching between different working modes of the main function
    • 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
    • A61B2018/1246—Generators therefor characterised by the output polarity
    • A61B2018/1253—Generators therefor characterised by the output polarity monopolar
    • 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
    • A61B2018/1246—Generators therefor characterised by the output polarity
    • A61B2018/126—Generators therefor characterised by the output polarity bipolar

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)

Abstract

本发明涉及用于控制电外科系统的操作的系统和方法。在电缆询问阶段期间使用转移矩阵对包括或者连接至输出电路的电外科系统进行建模以确定电外科系统中的泄漏电容，其中输出电路包括电外科设备和电缆。在将泄漏电容分配至或者设定至转移矩阵中的虚拟电容器之后，可以通过向输出电路施加实际输入电压和测量产生的输入电流以及将输入电压和测量的电流乘以转移矩阵来确定电外科系统的输出参数(诸如输出电压、输出电流、输出阻抗或者输出电力)。

Description

用于控制电外科系统的操作的系统和方法
本申请是申请日为2015年09月18日、申请号为201510600348.9，发明名称为“用于控制电外科系统的操作的系统和方法”发明专利申请的分案申请。
技术领域
本公开涉及电外科系统。更具体地，本公开涉及用于在电外科程序期间控制电外科系统的操作的方法，以及涉及使用该方法的电外科系统。
背景技术
有时使用能量传送系统治疗受损组织。可以应用本领域已知的用于组织治疗的各种类型的治疗性能量(例如，电、超声波、微波、低温、热、激光等等)来治疗组织。电外科学是涉及传送高射频(“RF”)电能量(例如，在自动双极电外科系统中1-70瓦特，在单极电外科系统中1-300瓦特)的组织治疗技术。电外科治疗由电外科设备(例如，电外科钳)呈现。
电外科系统通常监测电压和电流以‘远程地’评估电外科设备处的阻抗。评估电外科设备处的阻抗使电外科系统能够检测电外科系统处于电外科设备不接触所治疗部位的‘断开电路’状态中还是处于电外科设备接触所治疗部位的‘闭合电路’状态中。在这两个状态之间进行区分使得电外科系统能够仅在电外科设备接触所治疗部位时输出(生成)治疗性能量。
当外科设备接触组织时，由电外科系统评估的阻抗相对较低(十分之几欧姆到几千欧姆)。当外科设备与所治疗组织分离时，由电外科系统测量的阻抗应当理想地为无穷大(或者实际上非常高；例如，十分之几兆欧姆的数量级)。如果是这种情况，则断开电路状态与闭合电路状态之间的阻抗间隙将非常大，这将使电外科系统能够容易地并且可靠地区分两个状态。然而，在实践中，电外科系统的周边(其可以包括例如一个或者多个线缆、一个或者多个适配器、一个或者多个连接器、一个或者多个外科设备等等)包括寄生(泄漏)阻抗，该寄生阻抗不利地影响阻抗间隙(即，它们使间隙变狭窄)。根据电外科系统的周边的电气特征，由它不合需要地强加的阻抗可以例如从十分之几欧姆变化到十分之几千欧姆。
由电外科系统的周边强加在电外科系统上的寄生(例如，泄漏)阻抗造成这样的问题--在电外科程序期间监测阻抗的电外科系统可能将寄生阻抗错误地解释为由组织接触引起的阻抗(即使在电外科设备不接触组织的情况下)。因此，电外科系统可能错误地继续向电外科设备传送治疗性能量，或者恢复传送治疗性能量(即使设备(例如，钳)没有接触外科部位)。由外科医生握持治疗设备也可能增加寄生阻抗，这使对由电外科系统评估的阻抗的错误解释的问题加剧。(外科医生可以在治疗之前以及随后在治疗期间握持设备，以及偶尔地她/他可以使设备与所治疗组织分离，并且因此由外科医生引起的寄生阻抗也可能在电外科过程期间改变。)
由于，通常电外科系统用以评估电外科设备处的阻抗(从而评估设备-组织接触程度)的电压和电流并不真正地表示电外科设备处的真实阻抗(由于上述寄生/泄漏电容)，因此不仅区分断开电路状态与闭合电路状态可能不可靠，而且电外科系统可能向不是治疗上最优的组织传送/输出治疗性/治疗能量。
尽管在电外科程序期间电外科系统中未知的阻抗是变化的，但是具有使电外科系统能够可靠操作的方法和系统将是有利的。
发明内容
操作可以连接至输出电路的电外科系统的方法可以包括定义转移矩阵，所述输出电路包括连接至电外科设备的电缆，该转移矩阵电气地表示输出电路并且包括虚拟电容器(Cvirtual)以表示输出电路中的泄漏电容(Clkg)。方法可以包括将可以表示泄漏电容的电容值分配至或者设定至虚拟电容器。可以提前知道电容值(例如，可以从由RFID标签和条形码组成的组中选择的设备读取该电容值，并且可以将该电容值自动地设定至Cvirtual或者可以通过从用户接收输入手动地设定该电容值。)。可以不提前知道电容值，在这种情况下，可以通过扫描虚拟电容器的值确定最优电容来确定电容值，该最优电容是最好地表示泄漏电容的虚拟/理论电容。(‘最好地表示泄漏电容的虚拟/理论电容’指的是其值与泄漏电容的值相同或者近似相同的虚拟/理论电容。)
在电外科程序期间，方法还可以包括(i)由电外科系统向电缆(例如，电缆的输入端)施加输入电压(Vin)，以及响应于输入电压Vin，测量电缆中的输入电流(Iin)；(ii)使用转移矩阵从输入电压(Vin)和输入电流(Iin)计算输出电路的输出阻抗(Zout)，以及(iii)将输出阻抗(Zout)与阻抗阈值进行比较。关于电外科系统的电流或者紧接着的操作模式的确定可以基于比较结果。
计算电缆的输出阻抗(Zout)可以包括通过使用转移矩阵从输入电压(Vin)和从输入电流(Iin)来计算输出电路的输出电压(Vout)和输出电流(Iout)。为输出电路计算的输出电压(Vout)和输出电流(Iout)可以用于计算从电外科系统经由电外科设备传送至身体器官或者组织的电力(Pout)。
将最优电容值分配至虚拟电容器(Cvirtual)可以包括在线缆询问阶段期间，(i)在系列的电容值之间改变虚拟电容器的值以及通过使用表示输出电路的转移矩阵计算与系列的电容值分别地相对应的系列的输出阻抗；(ii)从系列的输出阻抗导出最大输出阻抗(Zmax)；(iii)为虚拟电容器确定最优电容值，输出阻抗对于该最优电容值是最大的；以及(iv)将最优电容值分配至虚拟电容器。可以根据电容间隔改变(扫描)虚拟电容器(Cvirtual)的值，例如可以在电容范围50pF-600pF内扫描该虚拟电容器的值。(可以使用其它电容范围。)
将最优电容值分配至虚拟电容器可以包括将电外科设备从电缆断开，随后由电外科系统向电缆施加输入电压(Vin)并且响应于施加的输入电压(Vin)测量电缆中的输入电流(Iin)，以及对于虚拟电容器的每个值，将输入电压(Vin)和输入电流(Iin)乘以转移矩阵以获得输出电路的输出电压(Vout)和输出电流(Iout)，以及从输出电压(Vout)和输出电流(Iout)计算输出电路的输出阻抗(Zout)。可以从系列的输出阻抗中选择最大输出阻抗(Zmax)，或者可以从系列的输出阻抗插值该最大输出阻抗。
确定电外科系统的操作模式可以包括确定电外科设备连接至电缆还是从电缆断开，和/或确定电外科设备是否接触身体器官或者组织，和/或电缆连接至电外科系统还是从电外科系统断开，和/或基于比较结果确定输出电路处于电外科设备不接触身体器官或者组织“断开电路”状态还是处于电外科设备接触身体器官或者组织的“闭合电路”状态。
根据权利要求1所述的方法，其中电外科系统的输出电路包括下列中的任何一个：(i)连接至电外科系统的电缆，(ii)电外科设备接触身体器官或者组织，(iii)将电缆连接至电外科系统的适配器，(iv)将电外科设备连接至线缆的适配器，以及(v)电外科设备由用户握持，以及包括它们的任何组合。
根据另一个实施例，操作电外科系统(包括信号发生器以及输出电路，输出电路包括将电外科设备连接至电外科系统的电缆)的方法可以包括，(i)向电缆施加输入电压(Vin)以及响应于输入电压Vin，测量电缆中的输入电流(Iin)，(ii)从输入电压(Vin)和输入电流(Iin)以及通过使用电气地表示输出电路的转移矩阵计算输出电路的电气参数。可以基于电气参数的值确定电外科系统的操作模式或者电外科系统将转换至的操作模式。
转移矩阵可以包括虚拟电容器(Cvirtual)，并且方法可以包括向虚拟电容器(Cvirtual)分配或者设定表示输出电路中的泄漏电容(Clkg)的电容值。泄漏电容(Clkg)可以包括下列中的一个或者多个：由于线缆的泄漏电容、由于电外科设备的泄漏电容、由于将线缆连接至电外科系统的连接器的泄漏电容、由于将线缆连接至电外科设备的连接器的泄漏电容，以及由于对象(例如，外科医生、技术人员等等)接触电外科设备的泄漏电容。
向虚拟电容器(Cvirtual)分配表示泄漏电容(Clkg)的电容值可以包括向虚拟电容器(Cvirtual)分配或者设定泄漏电容(Clkg)的值。替换地，将表示泄漏电容(Clkg)的电容值分配至虚拟电容器(Cvirtual)可以包括在线缆询问阶段期间，(i)在系列的电容值之间改变转移矩阵的虚拟电容器(Cvirtual)的值以及通过使用转移矩阵为输出电路计算与系列的电容值分别地相对应的系列的输出阻抗；(ii)从系列的输出阻抗导出最大输出阻抗(Zmax)；(iii)确定最优电容值，输出阻抗对于该最优电容值是最大的(Zmax)；以及(iv)将最优电容值分配至虚拟电容器(Cvirtual)。
可以从由下列模式组成的组中选择操作模式：(i)通过/由信号发生器经由电外科设备向所治疗部位传送治疗性能量，(ii)在治疗性能量传送至所治疗部位时或者同时调节信号发生器的电气参数，(ii)抑制向所治疗部位传送治疗性能量。
电气参数可能是输出电路的输出阻抗(Zout)，以及方法可以包括基于输出阻抗(Zout)的值确定电外科系统的操作模式或者为电外科系统确定操作模式，和/或区分输出电路的‘断开电路’状态(其中电外科设备从所治疗部位分离)与输出电路的‘闭合电路’状态(其中电外科设备附接至(接触)所治疗的部位)。计算输出电路的输出阻抗(Zout)可以包括通过将Vin和Iin乘以转移矩阵计算输出电路的输出电压(Vout)和输出电流(Iout)。电气参数可以是经由电外科设备传送或者要传送至所治疗部位的输出电力(Pout)。计算输出电力可以包括通过将Vin和Iin乘以转移矩阵来计算输出电路的输出电压(Vout)和输出电流(Iout)。方法可以包括控制输出电力以在治疗性能量传送期间向所治疗部位提供最优的治疗性能量。
还提供了可以包括治疗性能量传送发生器、用以控制治疗性能量发生器的控制器以及输出电路的电外科系统。输出电路可以包括例如向所治疗部位传递治疗性能量的电外科设备以及可以将电外科设备电连接至电外科系统的电缆。
控制器可以配置为定义转移矩阵，该转移矩阵电气地表示电外科系统或者输出电路。转移矩阵可以包括虚拟电容器(Cvirtual)，用于表示电外科系统或者输出电路中的泄漏电容(Clkg)。控制器可以配置为向虚拟电容器(Cvirtual)分配可以表示泄漏电容(Clkg)的电容值以及通过下列方式监测输出电路的电气参数：(i)向电缆施加输入电压(Vin)以及测量电缆中的输入电流(Iin)，以及(ii)从输入电压(Vin)和输入电流(Iin)以及通过使用转移矩阵来计算输出电路的电气参数。控制器可以配置为基于电气参数的值确定电外科系统的操作模式或者为电外科系统确定操作模式。
可以从由下列参数组成的组中选择电气参数：输出电路的输出电压、输出电路的输出电流、输出阻抗和传送至所治疗部位的输出电力。可以从由下列模式组成的组中选择操作模式：(i)从信号发生器向所治疗部位传送治疗性能量，(ii)当治疗性能量传送至所治疗部位时调节信号发生器的电气参数，以及(iii)抑制向所治疗部位传送治疗性能量。
控制器可以配置为接收表示输出电路中的泄漏电容的电容值(如果提前知道)，以及将该值分配或者设定至虚拟电容。如果表示泄漏电容的电容值是未知的，则控制器可以配置为通过在系列的电容值之间改变(“扫描“)转移矩阵中的虚拟电容器(Cvirtual)的值以及通过使用转移矩阵为输出电路计算与系列的电容值分别地相对应的系列的输出阻抗来对该电容值进行评估。随后，控制器可以从系列的输出阻抗导出最大输出阻抗(Zmax)，并且确定(例如，计算)最优电容值，对于该最优电容值输出阻抗是最大的(Zmax)。随后，控制器可以将最优电容值分配或者设定至虚拟电容器(Cvirtual)。
控制器可以通过下列方式将表示泄漏电容(Clkg)的电容值确定至虚拟电容器(Cvirtual)：(i)在系列的电容值之间改变转移矩阵的虚拟电容器(Cvirtual)的值以及通过使用转移矩阵为输出电路计算与系列的电容值分别地相对应的系列的输出阻抗，(ii)从系列的输出阻抗导出最大输出阻抗(Zmax)，(iii)为虚拟电容器(Cvirtual)确定最优电容值，对于该最优电容值输出阻抗是最大的(Zmax)。
当电外科设备从所治疗部位分离时(例如，在线缆询问阶段期间)，控制器可以使信号发生器向电缆输出输入电压(Vin)，并且响应于输入电压(Vin)测量电缆中的输入电流(Iin)，以及对于虚拟电容器(Cvirtual)的每个值，控制器可以将输入电压(Vin)和输入电流(Iin)乘以转移矩阵以获得输出电路的输出电压(Vout)和输出电流(Iout)。随后，控制器可以针对虚拟电容器的每个值(从而针对具有不同Cvirtual值的每个转移矩阵)从相关的输出电压和输出电流计算输出电路的输出阻抗(Zout)。
附图说明
在附图中图示了各种示例性实施例，意在这些示例不是限制性的。应当理解，为了图示的简单和清楚，下面参考的图中所示的要素并不一定是按比例绘制的。同时，在认为合适的地方，附图标记可以在图中重复以指示相似的、对应的或者类似的要素。附图有：
图1A示出了图示自动双极电外科系统的上下文中的理想情况的曲线；
图1B示出了图示自动双极系统的上下文中的现实情况的曲线；
图2A示出了根据示例实施例的概念性双端口网络；
图2B示意性地图示了根据示例实施例表示电外科系统的双端口网络；
图3示出了根据示例实施例的阻抗-电容曲线；
图4是根据示例实施例的电外科系统以及设置和安装的框图；
图5示出了根据示例实施例的操作电外科系统的方法；
图6示出了根据另一个示例实施例的操作电外科系统的方法；
图7示出了根据示例实施例展示由电外科系统使用此处公开的方法的框图；以及
图8示意性地图示了根据示例实施例的方法的利用。
具体实施方式
下列描述提供了示例性实施例的各种细节。然而，该描述并不旨在限制权利要求的范围，而是解释本发明的各种原理以及实施本发明的方式。
尽管本发明的实施例不限于这一点，但是利用诸如“处理”、“计算”、“运算”、“确定”、“分析”、“检查”等等术语的讨论可以指代计算机、计算系统或者其它电子计算设备的一个或者多个操作和/或一个或者多个过程，该一个或者多个操作和/或一个或者多个过程操纵表示为计算机的寄存器和/或存储器内的物理(例如，电子的)量的数据和/或将该数据变换为类似地表示为计算机的寄存器和/或存储器或者可以存储指令以执行操作和/或过程的其它信息非暂时性存储介质内的物理量的其它数据。除非明确地叙述，此处描述的方法实施例不限于特定顺序或者序列。另外，可以例如在相同时间点发生或者执行所描述的方法实施例中的一些或者其步骤。
图1A示出了图示自动双极(“ABP”)电外科系统的上下文中的理想情况的曲线100。水平轴指示ABP电外科系统的状态/条件；例如，系统的输出电路是闭合的对比断开的。垂直轴指示要由ABP电外科系统在电外科设备尖端处感测的外部输出阻抗。(同样的情况也适用于如下所述的图1B中的轴。)
当电外科系统执行电外科程序时，执行治疗的电外科(治疗)设备(例如，钳)可以在一些时刻接触所治疗的身体器官或者组织，以及在其它时刻，例如为了不向所治疗组织/部位提供太多能量(例如为了不使所治疗的组织/部位过热)，该电外科设备可以有意地远离治疗部位移动。(有时，治疗可以无意地远离治疗部位移动。)
在理想情况下，当治疗设备接触所治疗的组织时(例如，当ABP系统的电路(电外科系统的‘输出电路’或者简称‘输出电路’)通过组织的阻抗闭合时)，ABP系统将感测相对小的阻抗(Z1，图1A)，该阻抗近似地为组织的阻抗，以及当治疗设备不接触所治疗的组织时(即，当ABP系统的输出电路断开时)，ABP系统将感测的阻抗理论上应当是无穷大的(Z∞，图1A)，或者在实践中，至少为几百兆欧姆的数量级。
如图1A所示，Z1(‘闭合电路’状态期间的阻抗)与Z∞(‘断开电路’状态期间的阻抗)之间的阻抗间隙ΔZ1(图1A)非常大，使得可以容易地区分两个不同的阻抗状态。由于当远离身体移动治疗设备时，ABP系统应当停止传送治疗性RF能量，因此可靠地区分两个阻抗状态(即，Z1对比Z∞)的能力是安全可靠并且高效地操作电外科系统的先决条件。然而，在实践中，如在下面描述的图1B中展示的，部分地由于存在于电外科系统的输出电路中(以及在电外科系统本身中)的寄生电容，阻抗间隙远非理想的。
图1B示出了图示ABP系统的上下文中的示例情况的曲线110。当治疗设备(例如，钳)接触所治疗的组织时，参见设备条件120；即，当ABP系统的输出电路通过组织的阻抗闭合时，ABP系统典型地感测相对小的阻抗(下方线150)，该阻抗可以例如根据组织的生理性质的变化(例如，当治疗组织时)而改变。无论ABP系统的输出电路是闭合还是断开，系统/装置安装(其典型地包括线缆、一个或者多个悬空引线、一个或者多个适配器等等)都引入降低由ABP系统感测的总阻抗的寄生阻抗。因此，系统条件120(‘闭合电路’)中的阻抗变化还反映该影响。如图1B所示，‘闭合电路’状态(120)中的阻抗可以在ΔZ2内变化，该ΔZ2可以在例如十分之几欧姆到十分之几千欧姆的范围内。低通滤波器可以用于从阻抗测量值去除高频分量以在闭合电路状态120期间获得更平滑的阻抗信号或者数据。
当治疗设备停止接触所治疗的部位使得ABP系统的输出电路断开时(系统条件130)，虽然ABP系统在‘断开电路’状态130中通常地感测的输出阻抗高于由ABP系统在‘闭合电路’状态(120)中通常感测的阻抗，但是由于由周边装置安装强加在系统的输出电路上的寄生阻抗，该输出阻抗仍然比期望的输出阻抗低得多的。低通滤波器可以用于去除高频分量以在断开电路状态130期间获得更平滑的阻抗信号或者数据。
寄生阻抗至少有时可以与组织阻抗处于相同或者类似的数量级，从而使区分‘闭合电路’状态与‘断开电路’状态很难，并且有时甚至不可能。如图1B所示，‘断开电路’状态(130)中的阻抗变化可以具有可以高达ΔZ3的大小，该ΔZ3可以在十分之几千欧姆的范围内。
如图1B所示，最小‘断开电路’阻抗(140)与最大‘闭合电路’阻抗(150)之间的‘中间状态’阻抗间隙ΔZ4比ΔZ1(图1A)小得多(Z1<<ΔZ1；ΔZ1→∞)，并且这可能使ABP系统不能够可靠地区分两个阻抗状态。由于由装置安装引起的寄生阻抗，断开电路阻抗可以类似闭合电路阻抗(例如，具有表征闭合电路阻抗的值)，在这种情况下，ABP系统可能错误地判定电路是闭合的，而不是断开的，产生应当继续或者恢复传送治疗性RF能量的错误结论(即使治疗性设备不再接触所治疗的部位)。由于阻抗间隙ΔZ4相对较小，因此为了使电外科系统在每当需要时(例如，在闭合电路状态期间)向所治疗的器官或者组织传送最优电能量，对于适当操作和最优结果来说在整个电外科程序期间精确地并且可靠地计算电外科系统的输出电路的输出阻抗是必需的。
本公开公开了用于精确地并且可靠地计算电外科系统的输出电路的输出阻抗的方法和系统。简单地说，电外科系统的输出电路建模为双端口电路，以及表示双端口电路的转移矩阵用于两个阶段：(1)线缆询问阶段，在该阶段期间，确定电外科系统的输出电路上强加的总寄生电容，以及(2)阻抗监测阶段，在该阶段期间，将第一阶段中确定的总寄生电容的值分配至转移矩阵，以及转移矩阵用于计算电外科系统的输出电路的输出阻抗。(电外科系统的输出电路上强加的总寄生电容在此处称为“泄漏电容”(Clkg)。)
图2A示出了根据本发明的概念性双端口网络200。双端口网络200可以电气地表示电外科系统。网络200可以包括电路(206)。电路206可以包括电路元件，该电路元件可以包括由网络200表示的电外科系统的(或者电外科系统的输出电路的)串联阻抗和并联阻抗。阻抗中的一些可以表示电外科系统的固有(例如，内部)阻抗。其它阻抗(例如，非固有阻抗)可以表示一个或者多个周边设备的阻抗，该一个或者多个周边设备可以是或者包括一个或者多个线缆、一个或者多个连接器、一个或者多个适配器和一个或者多个电外科/治疗性设备(例如，钳)。周边设备可以连接至电外科系统(例如在电外科程序期间)，并且因此该周边设备是或者构成电外科系统的输出电路。双端口网络200的阻抗中的一些或者双端口网络200中包括的阻抗中的一些可以表示不期望地泄漏电流的寄生电容或者由该寄生电容引起。网络200可以表示类似于例如自动双极(ABP)型电外科系统的双端口电路，或者其可以表示由自动双极型电外科系统使用以区分电外科系统的各种状态或者条件(例如系统的断开电路状态和闭合电路状态)的双端口电路。
可以定义或者形成转移矩阵A(202)以表示双端口网络200。例如，可以基于或者从上面提到的固有阻抗和非固有阻抗，来定义或者形成转移矩阵202。(即，转移矩阵A可以描述为[A]＝f(Zsrc_Int，Zlkg_int，Zsrc_Ext，Cvirtual)，其中Zsrc_Int、Zlkg_Int和Zsrc_Ext是上面提到的内部和外部阻抗，以及还在下面对Cvirtual进行讨论。)可以定义转移矩阵A，使得其包括虚拟(例如，软件实现的)电容器，Cvirtual，该电容器的电容值可以表示网络200中的总寄生/泄漏电容值，Clkg，或者该电容值可以被“扫描”以确定网络的寄生/泄漏电容值，Clkg。一旦定义或者形成转移矩阵A，则如在式(1)和(2)处示出的来使用转移矩阵A(202)，其中系数A11定义为A11＝Vin/Vout(对于Iout＝0)，系数A12定义为A12＝Vin/Iout(对于Vout＝0)，系数A21定义为A21＝Iin/Vout(对于Iout＝0)，以及系数A22定义为A22＝Iin/Iout(对于Vout＝0)。(在图2A中示出了Vin、Iin、Vout和Iout。)
Vin＝A11*Vout+A12*(Iout) (1)
Iin＝A21*Vout+A22*(Iout) (2)
或者以不同的方式列出-
可以使用式(4)计算网络200的输出阻抗(Zout)。
Zout＝Vout/Iout (4)
可以通过对转移矩阵A求逆以及使生成的转移矩阵B与Vin和Iin相乘求得Vout和Iout，如式(5)处所示：
其中B＝A-1(A-1是转移矩阵A的逆)。
假定转移矩阵B包括或者考虑到存在于双端口网络200中的所有寄生/泄漏电容，Clkg；即，假定Cvirtual＝Clkg(假定预先知道Clkg)，则对于任何实际输入电压(Vin)和输入电流(Iin)可以直接并且容易地计算双端口网络的输出电压(Vout)和输出电流(Iout)，由于当Cvirtual＝Clkg时，转移矩阵A，及因此转移矩阵B真正地表示网络200的电路。在此程度上，可以向网络200提供实际输入电压(Vin)，以及可以响应于电压Vin，测量对应的输入电流(Iin)。(Iin是Clkg的函数，Clkg是网络200的电路中的实际泄漏电容。)随后，可以从Vout和Iout计算网络的输出阻抗(Zout)。
据称，可以通过使用电压计和电流计测量Vout和Iout。然而，在电外科环境中使用这种仪表将需要另外的布线，并且这可能是有问题的，例如，因为这些线缆可能需要被处理(例如，来回移动)并且它们可能增加它们自己的泄漏电容。使用此处公开的输出阻抗计算方法使这种仪表和布线变得不必要。
可以提前知道线缆(其包括在电外科系统的输出电路中)的寄生/泄漏电容对总寄生/泄漏电容Clkg的‘贡献’。例如，可以从条形码或者RFID标签读取并且可以将读取的值输入/添加到转移矩阵B；即，分配至Cvirtual。由于通常可以在规格说明表中找到标准线缆的每单位长度的电容，因此该信息以及知道线缆的长度使得能够确定线缆对总寄生电容Clkg的贡献。然而，可能有线缆的寄生电容未知的情况，并且即使当已知该寄生电容时，网络200(例如，电外科系统)的其它部分的‘贡献’也可能是未知的。
为了得到Clkg的值，可以将系列的理论(例如，虚拟，软件实现的)电容值分配至/设定至Cvirtual，例如一次一个电容值，以及可以通过使用式(5)为每个理论/软件电容值计算对应的输出阻抗，Zout。随后，可以在所计算的输出阻抗组或者系列中搜索或者从中选择或者导出最大输出阻抗，Zmax。产生Zmax的总寄生电容Clkg的值可以设定至/分配至软件实现的虚拟电容器，Cvirtual。下面详细描述确定/得到Zmax和Clkg的方式。
通过示例的方式，Cvirtual的值可以设定至第一电容值C1(例如，C1＝50pF)，以及可以将电容值50pF考虑在内以计算矩阵B(1)(其是与第一电容值(C1)相对应(将第一电容值考虑在内)的矩阵B)。随后，可以向电路施加询问输入电压Vin(Vin，图2A)，以及可以针对Vin(从而针对C1)测量输入电流Iin(1)(Iin，图2A)。随后，已知矩阵B(1)和相关的电压-电流对{Vin，Iin(1)}，可以通过使用式(5)计算Vout(1)和Iout(1)。随后，可以通过将电压Vout(1)除以电流Iout(1)(即，Zout(1)＝Vout(1)/Iout(1))以计算对应输出阻抗Zout(1)。随后，Cvirtual的值可以设定至第二电容值C2(例如，C2＝60pF)，以及这次可以将电容值60pF考虑在内以计算矩阵B(2)(其是与C2相对应的矩阵B)。随后，可以向电路施加相同的询问输入电压(Vin，图2A)，以及可以测量电流Iin(2)，该电流Iin(2)是针对C2测量的电流Iin。随后，已知矩阵B(2)和相关的电压-电流对{Vin，Iin(2)}，可以通过使用式(5)计算Vout(2)和Iout(2)。随后，可以通过将电压Vout除以电流Iout(2)(即，Zout(2)＝Vout(2)/Iout(2))以计算对应的电路输出阻抗Zout(2)。可以根据要求或者需要将相同过程重复或者迭代许多次，从而获得系列的输出阻抗，可以从该输出阻抗或者基于该输出阻抗确定最大输出阻抗，Zmax。随后，可以确定产生最大输出阻抗Zmax或者与最大输出阻抗Zmax相对应的电容Cvirtual。
可以设计转移矩阵A(以及，因此矩阵B)，使得在扫描Cvirtual的电容值(例如在50pF-600pF的范围中)期间，当Cvirtual的值与网络200的总寄生电容Clkg的值匹配时(即，当Cvirtual＝Clkg时)出现最大输出阻抗Zmax。由于当Zout具有最高值时，如在转移矩阵中体现的系统的模型最接近正确，因此当Zout＝Zmax时，出现Cvirtual＝Clkg。为了使所测量的输入电流Iin(其是实际电流)反映或者表示由泄漏电容泄漏的电流而不影响该电流的任何电气负载，针对断开电路条件计算每个输出阻抗Zout。针对插入到模型(例如，转移矩阵)中的任何特定虚拟阻抗(-1/jwCvirtual)计算的输出阻抗Zout越高，特定虚拟阻抗越接近实际线缆的阻抗，并且，因此虚拟电容的值越接近泄漏电容的值。
图2B示意性地图示了根据示例实施例的双端口网络204。双端口网络204可以电气地表示(例如，建模)电外科系统。复阻抗Zsrc_Int和Zlkg_Int可以表示电外科系统(例如，图4的系统400)内部的固有寄生(泄漏)复阻抗。复阻抗Zsrc_Ext和Zlkg_Ext可以表示周边系统的(由周边系统引起的或者与周边系统相关联的)非固有寄生复阻抗，该周边系统在此称为“输出电路”，其可以连接至电外科系统(例如，输出电路420)。(术语‘输出电路’可以指代或者包括电连接至或者可以电连接至(例如，插入到)电外科系统的任何设备、装置或者系统，电外科系统经由/通过该‘输出电路’在阻抗监测阶段期间传送或者可以传送‘询问’信号或者在电外科程序期间向所治疗部位传送治疗性能量。)双端口网络204可以作为两个子网络进行分析：子网络210和子网络220。例如如下面描述的，可以同样地分析每个子网络。结合图2B，除非以其它方式具体地陈述，输出电压和输出电流是所讨论子网络的输出处的电压和电流。例如，可以被认为是子网络220/针对子网络220的输入电压的电压是针对子网络210的输出电压。
阻抗Zload可以表示在电外科程序期间所治疗的部位(例如，组织)的阻抗。阻抗Zlkg_Ext可以表示网络204或者子网络220的总寄生(泄漏)电容Clkg，该总寄生电容泄漏电流I3。理想地，当Clkg＝0pF并且电外科设备不接触组织时，Iin＝0。然而，因为由于泄漏电容(即，Xc＝(-1/jwc))的阻抗有时可能类似阻抗Zload(组织的阻抗)，例如其可以具有与阻抗Zload相同数量级的值，因此存在通过泄漏电容泄漏的一些非零电流(I3>0Amp)，并且因为Iin＝I2+I3＝I3，仅知道电流Iin的值可能不足以决定性地确定系统输出阻抗的正确值，并且因此，并且可能不足以在网络204或者网络220的‘断开电路’状态与‘闭合电路’状态之间进行区分。
假定已知双端口网络的输出电压V2和输出电流I2，则可以使用式(6)和(7)计算输入电压V1和输入电流I1，其中A11和A22是无量纲系数，A12是阻抗以及A21是导纳。可以使用上面结合式(1)和(2)规定的定义计算四个系数。
V1＝A11V2+A12(-I2) (6)
I1＝A21V2+A22(-I2) (7)
可以使用式(8)计算总阻抗Ztotal(也称为Zout 280)：
可以使用式(9)计算电路220的输入处的电压Vin：
相应地，可以使用式(10)计算电流I1(I1＝Iin)：
下面可以使用式(11)计算Zload上的输出电压(Vout)(Vout＝V2)，以及下面可以使用式(12)计算通过Zload的电流(Iout)(Iout＝I2)。
使用上面的式子和系数定义，以及假定Zload无穷大(由于当电外科系统处于断开电路状态中时执行在线缆询问阶段期间执行的电路分析(下面对其进行更详细地描述))，则产生的矩阵系数A11、A12、A21和A22是：
A12＝Zsrc (14)
A22＝1 (16)
因此，对应的转移矩阵Aint将为如下(17)所示。
矩阵Aint的系数A11和A21是对应泄漏阻抗Zlkg的值的函数。(‘Aint’中的‘int’意味着‘内部’，其意味着“在电外科系统本身中”。)这使得能够在将寄生电容的影响考虑在内的情况下计算电路的输出电压和输出电流。
根据传输矩阵理论，A*[out]＝[in]。(输入参数[in]等于输出参数[out]乘以矩阵A。)为了计算电路输出[out]，对矩阵Aint求逆，Aint-1＝B，使得B*[in]＝[out]。这使得能够从输入电压和输入电流计算电路的输出电压和输出电流，假定已知转移矩阵B。
上面对矩阵Aint求逆产生下面的矩阵Bint(Bint＝Aint-1)(18)。
负载处的输出电压Vout和输出电流Iout是输入电压(Vin)和输入电流(Iin)乘以矩阵B的函数，如式(19)所示。
B matrix*V/I in＝V/I out (19)
因此，可以通过将矩阵B乘以Vin和Iin计算输出电压Vout和输出电流Iout，如式(20)所示。
为了得到(并且稍后使用)整个电路(例如，整个网络204)的单个矩阵B(Ball)，该单个矩阵B将结合(考虑)子网络210和子网络220两者的阻抗(例如，寄生电容)影响，与电路210相对应的矩阵Bint将乘以与电路220相对应的矩阵Bext；即，可以得到总矩阵Ball，使得Ball＝Bext*Bint。为了完成这个，必须得到矩阵Bext和Bint。如下式(21)所示，除了‘B’变为‘Bint’、‘Zsrc’变为‘ZsrcInt’和‘Zlkg’变为‘ZlkgInt’以外，矩阵Bint与式(20)中的矩阵B相同。
可以在校准电外科系统期间确定矩阵Bint的内部源阻抗(‘ZsrcInt’)和内部泄漏阻抗(‘ZlkgInt’)(该内部源阻抗和内部泄漏阻抗被称为“内部线缆补偿”)，并且由于这些值在电外科程序期间以及从一个电外科程序到另一个电外科程序没有显著地变化，因此它们可以硬编码到电外科系统的软件中。(内部线缆补偿的电气参数通常取决于电外科系统内部的印刷电路板布局和线缆布局，并且根据电外科发生器的类型确定它们。)
如下式(22)处所示，除了‘Bint’变为‘Bext’、‘Zsrc’变为‘ZsrcExt’以及‘Zlkg’变为‘ZlkgExt’以外，矩阵Bext与式(20)中的矩阵B相同。
因此，与电路204相对应的总矩阵B(Ball)如下(式23)所示：
其中，
以及，
如上所示，矩阵B(上述式(23))包括四个变量：(1)ZsrcInt、(2)ZlkgInt、(3)ZsrcExt和(4)ZlkgExt。(为了表示‘断开电路’状态，矩阵B中的Zload为无穷大。)根据所使用的电外科系统和周边装置，矩阵B的变量ZsrcInt、ZlkgInt和ZsrcExt相对恒定(并且已知)。变量ZlkgExt表示添加到转移矩阵以表示输出电路(例如，输出电路220)的泄漏电容的虚拟电容器(例如，Cvirtual 250，图2B)，该输出电路连接至或者可以连接至电外科系统。
如果已知(无论提前知道还是在操纵Cvirtual的值之后知道)电外科系统204或者输出电路220的(总)泄漏电容的值，则该值可以添加到转移矩阵(诸如转移矩阵B)。即，可以将已知的泄漏电容值分配至或者设定至虚拟电容器Cvirtual(在250处示出)，并且可以例如在阻抗监测阶段期间使用泄漏电容值分配至/设定至Cvirtual250的转移矩阵，以计算双端口网络204或者双端口网络220的输出电气参数，诸如输出电压Vout、输出电流Iout、输出阻抗(280)和传送至所治疗的部位(例如，身体器官、身体组织等等)的输出电力(Pout)。然而，如果电外科系统204或者输出电路220的寄生电容是未知的，则可以通过在线缆询问阶段期间扫描Cvirtual的值并且针对Cvirtual的每个值，施加电压V1(或者Vin)并且测量输入电流I1(或者Iin)以确定或者计算Cvirtual的最优电容值来确定/得到该寄生电容，该最优电容值表示、等于或者类似寄生电容的实际值。在下面更详细地描述了用于确定虚拟电容器Cvirtual的最优电容值的方法和过程。
图3示出了根据示例实施例的示例阻抗-电容曲线300。曲线300的水平(X)轴指示分配至/设定至虚拟电容器Cvirtual的虚拟电容值，诸如图2B的虚拟电容250。垂直(Y)轴指示当外部电路(例如，图2B的外部电路)断开时(即，当电外科系统处于‘断开电路’状态时)，类似于图2B的Zout 280的输出阻抗的相应值。(将要在系统的断开电路状态中对Cvirtual的值进行扫描以确保对于任何给定输入电压(Vin)，由Vin产生的输入电流反映泄漏电容Clkg或者Zlkg_Ext或者是泄漏电容Clkg或者Zlkg_Ext的函数，并且不受外来阻抗(例如，Zload；例如，组织的阻抗等等)的影响。)
可以在系列的电容值之间改变(扫描)虚拟电容器的值，并且可以针对每个电容值从相关输出电压和输出电流来计算输出阻抗280，该输出电压和输出电流依次通过将输入电压和电流乘以转移矩阵来计算，该转移矩阵用相关电容值进行更新(例如，式(19)可以用于针对虚拟电容Cvirtual的每个值计算输出电压和电流)。参照示例曲线310，Clkg＝5pF可以产生大约2KΩ的输出阻抗，Clkg＝135pF可以产生大约5KΩ的输出阻抗，Clkg＝200pF可以产生大约20KΩ的输出阻抗，Clkg＝215pF可以产生大约35KΩ的输出阻抗等等。
曲线310可以与阻抗值拟合，并且可以使用任何合适的数学或者数字信号处理(“DSP”)方法从曲线310导出最大输出阻抗Zmax。通过示例的方式，在图3中，Zmax为大约35KΩ，以及产生Zmax的虚拟电容器的电容值(‘最优电容值’)为大约215pF。Zmax示出为顶点320。顶点320非常显著，这使其很容易辨别，从而易于检测/识别。
当外部电路(例如，图2B的外部电路220断开时(即，当断开Zload时)将对虚拟电容器的值执行扫描。因此，曲线310表示外部电路的各种断开电路条件(即，外部电路中的各种电流漏泄)。为了在阻抗监测阶段期间确保转移矩阵真正地表示网络204(图2B)，产生最大输出阻抗(例如，根据曲线310，为35KΩ)的转移矩阵中的虚拟电容器的电容值(例如，示例曲线310中为215pF)可以在阻抗监测阶段期间作为最优电容值分配至/设定至Cvirtual。
表征图2B的电路204的电气性质(例如，阻抗)可以从一个电外科系统到另一个电外科系统变化以及从一个电外科系统的外周到另一个电外科系统的外周变化(例如，根据一个或者多个所使用的线缆的类型和/或治疗性设备的类型等等)。甚至在电外科治疗期间，表征电路204的电气性质也可以改变，例如，由于由外科医生对一个或者多个系统的线缆和治疗性设备的操纵。电路204的电气性质的变化可以改变产生的Z-C曲线的形状。例如，电路200的电气性质的变化可以使曲线更低(即，具有更低的阻抗值)或者更高(即，具有更高的阻抗值)，或者其可以使曲线顶点320沿一个方向或者另一个方向移动，并且，因此改变阻抗监测阶段期间使用的最优电容值。然而，无论产生的Z-C曲线如何，其顶点都可以保持相对较高并且显著。(图2B的电路204中的阻尼电阻越小(即，电路损耗越小)，电路的Q因子较高并且因此，峰值宽度(例如，峰值宽度330)越窄，其使得曲线顶点显著。)由于组织的阻抗主要是电阻，因此即使有影响也对电容轴上的曲线顶点的位置仅有很小的影响，从而对产生最大输出阻抗(Zmax)的虚拟电容的值有很小的影响。
通过重复此处描述的线缆询问过程，例如，在一段时间一次(例如，每几分钟一次)，或者基于预定义标准(例如，感测的超过阈值的瞬时输出阻抗；例如，10KΩ)，可以计算或者拟合新图表/曲线以适应图2B的电路204的任何部分的/中的电气性质的变化，并且可以从该新图表/曲线中选择对应的虚拟电容。例如，当用不同类型或者模型的线缆代替连接至电外科系统的线缆时，和/或当用不同类型的治疗性设备代替连接至线缆的该类型的治疗性设备时，可以根据新线缆和治疗性设备的电气参数(例如，使用它们的指南或者规格说明表中的相关信息等等)更新转移矩阵B的元素(参见，例如，上述式(23))。随后，可以通过使用更新的转移矩阵发起新的线缆询问过程以得到适合与新线缆和/或治疗性设备一起使用的新电容值。随后，如此处描述的，带有/包括新电容值的转移矩阵可以用于在阻抗询问阶段期间监测电外科系统的输出电气参数(例如，输出电压、输出电流、输出阻抗、输出电力)。
图4是根据示例实施例的用于治疗身体器官或者组织的系统400的框图。系统400可以包括电外科系统410和可连接至电外科系统410的输出电路420。
电外科单元410可以包括信号发生器430(例如，RF信号发生器)，用于(除了别的以外)在阻抗监测/询问阶段期间生成例如小于1瓦特的低能量阻抗询问信号(例如在80kHz的频率下)。信号发生器430还可以在线缆询问阶段期间生成类似的低能量信号。信号发生器430还可以生成电外科系统410可以在电外科程序期间经由、通过或者使用输出电路420向对象406的身体器官或者组织(例如，电外科部位404)传送的高能量(例如，1-70瓦特)RF治疗性信号。电外科系统410还可以包括电压监测电路(“VMC”)440、电流监测电路("CMC")450、阻抗-电容(Z-C)表460和存储器470。
电外科系统410的输出电路420可以包括治疗性电外科设备402，电外科系统410可以在(电外科系统410或者输出电路420的)闭合电路状态中或者期间，经由/通过该电外科设备将来自RF信号发生器430的RF治疗性能量传送至对象406的身体器官或者组织404，在闭合电路状态中，治疗性设备402经由身体器官/组织404闭合输出电路420的输出‘端口’408。输出电路420还可以包括线缆系统，用于将治疗性设备402连接至电外科系统410。线缆系统可以包括至少线缆412、连接器或者适配器414(线缆412可以经由连接器或适配器414连接至电外科系统410)以及连接器或者适配器416(线缆412可以经由连接器或者适配器416连接至电外科设备402)。电外科设备402可以是或者包括双极仪器/工具(包括两个电极齿(418、422))，用于执行各种外科操作，例如凝结、消融、切割和/或其它操作。
电外科设备402可以有时(例如，偶尔地，有意地，无意地)接触身体器官或者组织404，在这种情况下，电外科系统410可以通过电极齿418和422(其构成或者形成输出电路420的输出端口408)(在424处)感测输出阻抗Zout，该输出阻抗是或者表示组织的阻抗(426)或者近似组织的阻抗，其可以相对较低(例如，几欧姆到几千欧姆)。电外科设备402接触身体器官或者组织404的系统状态在此称为电外科系统410或者电外科系统410的输出电路420的‘闭合电路’状态，该系统状态产生如可以例如由电外科系统410在424处感测的相对较低的输出阻抗Zout。
电外科设备402可以在其它时间不接触身体器官或者组织404，在这种情况下，电外科系统410将在理论上(在424处)感测输出阻抗Zout，该输出阻抗为无限高(428)。电外科设备402不接触身体器官或者组织404的系统状态在此称为电外科系统410或者电外科系统410的输出电路420的‘断开电路’状态，该系统状态应当理论上产生如可以例如由电外科系统410在424处感测的相对非常高的输出阻抗Zout。然而，在实践中，由于寄生(泄漏)电容，电外科系统410可以在424处感测的输出阻抗Zout是或者可以是组织阻抗的数量级，该寄生电容由于例如线缆412、连接器/适配器414和416和/或由电外科设备402和/或由另外的电路元件引起(例如，由外科医生紧握电外科设备)。
控制器480可以接收(例如，从用户；例如，对系统进行操作的外科医生)输入信号或者消息482，该输入信号或者消息指示控制器480在线缆询问阶段期间以线缆询问模式或者在阻抗监测阶段期间以阻抗询问模式或者在治疗性RF能量传送阶段期间以RF治疗性能量传送模式来操作电外科系统410。(控制器480可以以RF治疗性能量传送模式使RF发生器430生成RF治疗性能量，并且它可以使电外科系统410向器官/组织404传送RF治疗性能量。)替换地或者另外地，控制器480可以基于它可以从VMC 440或者CMC 450或者从两个监测电路接收的信号或者消息确定应当何时激活、停止、恢复等等每个操作模式。
在线缆412和电外科设备402连接至系统410之后，控制器480可以执行线缆询问过程以得到适合于特定线缆和治疗性设备402(例如，表示或者等于或者类似于由特定线缆和治疗性设备402所引起的泄漏电容)的最优电容值。
控制器480可以在线缆询问阶段期间或者针对线缆询问阶段在输出电路420断开时(例如，在治疗性设备402与器官/组织404分离时)定义输出电路420的转移矩阵，并且将转移矩阵存储在例如存储器470中。转移矩阵可以包括虚拟电容器，以及控制器480可以改变虚拟电容器的值以改变输出电路420的输出阻抗Zout以识别最大输出阻抗(Zmax)。即，在线缆询问过程期间，控制器480可以(虚拟地)扫描虚拟电容器Cvirtual的值以及对于每个选择的Cvirtual的值，控制器480可以通过使用转移矩阵针对该值计算输出阻抗Zout。控制器480可以随后用虚拟电容的值更新矩阵信息，该矩阵信息可以存储在例如存储器470中。
在线缆询问阶段期间，控制器480可以将其为虚拟电容选择的电容值以及控制器480分别地为这些电容值计算的输出阻抗存储在例如Z-C表460中。在控制器480选择/用完并且存储要选择/使用的所有虚拟电容值之后，控制器480可以将具有最大值的输出阻抗识别为最大输出阻抗Zmax，并且确定控制器480可以在阻抗询问阶段期间使用的关联(即，相关最优)虚拟电容。(控制器480可以从所存储的输出阻抗选择Zmax或者其可以从所存储的输出阻抗插值Zmax。)
控制器480可以配置为在阻抗询问阶段期间通过使用最优电容值/在使用最优电容值时来监测输出电路420的瞬时输出电气参数(例如，电压、电流、阻抗、传送至所治疗部位的电力)。(‘最优电容值’是分配至虚拟电容的电容值，其产生最大输出阻抗Zmax。)使用最优电容值使控制器480能够精确地并且可靠地确定例如输出电路的瞬时输出阻抗和/或输出电力，该最优电容值可以从一个线缆询问到另一个线缆询问而变化。使用最优电容值还增强控制器480区分电外科系统410或者输出电路420的闭合电路状态(其中控制器480接通(490)信号发生器430)与断开电路状态(其中控制器480切断(490)信号发生器430)的能力。控制器480还可以使用输出电力来控制(490)信号发生器430，例如，使得在治疗期间传送至所治疗部位的治疗性能量在整个治疗性程序中最优。
在阻抗询问阶段期间，控制器480可以通过在终端432与434之间输出或者施加询问电压Vin(以及通过VMC 440测量该电压)并且同时由CMC 450测量产生的询问电流Iin(452)以计算系统的瞬时输出阻抗Zout，该瞬时输出阻抗例如由线缆(例如，412)、线缆连接器(例如，414、416)、线缆适配器、治疗性设备(402)以及身体器官/组织404(如果治疗性设备402接触身体器官/组织404)产生。随后，控制器480可以将电压Vin和所测量电流Iin乘以转移矩阵(其中最优电容值设定至虚拟电容器)以获得电外科设备的电极齿408处的对应输出电压(Vout)和输出电流(Iout)。控制器480可以计算输出阻抗Zout(Zout＝Vo/Io)以及基于输出阻抗Zout的值确定电外科系统410的下一个操作模式。‘已知’电极齿408处的输出电压(Vout)和输出电流(Iout)，控制器480还可以确定实际传送至所治疗部位的治疗性能量。已知传送至所治疗部位的实际治疗性能量，控制器480可以控制(490)信号发生器430的操作(例如，其可以控制发生器的电气参数)以在RF治疗性传送阶段期间在任何给定时间处向所治疗部位传送最优量的治疗性能量。
信号发生器430可以可控制地向所治疗部位传送治疗性RF能量。当信号发生器430没有在传送治疗性RF能量时，其有时可以例如遵照IEC安全规程传送相对较小的平均询问电流452(例如，微安培数量级)以询问或者感测组织阻抗的存在和大小。
图5示出了根据示例实施例的操作电外科系统(例如，系统400或者系统410，图4)的方法。假定电外科系统连接至或者包括信号发生器(例如，信号发生器430，图4)以及输出电路(例如，输出电路420，图4)，该输出电路包括将电外科设备(例如，信号发生器402，图4)连接至电外科系统的电缆(例如，线缆412，图4)。在步骤510处，向电缆施加或者提供输入电压(Vin)，并且同时响应于Vin，测量电缆中的输入电流(Iin)。
在步骤520处，从输入电压(Vin)和输入电流(Iin)以及通过使用电气地表示输出电路的转移矩阵来计算输出电路的电气参数。可以从由输出电压、输出电流、输出阻抗和传送至所治疗部位的输出电力组成的组中选择输出电路的电气参数。假如电气参数是输出电路的输出阻抗，则方法可以包括基于输出阻抗的值确定电外科系统的操作模式或者为电外科系统确定操作模式，和/或基于输出阻抗的值区分输出电路的‘断开电路’状态(其中电外科设备从所治疗部位分离或者移除)与输出电路的‘闭合电路’状态(其中电外科设备接触所治疗的部位)。可以以此处描述的方式确定输出电路的输出阻抗的值。
假如电气参数是经由输出电路传送至所治疗部位的输出电力，则方法可以包括通过将Vin和Iin乘以转移矩阵来计算输出电路的输出电压(Vout)和输出电流(Iin)。方法还可以包括控制输出电力以向所治疗部位提供最优的治疗性能量。
在步骤530处，基于电气参数的值确定电外科系统的操作模式或者为电外科系统确定操作模式。可以从由下列模式组成的组中选择操作模式：(i)由信号发生器(例如，信号发生器430，图4)经由电外科设备向所治疗部位传送治疗性能量，(ii)当治疗性能量传送至所治疗部位时调节信号发生器的电气参数，(iii)抑制向所治疗部位传送治疗性能量，(iv)线缆询问模式以及(v)阻抗监测模式。
图6示出了根据示例实施例的操作电外科系统的方法。通常，方法包括在线缆询问阶段期间实现或者使用的步骤，在该线缆询问阶段期间，可以选择表示电外科系统中的泄漏电容的电容值以在表示电外科系统或者其部分(包括系统的寄生电容)的转移矩阵中使用。方法还可以包括阻抗监测阶段期间实现或者使用的步骤，在该阻抗监测阶段期间，电外科系统可以使用所选择的表示电外科系统中的泄漏电容的电容值以监测电外科系统的瞬时输出阻抗。步骤610和620(包括的)涉及线缆询问阶段。步骤630至660涉及阻抗询问/监测阶段。
假定电外科系统包括或者连接至输出电路，所述输出电路包括连接至电外科设备的电缆。
在步骤610处，定义转移矩阵，转移矩阵电气地表示输出电路并且包括虚拟电容器(Cvirtual)以表示输出电路中的泄漏电容(Clkg)，以及在步骤620处，将表示泄漏电容(Clkg)的电容值分配至虚拟电容器(Cvirtual)。此处描述了电容值分配至或者设定至虚拟电容器(Cvirtual)所选择的方式。例如，可以自动地(例如，通过从与线缆相关联的外部设备读取该电容值；例如，从RFID标签或者条形码，或者通过扫描如此处描述的虚拟电容的电容值)或者手动地获得电容值。
可以在电外科程序期间(例如，在阻抗监测阶段期间)执行步骤630至660。在步骤630处，由电外科系统向电缆施加或者提供输入电压(Vin)，并且测量电缆中的输入电流(Iin)。在步骤640处，从输入电压(Vin)和输入电流(Iin)并且通过使用转移矩阵来计算输出电路的输出阻抗(Zout)，以及，在步骤650处，将输出阻抗(Zout)与阻抗阈值进行比较。将系统的输出阻抗与阈值进行比较可以包括基于阻抗比较结果确定输出电路处于‘断开电路’状态(其中电外科设备不接触身体器官或者组织)还是处于‘闭合电路’状态(其中电外科设备接触身体器官或者组织)。
在步骤660处，基于比较结果确定电外科系统的操作模式。确定电外科系统的操作模式可以包括例如确定电外科设备是否连接至电缆或者电外科设备是否接触所治疗部位。(如此处例示的，可以确定或者使用其它或者另外的操作模式。)
可以以此处描述的方式得到电缆的输出阻抗(Zout)，例如可以通过使用转移矩阵从输入电压(Vin)和输入电流(Iin)计算输出电路的输出电压(Vout)和输出电流(Iout)来得到该输出阻抗等等。输出电压(Vout)和输出电流(Iout)可以另外地或者替换地用于计算从电外科系统经由电外科设备传送至所治疗部位的电力(Pout)。
图7示出了根据示例实施例展示由电外科系统使用此处公开的方法的框图。最初，线缆和治疗性设备连接至电外科系统，并且可以使用默认线缆补偿参数。(术语‘线缆补偿参数’指的是表示电外科系统或者其部分的转移矩阵；例如，连接至电外科系统的输出电路。)
在块或者条件710(“启动”)处，电外科系统检查线缆是否连接至电外科系统，以及如果线缆连接至电外科系统，则检查连接是否完整。由于在该阶段，传送治疗性能量的发生器被关闭(切断)，因此期望在此处公开的线缆询问阶段期间由电外科系统计算的输出阻抗Zout应当大于第一预定阻抗阈值(Zmin)，例如Zout应当大于例如Zmin＝800欧姆。(可以使用其它阈值。)如果Zout低于阈值(Zout<Zmin)，则电外科系统可以等待预定时间周期(712)，以及如果电外科系统反复计算的Zout在比预定时间周期长的周期内保持低于Zmin，则电外科系统可以向操作者指示该条件(‘Zout太低’)并且中断操作，因为该条件可以指示例如故障线缆。然而，如果在预定时间周期期间Zout>Zmin，则电外科系统可以假定线缆连接至电外科系统并且相应地取消‘Zout太低’的指示，并且可以继续到块或者条件720(“验证线缆”)。
在块或者条件720处，电外科系统可以例如基于Zout检查电外科系统是否处于‘断开电路’状态，即，线缆(以及可能地电外科设备)是否准备使用。如果Zout低于第二阻抗阈值Zopen(例如，Zopen＝10KΩ。可以使用其它阈值)，则可以假定线缆或者电外科设备或者两者可能有问题。因此，电外科系统可以等待预定时间周期(在722处)，以及如果在比指定时间周期长的周期内Zout<Zopen，则电外科系统可以例如向操作者指示该条件(‘未检测到线缆’)并且中断操作，因为可能没有线缆连接至电外科系统或者线缆断开(例如无意地)或者不是所有的线缆线都正确地连接。然而，如果，Zout>Zopen，则电外科系统可以取消‘未检测到线缆’的指示，并且继续到块730(“线缆询问”)以发起线缆询问阶段。
在块或者条件730处，电外科系统继续监测系统的输出阻抗以确定是否可以向治疗部位传送治疗性能量。电外科系统可以通过电外科系统使用第三阻抗阈值Zstart(例如，Zstart＝2.2KΩ。可以使用其它阈值；例如，2.5KΩ)以确定电外科系统何时可以向所治疗的部位传送治疗性能量。如果满足条件Zout<Zstart，则电外科系统可以继续前进(732)到块或者条件块740(“等待开始”)，其中可以激活延迟计时器。如果不间断地满足条件Zout<Zstart一定时间周期(其可以在0秒与2.5秒之间)，该时间周期可以由块740设定，则这意味着电外科设备并非无意中接触到所治疗的部位，而相反地系统操作员准备开始或者恢复治疗。因此，可以至少暂时地终止(电流)线缆询问期，以及可以通过电外科设备生成和传送(744)治疗性能量。换句话说(即，如果在指定时间周期内Zout不低于Zstart)，则可以恢复线缆询问条件(742)。
在块或者条件750处(“激活阶段”)，电外科系统向所治疗部位传送治疗性能量。可以以下列三个方式中的一个退出块750：(1)电外科系统的操作者可以决定中断(770)电外科程序，或者(2)在指示超时(752)后，或者(3)当Zout大于第三阻抗阈值时，Zstop(754)(例如，Zstop＝3.5KΩ)。(可以使用其它阈值。)如果达到超时，则这意味着电外科设备应当从所治疗部位移除以不使所治疗组织/器官过热。如果Zout>Zstop，则这意味着电外科系统将停止传送治疗性能量传送，并且开始新的线缆询问期。在情况(2)和(3)两者中，电外科系统在块760中等待(“等待断开电路”)操作者将电外科设备远离所治疗部位移动，即，电外科系统继续监测输出阻抗并且等到Zout>Zopen为止。随后，电外科系统可以再访问块730并且重复如上所述的过程。
图8示意性地图示了根据示例实施例的方法的利用。关于时间线810按时间顺序示出了电外科系统中发生的各种事件。图表820图示了信号发生器(例如，信号发生器430，图4)的状态，该信号发生器有时生成高能量治疗性信号以及在其它时间生成较低能量治疗性信号。
参照时间线810，电外科系统的操作周期812可以包括线缆询问周期814以获得表示电外科系统或者电外科系统的部分的泄漏电容的电容值，以及包括周期816，在周期816期间，通过使用线缆询问结果的结果来监测(询问)电外科系统的瞬时输出阻抗；即，通过使用电气地表示电外科系统或者电外科系统的部分并且包括表示电外科系统或其部分中的、或者电外科系统或者其部分的泄漏电容的电容值的转移矩阵。
在线缆询问周期814期间，在时间t1处，向转移矩阵中的虚拟电容器分配电容值C1(例如，C1＝50pF)，并且针对C1计算对应的输出阻抗Zout(1)。在时间t2处，将电容值C2(例如，C1＝60pF)分配至虚拟电容器，并且针对C2计算对应输出阻抗Zout(2)等等(针对C3至时间t61处的C61)。由系列的阻抗Zout(1)-Zout(61)导出最大输出阻抗Zmax，并且可以确定最优电容值，该最优电容值是产生Zmax的电容值。最优电容值可以随后分配至或者设定至虚拟电容器Cvirtual，并且电外科系统的输出阻抗(或者任何其它输出电气参数)的询问可以开始。
在时间t61与t62之间发起第一询问周期840。根据图8的示例，在时间t62处，可以确定由电外科系统控制的治疗性设备接触器官或者组织。(可以确定在该示例中所监测的输出阻抗的值是否低于‘开始阻抗’Zstart阈值，该阈值可以是例如2.2KΩ。)因此，信号发生器可以在时间t62处开始向组织传送治疗性能量(850)。在时间t63处，确定治疗性设备不接触器官或者组织。(可以确定在该示例中所监测的瞬时输出阻抗的值是否大于‘停止阻抗’Zstop阈值，该阈值可以是例如3.5KΩ。)因此，信号发生器在时间t63处停止向组织传送治疗性能量(860)。
在时间t64处，再次检测组织接触(通过监测瞬时输出阻抗)。(确定所监测的瞬时输出阻抗的值是否再次低于开始阻抗阈值Zstart。)因此，信号发生器在时间t64处重新开始向组织传送治疗性能量(870)。
在时间t65处，确定瞬时输出阻抗指示电外科系统的输出阻抗处于断开状态，在该条件中，另一个线缆询问过程880可以开始例如为虚拟电容器寻找更合适的电容值。(‘更合适’意味着能够适应电外科系统或者其部分的电气性质(例如，泄漏阻抗)的变化。)
在周期816期间，系列的询问周期可以用于监测电外科系统的瞬时输出阻抗。可以在信号发生器不传送治疗性能量的周期期间执行瞬时输出阻抗的询问。即，可以以脉冲方式(例如，以脉冲串方式)向器官或者组织传送治疗性能量，以及可以在这种脉冲/脉冲串中间执行瞬时输出阻抗的询问。
根据上下文，此处使用冠词“一”指代冠词的语法对象的一个或者超过一个(即，至少一个)。通过示例的方式，根据上下文，“要素”可以意指一个要素或者超过一个要素。此处使用的术语“包括”意指短语“包括但不限于”，并且“包括”与“包括但不限于”可交换地使用。除非上下文以其它方式清楚地指示，此处使用的术语“或者”和“和”意指术语“和/或”，并且与术语“和/或”可交换地使用。此处使用的术语“诸如”意指短语“诸如但不限于”并且与该短语可交换地使用。
本发明的实施例可以包括对指令进行编码、包括指令或者存储指令(例如，当由处理器或者控制器执行时实施此处公开的方法的计算机可执行指令)的计算机或者处理器非暂时性存储介质(诸如，例如存储器、磁盘驱动器或者USB闪速存储器)。从而在描述了本发明的示例性实施例之后，将对本领域技术人员明显的是，所公开的实施例的修改将在本发明的范围内。替换实施例可以相应地包括更多模块、更少模块和/或功能等效的模块。本公开与各种类型的电外科系统(例如，自动双极型电外科系统、单极型电外科系统等等)、各种类型的线缆(例如，自动双极线缆，等等)以及各种类型的电外科设备有关。从而，此处的公开不将下列权利要求的范围限制到任何特定电外科系统或者电外科设备。

Claims (17)

1.一种操作电外科系统的设备，所述电外科系统包括信号发生器以及输出电路，输出电路包括将电外科设备连接至电外科系统的电缆，所述设备包括：
(i)用于向电缆施加输入电压以及测量电缆中产生的输入电流的装置，以及
(ii)用于从输入电压和输入电流以及通过使用电气地表示输出电路的转移矩阵来计算输出电路的电气参数的装置；以及
用于基于电气参数的值确定电外科系统的操作模式的装置。
2.根据权利要求1所述的设备，其中转移矩阵包括虚拟电容器，并且所述设备包括用于向虚拟电容器分配表示输出电路中的泄漏电容的值的装置。
3.根据权利要求2所述的设备，其中泄漏电容包括下列中的一个或者多个：由于线缆的泄漏电容、由于电外科设备的泄漏电容、由于将线缆连接至电外科系统的连接器的泄漏电容、由于将线缆连接至电外科设备的连接器的泄漏电容，以及由于对象接触电外科设备的泄漏电容。
4.根据权利要求2所述的设备，其中用于向虚拟电容器分配表示泄漏电容的值的装置包括用于向虚拟电容器分配泄漏电容的值的装置。
5.根据权利要求2所述的设备，其中用于将表示泄漏电容的电容值分配至虚拟电容器的装置包括在线缆询问阶段期间，
(i)用于在系列的电容值之间改变转移矩阵的虚拟电容器的值，以及通过使用转移矩阵为输出电路计算与系列的电容值分别地相对应的系列的输出阻抗的装置；
(ii)用于从系列的输出阻抗导出最大输出阻抗的装置；
(iii)用于为虚拟电容器确定最优电容值的装置，对于该最优电容值输出阻抗是最大的；以及
(iv)用于将最优电容值分配至虚拟电容器的装置。
6.根据权利要求1所述的设备，包括用于从由下列组成的组中选择操作模式的装置：(i)通过信号发生器经由电外科设备向治疗部位传送治疗性能量，(ii)在治疗性能量传送至所治疗部位时调节信号发生器的电气参数以及(iii)抑制向所治疗部位传送治疗性能量，(iv)线缆询问模式以及(v)阻抗监测模式。
7.根据权利要求1所述的设备，其中电气参数是输出电路的输出阻抗，以及所述设备包括用于基于输出阻抗的值确定电外科系统的操作模式或者为电外科系统确定操作模式的装置。
8.根据权利要求7所述的设备，包括用于基于输出阻抗的值区分输出电路的‘断开电路’状态与输出电路的‘闭合电路’状态的装置，其中在‘断开电路’状态中电外科设备从治疗部位分离，在‘闭合电路’状态中电外科设备接触所治疗的部位。
9.根据权利要求7所述的设备，其中用于计算输出电路的输出阻抗的装置包括用于通过将输入电压和输入电流乘以转移矩阵来计算输出电路的输出电压和输出电流的装置。
10.根据权利要求1所述的设备，其中电气参数是经由电外科设备传送至治疗部位的输出电力。
11.根据权利要求10所述的设备，其中用于计算输出电力的装置包括用于通过将输入电压和输入电流乘以转移矩阵来计算输出电路的输出电压和输出电流的装置。
12.根据权利要求10所述的设备，包括用于控制输出电力以向所治疗部位提供最优的治疗性能量的装置。
13.一种电外科系统，包括：
发生器，用以生成治疗性能量；
控制器，用以控制所述发生器；以及
输出电路，所述输出电路包括向所治疗部位传递治疗性能量的电外科设备以及将电外科设备电连接至电外科系统的电缆，
其中控制器被配置为，
定义转移矩阵以电气地表示电外科系统，所述转移矩阵包括虚拟电容器，用于表示电外科系统中的泄漏电容；
向虚拟电容器分配表示泄漏电容的电容值；
通过执行以下来监测输出电路的电气参数，
(i)向电缆施加输入电压以及测量电缆中的输入电流，以及
(ii)从输入电压和输入电流以及通过使用转移矩阵来计算输出电路的电气参数；以及
基于电气参数的值为电外科系统确定操作模式。
14.根据权利要求13所述的系统，其中从由下列组成的组中选择电气参数：输出电路的输出电压、输出电路的输出电流、输出阻抗和传送至所治疗部位的输出电力。
15.根据权利要求13所述的系统，其中从由下列组成的组中选择操作模式：(i)从发生器向治疗部位传送治疗性能量，(ii)当治疗性能量传送至所治疗部位时调节发生器的电气参数，以及(iii)抑制向所治疗部位传送治疗性能量，(iv)线缆询问模式以及(v)阻抗监测模式。
16.根据权利要求13所述的系统，其中控制器被配置为通过以下来将表示泄漏电容的电容值分配至虚拟电容器：
(i)在系列的电容值之间改变所述转移矩阵的所述虚拟电容器的值，并且通过使用所述转移矩阵为所述输出电路计算分别地与所述系列的电容值相对应的系列的输出阻抗；
(ii)从所述系列的输出阻抗导出最大输出阻抗；
(iii)为所述虚拟电容器确定最优电容值，对于所述最优电容值所述输出阻抗是最大的；以及
(iv)将所述最优电容值分配至所述虚拟电容器。
17.根据权利要求16所述的系统，其中控制器被配置为，当电外科设备从所治疗部位分离时，
使发生器向电缆输出输入电压，并且响应于输入电压测量电缆中的输入电流，以及
对于虚拟电容器的每个值，
将输入电压和输入电流乘以转移矩阵以获得输出电路的输出电压和输出电流；以及
从输出电压和输出电流计算输出电路的输出阻抗。
CN201510665431.4A 2014-09-18 2015-09-18 用于控制电外科系统的操作的系统和方法 Expired - Fee Related CN105434037B (zh)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462052062P 2014-09-18 2014-09-18
US201462052046P 2014-09-18 2014-09-18
US62/052,062 2014-09-18
US62/052,046 2014-09-18
US14/851,258 US10172665B2 (en) 2014-09-18 2015-09-11 System and method for controlling operation of an electrosurgical system
US14/851,258 2015-09-11
CN201510600348.9A CN105434036B (zh) 2014-09-18 2015-09-18 用于控制电外科系统的操作的系统和方法

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510600348.9A Division CN105434036B (zh) 2014-09-18 2015-09-18 用于控制电外科系统的操作的系统和方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105434037A CN105434037A (zh) 2016-03-30
CN105434037B true CN105434037B (zh) 2018-04-17

Family

ID=54148442

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510600348.9A Active CN105434036B (zh) 2014-09-18 2015-09-18 用于控制电外科系统的操作的系统和方法
CN201510665431.4A Expired - Fee Related CN105434037B (zh) 2014-09-18 2015-09-18 用于控制电外科系统的操作的系统和方法

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510600348.9A Active CN105434036B (zh) 2014-09-18 2015-09-18 用于控制电外科系统的操作的系统和方法

Country Status (3)

Country Link
US (4) US10172665B2 (zh)
EP (2) EP3718495A1 (zh)
CN (2) CN105434036B (zh)

Families Citing this family (68)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10835307B2 (en) 2001-06-12 2020-11-17 Ethicon Llc Modular battery powered handheld surgical instrument containing elongated multi-layered shaft
US9089360B2 (en) 2008-08-06 2015-07-28 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Devices and techniques for cutting and coagulating tissue
US8663220B2 (en) 2009-07-15 2014-03-04 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Ultrasonic surgical instruments
US11090104B2 (en) 2009-10-09 2021-08-17 Cilag Gmbh International Surgical generator for ultrasonic and electrosurgical devices
US8469981B2 (en) 2010-02-11 2013-06-25 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Rotatable cutting implement arrangements for ultrasonic surgical instruments
WO2013119545A1 (en) 2012-02-10 2013-08-15 Ethicon-Endo Surgery, Inc. Robotically controlled surgical instrument
US9439668B2 (en) 2012-04-09 2016-09-13 Ethicon Endo-Surgery, Llc Switch arrangements for ultrasonic surgical instruments
US20140005705A1 (en) 2012-06-29 2014-01-02 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical instruments with articulating shafts
US9198714B2 (en) 2012-06-29 2015-12-01 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Haptic feedback devices for surgical robot
US9351754B2 (en) 2012-06-29 2016-05-31 Ethicon Endo-Surgery, Llc Ultrasonic surgical instruments with distally positioned jaw assemblies
US9326788B2 (en) 2012-06-29 2016-05-03 Ethicon Endo-Surgery, Llc Lockout mechanism for use with robotic electrosurgical device
US9393037B2 (en) 2012-06-29 2016-07-19 Ethicon Endo-Surgery, Llc Surgical instruments with articulating shafts
US9408622B2 (en) 2012-06-29 2016-08-09 Ethicon Endo-Surgery, Llc Surgical instruments with articulating shafts
US9226767B2 (en) 2012-06-29 2016-01-05 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Closed feedback control for electrosurgical device
US20140005702A1 (en) 2012-06-29 2014-01-02 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Ultrasonic surgical instruments with distally positioned transducers
US9095367B2 (en) 2012-10-22 2015-08-04 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Flexible harmonic waveguides/blades for surgical instruments
US20140135804A1 (en) 2012-11-15 2014-05-15 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Ultrasonic and electrosurgical devices
US9814514B2 (en) 2013-09-13 2017-11-14 Ethicon Llc Electrosurgical (RF) medical instruments for cutting and coagulating tissue
US9265926B2 (en) 2013-11-08 2016-02-23 Ethicon Endo-Surgery, Llc Electrosurgical devices
GB2521228A (en) 2013-12-16 2015-06-17 Ethicon Endo Surgery Inc Medical device
US9795436B2 (en) 2014-01-07 2017-10-24 Ethicon Llc Harvesting energy from a surgical generator
US9554854B2 (en) 2014-03-18 2017-01-31 Ethicon Endo-Surgery, Llc Detecting short circuits in electrosurgical medical devices
US10092310B2 (en) 2014-03-27 2018-10-09 Ethicon Llc Electrosurgical devices
US9737355B2 (en) 2014-03-31 2017-08-22 Ethicon Llc Controlling impedance rise in electrosurgical medical devices
US9913680B2 (en) 2014-04-15 2018-03-13 Ethicon Llc Software algorithms for electrosurgical instruments
US10285724B2 (en) 2014-07-31 2019-05-14 Ethicon Llc Actuation mechanisms and load adjustment assemblies for surgical instruments
US10172665B2 (en) * 2014-09-18 2019-01-08 Covidien Lp System and method for controlling operation of an electrosurgical system
US10639092B2 (en) 2014-12-08 2020-05-05 Ethicon Llc Electrode configurations for surgical instruments
US10245095B2 (en) 2015-02-06 2019-04-02 Ethicon Llc Electrosurgical instrument with rotation and articulation mechanisms
US10595929B2 (en) 2015-03-24 2020-03-24 Ethicon Llc Surgical instruments with firing system overload protection mechanisms
US11051873B2 (en) 2015-06-30 2021-07-06 Cilag Gmbh International Surgical system with user adaptable techniques employing multiple energy modalities based on tissue parameters
US10898256B2 (en) 2015-06-30 2021-01-26 Ethicon Llc Surgical system with user adaptable techniques based on tissue impedance
US11141213B2 (en) 2015-06-30 2021-10-12 Cilag Gmbh International Surgical instrument with user adaptable techniques
US11129669B2 (en) 2015-06-30 2021-09-28 Cilag Gmbh International Surgical system with user adaptable techniques based on tissue type
US10034704B2 (en) 2015-06-30 2018-07-31 Ethicon Llc Surgical instrument with user adaptable algorithms
US10194973B2 (en) 2015-09-30 2019-02-05 Ethicon Llc Generator for digitally generating electrical signal waveforms for electrosurgical and ultrasonic surgical instruments
US10595930B2 (en) 2015-10-16 2020-03-24 Ethicon Llc Electrode wiping surgical device
US10575892B2 (en) 2015-12-31 2020-03-03 Ethicon Llc Adapter for electrical surgical instruments
US11129670B2 (en) 2016-01-15 2021-09-28 Cilag Gmbh International Modular battery powered handheld surgical instrument with selective application of energy based on button displacement, intensity, or local tissue characterization
US11051840B2 (en) 2016-01-15 2021-07-06 Ethicon Llc Modular battery powered handheld surgical instrument with reusable asymmetric handle housing
US10716615B2 (en) 2016-01-15 2020-07-21 Ethicon Llc Modular battery powered handheld surgical instrument with curved end effectors having asymmetric engagement between jaw and blade
US11229471B2 (en) 2016-01-15 2022-01-25 Cilag Gmbh International Modular battery powered handheld surgical instrument with selective application of energy based on tissue characterization
US10555769B2 (en) 2016-02-22 2020-02-11 Ethicon Llc Flexible circuits for electrosurgical instrument
US10646269B2 (en) 2016-04-29 2020-05-12 Ethicon Llc Non-linear jaw gap for electrosurgical instruments
US10456193B2 (en) 2016-05-03 2019-10-29 Ethicon Llc Medical device with a bilateral jaw configuration for nerve stimulation
US10376305B2 (en) 2016-08-05 2019-08-13 Ethicon Llc Methods and systems for advanced harmonic energy
US11266430B2 (en) 2016-11-29 2022-03-08 Cilag Gmbh International End effector control and calibration
US10555768B2 (en) * 2017-02-14 2020-02-11 Medtronic, Inc. Method of confirming safe delivery pathway to patient prior to energy delivery
US11103298B2 (en) * 2017-10-31 2021-08-31 Covidien Lp Systems and methods for detecting insertion or removal of a cable
US11786291B2 (en) 2019-12-30 2023-10-17 Cilag Gmbh International Deflectable support of RF energy electrode with respect to opposing ultrasonic blade
US11937863B2 (en) 2019-12-30 2024-03-26 Cilag Gmbh International Deflectable electrode with variable compression bias along the length of the deflectable electrode
US11911063B2 (en) 2019-12-30 2024-02-27 Cilag Gmbh International Techniques for detecting ultrasonic blade to electrode contact and reducing power to ultrasonic blade
US11986201B2 (en) 2019-12-30 2024-05-21 Cilag Gmbh International Method for operating a surgical instrument
US11937866B2 (en) 2019-12-30 2024-03-26 Cilag Gmbh International Method for an electrosurgical procedure
US11723716B2 (en) 2019-12-30 2023-08-15 Cilag Gmbh International Electrosurgical instrument with variable control mechanisms
US11779329B2 (en) 2019-12-30 2023-10-10 Cilag Gmbh International Surgical instrument comprising a flex circuit including a sensor system
US11944366B2 (en) 2019-12-30 2024-04-02 Cilag Gmbh International Asymmetric segmented ultrasonic support pad for cooperative engagement with a movable RF electrode
US11660089B2 (en) 2019-12-30 2023-05-30 Cilag Gmbh International Surgical instrument comprising a sensing system
US11452525B2 (en) 2019-12-30 2022-09-27 Cilag Gmbh International Surgical instrument comprising an adjustment system
US11812957B2 (en) 2019-12-30 2023-11-14 Cilag Gmbh International Surgical instrument comprising a signal interference resolution system
US20210196359A1 (en) 2019-12-30 2021-07-01 Ethicon Llc Electrosurgical instruments with electrodes having energy focusing features
US11779387B2 (en) 2019-12-30 2023-10-10 Cilag Gmbh International Clamp arm jaw to minimize tissue sticking and improve tissue control
US11759251B2 (en) 2019-12-30 2023-09-19 Cilag Gmbh International Control program adaptation based on device status and user input
US11684412B2 (en) 2019-12-30 2023-06-27 Cilag Gmbh International Surgical instrument with rotatable and articulatable surgical end effector
US11696776B2 (en) 2019-12-30 2023-07-11 Cilag Gmbh International Articulatable surgical instrument
US11950797B2 (en) 2019-12-30 2024-04-09 Cilag Gmbh International Deflectable electrode with higher distal bias relative to proximal bias
WO2022185246A1 (en) * 2021-03-04 2022-09-09 Medtronic, Inc. Variable impedance paths for delivery of electric fields
WO2024033749A1 (en) * 2022-08-08 2024-02-15 Covidien Lp Electrosurgical systems and methods facilitating monopolar and/or bipolar electrosurgical tissue treatment

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5318563A (en) 1992-06-04 1994-06-07 Valley Forge Scientific Corporation Bipolar RF generator
US5514129A (en) 1993-12-03 1996-05-07 Valleylab Inc. Automatic bipolar control for an electrosurgical generator
EP1157667A3 (en) 2000-05-25 2003-07-02 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Electrosurgical generator with RF leakage reduction
US7041096B2 (en) 2002-10-24 2006-05-09 Synergetics Usa, Inc. Electrosurgical generator apparatus
US9474564B2 (en) * 2005-03-31 2016-10-25 Covidien Ag Method and system for compensating for external impedance of an energy carrying component when controlling an electrosurgical generator
US20090048595A1 (en) 2007-08-14 2009-02-19 Takashi Mihori Electric processing system
US20090254077A1 (en) 2008-04-08 2009-10-08 Tyco Healthcare Group Lp Arc Generation in a Fluid Medium
US8864652B2 (en) 2008-06-27 2014-10-21 Intuitive Surgical Operations, Inc. Medical robotic system providing computer generated auxiliary views of a camera instrument for controlling the positioning and orienting of its tip
JP4567811B2 (ja) 2008-10-03 2010-10-20 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、電気手術装置の制御方法、高周波処置装置、及び、高周波処置方法
CN103260539B (zh) 2011-02-10 2016-02-17 奥林巴斯株式会社 高频手术装置以及手术装置
US8932291B2 (en) 2012-04-13 2015-01-13 Covidien Lp Electrosurgical systems
US10172665B2 (en) * 2014-09-18 2019-01-08 Covidien Lp System and method for controlling operation of an electrosurgical system

Also Published As

Publication number Publication date
EP2997917B1 (en) 2020-06-03
US11571252B2 (en) 2023-02-07
US11571251B2 (en) 2023-02-07
US10172666B2 (en) 2019-01-08
US20190216526A1 (en) 2019-07-18
EP2997917A1 (en) 2016-03-23
US20160081739A1 (en) 2016-03-24
US20160081740A1 (en) 2016-03-24
CN105434036B (zh) 2018-09-25
EP3718495A1 (en) 2020-10-07
CN105434037A (zh) 2016-03-30
CN105434036A (zh) 2016-03-30
US20190175249A1 (en) 2019-06-13
US10172665B2 (en) 2019-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105434037B (zh) 用于控制电外科系统的操作的系统和方法
CN204734544U (zh) 电外科发生器及电外科系统
CN104363849B (zh) 具有开关的外科装置的控制电路以及用于确定开关状态的方法
JP7480044B2 (ja) 超音波エンドエフェクタの状態推測、及びそのための制御システム
JP6664865B2 (ja) 超音波及び電気外科用装置のための外科用発生器
US10265117B2 (en) Surgical generator method for controlling and ultrasonic transducer waveform for ultrasonic and electrosurgical devices
CN103251451B (zh) 用于组织消融的电极耦合评估
CN101677833B (zh) 高频外科手术测试设备
EP3479787B1 (en) System for mitigating interferences between electrosurgical systems
EP2716248A1 (en) System and method for using resonance phasing for measuring impedance
JP5940402B2 (ja) アブレータ用のテスト治具
CN105615992A (zh) 用于多频询问电外科仪器的寄生参数的电外科系统
US11207122B2 (en) System, apparatus, and method for powering a bipolar energy controller

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20180417