JP2008544806A - ターンオンおよびターンターンオフ時間遅延を利用する外科的処置の補助付属品コントローラ及び方法 - Google Patents
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Abstract
外科手術に使用される補助付属品が、外科用ユニットを作動させてから所定のターンオン時間遅延が経過した後にエネルギー供給することにより、外科手術の実施に使用される外科用ユニットの作動に関連してエネルギー供給される。補助付属品は、外科用ユニットを作動させてから基本固定時間量が経過した後、外科用ユニットを基本固定時間量全体未満の所定の比率にわたって作動させた後、又は基本固定時間量中に外科用ユニットを所定の複数の回数分作動させた後、エネルギー供給される。補助付属品は、外科用ユニットを最後に非作動させること、又は補助付属品に最初にエネルギー供給することのうちの後に発生する事象から所定のターンオフ時間遅延が経過した後にエネルギー供給停止される。
Description
本発明は、外科的処置を行うために使用される外科用ユニットの作動と併せて外科的処置で使用される補助的付属品へのエネルギー供給、例えば、電気外科用発生器の駆動に関連する吸煙器へのエネルギー供給に関する。特に、本発明は、外科用ユニットの作動からターンオン時間遅延後に外科用付属品にエネルギー供給し、補助付属品へのエネルギー供給又は外科用ユニットの非作動からターンオフ時間遅延後に補助付属品へのエネルギーを供給停止する新しい改良されたコントローラ及び方法に関する。別の利益の中でも特に、外科医が外科的処置の初期効果をより良好に感知することができ、補助付属品の間欠操作の数が最小に抑えられて、補助付属品の摩耗が低減される。
電気外科用発生器及び医療用レーザ装置等の特定の種類の外科用ユニットは、外科的効果を生み出すために、エネルギーを生体組織に加える。例えば、エネルギーは、組織を切除したり、組織からの血流を凝固させたり、組織を切除すると同時に凝固させたり、組織を再構築させたり、又は組織を再生させたりすることができる。電気外科用発生器からのエネルギーは、ほぼ400kHz〜700kHzの無線周波数で供給される高電圧電流である。医療用レーザからのエネルギーは、光エネルギー又はフォトエネルギーである。電気エネルギー又は光エネルギーを変調させて、特定の外科的効果を実現することができる。
供給されたエネルギーは、手術部位の組織を加熱し、煙及び臭いを発生させると共に、手術部位の組織に起因する上昇する空中生物学的粒子を発生させることがある。煙は手術部位を見えにくくし、外科用付属品と呼ばれることがある手術部位でのエネルギーアプリケータを操作する外科医の能力を妨げることになる。加熱された組織からの臭いは不快であり、あまりに強烈で吐き気を催させ、手術への集中を妨げることがある。空中生物学的粒子、特に病変組織からのこれらの粒子の、健康に対する影響についてはかなりの不明な点がある。
手術中の煙、臭い、及び空気中の粒子汚染物質の悪影響をなくすために、吸煙器が考案されている。吸煙器は、煙、臭い、及び空中粒子汚染物質を含む空気を手術部位から濾過脱臭装置に引き込み、それからきれいで脱臭された空気を排出する。もはや、煙は出術部位を見えにくくする程は蓄積されず、臭いはなくなり、手術室内の人員が吸い込む空気中の粒子は低減される。
このような有益な効果を実現するために、通常、吸煙器には、電気外科用発生器又は他の外科用ユニットと同時にエネルギー供給及びエネルギー供給停止が行われる。吸煙器には、外科医がハンドピースの様なエネルギーアプリケータにある指スイッチを押すか、又は外科医がフットスイッチを踏んで外科用ユニットにエネルギーを手術部位に送出させるときにエネルギー供給される。このような外科用ユニットの作動は、吸煙器へのエネルギー供給として解釈され、吸煙器に手術部位からの空気及び汚染物質の吸引を開始させる。指スイッチ又はフットスイッチが押されている限り、外科用ユニットはエネルギーを手術部位に送出し続け、吸煙器は手術部位から空気及び空気中の汚染物質を吸引し続ける。指スイッチ又はフットスイッチが解放されて作動が停止すると、外科用ユニット及び吸煙器は非作動する。したがって、通常、吸煙器は、外科用ユニットが作動しているときにエネルギー供給され、外科用ユニットが非作動したときにエネルギー供給停止される。
通常の外科処置のうちの相当な部分に、切断された血管からの出血を止めることが含まれる。手術での切開は常に、少数の比較的大きな血管及び多数の比較的小さな血管を切断する。大きな血管からの失血のほうが深刻な状態を示すため、大きな血管からの出血を最初に止めなければならない。外科用エネルギーを切断された大きな血管にいくらか長時間にわたって集中させて、大きな血管から流れる血流を凝固させることもあれば、大きな血管の切断された端部を閉じるために縫合が必要なこともある。大きな血管からの出血が止まると、小さな血管から滲み出るより小量の血液が止まる。通常、小血管の凝固は、短いバーストのエネルギーを切断された各小血管の端部に直接送出することにより比較的素早く容易に実現される。外科医は、アプリケータが出血している各小血管の作動距離内に入っているときに指スイッチ又はフットスイッチを素早く押下して解放し、外科用ユニットの作動及び非作動を行いながら、小血管に次々と素早く移動する。外科用ユニットはオンオフに切り替えられて、バーストエネルギーを数分の1秒間供給し、各小血管にスポット様凝固作用を生み出す。通常、外科医は、出血している血管に次々と素早く移動して、短いエネルギーバーストを断続的且つ高速再送出ベースで切断された小血管をスポット凝固させる。
スポット凝固中、及び外科用ユニットが断続的且つ高速に作動および非作動される他の状況中、吸煙器も同様に、等しく高速且つ断続的に、高速にエネルギー供給およびエネルギー供給停止される。吸煙器への高速且つ断続的なエネルギー供給およびエネルギー供給停止は、手術部位からの汚染物質の排気に影響を比較的及ぼさないことがある。通常、煙、臭い、及び空気中の粒子は、エネルギーを組織に供給した結果としてすぐに生じるものではない。これは、エネルギーが煙、臭い、及び空気中の粒子汚染物質を発生させるのに十分な程度、組織を加熱するまでに有限の時間量が必要なためである。汚染物質の除去にも、手術部位からの空気流を確立するために有限の時間量が必要である。静止空気の慣性が、手術部位からの汚染物質の即時除去を阻む。吸煙器内のファン又はエアポンプも、十分な速度に達して有効になるまでに有限の時間を必要とする。さらに、高速で断続的に吸煙器にエネルギー供給およびエネルギー供給停止するとノイズが発生し、外科医及び手術室の人員の集中力を欠く原因となり得る。また、高速で断続的に吸煙器にエネルギー供給およびエネルギー供給停止すると、ファンのモータ及び吸煙器の他の可動部の摩耗を加速化させ、摩耗の加速及び早期故障に繋がる。
吸煙器への高速且つ断続的なエネルギー供給及びエネルギー供給停止に関連する問題の一側面は、外科用ユニットが最後に作動された時間から、吸煙器がオフになる、すなわちエネルギー供給停止される時間を遅らせることにより対処されてきた。例えば、吸煙器は、外科用ユニットが最後に作動した時間からほぼ2秒の時間遅延期間中、エネルギー供給された状態を保つ。オフ遅延により、エネルギー送出が停止された後で組織が冷える際の煙、臭い、及び空気中の粒子を除去し続けることができる。これは、エネルギー送出が終わった後、組織の残留熱により短い時間にわたって少なくともいくらかの煙及び臭いが発生するためである。外科用ユニットがターンオフ時間遅延期間以内に作動する場合、吸煙器は、再作動することなく、外科用ユニットの最後の作動からターンオフ時間遅延が経過するまで動作し続ける。
吸煙器への高速且つ断続的なエネルギー供給およびエネルギー供給停止に関連する問題は、外科用ユニットと共に使用される他の種類の外科用付属品にも当てはまる。例えば、洗浄ポンプを、電気外科用発生器と共に作動させ、液体を手術部位に送出し、又は液体を手術部位から除去することがある。いくつかの種類の医療用レーザは、光エミッタと組織との間に特定の種類のガス媒体を確立したり、又は医療用レーザの特定の機能部品を冷却したりするために、光エネルギーと同時にガス流を送出する必要がある。
本発明は、必ずしも外科用ユニットの作動と同時に吸煙器又は他の外科手術の補助付属品に即時にエネルギー供給する必要がないことを認識する。それに代えて、多くの状況では、外科用ユニットの作動後に比較的短いターンオン時間遅延が経過した後まで吸煙器のエネルギー供給を遅らせることが許容可能であるか、又は望ましい。短い時間遅延により、外科医は、吸煙器又は他の補助付属品を即時にエネルギー供給するということで感覚的に集中を妨げることなく、組織へのエネルギー供給の初期影響を感じ取り、配送エネルギー量を判断し、そのエネルギーに対する組織の反応を評価することができる。外科用ユニットの作動と同時に吸煙器又は補助付属品にエネルギー供給すると、吸煙器又は補助付属品に即時にエネルギー供給することにより発生するノイズの付加及び手術部位での空気の移動という気を散らす要素により、外科医がこれらの要因を感じ取る最良の機会が減少する危険性がある。短いターンオン時間遅延は、煙、臭い、及び粒子を、吸煙器が短いターンオン時間遅延後にエネルギー供給されたときにこれらの汚染物質の除去が不可能なポイントまで累積させない。一方、初期ターンオン時間遅延中、初期ターンオン時間遅延のうちの所定の相当な部分の間、又は初期ターンオン時間遅延中の所定の複数の高速断続作動中の外科用ユニットの連続作動は、吸煙器又は他の外科用ユニットにエネルギー供給するまでの初期ターンオン時間遅延の短縮が望ましいことを示す。これらの状況は、汚染物質が高速で累積し始めている可能性があり、吸煙器の早期作動が望ましいことを示す。
補助付属品は、一旦エネルギー供給されると、補助付属品が初期エネルギー供給されてから、又は外科用ユニットが最後に非作動してから所定のターンオフ時間遅延にわたってエネルギー供給された状態を保つ。補助付属品がエネルギー供給された状態を保っている時間中に外科用ユニットを作動させると、ターンオフ時間遅延が再設定され、補助付属品をエネルギー供給し続ける。補助付属品をエネルギー供給し続けることにより、補助付属品の動作の停止及び開始を繰り返すことにより生じる補助付属品の付加的な摩耗が回避される。したがって、比較的間断のないペースで進む外科手術は、外科手術全体を通して比較的連続して煙、臭い、及び粒子汚染物質を除去する状況を提供する。
これらの緒側面に従い、本発明は、外科用ユニットの作動に関連して補助付属品にエネルギー供給する方法及び外科用ユニットの作動に関連して補助付属品へのエネルギー供給を制御するコントローラに関する。方法は、外科用ユニットを作動させてエネルギーを供給すること、及び外科用ユニットが作動した後、所定のターンオン時間遅延が経過した後に補助付属品にエネルギー供給することを含む。コントローラは、エネルギーが送出されると外科用ユニットによりアサートされる作動信号に関連して補助付属品をエネルギー供給させる制御アルゴリズムを実行する。制御アルゴリズムは、付属品のスイッチを動作的に閉じて補助付属品にエネルギー供給させ、付属品のスイッチを開いて補助付属品へエネルギー供給停止する。制御アルゴリズムは、コントローラに、作動信号のアサートから所定のターンオン時間遅延が経過した後に付属品スイッチを動作的に閉じさせる。好ましくは、外科用ユニットは、電気外科用発生器又は外科用レーザであり、補助付属品は吸煙器、洗浄ポンプ、又は流体ポンプである。
方法の特定の好ましい態様は、外科用ユニットが作動した後に経過する基本固定時間量として所定のターンオン時間遅延を確立すること、基本固定時間量全体未満の所定の比率にわたって外科用ユニットを作動させた後の基本固定時間量未満の時間量として所定のターンオン時間遅延を確立すること、及び基本固定時間量中に発生した作動計数が2以上の所定の計数に等しい場合、補助付属品にエネルギー供給することを含む。方法の他の好ましい態様は、外科用ユニットが最後に非作動されたときか、又は補助付属品が最初にエネルギー供給されたとき(いずれか後に発生するほう)に、所定のターンオフ時間遅延の経過後に外科用ユニットを非作動させてエネルギーの供給を停止することを含む。好ましくは、所定のターンオフ時間遅延は、所定のターンオン時間遅延よりも大きい。
コントローラにより実行される制御アルゴリズムの特定の好ましい態様は、基本固定時間量として所定のターンオン時間遅延を確立することを含む。制御アルゴリズムは、好ましくは、基本固定時間量中に作動信号がアサートされる時間量をコントローラに計数させ、作動信号がアサートされる、計数された時間量が、全基本固定時間量未満の所定比率に等しい場合、所定のターンオン時間遅延が経過する前に付属品のスイッチを閉じさせるか、又は基本固定時間量中の作動信号のアサート数を計数させ、計数された、作動信号のアサート数が、2以上の所定の数に等しくなったときに、所定のターンオン時間遅延が経過する前に付属品のスイッチを閉じさせる。さらに、制御アルゴリズムは、好ましくは、作動信号のアサート後の基本固定時間量の経過、全基本固定時間量未満の所定比率中の作動信号のアサート、又は基本固定時間量中に所定の複数の回数分、作動信号がアサートされることのうちの発生が最も早いものとして所定のターンオン時間遅延をコントローラに確立させる。やはり好ましくは、制御アルゴリズムは、作動信号のアサートが最後に発生した後又は付属品スイッチが閉じられた後に所定のターンオフ時間遅延が経過した後に付属品のスイッチをコントローラに開かせる。
本発明の範囲並びに上記及び他の改良を実現する方法のより完全な理解を、以下に手短に要約する添付図面と併せて行われる現在好ましい実施形態の以下の詳細な説明及び添付の特許請求の範囲を参照することにより得ることができる。
本発明の一用途は、外科用ユニットの作動及び非作動に関連する状況に関連して外科用ユニットと共に外科手術において使用される補助付属品のエネルギー供給及びエネルギー供給停止を行うことである。図1に示すように、外科用ユニットは電気外科用発生器20で表され、補助付属品は吸煙器22で表される。電気外科用発生器20は、高電圧無線周波数(RF)電流を電気外科用波形24として、外科用付属品と呼ばれることがあるハンドピース26に送出する。波形24の高電圧RF電流は、ハンドピース26の活性電極28から患者30の手術部位の組織に印加される。電流は、患者30を通り、患者にも接するリターン電極32に流れる。電流は34で発生器20に戻り、それにより、電気外科用発生器20から患者30を通る電気回路が完了する。電気外科用波形24の高電圧RF電流は、手術部位の組織と相互作用して、切断、凝固、又はこれら両方等の外科的効果を生み出す。
通常の指スイッチ36又は通常のフットスイッチ38を閉じることに応答して、電気外科用発生器20を作動させて、高電圧RF電流を送出する。通常、指スイッチ36はハンドピース26の一部であるか、ハンドピース26に連結されて、外科医が、ハンドピース26を握りながら電気外科用発生器20を作動させることができるようにする。フットスイッチ38は、手術室の床に配置されて、外科医が外科手術中にフットスイッチ38を踏んで電気外科用発生器20を作動させることができるにする。指スイッチ36を押すことにより閉じると、作動要求信号40が電気外科用発生器20に送信される。フットスイッチ38を踏むことにより閉じると、作動要求信号42が電気外科用発生器に送信される。電気外科用発生器20は、作動要求信号40又は42のいずれかに応答して、高電圧RF電流の電気外科用波形24を送出する。医療用レーザ等のいくつかの種類の外科用ユニットは、患者を通る閉エネルギーフロー回路をエネルギーの印加に必要としないため、リターン電極32に相当するものは何も使用されない。
電気外科用発生器20はまた、作動要求信号40及び42に応答して、電気外科用波形24の送信と略同時に発生器作動要求44を送出する。発生器作動信号44は、作動要求信号40又は42のいずれかに応答して、内部保護及び状態チェックのすべてが電気外科用発生器20により行われた後、電気外科用発生器20が電気外科用波形24を送信するときに送信される。
図1に示す構成では、補助付属品コントローラ46が発生器作動信号44に応答する。好ましくは、付属品コントローラ46は、プロセッサ、マイクロコントローラ、ステートマシーン、又は発生器作動信号44のアサートに関連する特定の条件に応答して補助付属品をエネルギー供給させる制御アルゴリズム60(図2)を実行する他のデジタル論理要素を含む。制御アルゴリズム60(図2)の実行に応答して、付属品コントローラ46は付属品制御信号48を供給する。付属品スイッチ50は、付属品制御信号48のアサート及びデアサートに応答して閉開する。付属品スイッチ50が閉じると、吸煙器22への付属品エネルギー供給信号52がアサートされ、吸煙器22に動作を開始させる。付属品スイッチ50が開くと、エネルギー供給信号52がデアサートされ、吸煙器22の動作を停止させる。一般に、付属品スイッチ50は、閉じられているときには、従来の電力を吸煙器22又は他の補助付属品に導通させ、開いているときには、従来の電力が吸煙器22に供給されないようにする。
吸煙器22は、エネルギー供給信号52に応答して、煙、臭い、及び粒子汚染物質を活性電極28がある手術部位から運ぶ空気の排出の開始する従来の内部ファン又はエアポンプ(いずれも図示せず)の動作を開始させる。従来の排気ワンド(evacuation wand)54が、手術部位から煙、臭い、及び粒子汚染物質を含む空気を集め、ワンド54に接続された排気ホース56が、これらの汚染物質を吸煙器22に運ぶ。汚染物質は、吸煙器22内の従来のフィルタ及び汚染物質中和構成要素(いずれも図示せず)により除去される。清浄化され、脱臭され、中和された空気が、排気口58を通して吸煙器22から排気される。吸煙器22は、エネルギー供給信号52のデアサートに応答して、手術部位からの空気及び汚染物質の排気を停止すると共に、吸煙器22内に流れる空気の清浄化、脱臭、及び中和を停止する。したがって、吸煙器22は、エネルギー供給信号52がアサートされるときにエネルギー供給され、手術部位で得られる空気から汚染物質を除去し、エネルギー供給信号52がデアサートされるときにエネルギー供給停止され、動作を停止する。発生器作動信号44のアサート及びデアサートに対応する制御アルゴリズム60(図2)の実行により、エネルギー供給信号52がアサートされ、デアサートされる条件が決定される。
大半の場合、電気外科用発生器20は、内部プロセッサ、マイクロコントローラ、ステートマシーン、又は制御アルゴリズム60(図2)を実行し、付属品制御信号48を付属品スイッチ50に送出する他のデジタル論理制御要素を有する。この場合、付属品コントローラ46は、電気外科用発生器の機能のプログラムされる部分である。付属品スイッチ50も通常、電気外科用発生器の一部である。付属品スイッチ50は通常、付属品制御信号48のアサート及びデアサートに応答して閉開して、従来の電力を吸煙器22又は他の特別な付属品に電通させる中継として実施される。しかし、電気外科用発生器20又は他の外科用ユニットとは別個の付属品コントローラ46及び付属品スイッチ50を提供し、内部プロセッサ、マイクロコントローラ、ステートマシーン、又は別個の付属品コントローラ46の他のデジタル論理制御要素を使用して制御アルゴリズム60(図2)を実行することも本発明の範囲内である。このような状況では、電気外科用発生器20又は他の外科用ユニットは、電気外科用波形24の送出と共に発生器作動信号44のアサート及びデアサートのみを行う必要がある。
図2に示す補助付属品をエネルギー供給する制御アルゴリズム60は、指スイッチ36又はフットスイッチ38を閉じて、作動要求信号40又は42(図1)をそれぞれアサートすることから発生する作動信号44のアサートに応答して実行される。制御アルゴリズム60は、62において、作動信号44(図1)がアサートされたか否かを判断する。62において、アサートされたと判断される場合、64において、基本ターンオン時間遅延を確立する。66において判断されるようにターンオン時間遅延が経過した後、68に示されるように付属品スイッチ(図1の50)が閉じられる。基本ターンオン時間遅延は、外科用ユニットを異なる作動状況に応じて短縮することができる。68において付属品スイッチを閉じると、吸煙器又は他の補助付属品がエネルギー供給される。付属品スイッチが68において閉じられて、補助付属品がエネルギー供給されると、70において、吸煙器又は他の補助付属品がエネルギー供給された状態を保つターンオフ時間遅延が確立される。補助付属品がエネルギー供給された状態と保つ時間量は、補助付属品が最初にエネルギー供給された時間、又は外科用ユニットが非作動された時間から測定される。補助付属品がエネルギー供給された状態である間に外科用ユニットを作動させると、ターンオフ時間遅延が再設定される。72において判断されるようにターンオフ時間遅延が経過すると、74において、付属品スイッチが開かれる。付属品スイッチが開かれることにより、補助付属品へのエネルギー供給が停止する。
外科用ユニットの異なる作動状況及び非作動状況に対する補助付属品のエネルギー供給及びエネルギー供給停止についてのターンオン時間遅延量の確立及び調整並びにターンオフ時間遅延量の確立についての詳細を、制御アルゴリズム60のプロセスフローに示す。62において作動信号がアサートされたと判断されるまで、待機ループが62において確立されて、外科用ユニットが作動するようになるときの作動信号のアサートを待つ。62において作動信号がアサートされたと判断されると、64において、基本付属品ターンオン時間遅延が確立される。基本ターンオン時間遅延は、好ましくは、選択された時間量、例えば1秒である。64において確立される基本ターンオン時間遅延の時間量は、64において確立される基本ターンオン時間遅延を短縮するのに有効な後述の他の作動条件の認識に対応するのに十分な長い時間量であるべきである。
64において基本ターンオン時間遅延が設定された後、66において、基本ターンオン時間遅延が経過したか否かが判断される。66において経過したと判断されることにより示されるように、ターンオン時間遅延が経過すると、68において付属品スイッチが閉じられる。付属品スイッチが閉じられると、吸煙器又は他の補助付属品がエネルギー供給される。したがって、補助付属品へのエネルギー供給は、62において判断されるように外科用ユニットの作動、その後の64での基本ターンオン時間遅延の確立、及び66でのターンオン時間遅延の経過に応答して行われる。
基本ターンオン時間遅延の経過後に補助付属品をエネルギー供給する機能を図3に図で示す。時点(time instant)76において、外科用ユニットは、患者の組織へのエネルギー送出と併せて作動信号(図1の44)をアサートする。作動信号は基本ターンオン時間遅延を設定する(図2の64)。時点78において、基本ターンオン時間遅延が経過する(図2の66)。時点78において、68(図2)において付属品スイッチを閉じた結果として、吸煙器又は他の補助付属品がエネルギー供給される。したがって、時点76での外科用ユニットの作動により、時点78において補助付属品がエネルギー供給されることになる。時点76と時点78との時間差は、66(図2)において設定される基本ターンオン時間遅延量である。
図2の62、64、66、及び68に表され、図3の時点76及び78に示されるプログラムフローの下で、64(図2)において設定される基本ターンオン時間遅延は、時点76での外科用ユニットの作動に相対して時点78での補助付属品にエネルギー供給する際のターンオン時間遅延を制御する。通常、基本ターンオン時間遅延により補助付属品へのエネルギー供給を制御できるようにすることは普通、比較的短いエネルギーバーストを組織に送出する外科用ユニットの単一の相対的に短時間の作動に応答して行われる。非作動時点80と作動時点76との時間差が比較的短いことによりこの状況を図3に示す。非作動時点80は、電気外科用発生器22又は他の外科用ユニットが、指スイッチ36又はフットスイッチ38(図1)を開くことにより作動要求信号42又は44のデアサートに応答して非作動する時間を表わす。比較的短いエネルギーバーストの送出は、外科医が比較的遅いペースで出血中のスポットを凝固させている状況、又は外科医が組織へのエネルギー印加及びエネルギー印加に対する組織の反応をテストしており、作動している吸煙器からのノイズ及び空気流に邪魔されずに、生じる効果を知覚して感じ取ることを好む状況下で発生し得る。
図2に示す制御アルゴリズム60は、64において確立される基本ターンオン時間遅延量を短縮させる可能性のある2つの他の条件を評価する。これら他の条件は、外科用ユニットの作動に応答して吸煙器又は補助付属品がエネルギー供給されるまでの時間遅延量を短縮させる可能性を提供する。図2に示すように、64において基本ターンオン時間遅延が設定され、66での否定判断により、基本ターンオン時間遅延が経過していないことが示された後、82において、基本ターンオン時間遅延が64において設定された後に外科用ユニットが作動された時間量の測定が行われる。次に、84において、82において測定された時間量が64において設定された基本ターンオン時間遅延の所定の比率を超えるか否かが判断される。例えば、外科用ユニットがターンオン時間遅延の50%〜75%の時間にわたって連続して作動された状況下では、基本ターンオン時間遅延が経過する前に補助付属品を作動させることが好ましい。連続作動により、煙、臭い、及び粒子汚染物質が、基本ターンオン時間遅延中に単一のエネルギーバーストが送出される状況よりも早く発生する可能性が提供される。84において超えると判断される場合、68において付属品スイッチが閉じられる。84での否定判断で表されるように、ターンオン時間遅延の所定の比率に達するまで、84において、82での時間測定が基本ターンオン時間遅延の選択された割合になったと判断されるまで、82での時間測定のループ評価が続けられる。好ましくは、基本ターンオン時間遅延の選択される割合は、基本ターンオン時間遅延量の50%〜75%の範囲である。
82及び84で実行される機能が64で設定される基本ターンオン時間遅延を短縮させる状況の一例を、図4にグラフで示す。外科用ユニットは時点76において作動し、時点86まで作動状態を保つ。したがって、外科用ユニットは時点76から時点78での基本ターンオン時間遅延により表される時間まで連続して作動していた。しかし、時点88で表されるターンオン時間遅延の所定の比率の時間、例えば、基本ターンオン時間遅延の50%〜75%の範囲内で、測定された作動時間量(図2の82)が基本時間遅延の所定の比率に達し(図2の84において判断される)、付属品スイッチを閉じさせ(図2の68)、補助付属品にエネルギー供給させる。補助付属品は、図4では、時点88にエネルギー供給されるものとして示される。時点88は、時点78で示されるような基本ターンオン時間遅延が経過する前に発生する。
制御アルゴリズム60の82及び84で行われる機能が基本ターンオン時間遅延を短縮させる状況の別の例を図5にグラフで示す。図5に示す状況では、外科用ユニットは高速且つ断続的に作動されている。最初の作動は時点76に行われ、その後、比較的すぐに時点90において非作動が行われる。別の作動が時点92においてすぐに行われ、その後、時点94においてすぐに非作動が行われる。3回目の作動が時点96に行われ、時点98ですぐに非作動される。本質的には、外科用ユニットは、時点78で表される基本ターンオン時間遅延中に比較的すぐに連続して3回、作動して非作動している。各作動中、時点76と時点90との間の時間量、時点92と時点94との間の時間量、及び時点96と時点98との時間量は、82(図2)において測定される。時点76と時点90、時点92と時点94、及び時点96と時点100との間で測定される累積時間量は、84(図2)において判断されるように基本ターンオン時間遅延の所定の比率に等しい値に達し、それにより、時点100において補助付属品にエネルギー供給させる。時点100は、時点78で示されるような基本ターンオン時間遅延が経過する前に発生する。
図5に示す例は、合計累積作動時間が84(図2)で確立される基本ターンオン時間遅延の所定の比率を超えた結果として発生する。高速で断続的な作動の持続時間がより短い、又は発生の頻度が少ない場合、基本ターンオン時間遅延は、合計作動累積時間が基本ターンオン時間遅延の所定の比率に達する前に時点78において切れる(図2の66)。これらの状況下では、基本ターンオン時間遅延が補助付属品のエネルギー供給を制御する。
基本ターンオン時間遅延は、図2に示すプロセスフロー機能102及び104を実行することにより、64において確立される基本ターンオン時間遅延から短縮させることもできる。64において確立される基本ターンオン時間遅延が、66において判断されるように、まだ経過していない場合、102において、外科用ユニットの作動回数が計数される。102で計数される作動回数が所定の複数の作動回数、例えば3回に達したと判断される場合、104での肯定判断により、68において付属品スイッチが閉じられる。102において計数される作動回数が、104において確立される所定の複数の作動回数に達するまで、104において、待機ループが確立される。102及び104で表される機能は、102及び104で表される機能が、82及び84の機能で表される作動の合計持続時間が計数されるのではなく、作動回数の計数にのみ基づくことを除き、外科用ユニットを高速且つ断続的に作動させる場合に関わる状況と同様の状況下で補助付属品を作動させる。
外科用ユニットの所定の作動回数に応答して補助付属品を作動させる一例を図6にグラフで示す。図6に示す例では、104(図2)での肯定判断を提供する作動回数は3回である。図6に示すように、最初の作動は時点76で始まり、時点90で終わる。2回目の作動は時点92で始まり、時点94で終わる。3回目の作動は時点96で始まり、時点98で終わる。時点96での3回目の作動は、104(図2)において102で設定された計数要件を肯定的に満たすものとして判断され、時点96において補助付属品にエネルギー供給させる。時点96での補助付属品へのエネルギー供給は、時点78での基本ターンオン時間遅延(図2の64において確立される)の経過前に行われる。作動回数は、吸煙器又は他の補助付属品をより早い時間にエネルギー供給する必要があることを示す。時点96は、時点78で示されるような基本ターンオン時間遅延の経過前に発生する。
104において確立される作動回数は、図2に示す68での付属品スイッチを閉じるベースであり、基本ターンオン時間遅延の長さ及び指スイッチ36又はフットスイッチ38のいずれかを外科医が閉開することができる素早さに関連して確立されなければならない。104での肯定判断を実現するために確立される作動回数があまりに多すぎて、外科医が物理的に実現することができない場合、64において確立される基本ターンオン時間遅延は、104において肯定判断が行われる前に66において切れる。
まとめると、制御アルゴリズム60は、基本ターンオン時間遅延が切れた後、又は短縮されたターンオン時間遅延が切れた後に補助付属品にエネルギー供給する。64(図2)において設定されたターンオン時間遅延が、電気外科用発生器又は外科用ユニットの作動後に切れる状況は、図3に例示される。図3は、基本ターンオン時間遅延を短縮させる影響を有し得る外科用ユニットのそれ以上の作動が発生しないため、基本ターンオン時間遅延が補助付属品へのエネルギー供給時間を支配することを示す。基本ターンオン時間遅延は、図4に例示されるように基本ターンオン時間中の連続作動により、又は図5に例示されるように基本ターンオン時間遅延の所定の比率に累積して達する一連の作動により、84(図2)において判断されるような基本ターンオン時間遅延の所定の時間割合にわたって連続して作動するという条件下で短縮される。これに加えて、又はこれに代えて、基本ターンオン時間遅延は、104(図2)において判断され、図6に例示されるように、電気外科用発生器又は外科用ユニットを基本ターンオン時間遅延中に所定の複数回数分作動させるという条件下で低減され得る。
制御アルゴリズム60は、ターンオン時間遅延後にエネルギー供給した後の、補助付属品へのエネルギー供給停止も制御する。補助付属品へのエネルギー供給は、図2の68に示すように付属品スイッチを閉じることにより行われる。制御アルゴリズム60は、補助付属品がエネルギー供給された後、ターンオフ時間遅延にわたって補助付属品をエネルギー供給された状態に保つ。ターンオフ時間遅延は、補助付属品が最初にエネルギー供給された後、又は別法として、補助付属品が最後にエネルギー供給停止された後の所定のターンオフ時間遅延、例えば2秒である。その結果として、補助付属品は、所定のターンオフ時間遅延の最小持続時間にわたってエネルギー供給された状態を保つ。通常、補助付属品は、外科用ユニットが作動している時間に、所定のターンオン時間遅延の持続時間を足した時間にわたってエネルギー供給された状態を保つ。
補助付属品のエネルギー供給停止を制御する制御アルゴリズム60の機能は、図2に示すように、68において付属品スイッチが閉じられて、補助付属品にエネルギー供給された後に始まる。106において、68において付属品スイッチが閉じられた後に、外科用ユニットが作動したか否かが判断される。106での判断は、付属品スイッチが68において閉じられた直後に、外科用ユニットが作動したか否かを認識する。68において付属品スイッチが閉じられる前に経過しなければならないターンオン時間遅延により、付属品スイッチが68において閉じられ、補助付属品がエネルギー供給されるときに、外科用ユニットがもはや作動していない場合があり得る。この状況を、外科用ユニットの作動が時点76に始まり、基本ターンオン時間遅延の経過後の時点78において補助付属品がエネルギー供給される前の時点80に終わる図3に示す。このような状況下では、図2に示す106での否定判断により、70において所定の付属品ターンオフ時間遅延が設定される。70において設定される所定のターンオフ時間遅延は、108において判断されるように、補助付属品がエネルギー供給されている持続時間以内に再び作動しない場合、72において判断されるように補助付属品へのエネルギー供給が停止される時間を制御する。外科用ユニットが108において判断されるように作動しない限り、72での判断が肯定であり、付属品スイッチが74において開かれるときまで、プログラムフロー機能72と108との間のループが確立される。この状況の一例を、補助付属品が時点78においてエネルギー供給され、時間110でのターンオフ時間遅延の経過により、付属品スイッチが閉じられ、補助付属品へのエネルギー供給が停止する図3に示す。時点78と時間110との時間差は、70(図2)で設定されるオフ遅延量を表す。
図2に示すように、一方、付属品スイッチ68が閉じられているときに外科用ユニットが作動状態のままである場合、プログラムフローは、外科用ユニットがもはや作動状態ではなくなるまで、106において待機ループに入る。外科用ユニットが非作動すると、106において否定判断が行われる。その後、ターンオフ時間遅延が70において設定される。72での判断は、ターンオフ時間遅延がまだ経過していないため、70においてターンオフ時間遅延が設定された直後は否定である。外科用ユニットが作動していない場合、108での判断は否定になり、72において判断されるようにターンオフ時間遅延が経過するまで、72と108との間のプログラムフローループになる。ターンオフ時間遅延が経過した時点で、付属品スイッチが74において開かれる。この状況を図4に示す。補助付属品がエネルギー供給された後、時点86まで外科用ユニットは作動し続ける。時点80において、106(図2)での否定判断により、70(図2)においてターンオフ時間遅延が設定される。外科用ユニットは図4に示すようにその後作動しないため、ターンオフ時間遅延が経過し、時点112において、付属品スイッチが開かれて、補助付属品へのエネルギー供給が停止される。時点80と時点112との時間差は、70(図2)において確立されるターンオフ時間遅延量を表す。
同様の状況が図5にも表される。時点100において、付属品スイッチが閉じられ、補助付属品がエネルギー供給される。短時間後に、時点98において、外科用ユニットは非作動し、その後、作動しない。時点98での外科用ユニットの非作動により、106(図2)において否定判断され、70(図2)においてターンオフ時間遅延が設定される。否定判断が、ターンオフ時間遅延が経過し、付属品スイッチが時点114において開かれるまで連続ループ内の106及び108(図2)において行われる。図5に示す時点98と時点114との時間差は、70(図2)において設定されるターンオフ時間遅延量を表す。
補助付属品がエネルギー供給されている時間中に外科用ユニットを作動させると、図2から理解されるようにターンオフ時間遅延が再設定又は再確立される。70において付属品ターンオフ時間遅延が設定された後、ターンオフ時間遅延が経過していない場合、72での判断は否定になる。72での各否定判断は、外科用ユニットがまだ作動しているか否かという108での判断に繋がる。108において肯定的に判断されるように、外科用ユニットが付属品ターンオフ時間遅延の持続時間中に作動することになると、その肯定判断により、プログラムフローは即座に、70でのターンオフ時間遅延の再設定又は再確立に方向転換される。この状況を図7に示す。初期ターンオン時間遅延が、時点76において設定され、70(図2)でのターンオフ時間遅延を設定した結果として、時間116において切れる。外科用ユニットは、時点118において、初期に設定されたターンオフ時間遅延が経過する前に時点118において作動する。外科用ユニットは、時点118から時点120まで作動状態を保つ。図2から理解されるように、時点118での作動は、108での肯定判断により認識され、70でのターンオフ時間遅延の再設定に繋がる。外科用ユニットが時点118と時点120(図7)との間で作動状態のままである限り、108での肯定判断により、70においてターンオフ時間遅延が再設定又は再確立され続ける。外科用ユニットがもはや作動しなくなる時点120(図7)において、108での否定判断により、最新のターンオフ時間遅延(図7の時点120において設定される)が経過するまで、否定判断72と108との間のプログラムフローループが開始される。最新に確立されたターンオフ時間遅延の経過が、図7に示すように時間122において発生する。時点120と時間122との時間差は、104において設定されるターンオフ時間遅延量である。
要約すると、制御アルゴリズム60は、70(図2)において設定されるターンオフ時間遅延の経過後に吸煙器又は他の補助付属品へのエネルギー供給を停止させる。補助付属品は、ターンオフ時間遅延が続く間、エネルギー供給状態を保つ。ターンオフ時間遅延は、補助付属品へのエネルギー供給の開始と共に、又は外科用ユニットが最後に非作動した後に開始され、補助付属品をより長くエネルギー供給された状態に保つ。外科用ユニットが、補助付属品がエネルギー供給されている時間中に作動すると、補助付属品は、外科用ユニットの非作動から測定されるターンオフ時間遅延が経過するまでエネルギー供給された状態を保つ。
制御アルゴリズムの機能は大きな改良を実現する。短いターンオン時間遅延により、外科医は、吸煙器又は他の補助付属品を即座にエネルギー供給するという感覚的に気を散らせる要素なしで外科手術の様子(aspects)を感じ取って観察することができる。外科医は、吸煙器又は補助付属品の即時エネルギー供給により発生する付加的なノイズ及び手術部位での空気の移動によるこれらの要因を感じ取ることにより気が散る可能性なく、組織へのエネルギーの初期効果を感じ取り、配出エネルギー量を判断し、そのエネルギーに対する組織の反応を評価する機会を得る。短いターンオン時間遅延は、この遅延後に吸煙器が煙、臭い、及び粒子の除去が不可能であるか、又は困難であるポイントまでこれらの汚染物質を過度に累積させない。一方、基本ターンオン時間遅延中の外科用ユニットの連続作動又は高速断続作動は、ターンオン時間遅延の短縮が望ましい可能性があることを示す。初期オン遅延時間中、初期ターンオン時間遅延のうちの所定の相当な部分の間、又は初期ターンオン時間中の所定の複数の高速断続作動回数に基づく外科用ユニットの連続作動は、ターンオン時間遅延を短縮させて、補助付属品をいくらか早い時点にエネルギー供給させることができる。所定のターンオフ時間遅延後に補助付属品へのエネルギー供給を停止させることで、吸煙器又は他の補助付属品の停止及び開始の回数が最小に抑えられ、それにより、補助付属品の停止及び開始を繰り返すことにより発生する付加的な摩耗が低減される。補助付属品がエネルギー供給されている間に外科用ユニットを作動させると、オフ遅延時間が再設定又は再確立されることにより、外科手術の進行中に手術部位からの煙、臭い、又は粒子汚染物質の連続した除去又は補助付属品の他の機能が継続する。本発明を完全に理解し、認識した上で、他の多くの利点及び改良が明らかになろう。
本発明の現在好ましい実施形態及び多くのその改良について具体的に説明した。この説明は本発明を実施する好ましい例であり、必ずしも本発明の範囲を限定することを意図したものではない。本発明の範囲は以下の特許請求の範囲により規定される。
Claims (26)
- 外科用ユニットを作動させてエネルギー供給することに関連して補助付属品にエネルギー供給する方法であって、
前記外科用ユニットを作動させてエネルギー供給するステップと、
前記外科用ユニットの作動後に所定のターンオン時間遅延が経過した後、前記補助付属品にエネルギー供給するステップと、
を含む、方法。 - 前記所定のターンオン時間遅延を基本固定時間量として隔離するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記基本固定時間量の所定の比率にわたり前記外科用ユニットを作動させてから、前記所定のターンオン時間遅延を該基本固定時間量未満の時間量として確立するステップをさらに含む、請求項2に記載の方法。
- 前記所定の比率を前記基本固定時間量の50%〜75%の範囲内に確立するステップをさらに含む、請求項3に記載の方法。
- 前記基本固定時間量をほぼ1秒で確立するステップをさらに含む、請求項4に記載の方法。
- 前記基本固定時間量中に前記外科用ユニットを複数回作動させるステップと、
前記固定時間量中の各前記複数の作動中に前記外科用ユニットが作動された時間量を測定するステップと、
前記基本固定時間量中の各前記複数の作動の累積量が前記固定時間量の前記所定の比率に等しい場合、前記補助付属品にエネルギー供給するステップと、
をさらに含む、請求項3に記載の方法。 - 前記基本固定時間量中に前記外科用ユニットを連続して作動させるステップと、
前記外科用ユニットが前記基本固定時間中に連続して作動する時間量を測定するステップと、
前記連続作動の累積時間量が前記固定時間量の所定の比率に等しい場合、前記補助付属品にエネルギー供給するステップと、
をさらに含む、請求項3に記載の方法。 - 前記基本固定時間量中に前記外科用ユニットを複数回作動させるステップと、
前記基本固定時間量中の前記外科用ユニットの複数の作動回数を計数するステップと、
前記計数された作動回数が2以上の所定の計数に等しい場合、前記補助付属品にエネルギー供給するステップと、
をさらに含む、請求項3に記載の方法。 - 前記基本固定時間量中に前記外科用ユニットを複数回作動させるステップと、
前記基本固定時間量中の前記外科用ユニットの複数の作動回数を計数するステップと、
前記計数された作動回数が2以上の所定の計数に等しい場合、前記補助付属品にエネルギー供給するステップと、
をさらに含む、請求項2に記載の方法。 - 前記外科用ユニットを作動させた後、該外科用ユニットを非作動させて、エネルギーを供給停止させるステップと、
前記外科用ユニットが非作動した後に、所定のターンオフ時間遅延後に前記補助付属品へのエネルギーを供給停止させるステップと、
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記所定のターンオフ時間遅延を、前記所定のターンオン時間遅延よりも長い時間量として確立するステップと、
をさらに含む、請求項10に記載の方法。 - 前記基本固定時間量をほぼ1秒として確立するステップと、
前記所定のターンオフ時間遅延をほぼ2秒として確立するステップと、
をさらに含む、請求項10に記載の方法。 - 前記補助付属品のエネルギー供給前に、前記所定のターンオン時間遅延中に前記外科用ユニットを非作動させるステップと、
前記補助付属品がエネルギー供給された後、前記所定のターンオフ時間遅延が経過した後に該補助付属品へのエネルギーを供給停止させるステップと、
をさらに含む、請求項10に記載のする方法。 - 前記所定のターンオン時間遅延が経過した後、前記補助付属品がエネルギー供給されている間に前記外科用ユニットを非作動させるステップと、
前記外科用ユニットを非作動させた時間から前記所定のターンオフ時間遅延が経過した後、前記補助付属品へのエネルギーを供給停止させるステップと、
をさらに含む、請求項10に記載の方法。 - 前記補助付属品がエネルギー供給されている間に前記外科用ユニットを作動させるステップと、
前記補助付属品がエネルギー供給されている間に前記外科用ユニットを非作動させるステップと、
前記補助付属品がエネルギー供給されていたときに、前記外科用ユニットを最後に非作動させた時間から前記所定のターンオフ時間遅延が経過した後、該補助付属品へのエネルギーを供給停止させるステップと
をさらに含む、請求項10に記載の方法。 - 前記外科用ユニットを電気外科用発生器又は医療用レーザのうちの一方として選択するステップと、
前記補助付属品を吸煙器、洗浄ポンプ、又は流体ポンプのうちの1つとして選択するステップと、
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記外科用ユニットを作動させてからの基本固定時間量の経過、該外科用ユニットを作動させた後に測定される該基本固定時間量全体未満の所定の比率の経過、又は該外科用ユニットを作動させた後に測定される該基本固定時間量中に該外科用ユニットが所定の複数回作動することのうちの最も早い事象として前記所定のターンオン時間遅延を確立するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記外科用ユニットを非作動させて、エネルギーの供給停止させるステップと、
前記補助付属品がエネルギー供給されている間に前記外科用ユニットを最後に非作動させてから所定のターンオフ時間遅延が経過したとき、又は該補助付属品へのエネルギー供給前に該外科用ユニットを非作動させた場合、該補助付属品がエネルギー供給されてから前記所定のターンオフ時間遅延が経過したときに、該補助付属品へのエネルギーを供給停止させるステップと、
をさらに含む、請求項17に記載の方法。 - 前記外科用ユニットは、電気外科用発生器であり、前記補助付属品は吸煙器である、請求項18に記載の方法。
- 外科用ユニットを作動させてエネルギー供給することに関連して補助付属品にエネルギー供給するコントローラであって、前記コントローラは、エネルギーが送出されると、前記外科用ユニットによりアサートされる作動信号に応答して制御アルゴリズムを実行し、該制御アルゴリズムは、付属品スイッチを動作的に閉じて前記補助付属品をエネルギー供給させ、該付属品スイッチを開いて該補助付属品へのエネルギー供給を停止させ、
前記制御アルゴリズムは、前記コントローラに、前記作動信号がアサートされてから所定のターンオン時間遅延が経過した後、前記付属品スイッチを閉じることを動作的に実行させる、
コントローラ。 - 前記所定のターンオン時間遅延は基本固定時間量である、請求項20に記載のコントローラ。
- 前記制御アルゴリズムは、前記コントローラに、
前記基本固定時間量中に前記作動信号がアサートされる時間量を計数すること、及び
前記作動信号がアサートされる前記計数された時間量が、前記基本固定時間量全体未満の所定の比率に等しい場合、該固定時間量が経過する前に前記付属品スイッチを閉じること、を動作的に実行させる、
請求項21に記載のコントローラ。 - 前記制御アルゴリズムは、前記コントローラに、
前記基本固定時間量中の前記作動信号のアサート数を計数すること、及び
前記計数される前記作動信号のアサート数が2以上の所定の数に等しい場合、前記固定時間量が経過する前に前記付属品スイッチを閉じること
を動作的に実行させる、請求項21にコントローラ。 - 前記制御アルゴリズムは、前記コントローラに、
前記作動信号のアサート後の前記基本固定時間量の経過、前記作動信号が該基本固定時間量全体未満の所定の比率にわたってアサートされること、又は該基本固定時間量中に前記作動信号が所定の複数回アサートされることのうちの最も早く発生する事象として前記所定のターンオン時間遅延を確立すること、を動作的に実行させる、請求項21に記載のコントローラ。 - 前記制御アルゴリズムは、前記コントローラに、
前記作動信号のデアサート又は前記付属品スイッチが閉じられることのうちの後に発生する事象の後、所定のターンオフ時間遅延が経過した後に前記付属品スイッチを開くこと
を動作的に実行させる、請求項21に記載のコントローラ。 - 前記外科用ユニットは電気外科用発生器であり、前記補助付属品は吸煙器である、請求項21に記載のコントローラ。
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