JP2008253777A - リターンパッドに均一な熱分布を提供してリターンパッドを冷却するためのシステムおよび方法 - Google Patents

リターンパッドに均一な熱分布を提供してリターンパッドを冷却するためのシステムおよび方法 Download PDF

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Abstract

【課題】能動電極から流れる電流が前縁に集中せず、従ってこのリターンパッドにわたる加熱の不均衡を生じない接着性電極を提供すること。
【解決手段】電気外科手術システム１００と共に使用するためのリターンパッド２００であって、患者の皮膚と係合するように構成されている接触層２１５；該接触層上に配置される伝導性層２１０；ならびに該接触層および該伝導性層のうちの少なくとも一方と作動的に関連する加熱層であって、該リターンパッドを加熱するように構成されている、加熱層、を備える、リターンパッド。
【選択図】図１Ａ

Description

本開示は、電気外科手術用の装置、方法およびシステムに関し、そして特に、熱および電流の均一な分布ならびに冷却を提供する、電気外科手術用リターンパッドに関する。
単極電気外科手術の間、ソース電極または能動電極は、エネルギー（例えば、無線周波数エネルギー）を、電気外科発電機から患者へと送達し、そしてリターンパッドは、この電流を電気外科発電機に戻す。このソース電極は、代表的に、外科手術部位に配置され、そして高密度の電流が、このソース電極から流れ、組織を切断し、そして／または凝固させる所望の外科手術効果を生じる。組織切除（別の形態の電気外科手術）において、ソース電極は、代表的に、標的組織内に配置されるかまたは標的組織に隣接して配置され、そして高密度の電流がこの標的組織を通って流れ、これによって標的組織を破壊する。患者リターンパッドは、ソース電極から離して配置され、そして患者に接着するパッドの形態であり得る。
リターンパッドは、代表的に、患者に接触する大きい面積を有し、このリターンパッドの部位での加熱を最小にする。リターンパッドと患者の皮膚との間の接触面積が大きいほど、電流密度は低く、そして加熱の強度が低い。リターンパッドのサイズは、外科手術において見られる最大の電流の消費、および手順の間のデューティサイクル（例えば、発電機がオンである時間の割合）に基づく。第一の型のリターンパッドは、伝導性ゼリー状物質で覆われた複数の大きい金属板の形態であった。後には、伝導性のゼリー状物質、伝導性接着剤または伝導性ヒドロゲルの形態の接触層で覆われた単一の金属箔を有する接着性電極が開発された。
これらの接着性電極に関する１つの問題は、能動電極から流れる電流が前縁（能動電極に最も近いリターンパッドの縁部）に集中し、このリターンパッドにわたる加熱の不均衡を生じることであった。この現象（「前縁効果」として公知である）は、このリターンパッドの前縁部分の下の皮膚が、血液の循環がこの皮膚を冷却し得る温度より高く加熱される場合に、組織の変化または損傷を引き起こし得る。
上記課題を解決するために、本発明は、例えば、以下を提供する：
（項目１）
電気外科手術システムと共に使用するためのリターンパッドであって、
患者の皮膚と係合するように構成されている接触層；
該接触層上に配置される伝導性層；ならびに
該接触層および該伝導性層のうちの少なくとも一方と作動的に関連する加熱層であって、該リターンパッドを加熱するように構成されている、加熱層、
を備える、リターンパッド。
（項目２）
上記加熱層が、外部電源から電力を受け取るように構成された少なくとも１つの電気加熱要素を備える、項目１に記載のリターンパッド。
（項目３）
上記外部電源が、上記少なくとも１つの電気加熱要素に供給されるエネルギーを制限して、上記リターンパッドが目標温度を超えることを防止する、項目２に記載のリターンパッド。
（項目４）
上記リターンパッドが、該リターンパッドの温度を感知するように作動可能な温度センサをさらに備える、項目１〜３のいずれか１項に記載のリターンパッド。
（項目５）
上記外部電源が、上記目標温度に達するため、および該目標温度を維持するためのうちの少なくとも一方で、上記リターンパッドの温度を制御するように作動可能である、項目３または４に記載のリターンパッド。
（項目６）
少なくとも１つのエネルギー調節デバイスをさらに備え、該エネルギー調節デバイスは、上記リターンパッドが目標温度を超えることを防止する、項目１〜５のいずれか１項に記載のリターンパッド。
（項目７）
上記少なくとも１つのエネルギー調節デバイスが、電流制限ヒューズ、熱カットオフデバイス、およびタイマーからなる群より選択される、項目６に記載のリターンパッド。
（項目８）
上記外部電源が、電気外科発電機を備え、該電気外科発電機は、上記リターンパッドへの接続を検出し、そして該検出に応答して上記加熱層へのエネルギーの送達を自動的に開始するように作動可能である、項目２〜７のいずれか１項に記載のリターンパッド。
（項目９）
上記加熱層が発熱パックを備える、項目１〜８のいずれか１項に記載のリターンパッド。
（項目１０）
上記発熱パックによって発生したエネルギーが、上記リターンパッドをおよそ目標温度まで加熱するために作動可能である、項目９に記載のリターンパッド。
（項目１１）
上記発熱パックによって発生したエネルギーが、上記リターンパッドの加熱を上記目標温度より高い温度に制限するように作動可能である、項目９または１０に記載のリターンパッド。
（項目１２）
上記接触層が、患者の皮膚に係合するように構成された第一の面、および上記伝導性層上に配置される第二の面を備える、項目１〜１１のいずれか１項に記載のリターンパッド。
（項目１３）
上記加熱層が、少なくとも１つの電気加熱要素を備え、該電気加熱要素が、外部電源から電力を受け取るように構成されており、該少なくとも１つの電気加熱要素が、上記接触層内に少なくとも部分的に配置されており、該接触層を患者の皮膚と係合させる前に、該接触層をおよそ目標温度まで加熱するように該電気加熱要素が構成されている、項目１〜１２のいずれか１項に記載のリターンパッド。
（項目１４）
少なくとも１つのエネルギー調節デバイスをさらに備え、該エネルギー調節デバイスは、上記接触層が上記目標温度を超えることを防止するように作動可能である、項目１〜１３のいずれか１項に記載のリターンパッド。
（項目１５）
電気外科手術システムと共に使用するためのリターンパッドであって、
伝導性層；ならびに
接触層であって、患者の皮膚と係合するように構成されている第一の面、および該伝導性層上に配置される第二の面を有し、該接触層は、
該接触層内に少なくとも部分的に配置された少なくとも１つの電気加熱要素であって、外部電源から電力を受け取るように構成されており、該接触層を患者の皮膚に係合させる前に、該接触層をおよそ目標温度まで加熱するように構成されている、少なくとも１つの電気加熱要素、
を備える、接触層、
を備える、リターンパッド。
（項目１６）
前記外部電源が、前記少なくとも１つの電気加熱要素に供給されるエネルギーを制限して、前記接触層が前記目標温度を超えることを防止するように作動可能である、項目１５に記載のリターンパッド。
（項目１７）
前記リターンパッドが、該リターンパッドの温度を感知するように作動可能である温度センサをさらに備える、項目１６に記載のリターンパッド。
（項目１８）
前記接触層が前記目標温度を超えることを防止するように作動可能である少なくとも１つのエネルギー調節デバイスをさらに備える、項目１５に記載のリターンパッド。
（項目１９）
前記少なくとも１つのエネルギー調節デバイスが、電流制限ヒューズ、熱カットオフデバイス、およびタイマーからなる群より選択される、項目１８に記載のリターンパッド。
本開示は、電気外科手術システムと共に使用するためのリターンパッドに関し、このリターンパッドは、患者の皮膚に係合するように構成された接触層、この接触層上に配置される伝導性層、ならびにこの接触層およびこの伝導性層のうちの少なくとも一方と作動的に関連する加熱層を備える。この加熱層は、このリターンパッドを加熱するように構成される。
（要旨）
本開示は、電気外科手術システムと共に使用するためのリターンパッドに関し、このリターンパッドは、患者の皮膚と係合するように構成されている接触層、この接触層上に配置される伝導性層、ならびにこの接触層およびこの伝導性層のうちの少なくとも一方と作動的に関連する加熱層を備える。この加熱層は、リターンパッドを加熱するように構成される。
加熱層は、外部電源から電力を受け取るように構成された、少なくとも１つの電気加熱要素を備え得る。この外部電源は、少なくとも１つの電気加熱要素に供給されるエネルギーを制限して、リターンパッドが目標温度を超えることを防止し得る。
このリターンパッドは、このリターンパッドの温度を感知するように作動可能な温度センサをさらに備え得る。この実施形態において、外部電源は、目標温度に達するため、および目標温度を維持するためのうちの少なくとも一方で、このリターンパッドの温度を制御するように作動可能であり得る。
別の実施形態において、リターンパッドは、少なくとも１つのエネルギー調節デバイスを備え得、このエネルギー調節デバイスは、このリターンパッドが目標温度を超えることを防止する。このエネルギー調節デバイスは、電流制限ヒューズ、熱カットオフデバイス、およびタイマーからなる群より選択され得る。
なお別の実施形態において、加熱層は、発熱パックを備え得、そしてこの発熱パックによって発生したエネルギーは、リターンパッドをおよそ目標温度まで加熱するように、またはこのリターンパッドの加熱を目標温度より高い温度に制限するように、作動可能であり得る。
別の実施形態において、電気外科手術システムと共に使用するためのリターンパッドは、伝導性層および接触層を備え、この接触層は、患者の皮膚に係合するように構成された第一の面、およびこの伝導性層上に配置される第二の面を有する。この接触層は、この接触層内に少なくとも部分的に配置された少なくとも１つの電気加熱要素を備え、そしてこの電気加熱要素は、外部電源から電力を受け取るように構成され得る。この電気加熱要素は、この接触層を患者の皮膚に係合させる前にこの接触層をおよそ目標温度まで加熱するように構成され得る。
外部電源は、少なくとも１つの電気加熱要素に供給されるエネルギーを制限して、接触層が目標温度を超えることを防止するように作動可能であり得る。
リターンパッドは、このリターンパッドの温度を感知するように作動可能な温度センサ、または接触層が目標温度を超えることを防止するように作動可能な少なくとも１つのエネルギー調節デバイスをさらに備え得る。このエネルギー調節デバイスは、電流制限ヒューズ、熱カットオフデバイス、およびタイマーからなる群より選択され得る。
本発明により、能動電極から流れる電流が前縁に集中せず、従ってこのリターンパッドにわたる加熱の不均衡を生じない接着性電極が提供される。
本開示の上記および他の局面および特徴は、添付の図面と組み合わせて以下の詳細な説明を考慮すると、より明らかになる。
（詳細な説明）
本開示の電気外科手術用リターン電極（リターンパッド）およびその使用方法の実施形態が、添付の図面を参照しながら以下に記載される。図面において、類似の参照番号は、類似の要素または同じ要素を識別する。以下の説明において、周知の機能または構築は、本開示を不必要な細部において不明瞭にすることを回避するために、詳細には記載されない。さらに、「上」、「下」、「前」、「後ろ」などの用語は、図の方向または構成要素の方向をいい、単に、説明の好都合のために使用される。
（熱分布）
最初に図１Ａを参照すると、単極電気外科手術システム１００の概略図が示されている。電気外科手術システム１００は、一般に、リターンパッド２００、電気外科発電機１１０、外科手術用器具１１６（例えば、能動電極）およびリターン電極モニタ（ＲＥＭ）１１２を備える。図１Ａおよび以下の図において、リターンパッド２００は、患者の組織「Ｔ」と接触するように図示される。一般に、電気外科エネルギーは、発電機１１０によって、供給ケーブル１１４を通して能動電極１１６に供給され、組織の処置（例えば、切断、凝固、ブレンドなど）を行う。リターンパッド２００は、能動電極１１６によって患者の組織「Ｔ」に送達されたエネルギーのための、リターン経路として働く。エネルギーは、リターンケーブル１１８を通って電気外科発電機１１０に戻る。
図１Ａ〜図９は、リターンパッド２００、３００、４００、５００、６００、６００ａ〜６００ｄ、７００および８００の断面を図示するが、これらのリターンパッドが任意の適切な規則的形状または不規則な形状を有することは、本開示の範囲内である。
図１Ａおよび図１Ｂに図示される実施形態において、リターンパッド２００は、伝導性層２１０から形成され、この伝導性層は、その上部で絶縁層２１２に係合し、そしてその底部で接触層２１５と係合する。伝導性層２１０は、任意の適切な様式で、リターンケーブル１１８により発電機１１０に接続される。
接触層２１５は、患者の組織「Ｔ」に結合するように構成されたゲルまたは接着剤から形成され、そしてＰｏｌｙｈｅｓｉｖｅ接着剤、伝導性ヒドロゲル、Ｚ軸接着剤、または水不溶性接着剤、親水性接着剤、感圧性接着剤から形成され得るが、これらに限定されない。接触層２１５の、患者の組織「Ｔ」と接触する部分は、患者接触表面２１６であり、この患者接触表面は、リターンパッド２００と患者の組織「Ｔ」との間の最適な接触面積を確実にするように構成される。さらに、接触層２１５は、皮膚とのイオン伝導性接触を提供し、身体からエネルギーを移動させる。
リターンパッド２００の前縁２０５は、リターンパッド２００の、能動電極１１６の最も近くに位置する部分である。前縁２０５は、本開示において、単一の地点であるとは定義されず、能動電極１１６の最も近くに位置するリターンパッド２００の一般的な部分として定義される。
使用において、能動電極１１６によって印加される電流は、能動電極１１６とリターンパッド２００との間の種々の組織経路を通って移動する。能動電極１１６によって供給される電流の量は、代表的に、リターンパッド２００によって受け取られる電流の量と等しい。能動電極１１６とリターンパッド２００との間の唯一の差異は、電流が伝導される面積である。能動電極１１６における電子の濃度は、能動電極１１６の小さい表面積に起因して高い。このことは、高い電流密度および熱の発生を生じる。一方で、リターンパッド２００の大きい表面積は、大きい接触表面２１６に流れる同じ電流を消散させ、その結果、電流密度が低く、熱の発生が小さい。
能動電極１１６とリターンパッド２００との間を通る電荷は、患者の組織「Ｔ」内の種々の経路に沿って移動し、そして最もインピーダンスが低い経路を求める。図１Ａ〜図４を参照すると、３つの組織経路（ＴＰ１）、（ＴＰ２）および（ＴＰ３）が、種々のインピーダンスを有する組織経路を説明するために提供されている。しかし、任意の数の適切な経路が、組織「Ｔ」に通して電流を伝導させるために利用され得る。
組織経路１（ＴＰ１）は、患者の組織「Ｔ」内の、能動電極１１６とリターンパッド２００の前縁２０５との間の経路である。組織経路２（ＴＰ２）および組織経路３（ＴＰ３）は、患者の組織「Ｔ」内の、能動電極１１６と、リターンパッド２００の前端２０５から離れたリターンパッド２００の部分との間の経路である。
能動電極１１６とリターンケーブル１１８との間の、リターンパッド２００を通る所定の経路の合計インピーダンスは、組織経路のインピーダンスと、リターンパッド２００の種々の層のインピーダンスとを合計することにより決定される。図１Ｂに図示されるように、第一の経路のインピーダンスは、第一の組織経路（ＴＰ１）のインピーダンスと、接触層２１５を通る第一の接着剤経路（ＡＰ１）のインピーダンスと、伝導性層２２０を通る第一の伝導性経路（ＣＰ１）のインピーダンスとの合計に等しい。同様に、第二の経路のインピーダンスは、第二の組織経路（ＴＰ２）のインピーダンスと、第二の接着剤経路（ＡＰ２）のインピーダンスと、第二の伝導性経路（ＣＰ２）のインピーダンスの合計に等しい。最後に、第三の経路のインピーダンスは、第三の組織経路（ＴＰ３）のインピーダンスと、第三の接着剤経路（ＡＰ３）のインピーダンスと、第三の伝導性層（ＣＰ３）のインピーダンスとの合計に等しい。
これらの３つの例示的な電流経路の種々の部分のインピーダンスを比較する際に、接着剤経路（ＡＰ１）、（ＡＰ２）および（ＡＰ３）のインピーダンスと、伝導性経路（ＣＰ１）、（ＣＰ２）および（ＣＰ３）のインピーダンスとは、選択される組織経路にかかわらず、実質的に同じである。さらに、接着剤層（ＡＰ１）、（ＡＰ２）および（ＡＰ３）のインピーダンスと、伝導性経路（ＣＰ１）、（ＣＰ２）および（ＣＰ３）のインピーダンスとは、組織経路（ＴＰ１）、（ＴＰ２）および（ＴＰ３）のインピーダンスと比較して一般的に小さいので、それぞれの組織経路（ＴＰ１）、（ＴＰ２）および（ＴＰ３）の各々のインピーダンスに対して無視できる。従って、接触表面２１６上の任意の地点での電流密度は、一般に、組織経路のインピーダンスに依存する。
図１Ｂにおいて第一の組織経路（ＴＰ１）から描かれた垂線「Ｐ」によって示されるように、第二の組織経路（ＴＰ２）および第三の組織経路（ＴＰ３）の長さは、それぞれ長さ（ＴＰ２’）および（ＴＰ３’）だけ、第一の組織経路（ＴＰ１）より長い。組織におけるこのさらなる長さ（ＴＰ２’）および（ＴＰ３’）は、これらの第二の組織経路（ＴＰ２）および第三の組織経路（ＴＰ３）にさらなるインピーダンスを追加し、従って、前縁２０５におけるより高い電流密度、および前縁２０５から離れた位置での電流密度の低下を生じる。
この現象（「前縁効果」として公知である）は、リターンパッド２００の前縁２０５におけるエネルギーおよび熱の集中、ならびにリターンパッド２００にわたる加熱の不均衡を生じる。血液の循環がこの組織を冷却し得る温度を超えて患者の組織「Ｔ」が加熱される場合、前縁効果は、前縁２０５の下の皮膚の重篤な損傷を生じ得る。
図２Ａは、本開示の第一の実施形態の断面図である。他の利点のうちでもとりわけ均一な熱分布を提供するためのリターンパッド３００は、伝導性層３１０、伝導性層３１０上に配置された絶縁層３１２、および伝導性層３１０と接触層３１５との間に配置された中間層３２０を備える。１つの実施形態において、中間層３２０は、薄い誘電性材料（例えば、商標ＫａｐｔｏｎＴＭのもとで販売されているポリイミドフィルム、または商標ＭｙｌａｒＴＭのもとで販売されている二軸配向ポリエチレンテレフタレートポリエステルフィルム）から形成される。他の実施形態において、中間層３２０はまた、半導体材料（例えば、炭素、ケイ素、またはゲルマニウム）から形成され得る。
中間層３２０は、伝導性層３１０および接触層３１５との、低インピーダンスでの接続を形成する。低インピーダンスでの接続は、中間層３２０を伝導性層３１０上に印刷またはシルクスクリーン印刷することによって形成され得る。あるいは、伝導性層３１０が、中間層３２０上に印刷またはシルクスクリーン印刷され得る。低インピーダンスの接続は、伝導性層３１０と中間層３２０とを、適切な伝導性接着剤またはゲルで結合することにより形成され得る。このような伝導性接着剤またはゲルは、Ｐｏｌｙｈｅｓｉｖｅ接着剤、伝導性ヒドロゲル、Ｚ軸接着剤または水不溶性接着剤、親水性接着剤、感圧性接着剤から形成され得るが、これらに限定されない。接触層３１５は、中間層３２０と低インピーダンスの接続を形成する。
図２Ｂをさらに参照すると、能動電極（明白には図示しない）とリターンケーブル３１８との間のリターンパッド３００を通る所定の経路についての合計インピーダンスは、組織経路（ＴＰ１）、（ＴＰ２）および（ＴＰ３）のインピーダンスの合計と、接着剤経路（ＡＰ１）、（ＡＰ２）および（ＡＰ３）のインピーダンスの合計と、伝導性経路（ＣＰ１）、（ＣＰ２）および（ＣＰ３）のインピーダンスの合計と、中間経路（ＩＰ１）、（ＩＰ２）および（ＩＰ３）のインピーダンスの合計とのそれぞれを含む。中間層３２０のさらなるインピーダンスは、リターンパッド３００を通る電流の流れを均一に分布させ、従って、リターンパッド３００の前縁３０５または接触層３１５の前縁３０５における電流密度を低下させる。
中間層３２０はまた、患者の組織「Ｔ」およびリターンパッド３００を通って流れる電流によって発生する熱を伝導させ得る。より高い電流密度の領域は、リターンパッド３００上にホットスポットを作成し得る。中間層３２０は、エネルギー（すなわち、熱および／または電流）を均一に分布させ、従って、リターンパッド３００上でのホットスポットの温度を低下させる。
中間層３２０のインピーダンスは、均一ではないかもしれない。中間層３２０は、リターンパッド３００の前縁２０５においてより大きいインピーダンスを有し得、従って中間層３２０のインピーダンスは、前縁３０５から離れると低下し得る。例えば、第一の中間経路（ＩＰ１）のインピーダンスは、第二の中間経路（ＩＰ２）のインピーダンスより大きいかも知れず、そして第三の中間経路（ＩＰ３）のインピーダンスは、第一の中間経路（ＩＰ１）および第二の中間経路（ＩＰ２）のインピーダンスより低いかもしれない。前縁３０５から離れるにつれての中間層３２０のインピーダンスの低下は、線形であっても線形でなくてもよい。インピーダンスの変化は、材料の型、材料の密度、材料の構築、または材料のインピーダンスを変動させるための他の任意の適切な方法もしくは手段を変更することによって、達成され得る。
中間層３２０の変動するインピーダンスは、種々の組織経路（ＴＰ１）、（ＴＰ２）および（ＴＰ３）のインピーダンスの差をずらし得る。本明細書中で上で議論されたように、第一の組織経路（ＴＰ１）からの垂線「Ｐ」は、第二の組織経路の追加のインピーダンス長さ（ＴＰ２’）および第三の組織経路の追加のインピーダンス長さ（ＴＰ３’）を図示する。中間層３２０のインピーダンスを変化させることによって、これらの３つの例示的な経路のインピーダンスを等しくし得る。例えば、（ＴＰ３’）の組織のインピーダンスと第三の中間経路（ＩＰ３）のインピーダンスとの合計が、第一の中間経路（ＩＰ１）のインピーダンスと等しい場合、第一の例示的な経路のインピーダンスと第三の例示的な経路のインピーダンスは、実質的に同じである。同様に、（ＴＰ２’）の組織のインピーダンスと第二の中間経路（ＩＰ２）のインピーダンスとの合計が、第一の中間経路（ＩＰ１）のインピーダンスと等しい場合、第一の例示的な経路のインピーダンスと第二の例示的な経路のインピーダンスは等しい。
ここで図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、他の利点のうちでもとりわけ均一な熱分布を提供するためのリターンパッド３５０が示されており、このリターンパッドは、伝導性層３１０、伝導性層３１０より大きい中間層３２０および接触層３１５を備える。リターンケーブル３１８は、伝導性層３１０に接続される。絶縁層３１２は、伝導性層３１０および中間層３２０の少なくとも一部分の上に配置される。中間層３２０および接触層３１５に対する、伝導性層３１０のサイズの減少により、伝導性層３１０から離れた電流経路のインピーダンスが増加する。
図２Ａおよび図３Ａを参照すると、図３Ｂに図示されるように、伝導性層３１０のサイズの減少は、第二の中間経路（ＩＰ２）のインピーダンスを変化させない。なぜなら、これらの２つの実施形態における経路が変化しないからである。伝導性層３１０のサイズの減少は、第一の中間経路（ＩＰ１）のインピーダンスを増加させる。なぜなら、この伝導性層は、前縁３０５から離れた距離に間隔を空けられるからである。一方で、第三の中間経路（ＩＰ３）のインピーダンスはわずかに増加する。
中間層３２０および接触層３１５に対する伝導性層３１０のサイズおよび配置は、種々の電流経路のインピーダンスに影響を与える。伝導性層３１０を、中間層３２０と接触層３１５との実質的に中間に位置決めすると、リターンパッド３５０の縁におけるこの経路のインピーダンスが、効果的に増加する。図４Ａおよび図４Ｂに図示されるように、伝導性層４１０を前縁４０５から離して位置決めすることにより、リターンパッド４００の前縁４０５におけるこの経路のインピーダンスが増加し、これによって、リターンパッド４００の前縁４０５における電流密度がさらに低下する。
図３Ａを再度参照すると、伝導性層３１０のサイズを減少させることによってまた、電流密度が増加し、従って、中間層３２０と伝導性層３１０との間の接続部における熱の発生を生じ得る。
伝導性層３１０、４１０は、単一の層として形成されてもよく、図３Ａ〜図３Ｃおよび図４Ａ〜図４Ｃに図示されるように、障壁３３０、４３０によって分離された複数のセクションとして形成されてもよい。障壁３３０、４３０は、伝導性材料から形成されてもよく、あるいは本明細書中で以下に記載されるように、障壁３３０、４３０は、非伝導性材料または絶縁材料から形成されてもよい。
本開示のなお別の実施形態において、図３Ｃおよび図４Ｃに図示されるように、接触層３１５は、複数の同心リングまたは列として形成される、複数の接触層セクション３１５ａ〜ｄ、４１５ａ〜ｄを備える。図３Ｃは、同心状または実質的に円形のリターンパッド３５０ｃを図示し、そして図４Ｃは、矩形の形状のリターンパッド４００ｃを図示する。リターンパッド３５０ｃおよび４００ｃは、任意の適切な形状（例えば、長方形、楕円形、六角形、または多角形）から形成され得る。
より具体的には、図３Ｃは、接触層３１５の種々の部分が、非伝導性材料または絶縁材料から形成された障壁３３０によって分離されている、図３Ｂのリターンパッド３５０を図示する。接触層３１５は、中心接触部分３１５ｃ、第一の接触リング３１５ｂ、第二の接触リング３１５ｃ、および外側接触リング３１５ｄを備え、障壁３３０が、隣接する部分の間に存在する。
図４Ｃは、接触層の種々の部分が絶縁材料から形成された障壁４３０によって分離されている、図４Ｂのリターンパッド４００を図示する。接触層４１５は、第一の接触列４１５ａ、第二の接触列４１５ｂ、第三の接触列４１５ｃ、および外側接触列４１５ｄを備え、障壁４３０が、隣接する列の間に存在する。
障壁３３０、４３０は、それぞれ同心リング３１５ａ〜ｄ、および列４１５ａ〜ｄを絶縁し、これによって、リング３１５ａ〜ｄの間、または列４１５ａ〜ｄの間で電流が流れることを防止する。電流は、同心リング３１５ａ〜ｄ、または列４１５ａ〜ｄの各々の上方の、中間層３２０の部分に入る。接触層３１５内の電流経路は、患者の組織「Ｔ」に対して実質的に垂直であり、そして中間経路のインピーダンスは、各同心リング３１５ａ〜ｄの間、または列４１５ａ〜ｄについて異なり、これらの経路のインピーダンスは、伝導性層３１０から離れる距離が増加するにつれて増加する。
図４Ａおよび図４Ｂを参照すると、リターンパッド４００の前縁４０５は、能動電極（明白には図示しない）の最も近くに位置決めされ、そして伝導性層４１０は、前縁４０５から離して位置決めされる。第一の組織経路（ＴＰ１）を流れる電流は、第一の接触経路（ＡＰ１）によって図示されるように、外側接触列４１５ｄを通って移動し、そして中間層４１５に入り、前縁４０５に向かう。電流は、第一の中間経路（ＩＰ１）によって図示されるように、中間層４１５の長さのかなりの部分にわたって移動し、その後、伝導性層４１０に入る。第三の組織経路（ＴＰ３）を流れる電流は、第三の接着剤経路（ＡＰ３）によって図示されるように、第一の接触列４１５Ａを通って移動し、そして伝導性層４１０に近接して中間層４１５に入る。電流は、伝導性層４１０に入る前に、中間層４２０の幅のみを横切って移動しなければならない。両方の例について、電流は、伝導性経路ＣＰによって図示されるように、伝導性層４１０を通る実質的に類似の経路をとる。
１つの実施形態において、中間層４２０は、患者の組織「Ｔ」のインピーダンス特性と実質的に類似のインピーダンス特性を有する材料から形成され得る。中間層４２０のインピーダンス特性を患者の組織「Ｔ」とあわせることにより、能動電極（図示せず）とリターンケーブル４１８との間の、リターンパッド４００を通る任意の所定の経路について、実質的に類似のインピーダンスを生じる。
図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａおよび図４Ｂを参照すると、それぞれ裏打ち層３１２および４１２が、伝導性層および中間層の少なくとも一部分の上に配置される。
図５は、リターンパッド５００を有する本開示のなお別の実施形態を図示し、このリターンパッドは、他の利点のうちでもとりわけ、熱および電流の均一な分布を提供し、そして第一の接触層５１５から形成される。この第一の接触層は、患者の組織「Ｔ」と結合するように適合された第一の面、および中間層５２０の第一の面と結合するように適合された第二の面を有する。第二の接触層５２５は、中間層５２０の第二の面を伝導性層５１０に係合させる。第一の接触層および第二の接触層は、Ｐｏｌｙｈｅｓｉｖｅ接着剤、伝導性ヒドロゲル、Ｚ軸接着剤または水不溶性接着剤、親水性接着剤、感圧性接着剤から形成され得るが、これらに限定されない。絶縁層５１２は、伝導性層５１０の頂部に配置され、そしてリターンケーブル５１８は、伝導性層５１０に接続される。
（リターンパッドの冷却）
図６Ａを参照すると、冷却されるリターンパッド６００ａが図示され、この冷却されるリターンパッドは、接触層６１５、伝導性層６１０、冷却層６３５および裏打ち層６４０を備える。リターンケーブル６１８は、伝導性層６１０に接続され、この伝導性層は、適切な金属箔、誘電性材料、または誘電性材料と金属材料との組み合わせから形成される。冷却層６３５および伝導性層６１０は、熱連絡するように構成され、その結果、エネルギー（例えば、熱）が、分布および／または消散される。エネルギーの分布および／または消散（本明細書中で分布と称される）は、患者の皮膚および／またはリターンパッド６００ａの層の間でのエネルギーの移動、リターンパッドから周囲の領域６４２へのエネルギーの移動、ならびに／あるいは伝導性層６１０と冷却層６３５との間でのエネルギーの移動を包含する。冷却層６３５は、非導電性材料から形成され得、そして／または伝導性層６１０から絶縁され得る。
冷却層６３５は、受動冷却技術を使用しても能動冷却技術を使用してもよい。受動冷却は、裏打ち層６４０が、熱が冷却層６３５から周囲の領域６４２へと消散することを可能にする通気性材料から形成されることを必要とする。能動冷却は、裏打ち層６４０が、冷却用の空気または流体の循環を容易にするための不浸透性材料から形成されることを必要とし得る。裏打ち層６４０は、伝導性層６１０またはリターンパッド６００ａの他の部分と、気密シールまたは液密シールを形成し得る。
図６Ｂ〜図６Ｅは、受動冷却を有する冷却されるリターンパッドの数個の構成を図示する。図６Ｂは、裏打ち層６４０、接触層６１５、伝導性層６１０、伝導性層６１０に接続されたリターンケーブル６１８、および冷却層としての熱交換器６３６を有する、冷却されるリターンパッド６００ｂを図示する。熱交換器６３６は、熱の消散を補助するための複数のフィン６３６ａを備え得る。熱交換器６３６は、熱交換器６３６が伝導性層６１０から絶縁されることを条件として、任意の熱伝導性材料から形成され得る。熱交換器６３６は、熱伝導性絶縁体（例えば、セラミックまたは誘電性材料）から形成され得る。裏打ち層６４０は、熱交換器６３６上に配置されるか、または他の様式で熱交換器６３６と一体化され、そして熱が周囲の領域６４２に消散するかまたは熱を周囲の領域６４２と交換することを可能にする、透過性が高い材料から形成される。
図６Ｃは、揮発性層６３７としての冷却層を有する、本開示のなお別の実施形態を示す。冷却されるリターンパッド６００ｃは、揮発特性の高い液体または半液体の材料（例えば、アルコールまたは水、あるいはアルコールベースのゲルまたは水ベースのゲル）から形成された、揮発性層６３７を備える。揮発性層６３７は、伝導性層６１０から熱を吸収し、そして揮発性層６３７中の揮発性材料の揮発（すなわち、気化または蒸発）によって、冷却されるリターンパッド６００ｃから熱が除去される。伝導性層６１０の上部表面６１０ａは、リッジまたはフィン６１０ｂを形成して、伝導性層６１０と揮発性層６３７との間の接触表面の面積を増加させ得る。裏打ち層６４０は、空気を通す。あるいは、裏打ち層６４０は、空気を通し、そして揮発性層６３７を形成する材料を通さない。裏打ち層６４０は、裏打ち層６４０と伝導性層６１０との間に揮発性層６３７を含み、一方で、気化した気体が熱を除去することを可能にする。裏打ち層６４０は、熱機械的に発泡したポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）または他のフルオロポリマーで処理された布または生地（例えば、商標Ｇｏｒｅ−ＴｅｘＴＭとして通常販売されている生地処理）、あるいは他の多孔性疎水性材料またはコーティングから形成され得る。
図６Ｄは、１つ以上のペルチエ素子６３８（熱ポンプとして働く、当該分野において周知のデバイス）からなる冷却されるリターンパッド６００ｄの冷却層を有する、本開示のなお別の実施形態を示す。１つの実施形態において、ペルチエ素子６３８は、小さいＰ型およびＮ型のビスマス−テルルキューブ６３８ｃの直列のアレイを、金属処理された２つのセラミック板６３８ａと６３８ｂとの間に挟み（これらのセラミック板が、これらのキューブを直列に接続する）、そしＤＣ電源６３８Ｄから供給されるＤＣ電流を印加することによって、形成される。ＤＣ電流がこれらの小さいビスマス−テルルキューブ６３８ｃの直列のアレイに印加されると、熱が、ペルチエ素子６３８の片側から他方の側へと移動する。冷たい側「Ｃ」は、伝導性層６１０を冷却し、そして接触層６１０と熱い側「Ｈ」とが、周囲の空気６４２と熱を交換する。ペルチエ素子６３８はまた、熱だめ６３８ｄを備えて、冷却効果を改善し得る。裏打ち層６４０は、ペルチエ素子６３８上に配置され、そして周囲の空気６４２への熱の消散または周囲の空気６４２との熱の交換を可能にする、透過性が高い材料から形成される。
図６Ｅは、均一な熱分布を有する冷却されるリターンパッド６００ｅを有する、本開示の別の実施形態を図示する。より具体的には、リターンパッド６００ｅは、図１〜５に図示され、そして本明細書中で上で議論されたような中間層６２０、ならびに図６Ａ〜６Ｄおよび図７〜９に図示され、そして本明細書中で議論されるような冷却層６３５を備える。中間層６２０は、均一な電流を提供し、従って、均一な熱分布およびエネルギーの均一な消散を提供し、そして冷却層６３５は、リターンパッド６００ｅから熱を除去する。
冷却されるリターンパッド６００ｅは、裏打ち層６４０、冷却層６３５、伝導性層６１０、中間層６２０、および接触層６１５を備える。伝導性層６１０は、中間層６２０と冷却層６３５との間に配置される。中間層６２０は、伝導性層６１０と接触層６１５との間に配置される。裏打ち層６４０は、冷却層６３５の少なくとも一部分の上に配置され、そして熱が周囲の空気６４２に消散すること、または熱を周囲の空気６４２と交換することを可能にする。
図６Ｂ〜図６Ｅは、リターンパッドを冷却する種々の受動的技術を図示するが、受動的冷却の他の適切な技術が使用され得る。さらに、受動的な冷却技術が、以下に議論されるような１つ以上の能動的冷却技術と組み合わせられ得る。
図７を参照すると、冷却されるリターンパッド７００は、接触層７１５、伝導性層７１０、伝導性層７１０に接続されたリターンケーブル７１８、および裏打ち層７３５を備える。裏打ち層７３５および伝導性層７１０は、冷却流体を内部で循環させるための冷却チャンバ７３５ａを形成する。冷却チャンバ７３５ａは、裏打ち層７３５上の凹み７３５ｂによってさらに規定され得る。凹み７３５ｂは、接触する伝導性層７１０と裏打ち層７３５との間のスペーサーとして構成され、そして冷却チャンバに支持および寸法を提供する。縁部７３５ｃは、冷却チャンバ７３５ａを形成する層の間のシールを提供し、そして冷却チャンバ７３５ａ内に冷却流体を閉じ込める。シールは、機械的に（すなわち、クランプ、圧着など）形成され得るか、結合（すなわち、接着剤、超音波結合など）によって形成され得るか、または他の適切なシール技術によって形成され得る。
あるいは、凹み７３５ｂは、冷却チャンバ７３５ａを形成する層をポイント溶接またはスポット溶接することにより形成され得る。冷却チャンバ７３５ａは、１つ以上の流体経路「ＦＰ」を規定する。ポンプ７４０ｄは、冷却流体を流入管７４０ａに供給し、冷却流体は、冷却チャンバを通って循環し、そして流出管７４０ｂは、冷却流体を冷却システム７４０に戻す。
冷却チャンバ７３５ａはまた、裏打ち層７３５および／または伝導性層７１０に形成された１つ以上のチャネルによって規定され得る。冷却チャンバは、単一のチャネルまたはチャンバであっても、複数のチャネルまたはチャンバを含んでもよい。
冷却流体は、精製水であっても、蒸留水であっても、生理食塩水であってもよいが、任意の適切な流体（空気を含む）が使用され得る。冷却システムはまた、冷却モジュール７４０ｃ（例えば、冷蔵システム、１つ以上のペルチエ素子、ボルテックス冷却デバイス、熱交換器、氷など）を備え得る。図７は、リターンパッド７００のための能動冷却技術を図示するが、他の適切な能動冷却技術が、同じ目的を達成するために利用され得る。
図８は、本明細書中で上に開示されたような均一な熱分布を提供するための中間層８２０を備える、冷却されるリターンパッド８００を示す。多くの異なるバリエーションおよび組み合わせが予測されるが、図８は、図７に図示され本明細書中で上に記載された冷却されるリターンパッド７００に組み込まれた、図４Ａおよび図４Ｂに図示されて本明細書中上に開示された均一熱分布パッドを備える、特定の実施形態を図示する。
リターンパッド８００は、接触層８１５、伝導性層８１０、中間層８２０、および冷却層８３５を備える。伝導性層８１０は、中間層８２０上に配置される。あるいは、伝導性層８１０は、中間層８２０の一部分のみの上に配置され得る。本明細書中で上で議論されたように、パッド８００の前縁８０５に対する伝導性層８１０のサイズおよび配置は、種々の電流経路のインピーダンスに影響を与える。凹み８３５ｂが、伝導性層８１０および／または中間層８２０に接触し、そして冷却チャンバに支持および寸法を提供し、そして冷却チャンバ８３５ａ内に種々の流体経路「ＦＰ」を規定する。ポンプ８４０ｄは、冷却流体を流入管８４０ａに供給し、そして流出管８４０ｂは、冷却流体を冷却システム８４０に戻す。冷却モジュール８４０ａは、冷蔵システム、ペルチエ素子、ボルテックス冷却デバイス、熱交換器、氷などを備え得る。
本明細書中で上に開示されたように、中間層８２０は、冷却されるリターンパッド８００の前縁８０５における電流密度を低下させ、エネルギーを消散させ、そして／または熱をホットスポットから運び、従って、冷却されるリターンパッド８００にわたる均一な熱分布を提供する。冷却されるリターンパッド８００にわたる熱の均一な分布は、冷却システム８４０が熱をより効率的に除去し、そして冷却されるリターンパッド８００の温度を低下させることを可能にする。
縁部８３５ｃに沿ったシールが、伝導性層８１０と裏打ち層８３５との間、および中間層８２０と裏打ち層８３５との間に形成される。裏打ち層８３５と伝導性層８１０の少なくとも一部分および中間層８２０の少なくとも一部分との間に形成された冷却チャンバ３８５ａは、この冷却チャンバを通って流体が流れることを可能にするように構成される。縁部８３５ｃに沿ったシールは、機械的に（すなわち、クランプ、圧着など）形成され得るか、または結合（すなわち、接着剤、超音波結合など）により形成され得るか、または他の適切なシール技術によって形成され得る。冷却チャンバ８３５ａは、中間層の上、伝導性層の上、またはこれらの両方の上に形成され得る。
図９は、電気外科発電機８１０、能動電極８１６、冷却されるリターンパッド８００および冷却流体供給システム８４０を備える電気外科手術用システム９００を図示する。電気外科発電機８１０は、電気外科エネルギーを、供給ケーブル８１４を通して能動電極８１６に供給し、そしてリターンパッド８００は、電気外科エネルギーを、リターンケーブル８１８を通して電気外科発電機８１０に戻す。リターンケーブル８１８はまた、電源のＤＣ電力を、電気外科発電機からリターンパッド８００内の冷却デバイスへと供給し得る。
冷却剤供給システム８４０は、冷却剤供給部８４０ｃに接続される冷却剤供給管８４１、冷却剤リターン８４０ｅに接続される冷却剤リターン管８４２、およびポンプ８４０ｄを備える。１つの実施形態において、ポンプ８４０ｄは、冷却流体を、冷却剤供給部８４０および冷却流体供給管８４１に通して冷却されるリターンパッド８００に供給する。次いで、リターンパッド８００からの冷却流体は、冷却流体リターン管８４２および冷却剤リターン８４０ｅを通って冷却システム８４０に戻る。冷却剤供給システム８４０は、冷却流体のための任意の適切な供給部（例えば、生理食塩水ドリップバッグまたは可搬型水供給）を使用し得る。冷却剤供給システム８４０は、流体を循環させ得るので、この流体を冷却させるために周囲温度に依存するか、または冷却システム供給部８４０は、流体を冷却するように設計された種々の機械（例えば、冷蔵ユニット、ペルチエ素子、熱交換器など）を備え得る。
使用において、臨床医は、電気外科リターンパッド８００の供給ケーブル８１４を電気外科発電機８１０に接続し、そしてリターンパッド８００を患者「Ｐ」の皮膚に接触させて配置する。リターンパッド８００上の冷却デバイスは、エネルギー供給部（例えば、電気外科エネルギーの供給源（図示せず））または冷却流体供給システム８４０に接続され得る。リターンパッド８００上の能動冷却層またはデバイスは、電力または冷却流体の流れを提供することによって、作動され得る。受動冷却デバイスまたは層は、このデバイスまたは層を周囲の空気に曝露することによって作動され得る。電気外科発電機８１０は、電気外科エネルギーを発生させ、そしてこの電気外科エネルギーを、能動電極８１６を通して患者に供給する。
電気外科システム９００のリターンパッド８００は、本開示の実施形態のいずれかにおいて上で識別された１つ以上の特徴を備え得る。
なお別の実施形態において、冷却剤供給システム８４０は、リターンパッド８００を能動的に冷却する１種以上の化学物質を含み得る。この場合、この１種以上の化学物質が反応して、リターンパッド８００を冷却し得る。例えば、冷却剤供給管８４１は、２つの管腔を備え得、そして冷却チャンバ内に放出されて混合されると吸熱反応を起こす２種類の流体を供給し得る。冷却剤供給システムは、リターンパッド８００を化学的に冷却する、他の適切な方法を使用し得る。
（リターンパッドの加熱）
図１０Ａ〜図１０Ｃは、加熱されるリターンパッド１０００、１０１０を有する、本開示に他の実施形態を図示する。加熱されるリターンパッド１０００、１０１０は、これらのリターンパッドを患者に適用する前または適用した後のいずれかに、これらのリターンパッドが加熱されるような様式で構成される。
図１０Ａを参照すると、加熱されるリターンパッド１０００は、リターンパッド１０００の少なくとも一部分を加熱するための加熱層９１３を備える。本明細書中で以下で議論されるように、加熱層９１３は、能動加熱層（例えば、電気加熱手段）であっても、加熱層９１３は、受動加熱層（例えば、発熱化学反応を起こす１種以上の物質）であってもよい。加熱層９１３の１つの目的は、接触層９１５の少なくとも一部分を、患者の皮膚の温度と類似の温度（代表的に、約３０℃〜３５℃）まで予熱し、これによって、冷たいリターンパッド１０００を患者の皮膚に接着することに関連し得る患者の不快さを排除するかまたは減少させることである。
加熱されるリターンパッド１０００はまた、接触層９１５、伝導性層９１０、および裏打ち層９１２を備える。ケーブル９１８は、伝導性層９１０に接続され、そしていくつかの実施形態において、加熱層９１３に接続され得る。接触層９１５、伝導性層９１０、および裏打ち層９１２の組成および機能は、本明細書中で上に記載された。加熱層９１３は、本明細書中以下で記載されるように、本明細書中に記載される実施形態のいずれか、または実施形態の任意の組み合わせに組み込まれ得る。
加熱層９１３は、図１０Ａに図示されるように、伝導性層９１０を通して接触層９１５と熱連絡し得る。伝導性層９１０は、加熱層９１３によって発生した熱エネルギーを、加熱層９１３から接触層９１５へと熱伝導させる。あるいは、加熱層９１３の少なくとも一部分は、接触層９１５と直接接触し得、これによって、接触層９１５を直接加熱し得る。なお別の実施形態（例えば、図１０Ｃに図示される実施形態）において、加熱層９１３は、接触層９１５の内部に少なくとも部分的に配置され得るか、または加熱層９１３の機能が、接触層９１５に組み込まれ得る。
図１０Ｂは、図１０Ａのリターンパッド１０００の上面図であり（能動加熱層９１３の内部に配置されて示される）、そして電気ヒータ要素９１３ａおよび基材９１３ｂを備える。電気ヒータ要素９１３ａは、基材９１３ｂ上に配置され得るか、またはヒータ要素９１３ａは、２つの基材の間に配置され得る。適切なヒータの１つの例は、Ｍｉｎｃｏによって商品名ＫａｐｔｏｎＴＭのもとで製造されている熱フォイルヒータである。基材９１３ｂは、ヒータ要素９１３ａを伝導性層９１０から絶縁し得、一方で、熱エネルギーが加熱層９１３から伝導性層９１０へと移動することを可能にする。
ケーブル９１８は、電流を、電気外科発電機または他の適切な電源からヒータ要素９１３ａに供給するように構成される。ヒータ要素９１３ａはまた、抵抗型のヒータであり得、そしてＡＣ電流で電力を供給されてもＤＣ電流で電力を供給されてもよい。例えば、ヒータ要素９１３ａは、約５００ｋＨｚの周波数、１２０ＶＡＣまたは５０ＶＤＣを有する電気外科発電機１１０によって電力を供給され得る。
ヒータが充分に薄くてリターンパッド１０００に挿入可能であること、および／またはリターンパッド１０００にかなりの量の堅さを追加しないように充分に可撓性であることを条件として、種々の型のヒータが、加熱層９１３のために使用され得る。ヒータ要素９１３ａ（ヒータの内部に配置される場合）は、図１０Ｂに図示されるように単一の要素から形成されても、ヒータが並列に配置された数個のヒータ要素から形成されてもよい。例えば、Ｍｉｎｃｏによって商品名ＫａｐｔｏｎＴＭのもとで製造されている熱フォイルヒータは、約７ミルという適切な厚さを有する。
なお別の実施形態において、図１０Ｃに図示されるように、ヒータ要素９１３ｂは、接触層９１５ａの少なくとも一部分の内部に少なくとも部分的に配置され、そして図１０Ａおよび図１０Ｂにおける加熱層９１３の機能を実行する。伝導性層９１０は、裏打ち層９１２と接触層９１５との間に配置される。
図１０Ａを再度参照すると、他の技術を使用して、加熱層９１３と同じかまたは類似の機能を実行し得る。例えば、化学物質の発熱パック（図示せず）を使用して、接触層９１５を目標温度まで加熱するために充分な量のエネルギーを発生させ得る。発熱パックは、手で作動されても、電気外科発電機に接続される場合に自動的に作動されても、リターンパッドが梱包から取り出される場合に作動されてもよい。
１つの実施形態の配置において、加熱層９１３は、リターンパッド１０００を患者の皮膚に適用する前に、接触層９１５を予熱する。接触層９１５は、皮膚の表面温度におよそ等しいかまたはわずかに低い温度まで予熱されて、接触層９１５が室温（すなわち、約２２℃）で体温（すなわち、約３５℃）の皮膚上に配置される場合に経験され得る患者の不快さを防止する。
加熱層９１３は、接触層９１５を目標温度まで加熱するために充分な量のエネルギーを提供し得る。この目標温度は、特定の適用および用途に基づいて変動し得る。例えば、ヒトにおける適用および用途については、この目標温度は３０℃〜３５℃の範囲であり得、そしてその上限は、獣医学の用途については３９℃であり得る。
加熱層９１３によって送達されるエネルギー（例えば、送達される電力の割合および／または送達されるエネルギーの総量）は、接触層９１５のサイズおよび／または体積に特に合わせられる。例えば、３インチ×３インチのリターンパッドを目標温度に加熱して維持するためには、４インチ×４インチのリターンパッドを加熱して維持するために必要とされ得るよりも低い割合のエネルギー送達およびより低い合計エネルギーが必要とされ得る。
電力送達の割合および／または送達されるエネルギーの総量は、エネルギー源が化学的（例えば、発熱パック）である場合、容易に計算され得る。発熱パックは、数分間持続し得るのみであり、そして接触層９１５を目標温度まで加熱するために十分な量の熱エネルギーを提供し得る。発熱パックの加熱能力は、接触層９１５のサイズおよび／または体積に合うように変動され得る。
電気エネルギー源からエネルギーを受け取る加熱層９１３は、接触層９１５の温度が目標温度を越えないことを確実にするために、１つ以上の安全特徴を必要とし得る。例えば、図１０Ｂおよび図１０Ｃを参照すると、温度センサ９１４ｂが使用されて、リターンパッドの温度を測定し得る。次いで、電気エネルギー源（例えば、電気外科発電機１１０）が、加熱層９１３への電流を制御して、リターンパッド１０００を目標温度に維持する。
加熱層９１３が加熱されるリターンパッド１０００を過熱しないことを保証するための、種々の安全手段が使用され得る。例えば、１つ以上のデバイス９１４ｃが、ヒータ要素９１３ａに組み込まれるかまたは関連して、ヒータ要素９１３ｂに供給される電流を遮断または制限し得る。デバイス９１４ａは、電流制限ヒューズ、熱カットオフデバイス、タイマー型デバイス、または回路および／もしくはシステムに組み込まれてリターンパッド１０００が目標温度範囲を超えることを防止し得る任意の適切なデバイスであり得る。
他の安全手段が、電気外科発電機１１０に組み込まれ得る。例えば、電気外科発電機１１０は、リターンパッドの温度を測定するため、またはヒータ要素９１３ａに供給される電流の量を測定するための、既存の回路を使用し得る。電気外科発電機１１０は、所定の温度が得られた場合、または所定量のエネルギーがリターンパッド１０００に供給された場合に、電流の供給を止め得る。あるいは、新たなハードウェアおよび／または新たなソフトウェアが、電気外科発電機１１０に組み込まれて、リターンパッド１０００がこの電気外科発電機に最初に接続されるときを検出し得る。リターンパッド１０００の接続は、電気外科発電機１１０に、所定の時間にわたって、または所定量のエネルギーがリターンパッド１０００に送達されるまで、リターンパッド１０００を自動的に加熱させ得る。所定の時間および所定量のエネルギーは、臨床医によって決定され得るか、または電気外科発電機１１０は、リターンパッドのサイズおよび／もしくは型に基づいて、時間を自動的に決定もしくは計算するように構成され得る。
ヒータ要素９１３ａに供給される電流は、リターンパッド１０００が組織と接触していることを電気外科発電機１１０が検出すると、止められ得る。リターン電極モニタ（ＲＥＭ）１１２、または他の任意の適切な接触質システムが、リターンパッド１０００が一患者の組織と接触したかを決定するために、使用され得る。
使用において、リターンパッド１０００は、電気外科発電機１１０に接続される。電気外科発電機１１０は、ヒータ要素９１３ａへの電力を自動的に切り替え、そして低レベルの電流を供給する。電流は、過熱状態を生じずにリターンパッド１０００を目標温度まで加熱する量に制限される。少なくとも周期的に、ＲＥＭ１１２が作動されて、リターンパッド１０００が患者に適用されたか否かを決定し得る。接触後、ヒータ要素９１３ａへの電流がオフに切り替えられ、そしてリターンパッド１０００が作動されると、このシステムは作動の準備ができている。温度センサ９１３ｂが存在する場合、リターンパッド１０００における温度が測定され得、そしてヒータ要素９１３ａへの電流が、電気外科発電機１１０によって自動的に調節され、リターンパッド１０００を目標温度に維持し得る。安全デバイス９１４ｃは、存在する場合、リターンパッド１０００が最大温度を超えた場合に電流の流れを止め得る。
代替の用途において、加熱層（例えば、加熱層９１３）は、リターン電極の裏面で使用され得、これは、患者を加熱するために使用され得る。代表的に、患者は、毛布および／または水流式もしくは空気流式の加熱システムを用いて、暖かく保たれる。本開示の実施形態によれば、大きい表面積のパッド（裏打ち層、熱フォイルヒータ、および接着性ヒドロゲルからなる）が、患者の加熱のための低プロフィールの解決策を提供し得る。接着性ヒドロゲルは、均一かつ快適な接触領域を提供し得る。温度感知デバイス（例えば、温度計または熱電対）が、このようなシステムに備えられて、温度を制御し得、そしてパッドが暖かくなりすぎないことを確実にし得る。
本開示の数個の実施形態が図面に示されたが、本開示はこれらに限定されないことが意図される。なぜなら、本開示は、当該分野が可能にすると同程度の範囲であること、および本明細書がそのように読まれることが意図されるからである。例えば、リターンパッドは、複数の電極を備え得るか、または複数の新規な中間層を備え得る。従って、上記説明は、限定として解釈されるべきではなく、単に、種々の実施形態の例示であると解釈されるべきである。当業者は、添付の特許請求の範囲によって規定されるような、本開示の範囲および精神の範囲内である多くの他の可能なバリエーションを予測する。
図１Ａは、リターンパッドを有する単極電気外科手術システムの概略図である。 図１Ｂは、図１Ａのリターンパッドの前縁の詳細図である。 図２Ａは、本開示の中間層を有するリターンパッドの１つの予測される構築の断面図である。 図２Ｂは、図２Ａのリターンパッドの前縁の断面詳細図である。 図３Ａは、伝導性層と第一の接触層との間に配置された中間層を有するリターンパッドのなお別の実施形態の断面図である。 図３Ｂは、図３Ａのリターンパッドの前縁の断面詳細図である。 図３Ｃは、伝導性ゲル部分の間に絶縁障壁を有する、図３Ａ〜図３Ｂのリターンパッドのなお別の実施形態の上面図である。 図４Ａは、中間層を有するリターンパッドのなお別の実施形態の断面図である。 図４Ｂは、図４Ａのリターンパッドの前縁の断面詳細図である。 図４Ｃは、伝導性ゲル部分の間に絶縁障壁を有する、図４Ａ〜図４Ｂのリターンパッドのなお別の実施形態の上面図である。 図５は、複数の接触層を有するリターンパッドの断面図である。 図６Ａは、受動冷却層を有するリターンパッドの断面図である。 図６Ｂ〜図６Ｅは、受動冷却層の種々の実施形態を図示する。 図６Ｂ〜図６Ｅは、受動冷却層の種々の実施形態を図示する。 図６Ｂ〜図６Ｅは、受動冷却層の種々の実施形態を図示する。 図６Ｂ〜図６Ｅは、受動冷却層の種々の実施形態を図示する。 図７は、能動冷却システムを有するリターンパッドの上面図である。 図８は、均一熱分布層を有する図７のリターンパッドの上面図である。 図９は、電気外科発電機、能動電極、冷却されるリターンパッドおよび冷却流体供給システムを備える電気外科手術用システムを図示する。 図１０Ａは、加熱層を有するリターンパッドのなお別の実施形態の断面図である。 図１０Ｂは、加熱層が電気ヒータを利用する、図１０Ａのリターンパッドの上面図である。 図１０Ｃは、接触層の少なくとも一部分に配置された加熱層を有する、リターンパッドの断面図である。

Claims (14)

  1. 電気外科手術システムと共に使用するためのリターンパッドであって、
    患者の皮膚と係合するように構成されている接触層；
    該接触層上に配置される伝導性層；ならびに
    該接触層および該伝導性層のうちの少なくとも一方と作動的に関連する加熱層であって、該リターンパッドを加熱するように構成されている、加熱層、
    を備える、リターンパッド。
  2. 前記加熱層が、外部電源から電力を受け取るように構成された少なくとも１つの電気加熱要素を備える、請求項１に記載のリターンパッド。
  3. 前記外部電源が、前記少なくとも１つの電気加熱要素に供給されるエネルギーを制限して、前記リターンパッドが目標温度を超えることを防止する、請求項２に記載のリターンパッド。
  4. 前記リターンパッドが、該リターンパッドの温度を感知するように作動可能な温度センサをさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載のリターンパッド。
  5. 前記外部電源が、前記目標温度に達するため、および該目標温度を維持するためのうちの少なくとも一方で、前記リターンパッドの温度を制御するように作動可能である、請求項３または４に記載のリターンパッド。
  6. 少なくとも１つのエネルギー調節デバイスをさらに備え、該エネルギー調節デバイスは、前記リターンパッドが目標温度を超えることを防止する、請求項１〜５のいずれか１項に記載のリターンパッド。
  7. 前記少なくとも１つのエネルギー調節デバイスが、電流制限ヒューズ、熱カットオフデバイス、およびタイマーからなる群より選択される、請求項６に記載のリターンパッド。
  8. 前記外部電源が、電気外科発電機を備え、該電気外科発電機は、前記リターンパッドへの接続を検出し、そして該検出に応答して前記加熱層へのエネルギーの送達を自動的に開始するように作動可能である、請求項２〜７のいずれか１項に記載のリターンパッド。
  9. 前記加熱層が発熱パックを備える、請求項１〜８のいずれか１項に記載のリターンパッド。
  10. 前記発熱パックによって発生したエネルギーが、前記リターンパッドをおよそ目標温度まで加熱するために作動可能である、請求項９に記載のリターンパッド。
  11. 前記発熱パックによって発生したエネルギーが、前記リターンパッドの加熱を前記目標温度より高い温度に制限するように作動可能である、請求項９または１０に記載のリターンパッド。
  12. 前記接触層が、患者の皮膚に係合するように構成された第一の面、および前記伝導性層上に配置される第二の面を備える、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のリターンパッド。
  13. 前記加熱層が、少なくとも１つの電気加熱要素を備え、該電気加熱要素が、外部電源から電力を受け取るように構成されており、該少なくとも１つの電気加熱要素が、前記接触層内に少なくとも部分的に配置されており、該接触層を患者の皮膚と係合させる前に、該接触層をおよそ目標温度まで加熱するように該電気加熱要素が構成されている、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のリターンパッド。
  14. 少なくとも１つのエネルギー調節デバイスをさらに備え、該エネルギー調節デバイスは、前記接触層が前記目標温度を超えることを防止するように作動可能である、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のリターンパッド。
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