JP2010158528A - 組織の電気伝導率対温度曲線上の固定点を維持することに基づく、医療デバイス用のエネルギー送達アルゴリズム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】組織に適用される電気外科波形を出力するように構成された無線周波数出力;センサモジュール22であって、該センサモジュールは、組織への該電気外科波形の適用から生じる組織インピーダンスを連続的に感知して、該組織インピーダンスに関連する少なくとも1つの信号を生成するように構成されている、センサモジュール;および制御器、を備え、該制御器は該無線周波数出力により生成された電気外科波形の電力を調節し;該センサモジュールから該少なくとも1つの信号を受信し;引き続く平均インピーダンスの変化の方向を決定し;そして該電気外科波形の電力の引き続く調節を実施する、ように構成されている、電気外科発電機。
【選択図】図5
Description
(技術分野)
本開示は、電気外科の装置、システムおよび方法に関する。より特定すると、本開示は、組織へのエネルギーの適用を制御するアルゴリズムに関する。
電気外科発電機は、患者の組織を切断し、凝固させ、乾燥させ、そして/またはシールするために、電気外科器具と組み合わせて外科医により使用される。高周波数電気エネルギー(例えば、無線周波数(RF)エネルギー)は、電気外科発電機により生成され、そして電気外科道具により組織に適用される。単極構成と双極構成との両方が、電気外科手順中に通常使用される。
本開示は、電気外科発電機により生成される電気外科波形を制御する方法に関する。この方法は、電気外科発電機を作動させて電気外科波形を生じる最初の工程、および第一のサンプル枠中にこの電気外科波形の電力を増加させる最初の工程を包含する。この方法はまた、この電気外科波形の電力の増加に応答するこの第一のサンプル枠中の第一の平均インピーダンスの変化の方向を決定する工程、および引き続くサンプル枠中に、この第一の平均インピーダンスの変化の方向に応答して、この電気外科波形の電力の最初の調節を実施する工程を包含する。この方法はまた、この電力の最初の調節に応答するこの引き続くサンプル枠中の引き続く平均インピーダンスの変化の方向を決定する工程、およびこの引き続く平均インピーダンスの変化の方向に応答して、この電気外科波形の電力の引き続く調節を実施する工程を包含する。第一の平均インピーダンスの変化の方向と引き続く平均インピーダンスの変化の方向とが同じである場合、この電力の引き続く調節は、この電力の最初の調節と逆である(すなわち、逆の方向に調節される)。
(項目1)
組織に適用される電気外科波形を出力するように構成された無線周波数出力;
センサモジュールであって、該センサモジュールは、組織への該電気外科波形の適用から生じる組織インピーダンスを連続的に感知して、該組織インピーダンスに関連する少なくとも1つの信号を生成するように構成されている、センサモジュール;および
制御器、
を備え、該制御器は、
該無線周波数出力により生成された電気外科波形の電力を調節し、この制御器は、第一のサンプル枠中に、該電気外科波形の電力を増加させ;
該センサモジュールから該少なくとも1つの信号を受信して、該制御器によりなされる該電気外科波形の電力の増加に応答する該第一のサンプル枠中の第一の平均インピーダンスの変化の方向を決定し、該制御器は、引き続くサンプル枠中に、該第一の平均インピーダンスの変化の方向に応答して、該電気外科波形の電力の第一の調節を実施し;
該制御器によりなされる該電力の第一の調節に応答する該引き続くサンプル枠中の引き続く平均インピーダンスの変化の方向を決定し;そして
該引き続く平均インピーダンスの変化の方向に応答して、該電気外科波形の電力の引き続く調節を実施し、該第一の平均インピーダンスの変化の方向と該引き続く平均インピーダンスの変化の方向とが同じである場合、該電力の引き続く調節は、該電力の第一の調節と逆である、
ように構成されている、電気外科発電機。
上記制御器が、上記センサモジュールにより生成された上記少なくとも1つの信号を受信し、そして上記第一の平均インピーダンスおよび上記引き続く平均インピーダンスのうちの少なくとも1つをフィルタリングし、そして該第一の平均インピーダンスおよび該引き続く平均インピーダンスに関連する少なくとも1つの信号を生成するようにさらに構成されている、上記項目に記載の発電機。
上記制御器と双方向通信するユーザインターフェースであって、該ユーザインターフェースは、ユーザが少なくとも1つの外科手術前パラメータを選択することを可能にし、該少なくとも1つの外科手術前パラメータは、上記第一のサンプル枠中の上記電気外科波形の電力の増加のレベル、上記引き続くサンプル枠中の該電気外科波形の上記電力の第一の調節のレベル、および該電気外科波形の電力の引き続く調節のレベルのうちの少なくとも1つを含む、ユーザインターフェース、
をさらに備える、上記項目のうちのいずれかに記載の発電機。
上記制御器が、上記第一の平均インピーダンスの減少に応答して上記電気外科波形の電力を増加させ、そして該第一の平均インピーダンスの増加に応答して該電気外科波形の電力を減少させるようにさらに構成されている、上記項目のうちのいずれかに記載の発電機。
上記制御器が、上記第一の平均インピーダンスの減少に応答して上記電気外科波形の電力を減少させ、そして該第一の平均インピーダンスの増加に応答して該電気外科波形の電力を増加させるようにさらに構成されている、上記項目のうちのいずれかに記載の発電機。
上記センサモジュールが、第三のサンプル枠中にピークインピーダンスを連続的に測定し、そして該ピークインピーダンスに関連する少なくとも1つの信号を生成するように構成されており、そして上記制御器が、該センサモジュールから該ピークインピーダンスに関連する少なくとも1つの信号を受信して、該ピークインピーダンスをインピーダンスの所定の閾値変化と比較し、インピーダンスの急激な上昇を決定するように構成されている、上記項目のうちのいずれかに記載の発電機。
上記センサモジュールが、第三のサンプル枠中に第三の平均インピーダンスを決定し、そして第四のサンプル枠中に第四の平均インピーダンスを決定するようにさらに構成されており、そして該第三の平均インピーダンスと該第四の平均インピーダンスが実質的に等しい場合、上記制御器が、上記電気外科波形を第五のサンプル枠に適用する、上記項目のうちのいずれかに記載の発電機。
電気外科発電機により生成される電気外科波形を制御する方法であって、
電気外科発電機を起動させて電気外科波形を生じる工程;
第一のサンプル枠中に該電気外科波形の電力を増加させる工程;
該電気外科波形の電力の増加に応答する該第一のサンプル枠中の第一の平均インピーダンスの変化の方向を決定する工程;
引き続くサンプル枠中に、該第一の平均インピーダンスの変化の方向に応答して、該電気外科波形の電力の第一の調節を実施する工程;
該電力の第一の調節に応答する該引き続くサンプル枠中の引き続く平均インピーダンスの変化の方向を決定する工程;および
該引き続く平均インピーダンスの変化の方向に応答して、該電気外科波形の電力の引き続く調節を実施する工程であって、該第一の平均インピーダンスの変化の方向と該引き続く平均インピーダンスの変化の方向が同じである場合、該電力の引き続く調節は、該電力の第一の調節と逆である、工程、
を包含する、方法。
上記電力を調節する工程が、
第一の平均インピーダンス曲線の減少に応答して、上記電気外科波形の電力を増加させる工程;および
上記平均インピーダンスの増加に応答して、該電気外科波形の電力を減少させる工程、
をさらに包含する、上記項目に記載の方法。
上記電力の引き続く調節を実施する工程が、
上記第一の平均インピーダンスの減少に応答して、上記電気外科波形の電力を減少させる工程;および
上記平均インピーダンスの増加に応答して、該電気外科波形の電力を増加させる工程、
をさらに包含する、上記項目のうちのいずれかに記載の方法。
上記電力の引き続く調節を実施する工程の後に、上記方法が、
第三のサンプル枠中にピークインピーダンスを連続的に測定する工程;および
該ピークインピーダンスを、インピーダンスの所定の閾値変化と比較して、インピーダンスの急激な上昇を決定する工程、
をさらに包含する。上記項目のうちのいずれかに記載の方法。
上記電力の引き続く調節を実施する工程の後に、上記方法が、
第三のサンプル枠中に第三の平均インピーダンスを決定する工程;
第四のサンプル枠中に第四の平均インピーダンスを決定する工程;および
該第三の平均インピーダンスと該第四の平均インピーダンスとが実質的に等しい場合、第五のサンプル枠に上記電気外科波形を適用する工程、
をさらに包含する、上記項目のうちのいずれかに記載の方法。
電気外科発電機により生成される電気外科波形を制御する方法であって、
電気外科発電機を起動させて電気外科波形を生じる工程;
通常優先タスクの第一のサンプル枠中に、該電気外科波形の電力を増加させる工程;
該電気外科波形の電力の増加に応答する該通常優先タスクの第一のサンプル枠中の第一の平均インピーダンスの変化の方向を決定する工程;
該通常優先タスクの引き続くサンプル枠中に、該第一の平均インピーダンスの変化の方向に応答して、該電気外科波形の電力の第一の調節を実施する工程;
該電力の第一の調節に応答する該通常優先タスクの引き続くサンプル枠中の引き続く平均インピーダンスの変化の方向を決定する工程;および
該引き続く平均インピーダンスの変化の方向に応答して、該電気外科波形の電力の引き続く調節を実施する工程であって、該第一の平均インピーダンスの変化の方向と該引き続く平均インピーダンスの変化の方向とが同じである場合、該電力の引き続く調節は、該電力の第一の調節と逆である、工程、
を包含する、方法。
上記電気外科発電機を起動させて電気外科波形を生じる工程の後に、上記方法が、
高優先タスクの第一のサンプル枠中にピークインピーダンスを連続的に測定する工程であって、該高優先タスクは、上記通常優先タスクの上に重ねられ、そして該通常優先タスクと同時に動作するように構成されている、工程;および
該ピークインピーダンスをインピーダンスの所定の閾値変化と比較して、インピーダンスの急激な上昇を決定する工程、
をさらに包含する、上記項目のうちのいずれかに記載の方法。
上記電気外科発電機を起動させて電気外科波形を生じる工程の後に、上記方法が、
低優先タスクの第一のサンプル枠中に第一の平均インピーダンスを決定する工程であって、該低優先タスクは、上記通常優先タスクの上に重ねられ、そして該通常優先タスクと同時に動作するように構成されている、工程;
該低優先タスクの第二のサンプル枠中に第二の平均インピーダンスを決定する工程;および
第三の平均インピーダンスと第四の平均インピーダンスが実質的に等しい場合、該低優先タスクの第三のサンプルに該電気外科波形を適用する工程、
をさらに包含する、上記項目のうちのいずれかに記載の方法。
組織への適用のための電気外科波形を生成するように適合された電気外科発電機と共に使用するための制御システムであって、
電気外科発電機により生成される電気外科波形の電力を調節するように構成された制御器であって、該制御器は、第一のサンプル枠中に、該電気外科波形の電力を増加させる、制御器;
センサモジュールであって、該組織への該電気外科波形の適用から生じる組織インピーダンスを連続的に感知し、そして該組織インピーダンスに関する少なくとも1つの信号を生成するように構成されている、センサモジュール;および
該制御器と作動可能に通信している少なくとも1つのループ制御モジュールであって、該ループ制御モジュールは、該センサモジュールから該少なくとも1つの信号を受信して、該制御器によりなされる該電気外科波形の電力の増加に応答する該第一のサンプル枠中の第一の平均インピーダンスの変化の方向を決定するためのものであり、該制御器は、引き続くサンプル枠中に、該第一の平均インピーダンスの変化の方向に応答して、該電気外科波形の電力の第一の調節を実施する、ループ制御モジュール、
を備え、
該少なくとも1つのループ制御モジュールは、該制御器によりなされる電力の第一の調節に応答する該引き続くサンプル枠中の引き続く平均インピーダンスの変化の方向を決定するようにさらに構成されており;そして
該制御器は、該引き続く平均インピーダンスの変化の方向に応答して、該電気外科波形の電力の引き続く調節を実施するようにさらに構成されており、該第一の平均インピーダンスの変化の方向と該引き続く平均インピーダンスの変化の方向とが同じである場合、該電力の引き続く調節は、該電力の第一の調節と逆である、
制御システム。
複数のインピーダンスフィルタであって、該インピーダンスフィルタは、上記センサモジュールにより生成された上記少なくとも1つの信号を受信し、そして上記第一の平均インピーダンスおよび上記引き続く平均インピーダンスのうちの少なくとも1つをフィルタリングし、そして上記制御器に伝達するための該第一の平均インピーダンスおよび該引き続く平均インピーダンスに関連する少なくとも1つの信号を生成するように構成されている、インピーダンスフィルタ、
をさらに備える、上記項目に記載の制御システム。
上記制御器と双方向通信するユーザインターフェースであって、該ユーザインターフェースは、ユーザが少なくとも1つの外科手術前パラメータを選択することを可能にし、該少なくとも1つの外科手術前パラメータは、上記第一のサンプル枠中の上記電気外科波形の電力の増加のレベル、上記引き続くサンプル枠中の該電気外科波形の電力の第一の調節のレベル、および該電気外科波形の電力の引き続く調節のレベルのうちの少なくとも1つを含む、ユーザインターフェース、
をさらに備える、上記項目のうちのいずれかに記載の制御システム。
上記制御器が、上記第一の平均インピーダンスの減少に応答して上記電気外科波形の電力を増加させ、そして該第一の平均インピーダンスの増加に応答して該電気外科波形の電力を減少させるようにさらに構成されている、上記項目のうちのいずれかに記載の制御システム。
上記制御器が、上記第一の平均インピーダンスの減少に応答して上記電気外科波形の電力を減少させ、そして該第一の平均インピーダンスの増加に応答して該電気外科波形の電力を増加させるようにさらに構成されている、上記項目のうちのいずれかに記載の制御システム。
上記センサモジュールが、第三のサンプル枠中にピークインピーダンスを連続的に測定し、そして該ピークインピーダンスに関連する少なくとも1つの信号を生成するように構成されており、そして上記少なくとも1つのループ制御モジュールが、該センサモジュールから、該ピークインピーダンスに関連する少なくとも1つの信号を受信して、該ピークインピーダンスをインピーダンスの所定の閾値変化と比較し、インピーダンスの急激な上昇を決定するように構成されている、上記項目のうちのいずれかに記載の制御システム。
上記センサモジュールが、第三のサンプル枠中に第三の平均インピーダンスを決定し、そして第四のサンプル枠中に第四の平均インピーダンスを決定するようにさらに構成されており、そして上記制御器が、該第三の平均インピーダンスと該第四の平均インピーダンスとが実質的に等しい場合に、上記電気外科波形を第五のサンプル枠に適用する、上記項目のうちのいずれかに記載の制御システム。
(摘要)
電気外科波形を制御する方法は、電気外科発電機を起動させる最初の工程、および第一のサンプル枠中に電力を増加させる最初の工程、および第一のサンプル枠中に第一の平均インピーダンスの変化の方向を決定する最初の工程を包含する。この方法はまた、引き続くサンプル枠中に第一の平均インピーダンスの変化の方向に応答して電力の第一の調節を実施する工程、および電力の第一の調節に応答する引き続くサンプル枠中に引き続く平均インピーダンスの変化の方向を決定する工程を包含する。この方法はまた、引き続く平均インピーダンスの変化の方向に応答して電力の引き続く調節を実施する工程を包含する。この第一の平均インピーダンスの変化の方向とこの引き続く平均インピーダンスの変化の方向とが同じである場合、この電力の引き続く調節は、電力の第一の調節と逆である。
本開示の特定の実施形態が、添付の図面を参照しながら本明細書中以下に記載される。以下の説明において、周知の機能または構成は、本開示を不必要な細部においてあいまいにすることを回避するために、詳細には記載されない。当業者は、本開示が内視鏡器具または観血器具のいずれかと共に使用するために適合され得ることを理解する。
Z=L/(σ×A);
ここでZは、処置を受けている組織のインピーダンスであり;
Lは、処置を受けている組織の長さであり;
σは、処置を受けている組織の電気コンダクタンスであり;そして
Aは、処置を受けている組織の表面積である。
dz/dt=(Z−Z_OLD)/(t−t_OLD);および
Z_OLD=Z
に従って得られる。これらの式において、Zは、時刻tに測定された値に従うインピーダンスであり;そして
Z_OLDは、時刻t_OLDにおいて前の時間間隔で測定された値に従う格納されたインピーダンスである。内側ループ制御モジュール402および外側ループ制御モジュール404は、リアルタイムの感知された値を処理し、そして所望の組織効果を達成するために必要とされる出力電力を制御する発電機20に、RF命令を出力する。
(1) ZfXn=Zin×A+ZfXn−1×B
AおよびBは、時定数に関係し、そして発電機20の入力制御を介して、各特定のインピーダンスフィルタZfXについてユーザにより特定され得る。AおよびBを計算する場合、以下の式が使用され得る:
B=e^(−1/サンプル数);
A=1−B。
Claims (7)
- 組織に適用される電気外科波形を出力するように構成された無線周波数出力;
センサモジュールであって、該センサモジュールは、組織への該電気外科波形の適用から生じる組織インピーダンスを連続的に感知して、該組織インピーダンスに関連する少なくとも1つの信号を生成するように構成されている、センサモジュール;および
制御器、
を備え、該制御器は、
該無線周波数出力により生成された電気外科波形の電力を調節し、この制御器は、第一のサンプル枠中に、該電気外科波形の電力を増加させ;
該センサモジュールから該少なくとも1つの信号を受信して、該制御器によりなされる該電気外科波形の電力の増加に応答する該第一のサンプル枠中の第一の平均インピーダンスの変化の方向を決定し、該制御器は、引き続くサンプル枠中に、該第一の平均インピーダンスの変化の方向に応答して、該電気外科波形の電力の第一の調節を実施し;
該制御器によりなされる該電力の第一の調節に応答する該引き続くサンプル枠中の引き続く平均インピーダンスの変化の方向を決定し;そして
該引き続く平均インピーダンスの変化の方向に応答して、該電気外科波形の電力の引き続く調節を実施し、該第一の平均インピーダンスの変化の方向と該引き続く平均インピーダンスの変化の方向とが同じである場合、該電力の引き続く調節は、該電力の第一の調節と逆である、
ように構成されている、電気外科発電機。 - 前記制御器が、前記センサモジュールにより生成された前記少なくとも1つの信号を受信し、そして前記第一の平均インピーダンスおよび前記引き続く平均インピーダンスのうちの少なくとも1つをフィルタリングし、そして該第一の平均インピーダンスおよび該引き続く平均インピーダンスに関連する少なくとも1つの信号を生成するようにさらに構成されている、請求項1に記載の発電機。
- 前記制御器と双方向通信するユーザインターフェースであって、該ユーザインターフェースは、ユーザが少なくとも1つの外科手術前パラメータを選択することを可能にし、該少なくとも1つの外科手術前パラメータは、前記第一のサンプル枠中の前記電気外科波形の電力の増加のレベル、前記引き続くサンプル枠中の該電気外科波形の前記電力の第一の調節のレベル、および該電気外科波形の電力の引き続く調節のレベルのうちの少なくとも1つを含む、ユーザインターフェース、
をさらに備える、請求項1に記載の発電機。 - 前記制御器が、前記第一の平均インピーダンスの減少に応答して前記電気外科波形の電力を増加させ、そして該第一の平均インピーダンスの増加に応答して該電気外科波形の電力を減少させるようにさらに構成されている、請求項1に記載の発電機。
- 前記制御器が、前記第一の平均インピーダンスの減少に応答して前記電気外科波形の電力を減少させ、そして該第一の平均インピーダンスの増加に応答して該電気外科波形の電力を増加させるようにさらに構成されている、請求項1に記載の発電機。
- 前記センサモジュールが、第三のサンプル枠中にピークインピーダンスを連続的に測定し、そして該ピークインピーダンスに関連する少なくとも1つの信号を生成するように構成されており、そして前記制御器が、該センサモジュールから該ピークインピーダンスに関連する少なくとも1つの信号を受信して、該ピークインピーダンスをインピーダンスの所定の閾値変化と比較し、インピーダンスの急激な上昇を決定するように構成されている、請求項1に記載の発電機。
- 前記センサモジュールが、第三のサンプル枠中に第三の平均インピーダンスを決定し、そして第四のサンプル枠中に第四の平均インピーダンスを決定するようにさらに構成されており、そして該第三の平均インピーダンスと該第四の平均インピーダンスが実質的に等しい場合、前記制御器が、前記電気外科波形を第五のサンプル枠に適用する、請求項1に記載の発電機。
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