JP2008279259A - 温度モニタリング戻り電極 - Google Patents
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Abstract
【課題】患者に対する組織損傷を防ぐように適合された種々の機構および／または回路を有する電気外科用戻り電極パッドを提供する。
【解決手段】電気外科用戻り電極であって：
第１の可撓性導電性材料層および第２の可撓性導電性材料層；および
該第１の可撓性導電性材料層と第２の可撓性導電性材料層との間に配置された材料層であって、固体状態と非固体状態との間で遷移可能であり、所定の閾値を超える温度の増加に際して溶融するような形態であり、それによって該第１の可撓性導電性材料層と第２の可撓性導電性材料層との間の導電性を増加する材料層、を備える、電気外科用戻り電極。
【選択図】なし
【解決手段】電気外科用戻り電極であって：
第１の可撓性導電性材料層および第２の可撓性導電性材料層；および
該第１の可撓性導電性材料層と第２の可撓性導電性材料層との間に配置された材料層であって、固体状態と非固体状態との間で遷移可能であり、所定の閾値を超える温度の増加に際して溶融するような形態であり、それによって該第１の可撓性導電性材料層と第２の可撓性導電性材料層との間の導電性を増加する材料層、を備える、電気外科用戻り電極。
【選択図】なし
Description
（背景）
（技術分野）
本開示は、電気外科用装置、システムおよび方法に関する。より詳細には、本開示は、温度をモニターするような形態の１つ以上の戻り電極を利用する電気外科用システムに関する。
（技術分野）
本開示は、電気外科用装置、システムおよび方法に関する。より詳細には、本開示は、温度をモニターするような形態の１つ以上の戻り電極を利用する電気外科用システムに関する。
（関連技術の背景）
エネルギーを基礎にした組織処置は当該技術分野で周知である。種々のタイプのエネルギー（例えば、電気、超音波、マイクロ波、寒冷、熱、レーザーなど）が、所望の外科的結果を達成するために組織に印加され得る。電気外科は、代表的には、高周波電流の手術部位への印加を含み、組織を切断、切除（ａｂｌａｔｅ）、凝固またはシールする。単極電気外科では、供給源または能動電極が電気外科用電源から組織に高周波エネルギーを送達し、そして戻り電極がこの電流を電源に戻す。単極電気外科では、供給電極は、代表的には、使用者によって保持され、そして処置されるべき組織に適用される外科用器具の一部である。患者戻り電極は、代表的には、患者に接着剤によって接着されるパッドの形態であり、そして能動電極から遠隔に配置され、電流を電源に戻して運ぶ。
エネルギーを基礎にした組織処置は当該技術分野で周知である。種々のタイプのエネルギー（例えば、電気、超音波、マイクロ波、寒冷、熱、レーザーなど）が、所望の外科的結果を達成するために組織に印加され得る。電気外科は、代表的には、高周波電流の手術部位への印加を含み、組織を切断、切除（ａｂｌａｔｅ）、凝固またはシールする。単極電気外科では、供給源または能動電極が電気外科用電源から組織に高周波エネルギーを送達し、そして戻り電極がこの電流を電源に戻す。単極電気外科では、供給電極は、代表的には、使用者によって保持され、そして処置されるべき組織に適用される外科用器具の一部である。患者戻り電極は、代表的には、患者に接着剤によって接着されるパッドの形態であり、そして能動電極から遠隔に配置され、電流を電源に戻して運ぶ。
この戻り電極は、通常、大きな患者接触表面積を有し、その部位における加熱を最小にする。加熱は、高い電流密度によって引き起こされ、これは、上記表面積に直接依存する。より大きな表面接触面積は、より低い局在化された熱強度を生じる。戻り電極は、代表的には、特定の外科的手順および衝撃係数（すなわち、電源がオンである時間の％）の間に利用される最大電流の仮定に基づくサイズである。
最初のタイプの戻り電極は、導電性ゼリーで覆われた大きな金属プレートの形態であった。後に、接着性電極が開発され、導電性ゼリーまたは導電性接着剤で覆われた単一の金属ホイルを備えた。しかし、これら接着性電極にともなう１つの問題は、一部分が患者から剥がれた場合、電極の患者との接触面積が減少し、それによって接着された部分で電流密度が増加し、次に、この組織における加熱を増加することであった。これは、この組織が、血液の循環が皮膚を冷却する点を超えて加熱された場合、戻り電極の接着された部分の下の領域で患者に焼けどを生じる危険を与えた。
この問題を取り扱うために、一般に戻り電極接触品質モニター（ＲＥＣＱＭ）と呼ばれる、種々の戻り電極およびハードウェア回路が開発された。このようなシステムは、戻り電極におけるインピーダンスを測定することに依存し、種々の組織および／または電極性質を算出する。これらシステムは、剥がれを検出するために戻り電極のインピーダンスにおける変化を測定するような形態であるのみであった。
上記課題を解決するために、本発明は、例えば以下の項目を提供する。
（項目Ａ１）電気外科用戻り電極であって：
第１の可撓性導電性材料層および第２の可撓性導電性材料層；および
その第１の可撓性導電性材料層と第２の可撓性導電性材料層との間に配置された材料層であって、固体状態と非固体状態との間で遷移可能であり、所定の閾値を超える温度の増加に際して溶融するような形態であり、それによってその第１の可撓性導電性材料層と第２の可撓性導電性材料層との間の導電性を増加する材料層、を備える、電気外科用戻り電極。
（項目Ａ２）上記材料層が、脂質、ワックス、プラスチック、ゲル、ゼリー、およびポリマーヒドロゲルからなる群から選択される材料から形成される、項目Ａ１に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ａ３）上記材料層が、通常作動温度の間に実質的に固体状態のままである形態であり、上記第１の可撓性導電性材料層および第２の可撓性導電性材料層の可撓性を保持する、項目Ａ１〜２のいずれかに記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ａ４）上記通常作動温度が、約２０℃〜約３７℃の範囲である、項目Ａ３に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ａ５）上記材料層が、上記所定の閾値とほぼ一致する融点を有する、項目Ａ１〜４のいずれかに記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ａ６）電気外科用戻り電極であって：
電気外科用エネルギーを伝導するような形態の患者接触表面を有する戻り電極パッド；および
その戻り電極パッド上に配置された材料層であって、オーステナイト状態からマルテンサイト状態まで遷移する形状記憶材料から形成される少なくとも１つのスイッチ成分を有する少なくとも１つのスイッチ要素を含み、温度における変化に際し、その少なくとも１つのスイッチ要素のその少なくとも１つのスイッチ成分を起動する材料層を備える、電気外科用戻り電極。
（項目Ａ７）上記形状記憶材料が、形状記憶合金を含む、項目Ａ６に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ａ８）上記形状記憶合金が、ニチノールおよびフレキシノールからなる群から選択される、項目Ａ７に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ａ９）上記形状記憶合金の比率が、上記形状記憶材料層が第１の温度で第１の形状のままである形態であり、そして所定の閾値温度で第２の形状に変形するような所定のレベルであるように選択される、項目Ａ７または８に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ａ１０）上記少なくとも１つのスイッチ要素が、所定の閾値を超える温度における増加を示す、項目Ａ６、７、８または９に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ａ１１）上記材料層が強磁性材料層であり、その強磁性材料層が磁場および少なくとも１つの温度感知スイッチを含み、所定の温度閾値で磁束を失うような形態であり、それによって少なくとも１つの温度感知スイッチを起動する、項目Ａ６に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ａ１２）上記強磁性材料層が、ヒ酸マンガンから形成される、項目Ａ１１に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ａ１３）上記少なくとも１つの温度感知スイッチが、リードスイッチおよび磁場センサーから選択される、項目Ａ１１または１２に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ａ１４）上記少なくとも１つの温度感知スイッチの起動が、所定の閾値を超える温度における増加を示す、項目Ａ１１、１２または１３に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ａ１）電気外科用戻り電極であって：
第１の可撓性導電性材料層および第２の可撓性導電性材料層；および
その第１の可撓性導電性材料層と第２の可撓性導電性材料層との間に配置された材料層であって、固体状態と非固体状態との間で遷移可能であり、所定の閾値を超える温度の増加に際して溶融するような形態であり、それによってその第１の可撓性導電性材料層と第２の可撓性導電性材料層との間の導電性を増加する材料層、を備える、電気外科用戻り電極。
（項目Ａ２）上記材料層が、脂質、ワックス、プラスチック、ゲル、ゼリー、およびポリマーヒドロゲルからなる群から選択される材料から形成される、項目Ａ１に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ａ３）上記材料層が、通常作動温度の間に実質的に固体状態のままである形態であり、上記第１の可撓性導電性材料層および第２の可撓性導電性材料層の可撓性を保持する、項目Ａ１〜２のいずれかに記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ａ４）上記通常作動温度が、約２０℃〜約３７℃の範囲である、項目Ａ３に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ａ５）上記材料層が、上記所定の閾値とほぼ一致する融点を有する、項目Ａ１〜４のいずれかに記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ａ６）電気外科用戻り電極であって：
電気外科用エネルギーを伝導するような形態の患者接触表面を有する戻り電極パッド；および
その戻り電極パッド上に配置された材料層であって、オーステナイト状態からマルテンサイト状態まで遷移する形状記憶材料から形成される少なくとも１つのスイッチ成分を有する少なくとも１つのスイッチ要素を含み、温度における変化に際し、その少なくとも１つのスイッチ要素のその少なくとも１つのスイッチ成分を起動する材料層を備える、電気外科用戻り電極。
（項目Ａ７）上記形状記憶材料が、形状記憶合金を含む、項目Ａ６に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ａ８）上記形状記憶合金が、ニチノールおよびフレキシノールからなる群から選択される、項目Ａ７に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ａ９）上記形状記憶合金の比率が、上記形状記憶材料層が第１の温度で第１の形状のままである形態であり、そして所定の閾値温度で第２の形状に変形するような所定のレベルであるように選択される、項目Ａ７または８に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ａ１０）上記少なくとも１つのスイッチ要素が、所定の閾値を超える温度における増加を示す、項目Ａ６、７、８または９に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ａ１１）上記材料層が強磁性材料層であり、その強磁性材料層が磁場および少なくとも１つの温度感知スイッチを含み、所定の温度閾値で磁束を失うような形態であり、それによって少なくとも１つの温度感知スイッチを起動する、項目Ａ６に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ａ１２）上記強磁性材料層が、ヒ酸マンガンから形成される、項目Ａ１１に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ａ１３）上記少なくとも１つの温度感知スイッチが、リードスイッチおよび磁場センサーから選択される、項目Ａ１１または１２に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ａ１４）上記少なくとも１つの温度感知スイッチの起動が、所定の閾値を超える温度における増加を示す、項目Ａ１１、１２または１３に記載の電気外科用戻り電極。
本発明はまた、以下の項目も提供する。
（項目Ｂ１）電気外科用戻り電極であって：
第１の可撓性導電性材料層および第２の可撓性導電性材料層；および
その第１の可撓性導電性材料層と第２の可撓性導電性材料層との間に配置された材料層であって、固体状態と非固体状態との間で遷移可能であり、所定の閾値を超える温度の増加に際して溶融するような形態であり、それによってその第１の可撓性導電性材料層と第２の可撓性導電性材料層との間の導電性を増加する材料層、を備える、電気外科用戻り電極。
（項目Ｂ２）上記材料層が、脂質、ワックス、プラスチック、ゲル、ゼリー、およびポリマーヒドロゲルからなる群から選択される材料から形成される、項目Ｂ１に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ｂ３）上記材料層が、通常作動温度の間に実質的に固体状態のままである形態であり、上記第１の可撓性導電性材料層および第２の可撓性導電性材料層の可撓性を保持する、項目Ｂ１に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ｂ４）上記通常作動温度が、約２０℃〜約３７℃の範囲である、項目Ｂ３に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ｂ５）上記材料層が、上記所定の閾値とほぼ一致する融点を有する、項目Ｂ１に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ｂ６）電気外科用戻り電極であって：
電気外科用エネルギーを伝導するような形態の患者接触表面を有する戻り電極パッド；および
その戻り電極パッド上に配置された材料層であって、オーステナイト状態からマルテンサイト状態まで遷移する形状記憶材料から形成される少なくとも１つのスイッチ成分を有する少なくとも１つのスイッチ要素を含み、温度における変化に際し、その少なくとも１つのスイッチ要素のその少なくとも１つのスイッチ成分を起動する材料層を備える、電気外科用戻り電極。
（項目Ｂ７）上記形状記憶材料が、形状記憶合金を含む、項目Ｂ６に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ｂ８）上記形状記憶合金が、ニチノールおよびフレキシノールからなる群から選択される、項目Ｂ７に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ｂ９）上記形状記憶合金の比率が、上記形状記憶材料層が第１の温度で第１の形状のままである形態であり、そして所定の閾値温度で第２の形状に変形するような所定のレベルであるように選択される、項目Ｂ７に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ｂ１０）上記少なくとも１つのスイッチ要素が、所定の閾値を超える温度における増加を示す、項目Ｂ６に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ｂ１１）電気外科用戻り電極であって：
電気外科用エネルギーを伝導するような形態の患者接触表面を有する戻り電極パッド；および
その戻り電極パッド上に配置された強磁性材料層であって、磁場および少なくとも１つの温度感知スイッチを含み、所定の温度閾値で磁束を失うような形態であり、それによってその少なくとも１つの温度感知スイッチを起動する強磁性材料層、を備える、電気外科用戻り電極。
（項目Ｂ１２）上記強磁性材料層が、ヒ酸マンガンから形成される、項目Ｂ１１に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ｂ１３）上記少なくとも１つの温度感知スイッチが、リードスイッチおよび磁場センサーから選択される、項目Ｂ１１に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ｂ１４）上記少なくとも１つの温度感知スイッチの起動が、所定の閾値を超える温度における増加を示す、項目Ｂ１１に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ｂ１）電気外科用戻り電極であって：
第１の可撓性導電性材料層および第２の可撓性導電性材料層；および
その第１の可撓性導電性材料層と第２の可撓性導電性材料層との間に配置された材料層であって、固体状態と非固体状態との間で遷移可能であり、所定の閾値を超える温度の増加に際して溶融するような形態であり、それによってその第１の可撓性導電性材料層と第２の可撓性導電性材料層との間の導電性を増加する材料層、を備える、電気外科用戻り電極。
（項目Ｂ２）上記材料層が、脂質、ワックス、プラスチック、ゲル、ゼリー、およびポリマーヒドロゲルからなる群から選択される材料から形成される、項目Ｂ１に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ｂ３）上記材料層が、通常作動温度の間に実質的に固体状態のままである形態であり、上記第１の可撓性導電性材料層および第２の可撓性導電性材料層の可撓性を保持する、項目Ｂ１に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ｂ４）上記通常作動温度が、約２０℃〜約３７℃の範囲である、項目Ｂ３に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ｂ５）上記材料層が、上記所定の閾値とほぼ一致する融点を有する、項目Ｂ１に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ｂ６）電気外科用戻り電極であって：
電気外科用エネルギーを伝導するような形態の患者接触表面を有する戻り電極パッド；および
その戻り電極パッド上に配置された材料層であって、オーステナイト状態からマルテンサイト状態まで遷移する形状記憶材料から形成される少なくとも１つのスイッチ成分を有する少なくとも１つのスイッチ要素を含み、温度における変化に際し、その少なくとも１つのスイッチ要素のその少なくとも１つのスイッチ成分を起動する材料層を備える、電気外科用戻り電極。
（項目Ｂ７）上記形状記憶材料が、形状記憶合金を含む、項目Ｂ６に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ｂ８）上記形状記憶合金が、ニチノールおよびフレキシノールからなる群から選択される、項目Ｂ７に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ｂ９）上記形状記憶合金の比率が、上記形状記憶材料層が第１の温度で第１の形状のままである形態であり、そして所定の閾値温度で第２の形状に変形するような所定のレベルであるように選択される、項目Ｂ７に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ｂ１０）上記少なくとも１つのスイッチ要素が、所定の閾値を超える温度における増加を示す、項目Ｂ６に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ｂ１１）電気外科用戻り電極であって：
電気外科用エネルギーを伝導するような形態の患者接触表面を有する戻り電極パッド；および
その戻り電極パッド上に配置された強磁性材料層であって、磁場および少なくとも１つの温度感知スイッチを含み、所定の温度閾値で磁束を失うような形態であり、それによってその少なくとも１つの温度感知スイッチを起動する強磁性材料層、を備える、電気外科用戻り電極。
（項目Ｂ１２）上記強磁性材料層が、ヒ酸マンガンから形成される、項目Ｂ１１に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ｂ１３）上記少なくとも１つの温度感知スイッチが、リードスイッチおよび磁場センサーから選択される、項目Ｂ１１に記載の電気外科用戻り電極。
（項目Ｂ１４）上記少なくとも１つの温度感知スイッチの起動が、所定の閾値を超える温度における増加を示す、項目Ｂ１１に記載の電気外科用戻り電極。
（要旨）
本開示は、電気外科用戻り電極に関する。開示は、患者に対する組織損傷を防ぐように適合された種々の機構および／または回路を有する電気外科用戻り電極パッドを提供する。この戻り電極パッドは温度をモニターし、そしてこの温度が所定の閾値に到達すると、このパッドは、安全回路および／またはアラームを起動する。さらに、使い捨て可能な部分、およびセンサーおよび／または制御回路を含む取り外し可能な部分を有する、モジュールのスマートな戻り電極が開示される。
本開示は、電気外科用戻り電極に関する。開示は、患者に対する組織損傷を防ぐように適合された種々の機構および／または回路を有する電気外科用戻り電極パッドを提供する。この戻り電極パッドは温度をモニターし、そしてこの温度が所定の閾値に到達すると、このパッドは、安全回路および／またはアラームを起動する。さらに、使い捨て可能な部分、およびセンサーおよび／または制御回路を含む取り外し可能な部分を有する、モジュールのスマートな戻り電極が開示される。
本開示の１つの局面によれば、電気外科用戻り電極が提供される。この戻り電極は、第１の可撓性導電性材料層および第２の可撓性導電性材料層を含み、ここで、この第１の可撓性導電性材料層および第２の可撓性導電性材料層は連続的にモニターされ、そして材料層が、この第１の可撓性導電性材料層と第２の可撓性導電性材料層との間に配置される。この材料層は、固体状態と非固体状態との間で遷移可能であり、この材料層はまた、所定の閾値を超える温度の増加に際して溶融するような形態であり、それによってこの第１の可撓性導電性材料層と第２の可撓性導電性材料層との間の導電性を増加する。
本開示のさらなる局面によれば、電気外科用戻り電極が開示される。この戻り電極は、電気外科用エネルギーを伝導するような形態の患者接触表面を有する戻り電極パッドを含む。この戻り電極はまた、上記戻り電極パッド上に配置された材料層を含む。この材料層は、オーステナイト状態からマルテンサイト状態まで遷移する形状記憶材料から形成される少なくとも１つのスイッチ成分を有する少なくとも１つのスイッチ要素を含み、温度における変化に際し、上記少なくとも１つのスイッチ要素の少なくとも１つのスイッチ成分を起動する。
本開示のさらなる別の実施形態によれば、電気外科用戻り電極が開示される。この戻り電極は、電気外科用エネルギーを伝導するような形態の患者接触表面を有する戻り電極パッド、およびこの戻り電極パッド上に配置された強磁性材料層を含む。この強磁性材料は、磁場および少なくとも１つの温度感知スイッチを含み、この強磁性材料は、所定の温度閾値で磁束を失い、それによって上記少なくとも１つの温度感知スイッチを起動する。
本開示のさらなる実施形態によれば、電気外科用戻り電極が開示される。この戻り電極は、導電性パッドを含み、これは電気外科用エネルギーを伝導する形態の患者接触表面およびこの導電性パッドに連結される温度感知回路を含む。この温度感知回路は、連続して連結される複数のスイッチ要素を含み、ここで、これら複数のスイッチング要素の各々は、温度変化に応答してインピーダンスが変動するような形態である。呼び掛け信号がそれを通って伝達され、インピーダンスを測定し、そして温度変化の指標である。
電気外科用戻り電極がまた、本開示によって企図される。この戻り電極は、電気外科用エネルギーを伝導する形態の患者接触表面を含む導電性パッド、およびこの導電性パッドに連結された温度感知回路を含む。この温度感知回路は、複数の接続部で交差する第１の複数の金属ワイヤおよび第２の複数の金属ワイヤを有する熱電対マトリックスを含み、ここで、これら接続部の各々は温度測定を得るために信号が送られる。
本開示の別の実施形態によれば、モジュールの電気外科用戻り電極が開示される。この戻り電極は、電気外科用エネルギーを伝導する形態の患者接触表面を有する使い捨て可能部分、およびセンサーデータを生成するために戻り電極パッド性質および組織性質の少なくとも１つをモニターする形態のセンサー回路を有する取り外し可能な基板を含む。この取り外し可能な基板は、上記使い捨て可能部分に連結されるような形態である。
本開示のさらなる実施形態によれば、電気外科用戻り電極が開示される。この戻り電極は、電気外科用エネルギーを伝導するような形態の患者接触表面、およびこの導電性パッドに連結される温度感知回路を含む。この温度感知回路はマルチプレクサーに連結される少なくとも１つのトランジスターを含み、この少なくとも１つのトランジスターは、上記導電性パッドの温度の指標である所定の前方電圧低下を有する。
患者に対する組織損傷を防ぐように適合された種々の機構および／または回路を有する電気外科用戻り電極パッドが提供される。
（詳細な説明）
本開示の特定の実施形態を、添付の図面を参照して本明細書中で以下に説明する。以下の説明では、本開示を不必要な詳細で不明確にすることを避けるために周知の機能または構築は詳細には説明されない。
本開示の特定の実施形態を、添付の図面を参照して本明細書中で以下に説明する。以下の説明では、本開示を不必要な詳細で不明確にすることを避けるために周知の機能または構築は詳細には説明されない。
図１は、本開示の１つの実施形態による電気外科用システムの概略表示である。このシステムは、患者Ｐの組織を処置するための１つ以上の電極を有する電気外科用器具２を含む。この器具２は、１つ以上の能動電極（例えば、電気外科用切断プローブ、切除電極（単数または複数）など）を含む単極器具である。電気外科用ＲＦエネルギーは、能動出力端子に連結される電気外科用ケーブル４を経由して電源２０によって器具２に供給され、この器具２が組織を凝固、切除および／またはそうでなければ処置することを可能にする。エネルギーは、戻りケーブル８を経由して戻り電極６を通って電源２０に戻る。このシステムは、患者Ｐとの全体の接触面積を最大にすることによって組織損傷の機会を最小にするように配列される複数の戻り電極６を含み得る。さらに、電源２０と戻り電極６とは、いわゆる「患者への組織」接触をモニターするための形態であり得、それらの間に十分な接触が存在することを確実にし、組織損傷の機会をさらに最小にする。
電源２０は、この電源２０を制御するための適切な入力コントロール（例えば、ボタン、アクチベーター、スイッチ、タッチスクリーンなど）を含む。さらに、この電源２０は、使用者に種々の出力情報（例えば、強度設定、処置終了指標など）を提供する１つ以上のディスプレイスクリーンを含み得る。これらコントロールは、使用者が、ＲＦエネルギーの電力、波形、およびその他のパラメーターを調節し、特定の課題（例えば、凝固、組織シーリング、強度設定など）に適切な所望の波形を達成することを可能にする。この器具２はまた、電源２０の特定の入力コントロールとでは不必要であり得る複数の入力コントロールを含み得る。これら入力コントロールを器具２に配置することは、電源２０との相互作用を必要とすることなく外科的手順の間にＲＦエネルギーパラメーターのより容易かつより迅速な改変を可能にする。
図２は、コントローラ２４、高電圧ＤＣ電源２７（「ＨＶＰＳ」）およびＲＦ出力ステージ２８を有する電源２０の概略ブロック図を示す。このＨＶＰＳ２７は、高電圧ＤＣ電力をＲＦ出力ステージ２８に提供し、これは次に高電圧ＤＣ電力をＲＦエネルギーに変換し、そしてこのＲＦエネルギーを能動電極に送達する。特に、このＲＦ出力ステージ２８は、高ＲＦエネルギーの正弦波形を生成する。このＲＦ出力ステージ２８は、種々の衝撃係数、ピーク電圧、波高因子、およびその他の適切なパラメーターを有する複数の波形を生成するような形態である。特定のタイプの波形が特定の電気外科的モードに適切である。例えば、このＲＦ出力ステージ２８は、切断モードでは１００％衝撃係数制限波形を生成し、これは、組織を切除、融合および解剖するために最も適し、そして凝固モードでは１〜２５％衝撃係数波形を生成し、これは、出血を停止するために組織を焼灼するために最も使用される。
コントローラ２４は、メモリ２６に作動可能に連結されるマイクロプロセッサー２５を含み、このメモリは揮発性タイプメモリ（例えば、ＲＡＭ）および／または不揮発性タイプメモリ（例えば、フラッシュメディア、ディスクメディアなど）であり得る。マイクロプロセッサー２５は、ＨＶＰＳ２７および／またはＲＦ出力ステージ２８に作動可能に連結される出力ポートを含み、このマイクロプロセッサー２５が、開放および／または閉鎖制御ループスキームのいずれかに従って電源２０の出力を制御することを可能にする。当業者は、このマイクロプロセッサー２５が、本明細書で論議される計算を実施するよう適合された任意の論理プロセッサ（例えば、制御回路）によって置換され得ることを認識する。
閉鎖ループ制御スキームはフィードバック制御ループであり、ここで、種々の組織およびエネルギー性質（例えば、組織インピーダンス、組織温度、出力電流および／または電圧など）を測定する複数のセンサーを含み得るセンサー回路２２がコントローラ２４にフィードバックを提供する。このようなセンサーは当業者の範囲内である。コントローラ２４は次にＨＶＰＳ２７および／またはＲＦ出力ステージ２８に信号を送り、これは次にＤＣおよび／またはＲＦ電源をそれぞれ調節する。コントローラ２４はまた、電源２０または器具２の入力コントロールから入力信号を受ける。コントローラ２４はこの入力信号を利用し、電源２０により出力される電力を調節し、そして／またはそれに対してその他の制御機能を実施する。
図３および４は、単極電気外科における使用のための戻り電極６の種々の実施形態を示す。この戻り電極６は、単極電気外科の間に電流を受けるような形態の上表面および患者接触表面３２を有する戻り電極パッド３０を含む。患者接触表面３２は、金属ホイルのような適切な導電性材料から作製される。図３は、ほぼ矩形の形状の戻り電極６を描写しているが、この戻り電極６が任意の適切な規則的または不規則形状を有することは、本開示の範囲内である。
図４を参照して、戻り電極６の別の実施形態が示され、ここで、戻り電極パッド３０は、その上に堆積された正の温度係数（ＰＴＣ）の材料の層３８を含む。このＰＴＣ材料３８は、特に、ポリマー／炭素を基礎にした材料、サーメットを基礎にした材料、ポリマー材料、セラミック材料、誘電性材料、またはそれらの任意の組み合わせから作製され得る。このＰＴＣ材料の層３８は、電気外科用戻り電極６の表面上で電流によって生成される温度を分配するように作用し、これは、患者火傷のリスクを最小にする。この層３８のＰＴＣ材料は、負の温度係数材料によって置換され得る。これらの材料は、加熱されるとき抵抗を劇的に変え、温度における上昇、または局在化された電流密度における自動的変化を検出するようにインピーダンスをモニターすることを可能にし、それによって局在化された加熱を減少する。
戻り電極６は、患者接触表面３２上に接着材料層３９をさらに含む。接着材料は、制限されないで、ポリマー接着剤、Ｚ軸接着剤、水不溶性接着剤、親水性接着剤、感圧接着剤、またはそれらの任意の組み合わせ、Ｂｏｕｌｄｅｒ、ＣｏｌｏｒａｄｏのＶａｌｌｅｙｌａｂによって製造されるＰＯＬＹＨＥＳＩＶＥＴＭ接着剤などを含む。この接着剤は、導電性および／または誘電性であり得る。この接着材料層３９は、電気外科用戻り電極６と患者「Ｐ」との間の最適表面接触領域を確実にし、これは、患者火傷の可能性を制限する。ＰＴＣ材料層３８が利用されない実施形態では、接着材料層３９は、患者接触表面３２上に直接堆積され得る。
図５を参照して、戻り電極６の別の実施形態が示され、ここで、戻り電極パッド３０は、第１のホイル層７２および第２のホイル層７４をそれぞれ、そしてそれらの間に配置された材料層７０を含む。戻り電極６はまた、患者接触表面３２上に接着材料層３９を含む。ホイル層７２および７４は、手術部位から電源２０まで電気外科用エネルギーを伝導するように適合された適切な導電性材料（例えば、金属）から作製される。この材料層７０は、誘電性材料として作用し、そしてこれらホイル層７２と７４とを互いから所定の距離（例えば、この材料層７０の厚み）を分離し、それによってこれらホイル層７２と７４とを絶縁し、そして戻り電極パッド３０の全体の導電率を低減する。
この材料層７０は、ワックス、温度感受性ゲル、ゼリー、プラスチック、種々の脂質、低分子量有機化合物、ポリマーヒドロゲルなどのような所定の温度で固体状態から非固体状態（例えば、液体）に変化する材料から形成される。この材料層７０の材料は、最大安全温度−これを超える温度は組織損傷が生じ始める、とほぼ一致する融点を有する。最大安全温度は約４０℃〜約４５℃であり得る。通常の作動温度（例えば、約２０℃の室温、約３７℃の身体表面温度）の間に、上記材料層７０は固体状態であるが、患者に対する戻り電極パッド３０の最大一致を可能にするに十分可撓性である。
この戻り電極パッド３０が最大安全温度に到達するとき、この材料層７０は溶け始め、そして固体状態から液体状態までの遷移を受ける。結果として、ホイル層７２および７４は電気的に接触し、それによって、それらの間の導通を増加する。作動の間に、これらホイル層７２および７４のインピーダンスがモニターされる。ホイル層７２と７４との間の増加した導通とともに、戻り電極３０のインピーダンスは低下する。戻り電極パッド３０のインピーダンスにおける低下をモニターすることは、電源２０が温度増加警告を提供すること、そして／またはＲＦエネルギー供給を調節（例えば、シャットオフ）することを可能にする。
別の実施形態では、上記材料層７０が固体状態にあるとき、それは、ホイル層７２と７４との間に電気的インターフェースを提供する。材料層７０が溶けるとき、それは、次に、ホイル層７２と７４との間の抵抗を増加し得るか、またはホイル層７２と７４との間の電気的接触を破壊し得る。この変化は、次に、温度増加警告を提供し、そして／またはＲＦエネルギー供給を調節（例えば、シャットオフ）するために利用され得る。なおその他の実施形態では、材料層７０のために用いられる材料のタイプに依存して、材料層７０の誘電性性質は温度とともに変化し得、それ故、ホイル層７２と７４との間の電気容量の値を変更する。
図６のＡ〜Ｃを参照して、戻り電極６の別の実施形態が示され、ここで、形状記憶材料層７６が、戻り電極パッド３０（例えば、ホイル層７２）の上部に配置される。この形状記憶材料層７６は、ニチノール、フレキシノールなどのような形状記憶金属を含む適切な形状記憶合金から形成され得る。形状記憶材料は、所定の温度で形態（例えば、形状）を変える。この形状記憶材料がその形態に戻る温度は、合金の形状記憶材料の比率を変えることにより制御される。層７６の形状記憶材料は、約４０℃〜約４５℃であり得る最大安全温度またはその近傍で形状を変化するような形態である。
より詳細には、形状記憶合金（ＳＭＡ）は、記憶および可鍛性の擬人化性質を有する合金のファミリーである。ＳＭＡは、制御システムのアクチュエータ、操縦可能なカテーテルおよびクランプのような品目に適用されている。最も一般的なＳＭＡの１つは、Ｎｉｔｉｎｏｌであり、これは、２つの異なる物理的形態について形状記憶を保持し得、そして温度の関数として形状を変える。最近、その他のＳＭＡが、銅、亜鉛およびアルミニウムを基に開発され、そして同様の形状記憶保持特徴を有している。
ＳＭＡは、付与される温度および／またはストレス変動を基に結晶相遷移を受ける。ＳＡＭの特に有用な属性は、温度／ストレスによってそれが変形された後、それは、もとの温度に戻る際にそのもとの形状に完全に回復し得ることである。形状記憶を所有する合金の能力は、この合金が、温度／ストレスにおける変化でオーステナイト状態からマルテンサイト状態への可逆的変形を受けるという事実の結果である。この変形を、熱弾性マルテンサイト変形という。
通常の条件下で、熱弾性マルテンサイト変形は、所定の温度範囲に亘って起こり、これは、この合金の組成、およびそれが製造された熱−機械的処理のタイプとともに変動する。換言すれば、形状がＳＭＡによって「記憶される」温度は、マルテンサイト結晶およびオーステナイト結晶がその特定の合金で形成する温度の関数である。例えば、Ｎｉｔｉｎｏｌ合金は、この形状記憶効果が、広範な範囲の温度、例えば、−２７０℃〜＋１００℃に亘って生じ得るように製作され得る。
多くのＳＭＡはまた、この合金がその当初のオーステナイト状態からマルテンサイト状態にこの合金をストレス状態に服従させることによって変形されるときに生じるストレス誘導マルテンサイト（ＳＩＭ）を示すことが知られる。
この形状記憶材料層７６は、図６のＢ〜Ｃに示されるようにスイッチ要素７８のアレイとして構築される。このスイッチ要素７８は、適切な物質から製造される図８Ｂに示される可撓性保持基板４８のような適切な柔軟回路（明瞭には示されていない）上に配置され得る。スイッチ要素７８への電流流れは、低電圧ＤＣ電源（例えば、バッテリー、ＡＣ／ＤＣ変換器、図８Ａの電源５０など）のような電源（明瞭には示されていない）によって提供される。このスイッチ要素７８は、層７６の形状記憶材料から形成される第１のスイッチ要素７７および第２のスイッチ要素７９を含む。これらスイッチ要素７７および７９は、ホイル層７６、柔軟回路または金属の任意の伝導細片の一部分であり得るコネクター８０の周りで回路を形成する。
温度における変化に際し、材料層７６のＳＭＡは、オーステナイト状態からマルテンサイト状態に遷移し、スイッチ要素７８の１つ以上のスイッチ構成要素７７および７９を起動する。より詳細には、通常の作動温度（例えば４０℃まで）で、第１および第２のスイッチ構成要素７７および７９は、コネクター７８に対して第１の形態にある。この第１の形態では、これらスイッチ構成要素７７および７９は閉じた回路で配列され、この第１および第２の構成要素７７および７９がコネクター７８と接触しているとき、この場合には、第２の形態で、これらスイッチ構成要素７７および７９は開いた回路を生成するように一致する。戻り電極パッド３０の過熱に起因して温度が変化するとき、これらスイッチ構成要素７７および７９は、第２の形態に変化する。なぜなら、これら構成要素は、形状記憶材料から形成されるからである。第１の形態はまた、開いた回路形態であり得るので、そしてそれ故、第２の形態では、これらスイッチ構成要素７７および７９は、閉じた回路形態に変形するように適合される。
作動の間に、（例えばＤＣ電源からの）低ＤＣ電圧信号は、スイッチ要素７８を通過され、その状態、例えば、回路が開いているか、または閉じているかを決定する。第１の形態から第２の形態へのスイッチが生じるとき、スイッチ要素７８の状況における変化は、最大安全温度を超える温度増加の指標である。この状況変化は、電源２０に伝達され、ここで、アラームが発生されるか、またはＲＦ供給への調節がなされる。
図７は、戻り電極パッド３０の上部（例えば、ホイル層７２）に配置される強磁性材料層８２を含む戻り電極６の実施形態を示す。この強磁性材料（例えば、液体）は、特定の温度点、いわゆるキュリー温度未満で自然磁化を示す。この温度を超えて、この強磁性材料は、磁化を示すことを自然に止める。ヒ酸マンガンのようなほぼ最大安全温度（例えば４５℃）またはその近傍にキュリー温度を有する強磁性材料が用いられ得、温度が最大安全温度を超えて増加するとき、この強磁性材料は、その磁場を失う。この磁場の終了は、１つ以上の温度感知スイッチ８４を起動する起動機構として用いられる。これら温度感知スイッチ８４は、リードスイッチのような磁場起動可能なスイッチであり得る。
この温度感知スイッチ８４は、適切な物質から製造された図８Ｂ中に示される可撓性保持基板４８のような柔軟回路上に配置され得る（明瞭には示されていない）。温度感知スイッチ８４に流れる電流は、低電圧ＤＣ電源（例えば、バッテリー、ＡＣ／ＤＣ変換器、図８Ａの電源５０など）のような電源によって提供される。
温度感知スイッチ８４は、磁場が起動されている（例えば、戻りパッド６の温度が最大安全温度未満である）とき、開いたままの形態であり、そして一旦磁場が終わると閉じる。温度感知スイッチ８４は、強磁性材料層８２によって生成される磁場における変化を測定するような形態である磁場センサー（明瞭には示されていない）によって置換され得る。これは、スイッチ８４について上記で論議されたバイナリー感知システムとは対照的に戻り電極パッド３０の温度のより正確な決定を可能にする。温度感知スイッチ８４の状況における変化および／または温度変化に対応する磁場測定は電源２０に伝達され、ここで、適切な作用が実施される。
図８のＡ〜Ｃは、その中に配置された温度感知回路４０を含む戻り電極６を示す。この温度感知回路４０は、少なくとも１つの温度センサーを有する１つ以上の温度センサーアレイ４１および４３を含む。企図される温度センサーは、熱電対、サーミスター、半導体（例えばシリコン）ダイオード、トランジスター、フェライト材料およびＨａｌｌ効果デバイスを含む。この温度感知回路４０は、ポリイミドフィルムのような適切な物質から製造された柔軟回路（例えば、可撓性保持基板４８）上に配置される。例は、商標名ＭＹＬＡＲＴＭおよびＫＡＰＴＯＮＴＭなどの下で販売されるフィルムである。
ダイオード４２は、１つ以上の回路制限レジスター４４と連続して連結され、そして温度センサーとして利用される。レジスター４４は、所定のレベルでダイオード４２を通って流れる電流を設定および制限するよう選択される抵抗を有して、このダイオード４２と連続して連結される。ダイオード４２に流れる電流は、相互連結ワイヤ４６を経由してダイオード４２およびレジスター４４と連続して連結される低電圧ＤＣ電源（例えば、バッテリー、ＡＣ／ＤＣ変換器など）のような電源５０によって提供される。電源５０は電源２０に一体化され得、そしてＨＶＰＳ２７と同じ供給源（例えばＡＣコンセント）から電力をひく。１つの実施形態では、ダイオード４２とレジスター４４との相互連結は、保持基板４８上の金属トレースの堆積、ならびにダイオード４２およびレジスター４４を保持基板４８中に直接はんだ付けすることによって達成される。保持基板４８はまた、温度感知回路４０を患者接触表面３２から電気的に絶縁し得、電源２０に戻されるＲＦエネルギーが回路構成要素を妨害することを防ぐ。
ダイオード４２は、電流が最初レジスター４４を通り、そしてダイオードのアノードからダイオードのカソードまで流れるようにいわゆる「前方にバイアス」されている。前方にバイアスされたダイオード４２では、ダイオードのタイプ（例えば、発光ダイオード）に依存して約０．５Ｖ〜約５Ｖの範囲である前方電圧低下（Ｖｆ）が生成される。この前方電圧は、温度に直接依存している。特に、温度が増加するとき、ダイオード４２内の半導体材料は、それらの価（ｖａｌｅｎｃｅ）および伝導帯における変化を受け、そして結果としてＶｆは減少する。従って、レジスター４４を経由してダイオード４２を通って流れる電流を一定に維持し、そして前方バイアス電圧を測定することによって、ダイオード４２の温度の決定を可能にする。
Ｖｆ信号は、相互連結ワイヤ４６を通って電源２０に伝達され、ここで、センサー回路２２は、このＶｆを分析し、対応する温度値を決定する。当業者が認識するように、相互連結ワイヤ４６の各々は、対応する隔離回路（例えば光学的カップラー）を含み得、隔離バリアを横切って電気信号（例えばＶｆ）を変換し、それによって温度感知回路４０をＲＦ供給から隔離する。
分析プロセスは、アナログ−デジタルコンバーターを通ってＶｆ信号を通過させること、そして次に対応する温度値に到達するよう所定の因子によってこのデジタル化されたＶｆ信号を乗じることを含み得る。この因子は、ダイオード４２、レジスター４４の電気的性質およびそれらを通過される電流の電気的性質を経験的に考慮することにより誘導される。温度信号は、次に、コントローラ２４に伝達され、ここで、それはさらに分析されて適切な作用を決定する。例えば、温度測定を所定の温度閾値と比較し、そしてこの温度測定がこの所定の閾値より大きい場合にＲＦエネルギー供給を調節または停止する。
患者接触表面３２を横切る温度は、電流密度に影響する多くの因子（例えば、湿気含量、接着度など）に起因して変動し得る。従って、戻り電極パッド３０中の種々の点で温度を測定することが所望され得る。種々の点で温度を測定することは、電流密度が周辺領域の電流密度を超えバッド火傷を生じる患者接触表面３２のいわゆる「ホットスポット」セグメントの位置を特定することを可能にする。各ダイオード４２に対するＶｆの測定は、このダイオード４２の位置での対応する温度の決定を提供するので、ダイオード４２を戻り電極パッド３０内に戦略的に配置することは、これら位置での温度のモニタリングを可能にする。
図８Ａを参照して、各レジスター４４およびダイオード４２ペアは、伝導性パッド３０内に、ダイオード４２が対応するモニタリングゾーン４５について温度読み取りを提供するように配置される。このモニタリングゾーン４５のサイズは、ダイオード４２間の距離に依存する。戻り電極パッド３０は、任意の数の種々のサイズのモニタリングゾーン４５を含み得る。各ダイオード４２は、センサー回路２２によって、Ｖｆ信号が伝達され、そして次に温度読み取り値に変換されるとき、電源２０がモニタリングゾーン４５の各々について温度モニタリングを提供するように特定のモニタリングゾーン４５と関連しているとして識別される。このデータは、使用者に、戻り電極パッド３０のどの特定の部分が、必要であれば予防的措置がとられ得るようにホットスポットを含むかを指示するために利用される。これは、自動的ＲＦ供給停止および／またはＲＦ供給の調節または手動停止を含み得、戻り電極パッド３０が識別されたホットスポットで患者に適正に接着することを確実にする。
図８Ｃは、戻り電極パッド３０上に配置された温度感知回路４０を含む戻り電極６の別の実施形態を示す。この温度感知回路４０は、１つ以上のトランジスター１５０を含み、その各々は、マルチプレクサー１５２に連結される。ダイオード４２と同様に、これらトランジスター１５０は、戻り電極パッド３０における温度変動の結果として生じる電圧低下の関数として温度を測定する。マルチプレクサー１５２は、トランジスター１５０への電圧流れを制御し、このトランジスター１５０は、電圧信号に応答して、戻り電極パッド３０の温度の戻り電圧信号代表値を伝達する。これらトランジスター１５０は、バス１５４を経由してマルチプレクサー１５２に連結される。これらトランジスター１５０からの電圧は、次に、温度センサーであり得る電源２０のセンサー回路２２に伝達される。
図９のＡ〜Ｂは、戻り電極パッド３０の上部に配置された温度感知回路９０を含む戻り電極６の実施形態を示す。温度感知回路９０は、温度変化に応答してインピーダンスを変化するよう適合された複数のスイッチ要素９２を含む。１つの適切なタイプものスイッチ要素９２は、Ｍｅｎｌｏ Ｐａｒｋ、ＣＡに位置するＴｙｃｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの事業部であるＲａｙｃｈｅｍから入手可能な、ＰＯＬＹＳＷＩＴＣＨＴＭのような、ポリマー性の正の温度係数過電流保護（ＰＰＴＣＯＰ）デバイスである。上記スイッチ要素９２は連続して配線され、そして戻り電極パッド３０の頂部表面上に配置される（例えば、ホイル層７２の上）。
これらスイッチ要素９２は、適切な物質から製造される図８Ｂに示される可撓性保持基板４８のような適切な柔軟回路（明瞭には示されていない）上に配置され得る。これらスイッチ要素９２への電流流れは、低電圧ＤＣ電源（例えば、バッテリー、ＡＣ／ＤＣ変換器、図８Ａの電源５０など）のような電源（明瞭には示されてはいない）によって提供される。
作動の間に、呼び掛け信号（例えば電源５０から）が温度感知回路９０を通って伝達され（例えば、呼び掛け電流および／または電圧）、スイッチ要素９２のインピーダンスおよび／または電流を測定する。温度回路９０のインピーダンスを測定することは、戻り電極パッド３０の対応する温度の決定を可能にする。ＰＰＴＣＯＰデバイスは、スイッチオフするような形態であり、それによって温度に依存して異なる速度でインピーダンスを増加する。より詳細には、より低い温度（例えば、約４０℃）で、このＰＰＴＣＯＰデバイスは、より高い温度（例えば、約４５℃）でより遅い速度でオフになる。従って、呼び掛け信号の持続時間は、センサー回路９０が適正に信号が送られることを確実にするに十分な長さであるように調節される。換言すれば、より低い温度における呼び掛け信号はより長い。なぜなら、ＰＰＴＣＯＰデバイスの起動時間は、この呼び掛け信号がより短いより高い温度でより遅いからである。
上記呼び掛け信号は、呼び掛け回路（例えば電源２０）に温度感知回路９０のインピーダンス測定を提供する。電源２０は、このインピーダンスデータを対応する温度データに変換し、そして温度が所定の閾値（例えば、４５℃）を超える場合、電源２０は、１つ以上の適切な措置を実施する（例えば、アラームを発する）。
図１０のＡおよびＢを参照して、戻り電極パッド３０の頂部に配置された温度感知回路１００を有する戻り電極６の別の実施形態が示される。この温度感知回路１００は、戻り電極パッド３０の全表面を横切る温度のモニタリングを可能にする熱電対マトリックス１０２を含む。この熱電対マトリックス１０２は、ホイル層７２の頂部上に配置された複数の金属フィラメントまたはワイヤを含む。より詳細には、この熱電対マトリックス１０２は、ホイル層７２の頂部表面を横切って第１の方向に横たわる第１の複数のワイヤ１０４、および上記第１の方向に実質的に垂直である第２の方向に横たわる第２の複数のワイヤ１０６を含む。この第１の複数のワイヤ１０４は銅などから作製され、そして第２の複数のワイヤ１０６はコンスタンタンなどから作製される。第１の複数のワイヤ１０４の各々は、複数の接続部１０８で第２の複数のワイヤ１０６の各々と交差し、それによって熱電対マトリッス１０２を形成する。この第１の複数のワイヤ１０４および第２の複数のワイヤ１０６の接続部１０８は、いわゆる「ゼーベック効果」を生成する。２つの非類似の金属の接続部１０８で生成される電圧は、温度とともに直接変化する。異なるワイヤタイプは、所定の温度で所定の電圧を示すことが知られる異なる熱電対接続部を形成する金属の能力に基づいて選択される。表１に示されるようなワイヤの以下の組み合わせが用いられ得る。
当業者によって認識されるように、接続部１０８は、戻り電極パッド３０の相対的温度測定を可能にするいわゆる「熱接点」を表す。なぜなら、「熱接点」の各々は、「冷接点」に作動可能に接続されているからである（明瞭には示されていない）。作動の間に、電圧が接続部１０８の各々に通される。各接続部１０８は個々に信号が送られ、ここで、呼び掛け信号のスイッチングは、適切なマルチプレクサー（明瞭には示されていない）または類似のデバイスによって実施される。呼び掛けのポーリングは、連続的様式で実施され得、そしてポーリングデータは、電源２０、または図１１に示され、そして以下でより詳細に論議されるように戻り電極パッド３０内に直接配置される制御回路に送られる。
信号プロセッサーは、最も高い温度を有する接続部１０８についてポーリングデータをモニターする。その後、最も暖かい接続部１０８の温度が、約４０℃〜約４５℃である最大安全温度と比較される。当業者は、戻り電極パッドが抵抗タイプである場合、その加熱部分は、容量性タイプの電極パッドの加熱より不均一であることを認識する。それ故、接続部１０８の間の間隔は、種々のタイプの戻り電極パッドを収容するように調節される。
図１１は、可撓性保持基板４８上に配置された制御回路５１を含む戻り電極パッド３０の別の実施形態を示す。この制御回路５１は、上記の実施形態で開示される温度感知回路（例えば、温度感知回路４０、９０および１００）に連結され、そしてそれからセンサー信号を受けるような形態である。その他のセンサー回路がこの制御回路５１と組み合わせて用いられ得、そして温度感知回路４０の論議は、本開示の１つの実施形態を表す。
特に、この制御回路５１はセンサー信号を分析し、そしてセンサー回路２２と類似の機能を行う。センサー信号の処理は、戻り電極パッド３０で起こるので、これは、センサー回路２２に相互連結ワイヤ４６を直接走らせる必要性をなくする。結果として、相互連結ワイヤ４６の各々に対する絶縁回路もまた、もはや必要ではない。戻り電極パッド３０における制御回路５１の配置はまた、電源２０のために必要な回路構成要素の量の減少を提供し、そして高周波漏電−接地参照回路を低減する。
制御回路５１は、アナログ−デジタルコンバーター５２、デジタル−アナログコンバーター５４、マイクロプロセッサー５６、ＤＣ−ＤＣコンバーター５８、シリアルトランシーバー５７、および光学的カップラー５９を含む。当業者は、制御回路５１が、クロック、マイクロコントローラー、サーミスターを備えた冷接点補償、レジスター、コンデンサー、オシレーター、フィールド−プログラム可能ゲートアレイなどのようなさらなる回路構成要素を含み得ることを認識する。制御回路５１の回路構成要素は、基板４８を経由して患者接触表面３２から電気的に絶縁されている。さらに、保持基板４８はその上に堆積された金属トレースを含むので、回路構成要素はそれに直接結合され、そして保持基板は、回路構成要素間の電気的相互連結として作用する。
制御回路５１および温度感知回路４０は、電力配線６０を経由してそれらに連結される電源５０によって電力を与えられる。電力配線６０は、低電圧ＤＣ電流を伝達するように適合される１つ以上のワイヤを含む。ＤＣ−ＤＣコンバーター５８は、電源５０からの電力を、制御回路５１および温度感知回路４０の回路構成要素に適合するように調節する。
温度感知回路４０、９０および１００は、相互連結ワイヤ４６を通って、対応する電圧、電流および／またはインピーダンス信号を制御回路５１に伝達する。制御回路５１は、センサー信号を分析し対応する温度値を決定する。センサー信号は、最初Ａ／Ｄコンバーター５２を通過される。その後、デジタル化されたセンサー信号は、マイクロプロセッサー５６によって分析され（例えば、デジタル化されたセンサー信号を所定の因子によって乗ぜられ対応する温度値に到達する）、処理されたデータ（例えば温度値）を得る。当業者は、実施される算出の複雑さに依存して、マイクロコントローラーおよびフィールド−プログラム可能ゲートアレイのような、さらなる論理回路が制御回路５１に含まれ得ることを理解する。
処理されたデータは、データ配線６２を経由してさらなる分析のために電源２０に伝達される。伝達の前に、温度信号は、シリアルデータ転送プロトコールを経由して伝達のためにアナログ信号に変換され得る。これは、Ｄ／Ａコンバーター５４を経由して達成される。シリアルトランシーバー５７（例えば、ユニバーサル非同期レシーバー／トランスミッター）は、電源２０でその対応トランシーバーとのシリアル通信を確立し、そして処理されたデータの個々のビットを逐次的様式伝達する。処理されたデータを運ぶ信号は、データ配線６２に連結される光学的カップラー５９を通過される。光学的カップラー５９は、制御回路５１を、ＲＦ供給から、隔離バリアを横切って信号を伝達することにより隔離する。光ファイバーを利用する光学的データ伝達方法が、制御回路５１から電源２０にデータを移すためにデータ配線６２の代わりに用いられ得ることが想定される。これは、電気的妨害およびＲＦ漏電をなくする。ＲＦエネルギーは、戻り配線６４を経由して電源２０に戻る。電力配線６０、データライン６２および戻り配線６４は、ケーブル８内に囲われている。
実施形態では、温度回路４０、９０および１００からのアナログセンサー信号は、カウンター（明瞭には示されていない）に連結されているアナログＭＵＸに伝達され得る。これらの回路構成要素は、温度読み取り値に対応する電圧信号を測定するような形態であり、そして処理されたデータを電源２０に伝達する。さらに、図１０のＡおよびＢに示される温度感知回路１００の実施形態形態を参照して、マルチプレクサーまたは熱電対マトリックス１０２の呼び掛け信号の迅速スイッチングに適切な類似のデバイスがまた、制御回路５１中に取り込まれ得る。
電源２０では、処理されたデータは、次に、コントローラ２４に伝達され、ここで、それは、さらに分析されて適切な措置を決定する。例えば、温度測定を所定の温度閾値と比較し、そしてこの温度測定がこの閾値より大きい場合、ＲＦエネルギー供給を調節または停止する。
本開示の回路構成要素は、戻り電極パッド３０に直接一体化される。これらパッドのコストを最小にするために、戻り電極をモジュールにすることが所望され、ここで、回路構成要素は１つの手順から次に再使用される。図１２は、取り外し可能な基板１１２上に配置された回路構成要素（例えば、制御回路５１、温度感知回路４０、９０および１００など）を含むモジュールの戻り電極パッド１１０の側方断面図を示す。この取り外し可能な基板１１２は、使い捨て可能部分１１４（図１２ではアセンブルされた形態で示される）に一時的に取り付けられた形態である。より詳細には、この使い捨て可能部分１１４は、その底表面上に配置された接着材料層３９を備えたホイル層７２を含む。第２の接着材料層１１６は、ホイル層７２の頂部表面上に配置される。この第２の接着材料層１１６は、この取り外し可能な基板を使い捨て可能部分１１４に固定する除去可能な放出ライナー１１８を結合するために用いられる。さらに、第２の接着材料層１１６はまた、熱伝導体として作用する。
この取り外し可能基板１１２は、その底表面で絶縁性材料層１１９を含み、そしてこの絶縁性材料層１１９の底表面は、除去可能な放出ライナー１１８に選択的に取り付けられるような形態である。この絶縁性材料層１１９は、ポリオレフィン、Ｍｙｌａｒまたはその他の類似の誘電性材料から形成され得る。作動の間に、放出層１１８は、除去されて接着剤層１１６を剥き出し、そして取り外し可能基板１１２は、絶縁性材料層１１９および接着材料層１１６を経由して使い捨て可能部分１１４に取り付けられる。この形態は、取り外し可能な基板１１２が、電気外科的手順の間に使い捨て可能部分１１４に一時的に取り付けられることを可能にする。一旦、この手順が終了すると、取り外し可能基板１１２は、使い捨て可能部分１１４から分離される。
本開示のいくつかの実施形態を図面に示し、そして／または本明細書中で論議したが、本開示がそれらに限定されることは意図されない。なぜなら、本開示は、当該技術分野が可能にし、しかも明細書が同様に読まれるように範囲が広いことが意図されるからである。従って、上記の説明は、制限的であるとして解釈されるべきではなく、特定の実施形態の例示として単に解釈されるべきである。当業者は、本明細書に添付された請求項の範囲および思想内でその他の改変を想定する。
（要約）
電気外科用戻り電極が開示される。この戻り電極は、第１の可撓性導電性材料層および第２の可撓性導電性材料層、ならびにこの第１の可撓性導電性材料層と第２の可撓性導電性材料層との間に配置された材料層を含む。この材料層は、固体状態と非固体状態との間で遷移可能であり、所定の閾値を超える温度の増加に際して溶融するような形態であり、それによって上記第１の可撓性導電性材料層と第２の可撓性導電性材料層との間の導電性を増加する。
電気外科用戻り電極が開示される。この戻り電極は、第１の可撓性導電性材料層および第２の可撓性導電性材料層、ならびにこの第１の可撓性導電性材料層と第２の可撓性導電性材料層との間に配置された材料層を含む。この材料層は、固体状態と非固体状態との間で遷移可能であり、所定の閾値を超える温度の増加に際して溶融するような形態であり、それによって上記第１の可撓性導電性材料層と第２の可撓性導電性材料層との間の導電性を増加する。
本開示の種々の実施形態は、図面を参照して本明細書中で説明される。
図１は、本開示による電気外科用システムの概略ブロック図である。
図２は、本開示による１つの実施形態による電源の概略ブロック図である。
図３は、図１の単極電気外科用システムの電気外科用戻り電極の平面図である。
図４は、正の温度係数（ＰＴＣ）材料および接着材料層を有する電気外科用電極の側方断面図である。
図５は、本開示による材料層を有する電気外科用戻り電極の側方断面図である。
図６Ａは、本開示による形状記憶材料を有する電気外科用戻り電極を示す。
図６Ｂは、本開示による形状記憶材料を有する電気外科用戻り電極を示す。
図６Ｃは、本開示による形状記憶材料を有する電気外科用戻り電極を示す。
図７は、本開示による強磁性材料層を有する電気外科用戻り電極の側方断面図を示す。
図８のＡは、本開示による温度感知回路を有する電気外科用戻り電極の１つの実施形態を示す。
図８Ｂは、本開示による温度感知回路を有する電気外科用戻り電極の１つの実施形態を示す。
図８Ｃは、本開示による温度感知回路を有する電気外科用戻り電極の１つの実施形態を示す。
図９Ａは、本開示による温度感知回路を有する電気外科用戻り電極の１つの実施形態を示す。
図９Ｂは、本開示による温度感知回路を有する電気外科用戻り電極の１つの実施形態を示す。
図１０Ａは、本開示による温度感知回路を有する電気外科用戻り電極の１つの実施形態を示す。
図１０Ｂは、本開示による温度感知回路を有する電気外科用戻り電極の１つの実施形態を示す。
図１１は、本開示による温度感知回路を有するスマートな電気外科用戻り電極の平面断面図である。
図１２は、本開示によるモジュールの電気外科用戻り電極の側方断面図である。
６ 戻り電極
３０ 電極パッド
３２ 患者接触表面
３８ ＰＴＣ材料
７６ 形状記憶材料層
８４ 温度感知スイッチ
９０ 温度回路
１１０ 電極パッド
１５２ マルチプレクサー
３０ 電極パッド
３２ 患者接触表面
３８ ＰＴＣ材料
７６ 形状記憶材料層
８４ 温度感知スイッチ
９０ 温度回路
１１０ 電極パッド
１５２ マルチプレクサー
Claims (14)
- 電気外科用戻り電極であって：
第１の可撓性導電性材料層および第２の可撓性導電性材料層；および
該第１の可撓性導電性材料層と第２の可撓性導電性材料層との間に配置された材料層であって、固体状態と非固体状態との間で遷移可能であり、所定の閾値を超える温度の増加に際して溶融するような形態であり、それによって該第１の可撓性導電性材料層と第２の可撓性導電性材料層との間の導電性を増加する材料層、を備える、電気外科用戻り電極。 - 前記材料層が、脂質、ワックス、プラスチック、ゲル、ゼリー、およびポリマーヒドロゲルからなる群から選択される材料から形成される、請求項１に記載の電気外科用戻り電極。
- 前記材料層が、通常作動温度の間に実質的に固体状態のままである形態であり、前記第１の可撓性導電性材料層および第２の可撓性導電性材料層の可撓性を保持する、請求項１〜２のいずれかに記載の電気外科用戻り電極。
- 前記通常作動温度が、約２０℃〜約３７℃の範囲である、請求項３に記載の電気外科用戻り電極。
- 前記材料層が、前記所定の閾値とほぼ一致する融点を有する、請求項１〜４のいずれかに記載の電気外科用戻り電極。
- 電気外科用戻り電極であって：
電気外科用エネルギーを伝導するような形態の患者接触表面を有する戻り電極パッド；および
該戻り電極パッド上に配置された材料層であって、オーステナイト状態からマルテンサイト状態まで遷移する形状記憶材料から形成される少なくとも１つのスイッチ成分を有する少なくとも１つのスイッチ要素を含み、温度における変化に際し、該少なくとも１つのスイッチ要素の該少なくとも１つのスイッチ成分を起動する材料層を備える、電気外科用戻り電極。 - 前記形状記憶材料が、形状記憶合金を含む、請求項６に記載の電気外科用戻り電極。
- 前記形状記憶合金が、ニチノールおよびフレキシノールからなる群から選択される、請求項７に記載の電気外科用戻り電極。
- 前記形状記憶合金の比率が、前記形状記憶材料層が第１の温度で第１の形状のままである形態であり、そして所定の閾値温度で第２の形状に変形するような所定のレベルであるように選択される、請求項７または８に記載の電気外科用戻り電極。
- 前記少なくとも１つのスイッチ要素が、所定の閾値を超える温度における増加を示す、請求項６、７、８または９に記載の電気外科用戻り電極。
- 前記材料層が強磁性材料層であり、該強磁性材料層が磁場および少なくとも１つの温度感知スイッチを含み、所定の温度閾値で磁束を失うような形態であり、それによって少なくとも１つの温度感知スイッチを起動する、請求項６に記載の電気外科用戻り電極。
- 前記強磁性材料層が、ヒ酸マンガンから形成される、請求項１１に記載の電気外科用戻り電極。
- 前記少なくとも１つの温度感知スイッチが、リードスイッチおよび磁場センサーから選択される、請求項１１または１２に記載の電気外科用戻り電極。
- 前記少なくとも１つの温度感知スイッチの起動が、所定の閾値を超える温度における増加を示す、請求項１１、１２または１３に記載の電気外科用戻り電極。
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