JP2001519195A - 電気外科器具上の焼痂蓄積物を低減/除去するための電気外科システム - Google Patents

電気外科器具上の焼痂蓄積物を低減/除去するための電気外科システム

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Abstract

(57)【要約】 電気エネルギーを与えて所定の外科的効果を得る一方で、電気外科器具(4)の作用表面への焼痂蓄積物を低減し、作用表面から容易に除去することが可能な焼痂蓄積物を生成し、清除処置の間において焼痂蓄積物の除去を促進する電気外科システムが開示される。この利点は、電気外科処置、または、作用表面を導電性の液体に接触させることを行う清除処置の少なくともいずれか一方において、発生源(1)への戻り径路(7)に対して負のバイアスを作用表面に与えることにより実現することが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (発明の分野) 本発明は電気エネルギーを組織に適用して所定の外科的効果を得る方法及び装
置に関し、より詳細には、こうした効果を得るうえで電気外科器具への身体物質
の蓄積を低減することに関する。本発明は、更に外科手術の間に電気外科器具に
蓄積する身体物質の除去を促進するための方法及び装置に関する。
【0002】 (発明の背景) 外科的な目的での電気エネルギーの使用における可能な用途及び認知される利
点は常に拡大してきた。特に、例として電気外科技術は、開放的応用及び腹腔鏡
的応用の両方において、高度に局所化された組織切開及び凝固能力を与えるため
に現在広く用いられており、これにより組織の損傷が低減され、従来の伝統的外
科的手法と比較した場合の更なる利点が与えられる。
【0003】 電気外科技術では、高周波(RF)電気エネルギーを、(例としてステンレス
鋼のメスやブレードを介して)組織、高周波(RF)電気エネルギー源(例 専
用の電気外科発生器)、及び、通常、患者の下に配置される対極パッドまたは手
術野に接するか直ぐ近傍に配置することが可能な小型の対極の形態をとる、戻り
径路要素へと送る、1以上の作用表面を有する手持ち式器具またはペンシルを使
用する。戻り径路要素は患者の組織からエネルギー源へと戻り電流径路を与える
。より詳細には、器具及び戻り径路要素は、電気エネルギーの発生源及びシンク
として機能する高周波エネルギー発生源に導電性の導線を介して接続され、完全
な電気回路を構成する。手持ち式器具及び対極パッドが用いられる場合、この電
気外科技術はモノポーラ法と呼ばれる。手持ち式器具及び小型の対極(手術野ま
たはその直ぐ近傍に選択的に配置することが可能である)が用いられる場合、こ
の電気外科技術はバイポーラ法と呼ばれる。
【0004】 高周波電源において発生せられる波形は、所定の電気外科的効果、すなわち、
組織の切開または凝固が行われるように構成することが可能である。この点に関
し、本発明の以前においては、組織の切開/凝固は電気外科的波形の構成におい
て考慮される唯一のパラメータであった。
【0005】 公知の電気外科技術にはその利点にも関わらず、組織に電気エネルギーを伝達
する手術器具の作用表面に蓄積物が蓄積するという問題があった。この蓄積物は
組織から噴出して作用面に接触する物質、及び作用表面に直接接触して付着する
組織物質からなる。作用表面は通常、電気エネルギーが与えられると加熱し、こ
れにより蓄積された物質の物理的及び化学的な組成が変化する。この蓄積物は一
般的に焼痂と呼ばれる。焼痂が蓄積して厚みを増すと、電気外科手術(例 切開
)の妨げとなる。すなわち、例として焼痂は、外科医が器具の作用面を清除する
ために手術を中断しなければならないような厚さにまで蓄積する。清除には一般
に、固まった焼痂を器具の作用面から剥離する研摩パッドが使用される。術式の
進行にしたがって、上記の清除処置をより頻繁に行わなければならない。清除の
ためのこうした中断は手術の効果の妨げとなり、手術に遅滞をきたすか、医師に
とっての大きな妨げとなる。
【0006】 研摩パッドの使用と同様、焼痂蓄積物に対処するための他の解決策は、電気外
科用ブレードを焼痂蓄積物の低減を目的とした物質にて処理するか、またはこう
した物質にてブレードを形成することに限定されていた。こうした方法ではステ
ンレス鋼製の電気外科ブレードを電解研摩することを行う。他の方法では、フッ
素化した炭化水素材料にて作用表面を覆うこと(参照例 米国特許第4,785
,807号)、及びニオブ製ブレードを酸化ニオブにてコーティングすること(
参照例 米国特許第5,030,218号)を行う。焼痂を低減するためのこれ
らの解決策においても焼痂の蓄積は見られ、手術器具の作用表面から焼痂蓄積物
を除去するために医師の労力を必要とする。更にこうした清除により作用表面の
特殊な表面処理が除去または分解され、これにより術式の進行にともなって作用
表面の効果が損なわれる。
【0007】 (発明の概要) したがって本発明の主たる目的は、所望の電気外科的効果を得ると同時に外科
器具に蓄積する焼痂の量及びこうした焼痂の付着の度合いを低減するために電気
エネルギーを使用する改良された電気外科システムを提供することにある。
【0008】 本発明の別の目的は、例として電気外科処置の間において外科器具に蓄積する
焼痂を除去するための方法及び装置を提供することにある。 これに間連した目的として、こうした改良されたシステム、方法及び装置の提
供において、即座の実施及び公知の電気外科発生器の使用を可能とする低コスト
化及び使用の容易性を追求することがある。
【0009】 これらの目的の1以上を達成することにおいて、発明者は公知のRF電気外科
波形により、少なくとも0Vに等しく、ほとんどの場合において0Vよりも大き
い平均バイアス電圧が得られることを見出した。この認識に関連し、本発明の一
態様においては、戻り径路に対して負の平均バイアス電圧を電気外科器具の作用
表面に与える新規な電気波形の生成及び使用を含む外科システムが提供される。
この目的のため、「平均バイアス電圧」及び/または「中間値バイアス電圧」は
、少なくとも約3秒の一回の連続的動作時間にわたって、または、全体で少なく
とも約3秒の断続的な動作時間にわたって作用表面における電圧出力を積分し、
この結果を連続的または累加的な動作時間にて割ることによって求められる。後
述するように、焼痂蓄積物の量は、負にバイアスした新規な波形を用いることに
より大幅に低減される。更に何らかの蓄積物が蓄積した場合にはこれを容易に除
去することが可能である。
【0010】 本発明の別の一態様においては、新規なシステムは外科器具の作用表面に電気
信号を周期的に与えることと、少なくとも部分的に同時にこの作用面を特定の媒
体に接触させて器具からの蓄積物の除去を促進することとを含む。より詳細には
、本発明は、電気外科器具の作用表面を電気的に励起された導電性の液体に接触
させて、電気外科処置の間に作用表面に蓄積した焼痂の除去を促進することを含
む。好ましくは、作用表面は、やはり導電液に接触して回路を完成する導電性の
戻り電極に対して負の電位に維持される。後述するように、上記の有利な清除効
果は、蓄積物を作用表面から分離する、すなわち「浮かせる」気泡が作用表面上
に形成されることによるものである。
【0011】 本発明の上記の態様の利点は、電気外科器具の作用表面が外科器具において一
般的に使用されているステンレス鋼から形成されている場合に実現される。標準
水素電極の標準還元電位に対して正の標準還元電位を有する元素を含有する作用
表面の材料を選択することによって利点を強調することが可能である。例として
、銅、銀、及び金などの、標準的な元素周期表から選択される1以上の1B族元
素の使用により良好な結果が得られる。
【0012】 電気外科器具の作用表面において、戻り径路に対して負の平均バイアス電圧を
与える電気外科波形の使用により焼痂の蓄積は低減し、付着の程度は軽減される
。これに関連し発明者等は、焼痂蓄積を低減し、容易に除去可能な焼痂を形成す
るという効果は、戻り径路要素に対してわずか約1Vの負の平均バイアス電圧が
電気外科メスのブレードの表面間に存在する場合においてさえも得られることを
発見した。重要な点としては、この作用表面の負のバイアスを、所定の組織切開
及び/または凝固効果を得るために利用される公知のRFエネルギー源(例 従
来の電気外科発生器)の出力波形に重ね合わせることが可能である点である。し
たがって、平均電圧バイアスが負(戻り径路要素に対して)であれば、作用表面
に与えられる電気波形のかなりの部分が正(戻り径路要素に対して)であっても
よい点は理解されるべきである。
【0013】 一方法においては従来のRF電気外科エネルギー源と直列に接続された低電圧
DC電源(例 約10〜120V)により、公知のRF波形を単純に「下方に」
シフトさせることにより、負のバイアスを実現することが可能である。別の一方
法では、低周波(LF)源(例 約10kHz以下)を従来のRF電気外科エネ
ルギー源の出力(例 約100kHz以上)と組み合わせて平均的な負のバイア
スを有する新規な波形を得ることが可能である。この方法では、周波数依存分路
回路要素及び周波数依存阻止回路要素の少なくともいずれか一方を、RF源及び
LF源をそれぞれ電気的に隔離するための手段として有利に使用することが可能
である。更なる別の一方法では、特定のRF出力を与えるためにRF電気エネル
ギー源を有利に使用する。このRF出力は信号変換手段によって利用され、RF
波形と合成して所望の負のバイアスを得ることが可能なLF波形を生成する。こ
うした信号変換手段は、特定の一方向に流れる電流に第1の抵抗を与え、他の方
向に流れる電流に第2の抵抗を与えるうえで有利に機能する。この第1の抵抗と
第2の抵抗とは異なっている。好ましくは、前記第1及び第2の方向依存抵抗間
に選択的かつ可変な差を確立するために制御手段が配される。
【0014】 認識されるように、周波数及び振幅などの新規な電気波形の(負のバイアス以
外の)他の特徴を、電気外科発生器の技術分野において以前から知られている切
開や凝固において適当に用いることが可能である。こうした周波数は100キロ
ヘルツ〜2メガヘルツの範囲であり、最大最低電圧は約10〜15,000ボル
トの範囲である。これに関し、新規な波形は、従来技術において知られるように
ほぼ正弦波形、減衰された正弦波形、もしくはほぼ正弦波形または減衰正弦波形
の間欠的な波形を使用することが可能である。本発明において負のバイアスを実
施するための各種の要素は従来の電気外科発生器と別個にパッケージングするか
、あるいは従来の電気外科発生器に組み込んだりともにパッケージングすること
が可能である。
【0015】 新規な電気外科波形によって作用表面にエネルギーを与えつつ導電性の液体を
作用表面に噴射することにより、蓄積される焼痂の量を更に低減することが可能
である。こうした液体スプレーとしては好ましくは、例として一般的な生理食塩
水などの生体適合性の溶液が含まれる。噴射ミストは外科器具とは別の、あるい
は外科器具の一部として構成された外部噴射要素を用いて適用される。導電性の
スプレーが、銅などの金属を含む所定の材料群にて形成される作用表面を有する
電気外科器具とともに使用される場合、焼痂蓄積物は認識可能な程度には蓄積せ
ず、外科処置を行う際に事実上焼痂蓄積物を除去する必要がない。
【0016】 上述したように、外科器具の作用表面からの焼痂の除去は、本発明に基づいて
、作用表面を導電性の液体に接触させ、やはり導電性の液体に接触した戻り電極
に対して負の電圧バイアスを作用表面に与えることにより促進される。これに関
し、新規な構成は本質的に電解槽を形成するものであり、作用表面が陰極として
、戻り電極が陽極として機能する。動作時にはイオン交換により戻り電極(陽極
)から導電性溶液を通じて電気外科器具(陰極)に電流が流れ、電子は電気外科
器具から戻り電極に流れる。戻り電極は主としてプラスの極性を有する電気エネ
ルギー源の端子に接続し、電気外科器具は主としてマイナスの極性を有する同じ
電気エネルギー源の端子に接続することが可能である。極性の大きさ(電圧)は
時間的に変化してもよく、電圧が高いほど清除は早く行われる。例として、焼痂
は少なくとも約10Vの電圧源が使用されている場合に迅速に除去される。現時
点では、約10〜120Vの電圧が好ましく用いられる。
【0017】 動作時には電極において化学反応が起き、電解槽に対して適当な要素を選択す
ることにより、気泡を形成することが可能である。例として、導電性液体中の物
質の電気分解により、作用表面(または陰極)上に気泡を形成することが可能で
ある。一構成においては、導電性溶液が一般的な生理食塩水のような生理食塩水
である場合に水の電気分解により水素ガスの気泡を形成することが可能である。
気泡はその成分分子の微量の蓄積によって形成が開始され、更なる分子が集合す
るにしたがって大きくなる。気泡は作用表面上の焼痂が形成される割れ目や空間
、及び焼痂が存在しない領域に形成される。焼痂に接する、または焼痂の下の小
空間のような限定された領域において気泡の形成が開始される場合、気泡は限定
された容積を有し、気泡の成長につれてこれに接する焼痂に力が作用して焼痂を
動かし、最終的には焼痂蓄積物が形成される作用表面基板から浮き上がらせる。
作用表面上に残留する焼痂付着物は表面張力やファンデルワールス力などの弱い
力の作用によるものであり、こうした弱い力は例として優しく拭うことなどによ
り容易に打ち勝つことが可能である。したがって焼痂内にこの場合では電気エネ
ルギーを用いて、意図的に気泡を形成することにより、焼痂を緩くして作用表面
から除去するか容易に除去されるようにすることが可能である。
【0018】 焼痂除去/清除の実施形態において、戻り電極は、容易に腐食して導電液を退
色させない、また電解槽の抵抗を大きくする方向にも小さくする方向にも実質的
に変化させない1以上の材料からなることが好ましい。具体的には、電極に阻止
する腐食生成物を生成する、もしくは溶液にほとんど溶けない腐食生成物を生成
する電極材料が望ましく、アルミニウムなどが含まれる。
【0019】 清除の目的で利用される電気エネルギーは従来のRFエネルギー源(例 電気
外科発生器)の出力から得るか、あるいは電気外科発生器とは別個に得ることが
可能である。一構成においては、電気外科器具の作用表面を、導電性要素(例
絶縁ワイア)を介してバッテリーパックなどの直流(DC)電源のマイナス端子
に接続し、アルミニウム製の戻り電極を、適当な導電性要素(例 絶縁ワイア)
を介してこのDC電源のプラス端子に接続することが可能である。また、RFエ
ネルギー源が使用されている場合には、整流手段を用いて電気外科器具に主とし
て負の電圧を、戻り電極に主として正の電圧を与えることが可能である。整流手
段は、好ましくは1以上のトランジスタ要素を含む1以上のダイオードを有する
。電気外科処置モード及び清除処置に対応する第1及び第2の回路状態を確立す
るために機械的または電気的なスイッチング手段を使用することも可能である。
整流やスイッチングなどを行うための電子要素は、戻り電極、電気外科器具、導
電性液体を含む清除アセンブリ、あるいはこれらのアセンブリを互いにまたは電
気外科発生器に対して接続する別の要素の内の1つ以上のもののハウジングに配
することが可能である。このような構成により、本発明のこの態様の利用におい
て、清除の利点を得るために従来の電気外科発生器の改変を必要としない。
【0020】 好ましくは清除に用いられる導電性の液体は一般的な生理食塩水などの生物学
的に許容可能なものが好ましいが、アスコルビン酸、塩化ナトリウム、及び/ま
たは重炭酸ナトリウム溶液などの他の生物学的に許容可能な溶液によっても所望
の効果を得ることが可能である。導電性液体は、戻り電極として機能する導電性
の金属箔に接触する、ガーゼパッドなどの吸収性パッドによって保持することが
可能である。この金属箔は、絶縁ワイアなどの導電性要素を用いて電気エネルギ
ー源のプラス端子に電気的に接続される。導電性要素は、焼痂が取り除かれる器
具の作用表面に対して正の電圧に金属箔を維持する。一実施形態においては、ク
リップを使用して湿されたパッド/導電性金属箔アセンブリを手術領域の外科用
ドレープや他の要素に対して着脱可能に取り付け、外科医が作用表面を湿された
パッドによって拭うことにより、一回の動作で焼痂蓄積物を緩め、かつ作用表面
から拭い取ることを同時に行うことが可能である。
【0021】 また、導電液を小型の容器に入れ、別の導電性要素を介して(例 別の絶縁ワ
イアを介して)、電圧源のプラス及びマイナス端子に液体を電気的に接続するこ
とも可能である。一方法においては、容器中に液体を実質的に保持する一方で外
科器具を選択的に容器内に入れることを可能とする曲折した進入路が形成される
ように容器を構成するかまたは挿入要素(例 織成した多層パッド)を配するこ
とが可能である。別の一方法では1以上のシール要素(例 弾性フラップや再シ
ール可能な材料)を使用することが可能である。いずれの場合においても、外科
器具の作用表面を容器内に選択的に挿入して導電液に接触させ、引き抜きの際に
は挿入要素またはシール要素が、作用表面に緩く付着している焼痂に接触してそ
の除去を助けるように構成することが可能である。有利な点として、液体への負
の電圧の印加は、外科器具または外科器具の作用表面の存在によって活動化され
るスイッチを用いるか、あるいは作用表面が導電液に接触する場合にこれを検出
する自動センサを用いることにより自動的にトリガすることが可能である点があ
る。より詳細には、電気外科的効果を得るために用いられる周波数とは異なる特
定の周波数の低電圧交流信号のような検知信号が外科器具及びその作用表面に送
られ、これらの正電圧導電要素を監視するセンサを用いてこうした信号を検出す
る。信号は、作用表面と導電性液体との接触を介して、作用表面がアルミニウム
電極のような清除要素の陽極に対して電気的に接続している場合にのみ存在する
。また、同様のスイッチングまたは自動検知を利用して、RF電気エネルギー源
が電気外科処置モードにて動作している場合に、電気外科処置モードから清除モ
ードへの切換えを行うことが可能である。スイッチングは1以上の電気的接点を
開閉する1以上の可動要素を有する1以上の機械的スイッチを使用することによ
り実現することが可能である。またはスイッチングは電流の流路を(例として自
動的に)可能化または不能化する1以上の電子要素を有する電子的スイッチを使
用することにより実現することが可能である。
【0022】 本発明の清除に関連する態様の使用による利点を得るために、本発明の上述の
平均的な負のバイアスに関連する態様を用いて電気外科処置を行う必要は必ずし
もない点には留意されたい。すなわち、公知の電気外科技術のみが使用される場
合においても、電気外科器具の作用表面が充分な負電圧に保持され、充分な正の
相対電圧に保持される導電性の液体に作用表面が接触するならば焼痂の除去はや
はり促進される。しかしながら、上述の新規な波形を用いた切開により、より容
易に除去することが可能な焼痂が形成される。
【0023】 (詳細な説明) 図1は、組織切開のための公知の電気外科発生器によって発生せられるRF電
気波形を示したものである。図に明らかなように、図の動作時間における平均電
圧は0ボルトよりも大きい。
【0024】 図2は、本発明の一態様をなす電気外科波形を示したものである。特に図2で
は、図1の公知のRF波形を負のDC電圧成分にて変位またはシフトさせること
により、意図的な負のバイアスが公知の波形に重ね合わされる場合に実現される
新規な波形が示されている。自明のこととして認識されるように、負のバイアス
は公知のRF波形の形状を変化させることによって与えることも可能である。い
ずれの場合においても、結果的に平均電圧は負となる。1つの実施形態において
波形シフト手段及び波形変化手段の両方を用いることが可能であるが、いずれか
一方のみを用いることによっても所望の効果を得ることが可能である。
【0025】 本発明の第1の態様を説明するため、図3〜5には負にバイアスした電気外科
波形を生じるためのモノポーラ電気外科システムの構成例を示した。図示された
もの以外の他の実施形態が存在し、一般性を失うことなく図3〜5に示された原
理及びこの明細書に含まれる説明から導き出すことが可能であることは認識され
よう。以下の各図において、同じ参照符合にて示される要素は同じあるいは類似
の機能を有するものである。
【0026】 図3は、高周波(RF)のAC電気エネルギー源1(例として100kHz以
上)、及び低周波(LF)電気エネルギー源2(例として10kHz以下)を有
する、負のバイアスによる方法を示したブロック図である。高周波(RF)AC
電気エネルギー源1及び低周波(LF)電気エネルギー源2の出力電気波形は適
当な回路3により合成されて電気外科器具4に与えられる出力を生じ、電気外科
器具4から患者5に電気エネルギーが与えられる。この電気回路は、電気戻り径
路7を介してRFエネルギー源1に接続される戻り径路電極6に患者5が接触す
ることにより完成する。RF源1は約250キロヘルツ〜2メガヘルツの間で動
作し、約2000〜15,000ボルトの開放回路でのピークピーク電圧と、6
00ボルト〜15,000ボルトの使用時のピークピーク電圧を一般に有する。
RF電気波形は、正弦波、減衰正弦波、あるいはほぼ正弦波または減衰正弦波状
の間欠波形を用いることが可能である。こうしたRF電気波形を発生するための
手段は電気外科発生器の当業者には知られているものである。
【0027】 LF源2は可変要素として示され、時間変化するLF電気波形を発生すること
が可能である。LF源2は(電池や隔離された電源から)実質的な直流を発生す
る直流発生源を用いることも可能である。RF源1の出力に少なくとも約1ボル
トの負のバイアスを加える発生源が望ましい。更に、多くの応用において、負の
バイアス源は1以上のバイアス設定を与える負のバイアス制御要素を含むことが
好ましい。
【0028】 設定値の1つでは、RF源1からの電気波形と合成されて、例として約1.5
ボルトの負の平均電圧バイアスを生じる。この設定を用いて焼痂蓄積を低減する
か、あるいは容易に除去することが可能な焼痂を形成する。形成される焼痂の量
を更に低減するためにより大きな負のバイアス設定を用いることが可能であり、
こうしたバイアスは約−60ボルトまでの値を有する。約3〜16ボルトの負の
平均電圧バイアスが現在最も好ましく用いられている。利用可能な負のバイアス
量の実用上の限界は、医療従事者及び患者の健康の安全を維持するうえで適当な
値となるように決定することが可能である。ここで、焼痂蓄積物を低減する所望
の効果は60ボルトの負の平均バイアスを越える電圧によっても実現されるが、
その結果はより低い電圧において見られる結果と実際的に異ならない。
【0029】 図3のLF源2(そのアセンブリは図3では示されていない)を器具の清除の
ために使用することも可能である。これに関し、各種の清除実施形態を以下に詳
細に説明する。一般に清除の目的では約−10〜−120ボルトの間のLF源2
の設定が、速やかに焼痂を除去するうえで現在好ましく用いられている。RF源
1は焼痂除去のための動作時において電気外科波形を継続して発生する必要はな
いが、RF電気外科波形がLF波形とともに用いられている場合には焼痂除去に
不利な影響を与えることはない。
【0030】 RF源1及びLF源2を制御して、電気外科器具4の手動制御部や、フットス
イッチなどの別の装置上の制御部によってRF源1及びLF源2がスイッチング
される際に電力が与えられるようにすることが可能である。こうした制御手段は
当業者には公知である。更に、後述するように、制御部は、RF源1が活動化さ
れる際には常にLF源2が活動化され、かつ、RF源1が活動化されることなく
LF源2が動作することが可能であるように構成することが可能である。こうし
た制御により、外科処置においては常に複合波形を使用し、焼痂清除処置におい
てはLF源2からの波形のみを使用することが可能である。更なる制御手段によ
り、LF源2は、RF源1及びRF源1なしで動作する場合の高い電圧を用いた
波形のような別の波形とともに活動化される場合に、低い電圧を用いた場合のよ
うな電気波形を発生することが可能である。このような動作を焼痂除去のための
清除処置において用いることが可能である。
【0031】 図4Aは、RF源1及びLF源1からの出力を合成するための回路の一実施形
態を示したものである。回路には低周波分路フィルタ8(例として10kHz以
下)及び高周波分路フィルタ9(例として100kHz以上)が設けられている
。回路は更に、低周波阻止コンデンサ10(例として10kHz以下)及び高周
波阻止インダクタ11(例として100kHz以上)を有する。分路フィルタ8
,9及び阻止要素10,11は、RF源1をLF源2からの影響から保護すると
ともに、LF源2をRF源1からの影響から保護するための隔離手段として用い
られる。複数の各種の分路/阻止要素を使用して性能を向上させ、コストを低減
することが可能である。外科器具4への出力は誘導カップラ12のタップ32か
ら得られる。
【0032】 図4Bは、RF源1及びLF源2からの出力を合成するための別の回路の実施
形態を示したものである。低周波分路インダクタ14及び高周波分路コンデンサ
15が設けられている。(LF源2から/への)低周波信号路16及び(RF源
1からの)高周波信号路17が示されている。信号路はいずれも電気外科器具4
から患者(負荷13として示される)へと通じ、RF源1及びLF源2からの電
気エネルギー波形を加え合わせる、すなわち合成する。低周波阻止コンデンサ1
0はLF源2からRF源1を保護する。高周波阻止インダクタ11はRF源1か
らLF源2を保護する。阻止コンデンサ10は公知のRF電気外科発生器の出力
回路において一般に見られる1以上の出力阻止コンデンサを使用することが可能
である。
【0033】 図4Cは、より効果的な回路を構成するために縦続接続された複数の分路要素
14,15及び阻止要素10,11を示したものである。この構成の利点として
はRF源1とLF源2とがより効果的に隔離される点がある。更に、縦続接続さ
れるコンデンサ10のキャパシタンスを神経筋刺激が有利に低減されるようなも
のとすることが可能である。より詳細には、電気外科器具4に隣接する阻止コン
デンサ10が大きすぎる場合、外科処置において常に起きる、器具4と患者負荷
13との接触及び離間により、阻止コンデンサ10にまとまった量の電荷が蓄え
られる。こうしたまとまった量の電荷によって神経筋刺激が引き起こされる。こ
の影響は、それぞれが適度に小さい値を有する複数の阻止コンデンサ10を直列
に配置して使用することによって低減するか、もしくは実質的に防止することが
可能である。
【0034】 図5A〜5Eは、RF信号と合成されて負のバイアス(負の平均電圧バイアス
)を生じるLF信号波形を発生するためにRF信号波形を利用する異なる実施形
態を示したものである。詳細に述べると、図5Aに示される実施形態においては
、インダクタ50のコアには永久磁石52が配され、RF源1からのRF信号成
分と合成されて電気外科器具4に与えられる、負にバイアスしたLF信号成分を
生じる。より詳細にはインダクタ50のコアは、一部が永久磁石にて置換された
可飽和の粉体鉄リングを含む。こうした磁石の極性により、磁石に通じる信号方
向に応じて飽和度に差が与えられる。インダクタ50のインダクタンスは、RF
源1により発生する電流の交流としての性質によって誘導される磁場の逆転を妨
げる方向にはたらく。しかし、永久磁石52によって生じる磁化バイアスのため
、こうしたインダクタ50により誘導される反作用によって特定の一方向に流れ
る電流が選択的に促され、逆方向に流れる電流は選択的に妨げられる。この結果
、特定方向において他の方向よりも電圧の低下は大きくなり、図に示された構成
において、器具4に負にバイアスした電圧が与えられる。
【0035】 図5Bは、RF源1からLF電気エネルギー波形源を得る別の一実施形態を示
したものである。低周波通過要素18により整流器19からのLF信号の通路が
与えられる。波形の電圧は電圧調整要素20を用いて調整される。電圧調整要素
20としては、抵抗器やコンデンサなどの1以上の電気要素、または1以上のこ
うした電気要素のアセンブリを使用することが可能である。1以上のダイオード
及びこれにともなうコンデンサなどのフィルタ要素の使用が可能である整流器1
9により、特定の一方向に流れる電流に対して抵抗の小さい流路が与えられ、逆
方向に流れる電流に対して抵抗の大きい流路が与えられる。電圧調整要素20は
両方向に流れる電流に対して等しい電圧を与える。この結果、所定の方向に選択
的に流れる電流が与えられ、図に示された構成において、電気外科器具4に負に
バイアスした電圧が印加される。
【0036】 図5Cは、RF源1からLF電気エネルギー波形源を得る更なる別の一実施形
態を示したものである。高周波阻止要素21、高周波分路要素22、及び整流器
19は低電圧バイアス直流を生ずる分圧器を構成する。このバイアス電圧はRF
阻止要素21及びRF分路要素22のインピーダンス値に依存する。例として、
RF阻止要素21及びRF分路要素22が公知の構成法に基づいて選択されてい
る場合、これらの要素を挟んだ電圧低下を利用して広範囲のバイアス電圧を得る
ことが可能である。RF阻止要素21では約100μH、RF分路要素では約1
0pFが典型的な値であり、これにより得られるバイアスはRF源1の周波数に
依存するが、当業者に知られる方法を用いて決定することが可能である。
【0037】 図5Dは、高周波源1からLF電気エネルギー波形を得る更なる実施形態を示
したものである。この場合も、高周波源1は内部阻止コンデンサ54を有する標
準電気外科発生器を用いることが可能である。回路では更に、トランジスタ56
、抵抗性制御要素58、ダイオード60、及び抵抗器62が使用される。電気外
科発生器1の動作時において、ダイオード60によりダイオード60とトランジ
スタ56との間の回路線59に正のバイアスが生じる。このバイアスのレベルは
抵抗性制御要素58及び抵抗器62の抵抗値によって決められる。抵抗性要素5
8が制御可能であることにより、こうしたバイアスを有利かつ選択的に得ること
が可能である。
【0038】 本発明の別の一態様に関し、図6A〜6Fには電気外科器具4の作用表面上に
蓄積する焼痂を清除すなわち除去するための異なる実施形態が示されている。説
明のため、従来の電気外科発生器1及び一般的な電気外科器具4を有するモノポ
ーラ構成を用いる。この場合、器具4は、使用者による操作によって選択的に決
められるように患者5または清除アセンブリ64(破線にて示される)のいずれ
かに対して電気的に接触している。図6A〜6Fの実施形態は、広範な応用例に
応用することが可能な原理を示したものであり、こうした原理はモノポーラー応
用例に限定されるものではないことは当業者によって認識されるであろう。
【0039】 図6Aは、従来の電気外科発生器1によって、機械式スイッチ70が閉じられ
ている場合には電気外科処置を行うための電気外科波形が電気外科器具4に与え
られ、機械式スイッチ70が選択的に(使用者によって)開かれている場合には
電気外科器具4を清除するための電気エネルギーが与えられる実施形態を詳細に
示したものである。この実施形態においては、電気外科発生器1は内部に阻止コ
ンデンサを有する。戻り電極6に接続される戻り電極線7及び電気外科器具4に
接続可能な電力線61はいずれも簡単なコネクタまたはジャック(図に示されて
いない)において終端し、このコネクタまたはジャックを電気外科発生器1に選
択的に接続することが可能である。認識されるように、こうした構成では従来の
電気外科発生器を使用することが可能である。
【0040】 電圧設定コンデンサ93と、ダイオード91を有する整流ブリッジ90とは、
清除電力線95を介して電気外科器具4に供給される電圧を設定し、清除の目的
でこの電圧を整流するうえでともに機能する。フィルタコンデンサ92によりこ
の出力電圧は清除電力線95に平滑化される。(抵抗器の代りに)電圧設定コン
デンサ93を使用することにより、熱放散の管理を考慮する必要がない。フィル
タコンデンサ92は常に0ボルトを上回る電圧を生じ、これにより電気外科器具
4が清除アセンブリ64に対して選択的に接触させられる場合に清除アセンブリ
64の動作を助ける。前述したように機械式スイッチ70は通常の外科処置を行
う際には閉じられる。スイッチ70は使用者が電気外科器具4を清除したい場合
には開かれる。機械式スイッチ70は、電気外科ペンシルのハンドルなどの電気
外科器具4のハンドル上に別のボタンとして適宜設けるか、または清除アセンブ
リ64に設けることが可能である。
【0041】 図6Bは、内部に阻止コンデンサ54を有する標準的な電気外科発生器などの
RF源1を備える構成を示したものである。この実施形態では阻止コンデンサ5
4を使用して、清除アセンブリ64により電気外科器具4を清除するための適当
にバイアスした電流を生じる。図を簡単にするため、阻止コンデンサ54は戻り
電極6とRF源1との間の接続線7に接続されて示されている。また、阻止コン
デンサ54はRF源1と電気外科器具4との間の線61に接続することも可能で
ある。認識されるように、電力供給線61及び戻り線7のそれぞれは、RF源1
として使用される標準電気外科発生器に対して選択的かつ容易に接続することが
可能であるように適当なコネクタまたはジャック(図に示されていない)におい
て終端する。
【0042】 図に示された構成では、電圧設定抵抗器66及びダイオード60は清除のため
の電圧をおおまかに設定するとともにこの電圧を整流する機能を有する。バイパ
ス抵抗器68は、電気外科器具4が清除アセンブリ64または患者5のいずれに
対しても電気的に接触していない場合にダイオード60が耐えなければならない
全体の電圧を低下させるために有利である。この場合、バイパス抵抗器68はそ
の抵抗が清除アセンブリ64による抵抗よりも大きくなるように選択される。例
として清除アセンブリ64が200オームの抵抗を与えるように構成されている
場合、バイパス抵抗器68は約500オーム以上の抵抗を有することが可能であ
る。更に、バイパス抵抗器68の抵抗は、ダイオード60の破壊電圧規格、電気
外科発生器1の出力電圧特性、及び電圧設定抵抗器66を挟んだ電圧低下を考慮
して選択されなければならない。機械式スイッチ70は使用者が電気外科器具4
を清除したい場合に使用者による選択的な作動を可能とする。例として、機械式
スイッチ70は電気外科器具4のハンドルに別個のボタンとして有利に配置する
ことが可能である。使用者が機械式スイッチ70を作動し、電気外科器具4にて
患者5に接触する場合に、患者5を通じたバイアス電気エネルギー流を阻止する
ための1以上の阻止コンデンサ72を設けることが可能である。この場合、所望
の電気外科効果が通常どうり生じるが、電圧設定抵抗器66、ダイオード60、
及びバイパス抵抗器68を通る電気エネルギーが機械式スイッチ70を介して分
路されることにより、作用させられる電力は若干低減する。
【0043】 図6Cは図6Bに示される実施形態と同様の実施形態を示したものである。こ
の実施形態では、電気エネルギーはやはり電気外科発生器1から利用され、電気
外科器具4から焼痂を除去するために閉鎖された機械式スイッチ70を介して与
えられる。この実施形態ではコンデンサ93及びダイオード60を使用して清除
を行うための電圧をおおまかに設定し、この電圧を整流する。ダイオード63と
コンデンサ92とはフィルタを形成し、清除アセンブリ64に供給される出力電
圧を平滑化する。電圧設定コンデンサ11の(抵抗器に代えた)使用により、大
量の熱を放散させる必要がなくなる。フィルタ(ダイオード63及びコンデンサ
92によって構成される)は清除アセンブリ64に常に0ボルトを上回る出力電
圧を与え、電気外科器具4が清除アセンブリ64に電気的に接触する際に清除ア
センブリ64の動作を助ける。外科処置を行う際にはスイッチ70は開かれ、戻
り電流は戻り電極6に導通される。使用者が電気外科器具4を清除したい場合、
機械式スイッチ70は閉鎖される。機械式スイッチ70はやはり電気外科ペンシ
ルのハンドルに有利に配置するかまたは清除アセンブリ64に組み込むことが可
能である。
【0044】 認識されるように、図6B及び6Cに示される各種電子要素及び機械式スイッ
チ要素は、電気外科発生器1、戻り電極6のアセンブリ、電気外科器具4のアセ
ンブリ、またはこれらの組み合わせに組み込むことが可能である。例として、阻
止コンデンサ72を除き、図6Bに示される電子要素の全てを、電気外科発生器
1に差し込まれる電気外科器具4用のコネクタに容易に組み込むことが可能であ
る。阻止コンデンサ72は電気外科発生器1に差し込まれる戻り電極6用のコネ
クタに容易に組み込むことが可能である。また、これらの要素の全てを、電気外
科器具4及び戻り電極6を電気外科発生器1に接続するための1つのコネクタ内
に配することが可能である。
【0045】 図6Dは図6Bの構成の別の改変例を示したものである。図6Bでは、ダイオ
ード60を挟んだ電位差を利用して、電気外科器具4に接続される電力線61に
与えられる実質的に負の電圧に対して、清除アセンブリ64に接続される線69
に実質的に正の電圧を与えることが可能である。ダイオード60を通じた一方向
の電流により阻止コンデンサ54はバイアスし、清除アセンブリ64において、
電気外科器具4における電圧に対して正の値を有する、時間変化する電圧波形を
生じる。
【0046】 選択的に清除を行うことを可能とするか、もしくは戻り電極線7から供給線6
1への短絡を防止するため、電子式の自動スイッチング要素70を使用すること
が可能である。より詳細には、こうした電子スイッチング要素70は、バイポー
ラ接合トランジスタ、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ、または金属酸化物半
導体電解効果トランジスタなどの1以上の要素を含む。電気外科器具4が清除ア
センブリ64に接触していない場合、スイッチ70は接続線を通じてダイオード
60に流れる全ての電流を効果的に阻止する。電気外科器具4が清除アセンブリ
64に接触している場合、器具4から清除アセンブリ64へ電流が流れ、スイッ
チ70は電流を流す。図6Eは、図6Bのスイッチのスイッチング機能を与える
ためにバイポーラ接合トランジスタ56及び2個の抵抗器74及び76が配され
る更なる別の構成を示したものである。抵抗器76は比較的に大きな抵抗を与え
るように選択され、発生器1の通常の動作時(器具4が清除アセンブリ64に接
触してない場合)にダイオード60を通じて流れる電流は比較的小さい。通常の
発生器の動作時において、抵抗器74及び76に流れる電流は小さいものの、清
除電力線69を戻り線7と比較して正にバイアスし、供給線61と比較した場合
には更に大きく正にバイアスする。抵抗器76は、発生器1の通常の動作時にお
いて、トランジスタ56のベースとエミッタとの間の電位差がトランジスタ56
がオンされる電位差を越えないように更に選択される。清除が行われる際には、
電気外科器具4は清除アセンブリ64に接触して清除線69内の電圧が低下し、
トランジスタ56のベースとエミッタとの間の電位差はトランジスタがオンされ
る所定の電位差を上回るように変化する。
【0047】 認識されるように、図6A〜6Eの構成に各種回路要素を加えて清除に使用さ
れる電流や電圧を制御することが可能である。図6Eに関し、こうした制御要素
にはトランジスタ56または別のトランジスタ要素に与えられる制御信号の大き
さを抑制する機能を有する任意の回路要素が含まれる。こうしたトランジスタ要
素は1以上の電子要素によって構成することが可能であり、その内の少なくとも
1つは入力と出力にまたがった導電性を、1以上の線に印可される電圧または電
流によって制御することが可能である。例として、本発明に適当なトランジスタ
としては1以上のバイポーラトランジスタ、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ
、または金属酸化物半導体電界効果トランジスタが含まれるが、真空管や上述し
たような機械式リレイスイッチなどの他の要素を用いることも可能である。当業
者によれば認識されるように、使用されるトランジスタがバイポーラトランジス
タである場合、制御要素はトランジスタのベースへの電流を制御する抵抗器でな
ければならない。
【0048】 図6A〜6Eの構成に示されるような機械式または電子式スイッチング要素を
使用して電力電流を制御する代りに、図6Fに示されるような複数の要素からな
る清除アセンブリ64を使用することが可能である。こうしたアセンブリ64は
、戻り電極線7、供給線4、またはこれらの線の両方に直接あるいは間接的に接
続される1以上の導電性要素を有する。この実施形態では、清除アセンブリ64
はダイオード60の両端に接続される上部導電体80及び下部導電体82を有す
る。この構成では電気外科器具4を清除アセンブリ64に挿入することが可能で
ある(上部導電体80に電気的に接触させることによりダイオード60を含む電
気回路を完成させる)。電気外科発生器1の動作時には、ダイオード60を通じ
て1方向に流れる電流によって阻止コンデンサ54に充分な大きさの正の電圧が
生じる。この電圧により、下部導電体82における電圧に対して大幅に正の電圧
が上部導電体80に与えられる。ここで電気外科器具4上の焼痂は、ハウジング
を形成する清除アセンブリ64内に入れられた導電性液体84に浸漬される。下
部導電体82と電気外科器具4の浸漬された部分との間に電流が流れ、付着した
焼痂が除去される。電解質溶液84を保持するために多孔質要素(図に示されて
いない)が配される場合、こうした材料を電気外科器具4に接触させて使用して
(例 拭き取り動作によって)緩んだ焼痂の除去を助けることが可能である。ま
た、内部の絶縁要素86をこうした目的で使用することも可能である。この場合
、清除アセンブリ64内の上部導電体80の電解質溶液84への接触は絶縁要素
86によって防止される。同様に、浸漬された電気外科器具4の導電性部分の下
部導電体82への接触は機械的バリア90によって防止される。機械的バリア9
0は物理的接触を防止する一方で電解質電流を流す。これに関し、例として、機
械的バリア90は、電気外科器具4の浸漬された部分は通過することができない
が導電性液体の導電性(電荷輸送)成分は通過することができる小孔を有する多
孔性のプラスチックスクリーンを使用することが可能である。上部絶縁体86は
同様の構成(ただし電解質溶液84中に浸漬されない)を有することが可能であ
る。下部導電体82は下部絶縁体88によって外側が絶縁され、ハウジングに収
容された清除アセンブリ64を安全に取り扱うことが可能である。
【0049】 図7は、電気外科に使用するうえで好適なRF波形を生成することが可能なR
F電気波形発生器24が導電性の絶縁ケーブル25を介して電気外科器具26に
接続される実施形態を示したものである。図5A〜5Eに関連して上述したよう
に、LF波形を与え、RF波形とLF波形とを合成するために波形バイアシング
装置40をRF源24と器具26との間に配置することが可能である。更に、図
6A〜6Fに示された回路要素を有する波形バイアシング装置40により、清除
アセンブリ33を使用して電気外科器具26を清除するうえでRF発生器を使用
することが可能である。
【0050】 金属製切開要素27が電気外科器具26に取り付けられる。金属製切開要素2
7は駆動時には患者5の組織にエネルギーを与え、戻り径路電極6及び戻り径路
導電ワイア31を介して電気回路が完成する。金属製切開要素27を清除するた
めに清除アセンブリ33を設けることも可能である。説明上、清除アセンブリ3
3は清除パッド28を有するが、他の構成も可能である。清除パッド28は導電
性の生体適合性溶液(例 一般的な生理食塩水やアスコルビン酸を含む溶液)に
て濡らされる繊維材料を含むことが可能である。例として清除パッド28は織成
または不織成吸収性材料(例 ガーゼ)にて形成することが可能である。清除パ
ッド28は導電性裏当て29(例 金属箔要素)に取り付けられる。導電性裏当
て29の、清除パッド28に接触しない面及び縁は好ましくは非導電性材料(簡
単のため示していない)にて絶縁される。導電性裏当て29は、図6A〜6Fに
関して説明したような動作を行うために導電性要素30を介して戻り径路導電ワ
イア31及び装置40に電気的に接続される。
【0051】 金属製切開要素27は組織に接触または近接する作用表面を有する。こうした
表面は1以上の導電性材料にて形成され、耐接着性などの所望の表面の性質を与
える非金属コーティングにて部分的または全体的に被覆することが可能であるが
、耐接着性は本発明の多くの態様においては焼痂除去が容易に行えるために一般
に必要とされない。金属製切開要素27は外科器具の作用表面に伝統的に用いら
れてきたステンレス鋼にて形成することが可能である。
【0052】 焼痂蓄積物が低減されているかまたは容易に除去されるという向上した性能は
、切開要素27が標準水素電極の標準還元電位に対して正の標準還元電位を有す
る1以上の材料を含む場合に得られる。銅、銀、及び金などの元素周期表のIB
族から選択される元素が好ましい。切開要素27の作用表面は、標準水素電極の
標準還元電位に対して正の標準還元電位を有する材料かまたはこれらの材料の組
み合わせを含有する合金にて全体が形成される。例として、98%以上の銅を含
む銅合金、約70%の銅と30%の亜鉛を含む黄銅、または燐青銅などの約95
%の銅を含む青銅を使用した場合に良好な結果が得られる。
【0053】 導電性金属箔である裏当て29を有する清除パッド28と導電性要素30とは
製品中で一緒にパッケージングして輸送や保存時に滅菌状態を保つことが可能で
ある。これらの要素は別々にパッケージングしたり、または、戻り径路電極6と
戻り径路導電ワイア31とのアセンブリを更に収容する滅菌パッケージの一部と
することが可能である。また、導電性金属箔裏当て29を有する清除パッド28
及び導電性要素30は導電性絶縁ケーブル25、電気外科器具26、及び金属製
切開要素27を収容するパッケージの一部とすることが可能である。一実施形態
においては、清除パッド28は導電性溶液にて予め濡らし、これに取り付けられ
た導電性金属箔裏当て29とともに、予め濡らされたパッド28の乾燥を防止す
る密封パッケージ内にパッケージングすることが可能である。この密封パッケー
ジは別のパッケージの一部とすることも可能である。一実施形態においては、予
め濡らす工程は一般的な生理食塩水にて行われるが、アスコルビン酸を含む他の
溶液も効果的に用いられる。
【0054】 清除パッド28とこれに取り付けられた導電性金属箔裏当て29とから構成さ
れるアセンブリには他の裏当て材料を取り付けることも可能である。一実施形態
においてはこの更なる裏当てにより導電性箔裏当て29の露出した縁及び裏面の
全てに電気絶縁表面が与えられる。更なる実施形態においては更なる裏当てを使
用してアセンブリを堅くして、外科医が作用表面を濡らされたパッド28に対し
て押圧しパッドによって作用表面を拭いたい場合にアセンブリの使用を容易にす
る。また、このアセンブリを柔軟なままとすることにより外科医はこれを手で持
って作用表面の周りにパッド28を巻き付けて作用表面を清除することが可能で
ある。更にアセンブリの背面においてドレープクリップ37などの機構を取り付
け、医療従事者にとって使い勝手がよいようにアセンブリをドレープなどに対し
て着脱可能に取り付けることが可能である。こうした機構としてはフック−ルー
プ式ファスナに用いられているような1または複数のフックを有する要素が含ま
れる。
【0055】 図8は清除アセンブリ33の別の一実施形態を示したものである。導電性液体
34が入れられるとともに底部において底部キャップ35によってシールされた
リザーバ本体33にアクセスキャップ32が取り付けられる。アクセスキャップ
32は、金属製切開要素27が通過可能なスロットまたは他の適当な開口39を
有し、金属製切開要素27は導電性液体34に浸漬される。導電液34はスポン
ジなどの要素(図に示されていない)に保持されることが可能であり、これによ
りアクセスキャップ32の開口39から流出することが防止される。アクセスキ
ャップ32の開口39付近の材料は、金属製切開要素27が挿入/抜脱される場
合には金属製切開要素の周囲に潰れ、それ以外においては開口39をシールする
ようなものが好ましく選択される。金属製切開要素27とアクセスキャップ32
の開口39の縁とが接触することにより金属製切開要素27が拭われて焼痂の除
去を助ける。こうした機能は、金属製切開要素27との接触による力の作用によ
って変形し、力が作用しなければシール位置に復帰する可撓性または弾性材料に
てアクセスキャップ32を形成することを含む様々な手段を用いて与えることが
可能である。
【0056】 一実施形態において、導電液34は一般的な生理食塩水であるが、アスコルビ
ン酸などの他の溶液も効果的に使用することが可能である。導電液34は導電性
要素30に対して直接電気的に接触することが可能であり、この場合、導電性要
素30は底部キャップ35を貫通する。あるいは導電液34は導電性要素30に
対して間接的に電気接触することが可能であり、この場合、導電性要素30は底
部キャップ35の外側に接続される。底部キャップ35は導電性であり、その周
囲には外側絶縁要素(図に示されていない)が配される。アセンブリは輸送及び
保存に際して滅菌状態に保たれるパッケージ(図に示されていない)に入れて輸
送することが可能である。これらの要素は別のアセンブリとしてパッケージング
するか、または図7に示された戻り径路電極6と戻り径路導電ワイア31とのア
センブリをやはり収容する滅菌パッケージの一部とすることが可能である。また
、このアセンブリは図7に示された導電性絶縁ケーブル25、電気外科器具26
、及び金属製切開要素27を収容するパッケージの一部とすることも可能である
。更にアセンブリの背面においてドレープクリップ37などの機構を取り付け、
医療従事者にとって使い勝手がよいようにアセンブリをドレープなどに対して着
脱可能に取り付けることが可能である。こうした機構としてはフック−ループ式
ファスナに用いられているような1または複数のフックを有する要素が含まれる
【0057】 図8では、底部キャップ35は導電性要素30に接続され、電気戻り径路は清
除アセンブリ33の外部にある。別の一実施形態では、アクセスキャップ32は
、導電性箔の層(図に示されていない)を有することなどにより導電性を有する
。導電性箔の層は実質的な直流電源(図に示されていない)の一方の端子に接続
される。実質的な直流電源の他方の端子は導電性要素30に接続される。金属製
切開要素27がアクセスキャップ32に通される際、金属製切開要素27はアク
セスキャップ32と同じ極性となり、金属製切開要素27が導電液34に接触す
ると焼痂除去を促進する電気回路が完成する。導電液34はスポンジなどの要素
(図に示されていない)に保持されることが可能であり、これによりアクセスキ
ャップ32の開口から流出することが防止される。
【0058】 図9は一実施形態において設けられる、金属製切開要素27などの電気外科器
具26の作用表面と(図7の実施形態の清除パッド28などの)ブレード清除機
構36内の導電性溶液との間に接触が生じた場合にこれを検知する制御部を示し
たものである。こうした制御部は例として、金属製切開要素27とブレード清除
機構36との間に低インピーダンス径路が存在する場合にこれを検知することに
より実施される。こうした検知は、例として、検知信号出力導電体38を通り、
検出回路接地導電体39による大地帰路を有する検知信号(例 100〜200
kHzACまたは他の時間変化信号)を発生する補助発生器37を使用すること
により行われる。検知信号出力導電体38及び検知回路接地導電体39はいずれ
も、制御論理要素43及びRF源1の出力とLF源2の出力を合成するための副
回路45(例 図5A〜Eに示される)を有する回路モジュール47に接続する
。回路モジュール47の制御論理要素43はRF源1及びLF源2がいつ動作す
るかを制御し、例として外科処置の間に両者を同時に動作させ、信号合成副回路
45を利用してそれらの出力を合成して負のバイアスを得る。検知信号は使用環
境において適正に機能するように選択される。例として、検知信号は、100〜
200キロヘルツの範囲の周波数を有し、5ミリアンペアを越えない電流に制限
される。検知信号は導電性絶縁ケーブル25及び電気外科器具26を介して金属
製切開要素27に送られ、戻り信号の強度が、ブレード清除機構36、導電性要
素30、及び戻り径路導電ワイア31によって形成される戻り径路から検知され
る。検知信号発生器37はRF源1の動作時を除いて検知信号を発生する。RF
源1の動作時には、検知信号発生器37からの出力は検知信号発生器ロックアウ
ト信号41によって停止される。
【0059】 金属製切開要素27がブレード清除機構36内の導電性溶液に接触すると、検
知信号のための低インピーダンス戻り径路が形成される。金属製切開要素27が
導電性溶液に接触していない場合、検知信号回路は開いており、検知信号に非常
にインピーダンスの高い戻り径路を与える。RF源、LF源、及び検知信号を合
成する回路45の制御部と制御論理要素43とは低インピーダンス径路を検出し
、LF源電圧レベル制御信号42によってLF源2を活動化し、約−30〜−1
20Vのより高い範囲の負のバイアス電圧を有する電気波形を生じる。RF源1
は活動化されない。高い範囲におけるLF源2の自動的活動化により、機構36
を用いて焼痂除去に必要とされる電気波形が器具26に与えられる。一実施形態
では、金属製切開要素27などの作用表面が清除機構31内の導電性溶液に接触
する場合を除き、LF源2が高い負のバイアス電圧を生じることが防止される。
この制御により、医師が誤って患者の組織に高い負の電圧バイアス波形を与える
ことが防止される。
【0060】 例として制御論理要素43が、作用表面27が清除機構38に接触した場合、
検知信号の周波数よりも大きいまたは小さい周波数の信号を減衰する広域通過フ
ィルタ及び低域通過フィルタの適当な組み合わせを使用した検出回路によって導
電性戻り通路31中の検知信号の存在を検出することにより、これを検出する。
濾波された信号の振幅を、例として適当な増幅器と組み合わせて閾値検出器の入
力として用いることにより、作用表面が清除機構に接触していることを確立する
うえで、検出される検知信号が充分に強いかどうかを決定することが可能である
。閾値検出器は、例として、増幅かつ濾波された検知信号と比較する閾値として
参照電圧を用いる電圧コンパレータを備える。検知信号が充分に強い場合、閾値
検出器は出力信号を生じ、これにより電気外科器具に清除のための電力を与える
スイッチング回路が動作する。同様に、濾波された信号の強度が、制御論理回路
を清除するためのスイッチング回路を動作させる出力信号を閾値検出器が生じる
ために必要とされる強度を下回る場合、制御論理回路は、上述したような、RF
源1及びLF源2の動作を含む、通常の電気外科装置の動作を行うためのスイッ
チング回路を可能とする。検知信号を発生する回路を使用して比較信号を同時に
発生させ、作用表面が清除機構に接触していることを確立するうえで検知信号の
適当な振幅だけではなく、適当なタイミングを用いることが可能である。振幅及
びタイミングの両方を検出することにより自動検知論理回路の信頼度が向上する
。こうしたアプローチは、信号が存在するときと存在しない時とがあり、比較回
路が適正な時間に発生する検知信号の有無をチェックする場合などの、連続波以
外の形で検知信号が発生せられる場合に特に有効である。
【0061】 ここにその全体を援用する米国特許第5,554,172号において教示され
るように、導電性の生体適合性物質のミストを生じる噴霧要素を電気外科器具2
6に使用することが可能である。別の装置を使用してミストを生じ、適用するこ
とも可能である。外科処置の際に電気エネルギーを作用させつつこうしたミスト
を用いることは当業者には周知であるが、電気外科用の負の平均バイアス波形と
こうした噴霧すなわちミストとの併用は新規である。このような新規な構成によ
り更なる効果が得られる。
【0062】 動作 本発明の使用法をモノポーラ切開についての図9の実施形態の基いて説明する
。本発明は他の種類の外科処置においても使用することが可能であることは直ち
に理解されよう。したがって本発明は説明される応用例に限定されるものではな
い。
【0063】 使用に際して医療従事者は通常の手順にしたがって手術野を用意する。電気波
形発生器1により、実施される手術に応じて適正な選択を行うための複数の電力
設定を行うことが可能である。標準的なセットアップでは、患者に戻り径路電極
6を適用し、電気波形発生器1にまで戻り径路導電ワイア31を介して接続を確
立する。標準的なセットアップでは更に、電気外科器具26から電気波形発生器
1にまで導電性絶縁ケーブル25を介した接続が確立される。清除機構36が図
7に示されるようなアセンブリを有する場合、導電性金属箔裏当て29及び導電
性要素30が取り付けられた清除パッド28を、輸送及び保存時に滅菌状態を維
持するためのパッケージ(図に示されていない)から取り出す。導電性要素30
は、電気的な連続性が電気波形発生器1の電気戻り径路31にまで確立されるよ
うに接続される。清除パッド28が濡らされていない場合にはこれを一般的な生
理食塩水にて濡らす。導電性金属箔裏当て29及びアセンブリの一部として構成
することが可能な他の任意の裏当てや取付け要素が取り付けられた清除パッド2
8は、外科医にとって使い勝手のよい位置に配置される。手術野近傍のドレープ
へのクリップ要素による取り付けが一般に用いられる。
【0064】 切開や他の外科処置は従来の方法に基づいて行われる。金属製切開要素27な
どの手持ち式器具26の作用表面から焼痂を除去する場合、作用表面は清除パッ
ド28に対して優しく押し付けられる。作用表面と清除パッド28との接触を検
知し、LF源2を自動的に活動化して適正な電気波形を与えるためのモジュール
47が設けられる。この電気波形のためのエネルギーは、LF源2から、導電性
絶縁ケーブル25、電気外科器具26、金属製切開要素27を通じ、(一般的な
生理食塩水にて濡らされた)清除パッド28及びこれに取り付けられた導電性金
属箔裏当て29へと流れる。焼痂はほとんど瞬時(1〜10秒以内)に緩み、何
らの労力を伴うことなく作用表面から剥離するか、または作用表面から容易に拭
い去ることが可能である。遅滞をほとんど生じることなく、清除された作用表面
を用いて外科医は外科処置を続行することが可能である。
【0065】 導電性溶液が作用表面に対して噴射される場合、切開及び他の外科処置は通常
の方法に基づいて行われ、その際に噴射ミストが作用表面に対して噴射される。
作用表面が、例として銅系物質にて形成されている場合、作用表面に付着する焼
痂はほとんどあるいは全く形成されない。
【0066】 上述した実施形態はあくまで説明を目的としたものである。当業者にとって多
くの改変例及び拡張例は自明であり、それらは特許請求の範囲によって定義され
る本発明の範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術に基づく波形(従来の電気外科発生器によって出力される
)の一例を示す図。
【図2】負にバイアスした波形と従来技術に基づく波形とを合成してなる、
本発明を構成する新規な電気外科波形の一例を示す図。
【図3】第1の高周波(RF)源と第2の低周波(LF)源とが互いに合成
される2個の電気的波形を生じる、モノポーラー電気外科用途において負にバイ
アスした波形を生じるための解決策の1つを示すブロック図。
【図4A】図3のブロック図に対応する各実施形態の電気回路トポロジーを
示す図。
【図4B】図3のブロック図に対応する各実施形態の電気回路トポロジーを
示す図。
【図4C】図3のブロック図に対応する各実施形態の電気回路トポロジーを
示す図。
【図5A】モノポーラ電気外科の応用において負にバイアスした波形を生成
するための別の方法の異なる実施形態を示す図であって、負のバイアスを与える
ためのLF波形を生成するように調整されたRF波形を得るためにRF源を使用
する実施形態を示す図。
【図5B】モノポーラ電気外科の応用において負にバイアスした波形を生成
するための別の方法の異なる実施形態を示す図であって、負のバイアスを与える
ためのLF波形を生成するように調整されたRF波形を得るためにRF源を使用
する実施形態を示す図。
【図5C】モノポーラ電気外科の応用において負にバイアスした波形を生成
するための別の方法の異なる実施形態を示す図であって、負のバイアスを与える
ためのLF波形を生成するように調整されたRF波形を得るためにRF源を使用
する実施形態を示す図。
【図5D】モノポーラ電気外科の応用において負にバイアスした波形を生成
するための別の方法の異なる実施形態を示す図であって、負のバイアスを与える
ためのLF波形を生成するように調整されたRF波形を得るためにRF源を使用
する実施形態を示す図。
【図5E】モノポーラ電気外科の応用において負にバイアスした波形を生成
するための別の方法の異なる実施形態を示す図であって、負のバイアスを与える
ためのLF波形を生成するように調整されたRF波形を得るためにRF源を使用
する実施形態を示す図。
【図6A】電気外科器具を清除するためにRF電気外科源を選択的に利用す
るための異なる実施形態を示す図。
【図6B】電気外科器具を清除するためにRF電気外科源を選択的に利用す
るための異なる実施形態を示す図。
【図6C】電気外科器具を清除するためにRF電気外科源を選択的に利用す
るための異なる実施形態を示す図。
【図6D】電気外科器具を清除するためにRF電気外科源を選択的に利用す
るための異なる実施形態を示す図。
【図6E】電気外科器具を清除するためにRF電気外科源を選択的に利用す
るための異なる実施形態を示す図。
【図6F】電気外科器具を清除するためにRF電気外科源を選択的に利用す
るための異なる実施形態を示す図。
【図7】モノポーラ電気外科システムにおいて接地された清除パッドを使用
して電気外科器具からの焼痂除去を促進する方法を示す図。
【図8】電気外科器具からの焼痂除去を促進するために、内部において導電
性の液体に作用表面が浸漬される清除要素を示す図。
【図9】電気外科処置及び清除処置を容易とするためのRF源及びLF源を
有する実施形態であって、これらの処置を交互に行うために使用される検知制御
手段を有する実施形態を示す図。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成12年4月14日(2000.4.14)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0036
【補正方法】変更
【補正内容】
【0036】 図5Cは、RF源1からLF電気エネルギー波形源を得る更なる別の一実施形
態を示したものである。高周波阻止要素21、高周波分路要素22、及び整流器
19は低電圧バイアス直流を生ずる分圧器を構成する。このバイアス電圧はRF
阻止要素21及びRF分路要素22のインピーダンス値に依存する。例として、
RF阻止要素21及びRF分路要素22が公知の構成法に基づいて選択されてい
る場合、これらの要素を挟んだ電圧低下を利用して広範囲のバイアス電圧を得る
ことが可能である。RF阻止要素21では約100μH、RF分路要素では約1
0pFが典型的な値であり、これにより得られるバイアスはRF源1の周波数に
依存するが、当業者に知られる方法を用いて決定することが可能である。図5D は同様の構成を示したものである。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0037
【補正方法】変更
【補正内容】
【0037】 図5は、高周波源1からLF電気エネルギー波形を得る更なる実施形態を示
したものである。この場合も、高周波源1は内部阻止コンデンサ54を有する標
準電気外科発生器を用いることが可能である。回路では更に、トランジスタ56
、抵抗性制御要素58、ダイオード60、及び抵抗器62が使用される。電気外
科発生器1の動作時において、ダイオード60によりダイオード60とトランジ
スタ56との間の回路線59に正のバイアスが生じる。このバイアスのレベルは
抵抗性制御要素58及び抵抗器62の抵抗値によって決められる。抵抗性要素5
8が制御可能であることにより、こうしたバイアスを有利かつ選択的に得ること
が可能である。
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図5C
【補正方法】変更
【補正内容】
【図5C】
【手続補正4】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図5D
【補正方法】変更
【補正内容】
【図5D】
【手続補正5】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図5E
【補正方法】変更
【補正内容】
【図5E】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM ,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM) ,AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG, BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,D K,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM ,HR,HU,ID,IL,IS,JP,KE,KG, KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,L U,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO ,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG, SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,UA,U G,UZ,VN,YU,ZW (72)発明者 ブラッセル ジェイムズ エル. アメリカ合衆国 80304 コロラド州 ボ ールダー イレブンス ストリート 2927 Fターム(参考) 4C060 KK03 KK04 KK09 KK13 KK22

Claims (48)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の組織部位において少なくとも1つの所定の外科的効果
    を得るための電気外科的方法であって、 電気外科器具の作用表面に電気外科信号を供給することと、 前記組織部位からの電気信号戻り径路を提供することと、 前記作用表面から組織部位に電気エネルギーを伝達し、該作用表面は前記戻り
    径路に対して負の平均電圧バイアスを有する電気外科的方法。
  2. 【請求項2】 前記供給工程は、 前記電気外科信号を得るために第1の信号成分と第2の信号成分とを合成する
    ことを含む請求項1に記載の電気外科的方法。
  3. 【請求項3】 前記供給工程は、 前記第1の信号成分を発生するために高周波電気外科発生器を利用することを
    更に含む請求項2に記載の電気外科的方法。
  4. 【請求項4】 前記供給工程は、 前記第2の信号成分を得るために前記第1の信号成分を使用することを更に含
    む請求項3に記載の電気外科的方法。
  5. 【請求項5】 前記第1の信号成分は第1の周波数を有し、前記第2の信号
    成分は第2の周波数を有し、該第2の周波数は前記第1の周波数よりも小さい請
    求項4に記載の電気外科的方法。
  6. 【請求項6】 前記第1の周波数は約100kHzよりも大きく、前記第2
    の周波数は約10kHzよりも小さい請求項5に記載の電気外科的方法。
  7. 【請求項7】 前記供給工程は、 前記第2の信号成分を得るために、前記高周波電気外科発生器とは別の電気エ
    ネルギー源を使用することを更に含む請求項3に記載の電気外科的方法。
  8. 【請求項8】 前記電気外科発生器を前記電気エネルギー源から隔離するた
    めに少なくとも1つの第1の周波数依存阻止要素を利用することと、 前記電気エネルギー源を前記電気外科発生器から隔離するために少なくとも1
    つの第2の周波数依存阻止要素を使用することとを更に含む請求項5に記載の電
    気外科的方法。
  9. 【請求項9】 前記電気エネルギー源は、DCエネルギー源、及び高周波電
    気外科発生器の作動周波数よりも小さい作動周波数を有する時間変化エネルギー
    源からなる群より選択される請求項7に記載の電気外科的方法。
  10. 【請求項10】前記第2の信号成分はDC信号である請求項4に記載の電気
    外科的方法。
  11. 【請求項11】前記電気外科器具の前記作用表面を清除することを更に含み
    、該清除工程は、 前記電気外科信号とは異なる電気的清除信号を前記作用表面に与えることを含
    む請求項2に記載の電気外科的方法。
  12. 【請求項12】前記電気外科器具を導電性の液体に接触させることと、 該導電液に導電性戻り電極を接触させ、前記戻り電極に対して負の電圧バイア
    スが電気外科器具に与えられることとを更に含む請求項11に記載の電気外科的
    方法。
  13. 【請求項13】前記平均バイアス電圧は約1Vを上回る請求項1に記載の方
    法。
  14. 【請求項14】前記平均バイアス電圧は約1〜60Vである請求項13に記
    載の方法。
  15. 【請求項15】前記作用表面はステンレス鋼を含む請求項1に記載の方法。
  16. 【請求項16】前記作用表面は、標準水素電極に対して正の標準還元電位を
    有する少なくとも1種類の材料を含む請求項1に記載の方法。
  17. 【請求項17】前記作用表面は、元素周期表のIB族の元素からなる群から
    選択される少なくとも1種類の材料を含む請求項16に記載の方法。
  18. 【請求項18】前記作用表面は、銅、銀、及び金からなる群の内の少なくと
    も1つを含む請求項17に記載の方法。
  19. 【請求項19】少なくとも前記伝達工程の間において、導電性の液体を前記
    作用表面に噴射することを更に含む請求項1に記載の方法。
  20. 【請求項20】患者に電気外科信号を与えるための供給径路と前記患者から
    の戻り径路とを有することにより電気回路が完成する電気外科システムにおいて
    使用される装置であって、 負のバイアス信号成分を与えるための手段と、 前記負のバイアス信号成分と高周波信号成分とを合成して前記電気外科信号を
    与えるための手段とを有し、前記電気外科器具は前記戻り径路要素に対して負の
    平均電圧バイアスを有する装置。
  21. 【請求項21】前記高周波信号成分を与えるための電気外科発生器を更に有
    する請求項20に記載の装置。
  22. 【請求項22】負のバイアス信号成分を与えるための前記手段は、前記電気
    外科発生器とは別の電気エネルギー源を含む請求項21に記載の装置。
  23. 【請求項23】前記電気エネルギー源は、直流エネルギー源及び時間変化エ
    ネルギー源の少なくとも一方を有する請求項22に記載の装置。
  24. 【請求項24】前記高周波信号成分は最小の第1の周波数を有し、前記負の
    バイアス信号成分は最大の第2の周波数を有し、該第1の周波数は該第2の周波
    数よりも大きく、更に、 前記時間変化エネルギー源を前記高周波信号成分から隔離するための、第1の
    周波数依存阻止要素及び第1の周波数依存分路要素の少なくともいずれか一方と
    、 前記電気外科発生器を前記負のバイアス信号成分から隔離するための、第2の
    周波数依存阻止要素と第2の周波数依存分路要素の少なくともいずれか一方とを
    更に有する請求項23に記載の装置。
  25. 【請求項25】負のバイアス信号成分を与えるための前記手段は、前記負の
    バイアス信号成分を生成するために前記高周波信号成分を利用する請求項21に
    記載の装置。
  26. 【請求項26】前記供給径路を形成し、ステンレス鋼を含む作用表面を有す
    る手持ち式電気外科器具を更に有する請求項20に記載の装置。
  27. 【請求項27】前記供給径路を形成し、銅、銀、及び金からなる群から選択
    される少なくとも1種類の材料を含む作用表面を有する手持ち式電気外科器器具
    を更に備える請求項20に記載の装置。
  28. 【請求項28】前記供給路を形成する手持ち式電気外科器具と、 清除処置の間において前記電気外科信号とは別の電気信号を前記電気外科器具
    に与えるための手段とを更に有する請求項20に記載の装置。
  29. 【請求項29】前記清除処置の間において前記電気外科器具が入れられる清
    除アセンブリであって、 導電性の液体と、 該液体に電気的に接触する戻り電極とを有する清除アセンブリを更に備える請
    求項28に記載の装置。
  30. 【請求項30】外科器具から焼痂を除去するための方法であって、 前記器具に電気信号を与えることと、 前記電気信号を与える工程の少なくとも一部において、器具を清除するための
    媒体に前記器具を接触させて前記焼痂を除去することとを含む方法。
  31. 【請求項31】前記媒体は導電性であって、 電気信号を与える前記工程の前記部分において前記導電性媒体に導電性戻り電
    極を接触させることを更に含み、前記戻り電極に対して負の電圧バイアスが前記
    器具において与えられる請求項30に記載の方法。
  32. 【請求項32】前記媒体は導電性の液体であり、前記接触工程は、 前記導電液中に器具の作用表面を浸漬することを含む請求項31に記載の方法
  33. 【請求項33】前記導電液は容器内に入れられる請求項32に記載の方法。
  34. 【請求項34】前記容器内に器具が挿入される際に器具と導電液との間に電
    気的接触を選択的に確立するための接触手段を前記容器は含む請求項33に記載
    の方法。
  35. 【請求項35】前記容器は該容器を支持表面に対して選択的かつ支持可能に
    取り付けるための取り付け手段を有する請求項33に記載の方法。
  36. 【請求項36】前記媒体は吸収性要素によって保持される導電性の液体を含
    み、 前記表面を前記吸収性要素によって拭うことを更に含む請求項31に記載の方
    法。
  37. 【請求項37】前記負の電圧バイアスは約10Vよりも大きい請求項31に
    記載の方法。
  38. 【請求項38】前記負の電圧バイアスは約10〜120Vである請求項37
    に記載の方法。
  39. 【請求項39】前記電気信号は実質的な直流によって形成される請求項30
    に記載の方法。
  40. 【請求項40】前記直流は約10Vよりも大きいバイアス電圧を有する請求
    項34に記載の方法。
  41. 【請求項41】前記電気信号を得るために電気外科発生器を利用することを
    更に含む請求項30に記載の方法。
  42. 【請求項42】前記電気外科発生器を利用する工程は前記電気外科発生器の
    RF出力を整流することを含む請求項41に記載の方法。
  43. 【請求項43】前記整流工程は少なくとも1個のダイオードを使用すること
    を含む請求項42に記載の方法。
  44. 【請求項44】外科器具の焼痂を清除するための装置であって、 清除処置において前記器具に電気的清除信号を与えるための手段と、 前記清除処置において前記器具を入れるための手段であって、 導電性媒体と、 該導電性媒体に接触する導電性の戻り電極とを有する手段とを備える装
    置。
  45. 【請求項45】電気的清除信号を与えるための前記手段は前記戻り電極に対
    して負の電位に前記器具を維持するように動作する請求項44に記載の装置。
  46. 【請求項46】前記導電性媒体は導電性の流体を含み、 該導電性流体を保持するためのハウジング手段を更に備える請求項44に記載
    の装置。
  47. 【請求項47】前記器具と前記導電性媒体とが接触する際に電気的清除信号
    を与えるための前記手段を自動的に活動化するための手段を更に備える請求項4
    4に記載の装置。
  48. 【請求項48】発生源信号を与えるための電気外科発生器と、 前記電気的清除信号を得るために前記発生源信号を使用するための手段とを更
    に備える請求項44に記載の装置。
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